Biogasanlagen

Grundsätzlich ist der Aufbau einer Biogasanlage relativ simpel, allerdings gibt es mittlerweile mehrere verschiedene Bauformen, zum Beispiel Nass- oder Trockenfermentationsanlagen. Letztere befinden sich allerdings noch in einem Entwicklungsstadium und sind in Deutschland noch nicht verbreitet. Um die Grundfunktionsweise einer Biogasanlage zu verdeutlichen, wollen wir uns hier auf die Standard-Bauform konzentrieren.

Die Hauptbestandteile einer Biogasanlage sind zwei mehr oder minder große Behälter – zum einen der Gärbehälter (auch Gärtank oder Fermenter genannt), zum anderen der Speicherbehälter für das fertig produzierte Biogas. Zusätzlich enthält die Anlage einen Schlammbehälter, welcher mit dem Gärbehälter verbunden ist und in den das Restsubstrat nach der Fermentation abgelassen oder gepumpt werden kann. Weitere wichtige Bestandteile sind das Rührwerk, welches das Substrat im Fermenter ständig in Bewegung hält sowie die Anschlüsse, die aus dem Gasspeicher herausführen. Hier können – je nach Anlage – wahlweise Gasmotoren, Generatoren und Heizkraftanlagen angeschlossen sein, die das in der Anlage produzierte Biogas weiter verwenden. Da die Entwicklung auch im Biogasbereich ständig voranschreitet, weisen moderne Anlagen mitunter eine Vielzahl weiterer Details auf, die zwar nichts mit der Grundfunktionsweise der Anlage zu tun haben, den Betrieb dieser aber bequemer, effektiver und/oder sicherer machen. So ist zum Beispiel der Fermenter bei einer modernen Anlage mit einem Füllstandwächter versehen, der in Verbindung mit einer computergesteuerten Pumpe (die in der so genannten Vorgrube sitzt) dafür sorgt, dass der Fermenter automatisch gefüllt wird und der Füllstand immer auf dem gleichen Niveau bleibt.

Zur Steigerung der Effektivität enthalten moderne Anlagen außerdem einen Nachgärer, in den das Substrat nach der eigentlichen Fermentation weitergepumpt wird. Es gibt mittlerweile sogar Anlagen mit mehreren Nachgärbehältern. Im Nachgärbehälter verbleibt das Substrat wie im Fermenter ebenfalls einige Tage. Man spricht dabei auch von Speicher-Durchfluss-Verfahren. Aufgrund der mehrstufigen Bauweise können Biogasanlagen damit wesentlich effektiver arbeiten – während das Substrat zum nächsten Tank weitergepumpt wird, kann der vorige Tank schon wieder gefüllt werden. Damit die Kette nicht unterbrochen wird, gelangt das Substrat bei diesen Anlagen am Ende automatisch in das Gärrestelager und wird auch dort weiterhin in Bewegung gehalten, so dass sich die einzelnen Inhaltsstoffe nicht voneinander trennen und die Masse jederzeit als fertiger Dünger entnommen werden kann. Ein Füllstandswächter sorgt auch hier wiederum dafür, dass die Anlage bei vollem Gärrestelager automatisch angehalten wird.

Die Steuerelektronik ist bei einer modernen Biogasanlage meist in einem eigenen Häuschen bzw. Container untergebracht, oft befindet sich darin zusätzlich ein an die Anlage angeschlossenes Blockheizkraftwerk (BHKW) sowie ein Kühler für das aus der Anlage kommende Gas. Eine Sicherheitsfackel auf dem Dach sorgt dafür, dass überschüssiges Gas gleich an Ort und Stelle verbrannt werden kann. In den einzelnen Leitungen der Anlage sind zusätzlich Sicherheits- bzw. Rückschlagventile eingebaut. Sie sorgen dafür, dass sich bei einer unbeabsichtigten Entzündung des Gases das Feuer nicht ungehindert durch die einzelnen Leitungen auf die ganze Anlage ausbreiten kann. Die Wärme, welche bei der Nutzung des Biogases im angeschlossenen Blockheizkraftwerk entsteht, kann außerdem durch einen Wärmetauscher aufgefangen und anschließend wieder zum Beheizen des Fermenters genutzt werden.

