Biogasverfahren
Sowohl für den Bau von Biogasanlagen als auch bei der Herstellung von Biogas selbst gibt es verschiedene Verfahren und Konzepte. Um das richtige Konzept für eine Biogasanlage festzulegen, ist es zunächst wichtig, den genauen Zweck zu klären, welchen die Anlage erfüllen soll. Es muss unterschieden werden zwischen Anlagen, die vorrangig dazu dienen, Strom und/oder Wärme beziehungsweise Warmwasser für den eigenen Hof oder ein kleineres, örtlich begrenztes Gebiet zu produzieren und Anlagen, die hauptsächlich dazu gedacht sind, Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen und eventuell Fernwärme in Form von Warmwasser zu produzieren. Anhand dieser Punkte kann anschließend die optimal geeignete Biogasanlage konstruiert und schließlich auch gebaut werden.
Neben den genannten Aspekten gibt es noch weitere Punkte, die einen entscheidenden Einfluss auf die Bauform der Anlage sowie das Verfahren zur Herstellung von Biogas haben können. Dabei kann es sich zum Beispiel um die in der Region beziehungsweise in der Umgebung der Anlage verfügbaren Substrate handeln. Nicht überall ist jedes Substrat in ausreichenden Mengen verfügbar. Daher muss die Anlage so konstruiert werden, dass ausschließlich die Substrate zur Herstellung von Biogas verwendet werden, welche am Ort kontinuierlich und in ausreichenden Mengen verfügbar sind. Von den zur Verfügung stehenden Substraten hängt schließlich auch ab, ob die Anlage verfahrenstechnisch für die so genannten Nassfermentation oder eher für eine Trockenfermentation ausgelegt wird. Die weitaus größte Anzahl der Biogasanlagen arbeitet nach dem Prinzip der Nassfermentation. Steht allerdings am Ort ausschließlich Grünschnitt, zum Beispiel aus dem Garten- und Landschaftsbau oder aus der kommunalen Grünflächenpflege, zur Verfügung, kann die Anlage auch nach dem Prinzip der Trockenfermentation gebaut werden. Über die Unterschiede sowie Vor- und Nachteile der Nass- bzw. Trockenfermentation erhalten Sie ausführliche Informationen auf den entsprechenden Unterseiten dieser Webseite.
Weiterhin muss unterschieden werden zwischen Anlagen mit einer kontinuierlichen Vergärung und Anlagen, die nach dem so genannten Batch-Verfahren arbeiten. Auch hierbei ist die Art des zur Verfügung stehenden Substrats wieder ausschlaggebend. Die kontinuierliche Vergärung kommt bei ausreichend nassen Substraten zur Anwendung. Der große Vorteil dabei ist, dass diese Technik quasi vollständig automatisiert werden kann. Substrat kann je nach Bedarf computergesteuert nachgefüllt werden, ebenso wird der bzw. werden die Fermenter automatisch geleert, um Platz für neues Substrat zu schaffen. Entscheidend ist dabei auch, dass alle der Biogasanlage angeschlossenen Einrichtungen wie Reinigungs- und Aufbereitungsanlagen, Blockheizkraftwerke etc. bei der kontinuierlichen Vergärung ebenfalls kontinuierlich und automatisiert arbeiten können. Die Gasproduktion und –nutzung kann also in einem fortwährenden Prozess ohne irgendwelche Unterbrechungen ablaufen.
Anders sieht die Sache bei Anlagen aus, die nach dem Batch-Verfahren arbeiten. Bei ihnen ist eine Automatisierbarkeit schwierig, da die Anlage hierbei nach jedem Fermentationsprozess angehalten werden und der Fermenter anschließend entleert werden muss. Danach muss eine neue Substratschicht in die Anlage eingebracht werden. Erst dann kann die Anlage wieder gestartet und somit neues Biogas produziert werden. Doch aus welchem Grund wendet man das Batch-Verfahren an, wenn es nur Nachteile hat? Bei sehr trockenem und faserigem Substrat wie beispielsweise Bio- bzw. Hausmüll oder Grünschnitt ist das Batch-Verfahren in der Regel notwendig, da hierbei das Substrat wesentlich weniger vergärt und somit an Masse verliert, als bei nassen Substraten. Eine automatisierte Entleerung des Fermenters wäre dadurch äußerst schwierig. Der große Nachteil beim Batch-Verfahren ist also, dass Biogas nicht fortlaufend produziert werden kann, sondern der Prozess immer wieder unterbrochen wird. Dadurch können auch Reinigungsanlagen, Blockheizkraftwerke etc. immer nur etappenweise laufen. Der einzige Weg, diese Nachteile auszumerzen, besteht darin, bei einer Batch-Anlage mehrere Fermenter hintereinander zu schalten, so dass einzelne Fermenter entleert werden können, während andere weiterlaufen und somit auch die Nachschaltaggregate am Laufen halten. Diese Lösung ist allerdings recht teuer.