Was ist Biogas?

Biogas entsteht durch die Zersetzung von organischen Stoffen wie Mais, Gülle oder Pferdemist in Biogasanlagen. Bei der Entstehung von Biogas werden einer luftdichten Silage Bakterien hinzugefügt. Die Bakterien in der Silage ernähren sich dabei von der eingebrachten Biomasse und bauen dabei Kohlenstoffe wie Zucker ab und produzieren so Energie. Bei diesem Gärungsprozess entstehen unter anderem Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff, Stickstoff und Methan.

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Methan macht das Biogas

Den Haupteil des Biogases macht dabei das Methan aus. Außerdem enthält es große Mengen Kohlendioxid  sowie Schwefel und andere Verunreinigungen. Bevor das Biogas in das Erdgasnetz eingespeist werden kann, muss es aufbereitet, also getrocknet, gereinigt und entschwefelt werden. Dadurch erhöht  sich insbesondere der Methangehalt auf ca. 96 Prozent. Dieses Produkt wird als Bio-Erdgas oder Biomethan bezeichnet.

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Biogas besteht zu 50-75% aus Methan. Dabei ist das Methan als brennbares Gas der Energieträger und kann unterschiedlich eingesetzt werden: Heizen, Antrieb von Gasmotoren, Einspeisung in das Erdagsnetz oder zur Erzeugung von Strom.

Der perfekte Dünger: Biogas Reste

Nach 90-tägiger Gasproduktion kann das vergorene, organische Material noch als hochwertiger Dünger eingesetzt werden. Damit kann die Biomasse gleich zweimal genutzt werden – zur Energieerzeugung und zur Veredlung des Düngers.

Wie bereits erwähnt, enthält Biogas Methan. Dieses Methan ist dabei der Energierträger. Die Methan Konzentration des Biogases bestimmt dabei den Energiegehalt. Methan enthält einen Energiegehalt von ca. zehn Kilowattstunden pro Kubikmeter. Bei einer durschnittlichen Methankonzentration von 60% im Biogas beträgt der energetische Ertrag aus einem Kubikmeter Biogas ca. sechs Kilowattstunden.

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Wie entsteht Biogas?

Wir haben bereits grob umrissen,was Biogas eigentlich ist. Aber wie entsteht Biogas genau?

In der Biogasanlage läuft der Vergärungsprozess in vier voneinander abhängigen Schritten ab. Diese Schritte laufen alle zur selben Zeit ab. Mithilfe von verschiedenen Gruppen von Mikroorganismen (z.B. Bakterien) und unter Luftausschluss teilt sich der Vergärungsprozess wie folgt:

  1. Hydrolyse (Zerlegung von langkettigen, organischen Verbindungen)
    Die erste Stufe wird als Verflüssigungsphase oder Hydrolyse bezeichnet. Während der Hydrolyse werden langkettige, organische Verbindungen (z.B. Proteine, Fette) mithilfe von Exoenymen (werden von bakterien abgesondert) gespalten und in einfache organische Verbindungen (z.B. Aminosäuren oder Zucker) zerlegt.
  2. Acidogenese
    In der zweiten Phase, die als Versäuerungsphase (Acidogenese) bezeichnet wird, werden die Produkte der Hydrolyse durch säurebildende Bakterien zu organischen Säuren (z.B. Propion- und Buttersäure). Es entstehen so auch Acetat, Wasserstoff und Kohlendioxid. Sie dienen als Ausgangsstoffe für die Methanbildung.
  3. Acetogenese
    In der  Acetogenese, auch  Essigsäurephase genannt, werden die organischen Säuren und Alkohole von acetogenen Bakterien zu Essigsäure, Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid abgewandelt.
  4. Methanogenese
    In der Methanogenese, der Methanbildungsphase werden die Produkte der vorherigen Phasen durch methanogene Mikroorganismen (Archaea) zu Methan, Kohlenstoffdioxid und Wasser.