Fermenter

Der Fermenter (auch Gärtank und Gärbehälter genannt) ist das Herzstück jeder Biogasanlage und besteht in der Regel aus einer doppelwandigen Konstruktion. Zwischen Innen- und Außenwand befindet sich ein Wassermantel. Außerdem ist dort ein Heizelement untergebracht, mit dem das Wasser stufenlos erhitzt werden kann. Diese Wärme dient zur Beschleunigung des Fermentationsprozesses, die optimale Temperatur liegt bei etwa 40 Grad Celsius. Inzwischen gibt es aber auch Fermenter mit Bodenheizungen oder innenliegenden Plattenelementen zum Beheizen, bei denen der Einsatz einer doppelwandigen Konstruktion überflüssig wird und die damit preisgünstiger herzustellen sind.

Außen am Behälter befinden sich zwei Öffnungen – eine für das Ablassen des fertig fermentierten Restsubstrats, die andere zum Einfüllen von neuem Substrat. Außerdem führt eine Gasleitung vom Fermenter zum Gasspeicher, durch die das fertige Biogas transportiert wird. Im Fermenter befindet sich zudem ein Rührwerk, welches in der Regel durch einen Elektromotor von außen angetrieben wird. Es dient dazu, das Substrat während des Fermentationsprozesses ständig in Bewegung zu halten und so zu verhindern, dass sich einzelne Stoffe der Masse nach oben oder unten ablagern.

Fermenter von außen.
Fermenter von aussen.

Bei modernen Anlagen wird der Fermenter meist in zylindrischer Form gebaut. Die Wände bestehen dabei oft aus Edelstahl, damit sich daran keine Bakterien ablagern können, die die Wand eventuell zersetzen und damit zerstören könnten. Es gibt jedoch auch immer noch Anlagen mit Wänden aus Beton, die dann allerdings nur eine begrenzte Lebenszeit aufweisen. Speziell für Substrate mit einem hohen Feststoffanteil gibt es inzwischen auch eine komplett andere Fermenter-Bauform – den so genannten Propfenströmungsfermenter. Dabei handelt es sich um einen zylindrischen Stahltank in liegender Form, bei dem das Substrat nur vertikal durchgemischt wird. Neben der besseren Eignung für Feststoffe zeichnet diese Bauform auch einer geringerer Prozessenergieaufwand aus. Außerdem verkürzt sich in diesem Fermenter die Verweilzeit für das Substrat um etwa die Hälfte. Nachteil dabei sind die wesentlich höheren Herstellungskosten.

Was läuft nun genau in einem Fermenter ab?
Das eingelassene Substrat verbleibt zunächst für mehrere Tage (bis zu 30, je nach Substratart) im Fermenter. Das mit dem Fermentationsprozess entstehende Gas steigt nach oben auf und lagert sich im Raum zwischen dem Substrat und der Decke des Fermenters ab. Es kann sich dabei um eine gewöhnliche Betondecke handeln oder – wie bei modernen Anlagen – um eine Decke aus einer Kunststoffmembran, die sich je nach Gasvolumen immer weiter nach außen aufblähen kann. Die Vorteile einer solchen Membrandecke sind, dass ein sehr großer Speicherraum für das Gas zur Verfügung steht, der Füllstand mit einem Blick abgelesen werden kann und die Decke in der Regel weniger kostet als eine vergleichbare aus festem Material. Oft ist bei Fermentern mit Membrandecke zwischen der Oberkante des Substrats und der Membran noch eine Zwischendecke aus Holzbalken eingezogen. Sie sorgt dafür dass sich Bakterienstämme dort anlagern und die Methanproduktion beschleunigen. Außerdem kann die Holzkonstruktion als Auflagefläche für die Membran dienen, wenn die Anlage außer Betrieb ist oder das bisher produzierte Gas nicht ausreicht, um die Decke von sich aus aufzublähen.

