Schönberger Hof
In einer Biogasanlage erfolgt der anaerobe mikrobielle Abbau (Vergärung)
des eingesetzten Substrats. Dieses besteht meist aus gut abbaubarer
Biomasse wie Gülle, Energiepflanzen (vor allem Mais-, Getreide- und
Grassilage), landwirtschaftliche Nebenprodukte oder Bioabfälle. Stroh
und Holz, die vor allem Cellulose und Lignocellulose enthalten, sind unter
anaeroben Bedingungen nur schwer bzw. nicht abbaubar und werden
daher nicht eingesetzt. Verschiedene Arten von Mikroorganismen nutzen
die komplex zusammengesetzte Biomasse (vor allem Kohlenhydrate,
Fette und Proteine) als Nährstoff- und Energielieferanten. Anders als
beim aeroben Abbau (z.B. Kompostierung) können die Organismen bei
der Vergärung nur einen geringen Teil der enthaltenen Energie erschließen.
Sie müssen daher relativ große Mengen umsetzen, um ihren Energiebedarf
decken zu können. Hauptprodukte des Abbaus sind das energiereiche
Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2). Da sie gasförmig sind, trennen sie
sich vom Gärsubstrat und bilden die Hauptkomponenten des Biogases.
CO2 ist nicht weiter oxidierbar, kann aber zusammen mit dem energiereichen
CH4 in geeigneten BHKWs der Verbrennung zugeführt werden.
Derzeit (2009) wird in Deutschland Biogas hauptsächlich direkt an der
Biogasanlage zur dezentralen gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung
(Kraft-Wärme-Kopplung) in Blockheizkraftwerken (BHKWs) genutzt.
Dazu wird das Gasgemisch getrocknet, entschwefelt und dann einem
Verbrennungsmotor zugeführt, der einen Generator antreibt. Der so
produzierte Strom wird in das Netz eingespeist. Die in Abgas und
Motorkühlwasser enthaltene Wärme wird in Wärmeaustauscher zurückgewonnen.
Ein Teil der Wärme wird benötigt, um die Fermenter zu beheizen, da die
Mikroorganismen, welche die Biomasse abbauen, am besten bei Temperaturen
37-43 °C (mesophil) oder 50-60 °C (thermophil) wachsen. Überschüssige Wärme
des Motors kann beispielsweise zur Beheizung von Gebäuden, zum Trocknen
der Ernte (Getreide) oder den Betrieb von Aquakulturanlagen verwendet werden.
Besonders wirtschaftlich und energieeffizient arbeitet die Anlage, wenn die
überschüssige Wärme ganzjährig genutzt oder verkauft werden kann.