Das gesammelte Biogas gelangt nun durch Rohrleitungen zu einem Kondensator bzw. Kondensatschacht. Hier wird dem Gas das darin befindliche Wasser entzogen, so dass es danach in reiner Form weiterverarbeitet werden kann. Dieser Kondensator kann entweder direkt am Fermenter angebracht sein, oder aber in einem anderen Teil der Anlage.

Blockheizkraftwerk

Ein Blockheizkraftwerk (kurz: BHKW) ist eine Anlage zur gleichzeitigen Erzeugung von Wärme und Strom. Sie arbeitet nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Bei diesem Verfahren wird bei der Stromherstellung aus Brennstoffen aller Art die entstehende Wärme so ausgekoppelt, dass sie anderweitig wieder verwendet werden kann – einerseits direkt in der Anlage (zum Beispiel zum Beheizen des Fermenters), andererseits in Form von Fernwärme zum Beheizen von Haushalten und sonstigen Gebäuden. Die Abwärme, welche während des Stromerzeugungsprozesses entsteht wird also gezielt genutzt und nicht umgenutzt an die Umwelt abgegeben.

Grundsätzlich muss bei Blockheizkraftwerken zwischen einem wärmegeführten und einem stromgeführten Modell unterschieden werden. Von einem wärmegeführten BHKW

Blockheizkraftwerk installiert in einem Container
Blockheizkraftwerk installiert in einem Container

spricht man, wenn sich die Leistung der Anlage nach dem lokal vorhandenen Wärmebedarf richtet – wie es zum Beispiel bei kleinen Biogasanlagen in landwirtschaftlichen Betrieben der Fall ist. Der zusätzlich erzeugte Strom ist dann quasi ein Nebenprodukt und kann teilweise selbst verbraucht und teilweise ins Netz eingespeist werden. Anders bei stromgeführten Blockheizkraftwerken. Hier richtet sich die Kapazität der Anlage vorwiegend nach dem Strombedarf. Dabei fällt die Wärme als Nebenprodukt an und kann entweder in speziellen Pufferspeichern für den späteren Gebrauch gespeichert werden, oder – bei einem großen Überschuss – über einen Notkühler an die Umgebung abgegeben werden.

Zur besseren Auslastung eines Blockheizkraftwerkes kann in den wärmeren Jahreszeiten, d.h. wenn weniger Wärmebedarf vorhanden ist, zusätzlich eine Absorptionskältemaschine angekoppelt werden, welche statt Wärme nun Kälte erzeugt, die z.B. zum Betrieb von Klimaanlagen genutzt werden kann. Bei kleineren Biogasanlagen ist das Blockheizkraftwerk in der Regel der Biogasanlage direkt angeschlossen. Der erzeugte Strom wird dabei in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die Wärme kann – wie bereits beschrieben – sowohl zum Beheizen des Fermenters genutzt werden, als auch für die Heizung des dem Hof angeschlossenen Wohnhauses und/oder der Stallungen. Sollte immer noch ein Wärmeüberschuss bleiben, kann dieser in ein Fernwärmenetz eingespeist und zum Beheizen anderer Häuser genutzt werden. Wie funktioniert nun ein solches Blockheizkraftwerk genau?

Das Herzstück des Kraftwerks bildet bei der Biogasnutzung in der Regel ein Gas-Verbrennungsmotor. In ihm wird das Biogas, welches zuvor mit Luft angereichert wurde, verbrannt. Die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist dabei mit der Welle eines Generators verbunden, der durch die Bewegung elektrische Energie, d.h. Strom erzeugt. Im Kühlmantel des Motors sowie in Rohrleitungen, die sich am Abgastrakt befinden, wird Wasser im Laufe des Verbrennungsvorgangs durch die Abwärme aufgeheizt. Das Rohrsystem ist jedoch kein geschlossener Kreislauf, sondern es wird ständig aufgeheiztes Wasser entnommen und frisches, kaltes Wasser zugeführt. Das aufgeheizte Wasser kann dann direkt über Rohrleitungen als Warmwasser in Haushalten verwendet werden. Ebenso ist es möglich, das Wasser verdampfen zu lassen und den Wasserdampf zum Beispiel für industrielle Zwecke zu verwenden. Dies ist allerdings nur bei größeren Blockheizkraftwerken sinnvoll. Theoretisch ist auch möglich, die Wärme des erhitzten Wassers über einen zweiten Wärmetauscher an die Luft anzugeben und die aufgewärmte Luft zu verwenden. Bei relativ kleinen Biogasanlagen, wie sie beispielsweise auf landwirtschaftlichen Höfen zum Einsatz kommen, beträgt die elektrische Leistung in der Regel zwischen ein und fünf Kilowatt, die thermische Leistung beträgt dabei etwa 3-15 Kilowatt. Diese Leistung reicht aus, um das dem Hof angeschlossene Wohnhaus und die Stallungen zu beheizen sowie für die Heizung des Fermenters.

Sicherheitsfackel

Da in einer Biogasanlage hochexplosive und damit sicherheitsgefährdende Stoffe erzeugt werden, sind besondere Sicherheitsmaßnahmen unumgänglich. So müssen die explosionsgefährdeten Bereiche zum Beispiel besonders gekennzeichnet und abgesichert werden, die Einteilung erfolgt dabei in verschiedene Zonen. Zudem muss die Anlage den brandschutztechnischen Anforderungen entsprechen und außerdem über bestimmte Warn- und Überwachungseinrichtungen verfügen.

Ein grundsätzliches Sicherheitsproblem besteht bei einer Biogasanlage darin, dass bei einem Störfall die Gasproduktion nicht einfach gestoppt werden kann. Ein Beispiel: Die Biogasanlage ist mit einem Blockheizkraftwerk gekoppelt. In diesem Teil der Anlage tritt nun eine Störung auf, so dass das anfallende Gas nicht weiter verbrannt werden kann. Es rückt jedoch immer weiter neues Gas nach. Die Anlage braucht also ein Ventil, um das überschüssige Gas entweder in die Atmosphäre zu entlassen oder es kontrolliert zu Verbrennen. Anderenfalls bestünde für die gesamte Anlage höchste Explosionsgefahr! Als einfachste Lösung könnte man hier ansehen, das überschüssige Gas einfach in die Umgebung abzublasen. Dies ist jedoch im höchsten Grade umweltschädlich, da die im Biogas enthaltenen Stoffe Methan und Kohlendioxid die Hauptverursacher für die Zerstörung der Ozonschicht und damit Auslöser für den Treibhauseffekt auf der Erde sind. Zudem können weitere, im Biogas enthaltene Stoffe wie Schwefelwasserstoff für den Menschen eine tödliche Gefahr darstellen. Aus diesen Gründen ist in den gesetzlichen Regelungen festgeschrieben, dass eine Biogasanlage im Falle einer Störung maximal 20 Kubikmeter Gas kontrolliert in die Umgebung ablassen darf. Da dieses Volumen bei größeren Anlagen aber bei weitem nicht ausreicht, benötigt es noch eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung, die im Störungsfall überschüssiges Gas automatisch abbrennt.

Ein besonders wichtiges Sicherheitsfeature einer Biogasanlage ist daher die Sicherheits- oder Gasfackel. Das Gas wird dabei über ein Rohrleitungssystem zur Gasfackel geleitet und dort gezündet. Mehrere, in den Leitungen sitzende Rückschlagventile verhindern, dass die Flamme in die Anlage zurückschlagen kann. Durch den Verbrennungsvorgang wird das Gas für die Umwelt und den Menschen weitgehend unschädlich gemacht. Da eine solche Sicherheitsfackel – zumindest bei kleineren Anlagen - nur im absoluten Notfall benötigt wird, bieten inzwischen viele Hersteller von Biogasanlagen eine mobile Lösung an. Hierbei muss die Fackel nicht mit der Anlage gekauft werden, sondern wird im Störungsfall vom Hersteller oder einem Service-Dienstleister mobil angeliefert und zur Verfügung gestellt. Nach Gebrauch kann sie wieder abtransportiert werden. Die Sicherheitsbestimmungen für Biogasanlagen lassen eine solche Lösung zu – unter der Voraussetzung, dass die mobile Gasfackel innerhalb von 24 Stunden nach Eintreten des Störfalls an Ort und Stelle zur Verfügung steht. Bei größeren Anlagen dagegen gehört eine Sicherheitsfackel oft mit zur Grundausstattung, da hier unter Umständen so viel Gas produziert wird, dass die Weiterverarbeitungs- und Lagerungseinrichtungen dieses Volumen nicht bewältigen können. Sind nun alle Speicher voll und die gasverarbeitenden Maschinen ebenfalls voll ausgelastet, verbrennt die Gasfackel automatisch das überschüssige Gas.

Fahrsilo

Für die Lagerung vom Substraten für die Beschickung einer Biogasanlage sind spezielle Einrichtungen erforderlich. Heute werden dafür meist so genannte Fahrsilos verwendet. Dabei handelt es sich nicht – wie manche vielleicht denken mögen – um ein fahrbares Silo in Form eines Anhängers o.ä. Früher kannte man Silos zur Lagerung von Getreide usw. fast ausschließlich in zylindrischer oder eckiger Hochform. Zur Lagerung von Gras, Grünfutter und anderen Substraten für die Erzeugung von Biogas sind diese Hochsilos jedoch nur sehr schlecht geeignet. Daher bevorzugt man inzwischen eine andere Siloform – das Fahrsilo. Hierbei handelt es sich um flache Silobauten, die aus einer Bodenplatte sowie zwei Seitenwänden bestehen. Nach oben hin wird ein solches Silo meist mittels Kunststoffplanen abgedeckt, auf denen oft noch zusätzlich ein Vogelschutzgitter angebracht wird.

Ihren Namen haben die Fahrsilos, weil die Beschickung vorgenommen wird, indem ein Traktor mit Ladewagen oder ein Lastwagen sehr langsam darüber fährt und während dem Fahren die Ladung gleichmäßig im Silo verteilt. Durch das Gewicht der Fahrzeuge werden die unteren Schichten der Silage immer wieder verdichtet. Nach jedem Beschicken wird das Silo wieder mit der Kunststoffplane luftdicht verschlossen.

Fahrsilo mit einem Rest an Silage
Fahrsilo mit einem Rest an Silage

Die Seitenwände von Fahrsilos werden meist etwas angeschrägt gebaut, so sind sie einerseits wesentlich stabiler als gerade Silowände, andererseits lässt sich die Abdeckplane damit auch leichter in Form bringen und beschweren. Das Beschweren der Plane wird dabei mit alten Felgen, Reifen oder mit Sandsäcken vorgenommen. Zum Entnehmen der recht hoch verdichteten Silage sind spezielle Vorrichtungen notwendig. Für Traktoren gibt es dazu eigens entwickelte Silozangen, die am Frontlader befestigt werden oder alternativ die so genannten Siloblockschneider, welche am Heck angebracht werden. Diese können die Silage wieder auflockern, was zum Beschicken des Fermenters der Biogasanlage meist nötig ist. Kostentechnisch sind Fahrsilos wesentlich günstiger herzustellen als Hochsilos und werden daher immer öfter bevorzugt. Beim Lagern von Grünpflanzen- oder Grassilage wäre es außerdem sehr umständlich, ein Hochsilo mit diesen Materialien zu beschicken. Nachteile gibt es beim Fahrsilo nur wenige – etwa ein etwas erhöhter Platzbedarf im Vergleich mit einem Hochsilo. Außerdem besteht bei einem Fahrsilo die Gefahr, dass Tiere (z.B. Mäuse, Ratten oder Vögel) die Plane beschädigen oder von unten an die Silage gelangen. Dies kann jedoch durch entsprechende Gegenmaßnahmen wie der Einsatz von Vogelnetzen weitgehend vermieden werden.

Eine ähnliche, aber noch viel günstigere Version des Fahrsilos ist der Freigärhaufen. Es handelt sich dabei quasi um ein Fahrsilo, aber ohne Bodenplatte und Wände. Der Freigärhaufen wird meist auf nicht befestigtem Untergrund wie zum Beispiel Gras angelegt. Das Silagematerial wird in mehreren Schichten flach ausgebreitet und verdichtet. Anschließend wird – wie beim Fahrsilo – eine Abdeckplane darüber gelegt und diese ausreichend beschwert. Außerdem den geringen Kosten für die Plane und das Beschwerungsmaterial ist diese Lösung komplett kostenfrei.

Füllstationen

Wie der Name bereits andeutet, dient die Füllstation zum kontinuierlichen oder schubweisen Befüllen der Biogasanlage. In Abhängigkeit zur Größe der Biogasanlage gehören zu einer solchen Füllstation in der Regel mehrere Komponenten. Bei einer handelsüblichen Hof-Biogasanlage sind dies folgende: Die Gülle, welche aus den Ställen kommt, wird zunächst in einer Vorgrube gesammelt. Feststoffe, die ebenfalls für die Biogaserzeugung nutzbar sind, werden in Form von Fahrsilos oder in Freigärhaufen gesammelt und für die Beschickung bereitgehalten. Zusätzlich stehen gesonderte Behälter für die Lagerung von Co-Substraten zur Verfügung.

Die Befüllung des Fermenters mit Gülle kann aufgrund der optimalen Fliessfähigkeit in der Regel automatisch erfolgen. Feste Substrat sowie Co-Substrate müssen zusätzlich per Hand oder durch spezielle Füllautomaten zugegeben werden. Um das Substrat ausreichend feucht zu halten, kann zudem eine Wasserleitung an die Füllstation angeschlossen werden, durch die manuell oder automatisch Wasser zum Substrat hinzugegeben werden kann. Eine relativ neue und moderne Lösung, die aber nicht ganz billig ist, ist der Einsatz eines speziellen Beschickungsautomaten. Dieser sorgt dafür, dass die Beschickung kontinuierlich und vollautomatisch vonstatten geht, die Rohstoffe optimal aufbereitet werden und so der Steuerungs- und Energieaufwand der Biogasanlage minimiert werden kann. Der Beschickungsautomat muss dabei lediglich in vorgegebenen Abständen mit neuem Substrat aufgefüllt werden. Mittels spezieller Wiegeeinrichtungen und/oder Zeitsteuerungen sorgt er automatisch dafür, dass stets die richtige Menge der verschiedenen Substrate in den Fermenter eingefüllt wird. Dazu ist er mit Pumpen für flüssige Substrate beziehungsweise spezielle Beförderungseinrichtungen (z.B. Schneckenförderer) für feste Substrate ausgestattet. Für feste Substrate ist außerdem ein Schneid- bzw. Häckselwerk in den Beschickungsautomat eingebaut, welches dafür sorgt, dass die Substrate in einer optimalen Aufbereitungsform in den Fermenter gelangen. Die Steuerung von Beschickungsautomaten erfolgt vollautomatisch durch einen Mikrocomputer.

Neben den vollautomatischen Beschickungsautomaten ist es auch möglich, die Füllstation für den Fermenter auf einen halbautomatischen Betrieb auszulegen. Hierbei muss das flüssige Substrat je nach Bedarf manuell in den Fermenter eingepumpt werden, während die Festsubstrate vom Beschickungsautomaten automatisch aufbereitet und dosiert werden, so dass das Substratgemisch im Fermenter immer die optimale Konsistenz und damit die besten Voraussetzungen für eine effektive Biogasproduktion aufweist.

Steuerungszentrale

Die Steuerungszentrale ist sozusagen das Gehirn der gesamten Biogasanlage. Sie ist meist in einem speziellen Container untergebracht, in dem sich oft auch das der Biogasanlage angeschlossene Blockheizkraftwerk sowie andere Regeleinrichtungen, wie zum Beispiel der Kondensator, befinden. Auch alle Sicherheitseinrichtungen für die Biogasanlage wie beispielsweise die Notabschaltung und die Feuerschutzmaßnahmen befinden sich in der Regel in der Steuerungszentrale. Oft ist hier auch eine Zusatzfunktion mit eingebaut, mit der sich alle Anlagenteile jederzeit auf eine manuelle Bedienung umstellen lassen.

Das Herz der Steuerungszentrale ist der Schaltschrank. In ihm fließen alle elektrischen Leitungen der gesamten Anlage zusammen und der komplette Anlagenbetrieb (Pumpen, Rührwerke, Einfüllstation etc.) kann von dort aus bequem gesteuert werden. Auch alle Messeinrichtungen wie zum Beispiel Füllstandsmesser, Sonden, Temperaturfühler und ähnliches melden ihre Messwerte regelmäßig an die Steuerungszentrale, wo diese verarbeitet und grafisch für den Bediener aufbereitet werden. Eine moderne, computergestützte Steuerungsanlage überwacht zunächst alle wichtigen Input-Parameter der Biogasanlage. Dazu gehören die Substratarten, die Substratmengen sowie die Zeitpunkte der jeweiligen Einfüllung. Weiter geht es mit der Arbeit des Fermenters. Auch hier überwacht und steuert in die Anlage alle wichtigen Prozesse, betätigt in regelmäßigen Abständen die Rührwerke, misst und reguliert die Temperatur im Fermenter und überwacht den Füllstand des Gases. Ebenso ist die Steuerung der Anlage dafür zuständig, den Zeitpunkt der Entleerung der Gärreste im Fermenter automatisch festzulegen und diesen unter Umständen ebenfalls automatisch zu entleeren.

Im weiteren Verlauf der Biogasproduktion überwacht die Steuerungszentrale die produzierten Gasmengen und kann das Gas vollautomatisch auf seine Inhaltsstoffe beziehungsweise seine Qualität analysieren. Aufgrund der festgestellten Analysewerte kann wiederum die Steuerung der gesamten Anlage automatisch so reguliert werden, dass das Endprodukt stets optimal in seiner Zusammensetzung ausfällt. Diese wird z.B. dadurch erreicht, dass mehr flüssig- oder mehr Festsubstrat hinzugefügt wird, die Temperatur verändert oder die Lagerdauer des Substrats entsprechend angepasst wird. Die Steuerungszentrale kann schließlich ebenfalls zur Steuerung der an die Biogasanlage angeschlossenen Weiterverarbeitungsaggregate genutzt werden. Sie kann beispielsweise die Produktion von Strom- und/oder Wärme in einem angeschlossenen Blockheizkraftwerk automatisch steuern und für die Einspeisung in Strom- oder Fernwärmenetze sorgen. Computergesteuerte Anlagen können außerdem Daten dauerhaft speichern und zur Analyse der Effektivität der Biogasanlage entsprechend grafisch aufbereiten. Auch in Bezug auf die Anlagensicherheit regelt die Steuerungszentrale alle wichtigen Funktionen. Sie kann zum Beispiel bei einem Störfall eine automatische Warnmeldung an ein Mobiltelefon senden oder den Betrieb der Anlage automatisch herunterfahren beziehungsweise diese ganz abschalten. Ebenso ist es möglich, bei einem Fehler mit nachfolgendem Stillstand der Anlage automatisch dafür zu sorgen, dass überschüssiges Gras automatisch abgelassen oder durch eine Sicherheitsfackel verbrannt wird.

Moderne Steuerungszentralen von Biogasanlagen weisen eine sehr einfache Bedienung mittels eines Touchscreen-Monitors auf, auf dem alle Anlagenteile grafisch ansprechend und leicht verständlich dargestellt sind. Die Bedienung sollte weitgehend selbsterklärend sein.

Über den Autor

Foto vom Frank Schiffer
Frank Schiffer
Jahrgang 1962, war über 20 Jahre als System-Ingenieur in einem führenden Informatik Unternehmen tätig. Neben Führungsaufgaben war er dort auch konzeptionell tätig. Seine Urteilsfähigkeit ist geprägt durch analytische und logische Gedankenführung, die ihn zu sicheren Entscheidungen befähigt. Seit 2007 ist er im Bereich Web-Development und Online-Marketing selbstständig tätig. Er ist Herausgeber zahlreicher Internetportale, die der Wissensvermittlung dienen. Seit Jahren interessiert er sich für die Verfahrenstechnik von Biogasanlagen und deren Nutzung. Frank Schiffer ist verheiratet und hat zwei Kinder. In seiner Freizeit ist er ehrenamtlich in gemeinnützigen und sozialen Organisationen tätig.

Kontakt unter: info@mifratis.de