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Biogas und Biomethan
Biogas entsteht durch anaeroben Abbau organischer Substanzen und setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen (siehe Tabelle). Methangehalt hängt die Effektivität der energetischen Verwertung ab. Bei Methangehalt von 60 % beträgt Biogasheizwert za. 6 kW. Das Folgeprodukt aus Biogas – Biomethan, das durch Entziehen aus Rohbiogas von Kohlendioxid, Wasserdampf und Schwefelwasserstoff entsteht, entspricht der Erdgasqualität.
| Biogas |
Biomethan | |
| Methan | 45 - 70% | 90 - 99 % |
| Kohlendioxid | 28 - 53 % | 10 - 1 % |
| Wasserdampf | 2 - 10 % | 50 mg/Nm3 |
| Stickstoff | < 2 % | 0 - 4 % |
| Sauerstoff | < 0,5 % | 0 - 1 % |
| Wasserstoff |
< 1 % | < 2 % |
| Ammoniak | < 1 mg/m3 | < 1 mg/m3 |
| Schwefelwasserstoff |
20 - 20.000 mg/m3 | < 5 mg/m3 |
Verwendungsmöglichkeiten von Biogas
1. Substrateintrag
2. Technikcontainer
3. Fermenter
4. Endlager
5. Blockheizkraftwerk (BHKW)
6. Biogasaufbereitungsanlage auf Erdgasqualität
7. Druckaufbau und Kühlung
8. Verkauf von Biomethan ins Gasnetz
Es lassen sich die folgenden Richtungen der Biogasnutzung ausmachen:
Wie ersichtlich aus der Darstellung ist, kann man aus Rohbiogas gleichzeitig Strom und Wärme (durch KWK-Anlagen) unmittelbar am Biogasherstellungsort erzeugen. Man kann auch Biogas auf Erdgasqualität aufbereiten und per Gasverteilungsnetz bei großer Entfernung transportieren und in Standardgasspeicher speichern. Des Weiteren kann man Biomethan sowohl für Erzeugung von Strom und Wärme, als auch als Autobrennstoff nutzen.
Standardbiogasanlage
1. Feststoffeintrag
2. Fermenter
3. Technikcontainer
4. BHKW als Container-Einheit
5. Gärrestelager
Verwendungsmöglichkeiten von Biogas
Atmosphäre neutrales Gas kann man in einem BHKW zu Strom- und Wärmeerzeugung direkt am Herstellungsort verwenden. Es ist auch wichtig, die durch BHKW erzeugte Wärme zu nutzten. Biogas kann man besonders im großen Betriebsmaßstab zu Beheizung bei technischen Prozessen (z.B. Erzeugung von Dampf, Heißwasser, Heißgas usw.) zu Erhöhung der Betriebskapitalisierung durch Imageverbesserung und zum Erlangen der Rechte auf Verkauf von CO2 Zertifikaten zu nutzten. Es gibt ein Unterschied zwischen der Standardrohbiogasreinigung, erforderlich, z.B., für Nutzung in einem Biogas BHKW, und der Aufbereitung bis auf Erdgasqualität (Biomethan).
Die verbreitete Biogasnutzung in Deutschland ist die Verbrennung in den KWK-Anlagen (BHKW) zu Erzeugung von Strom und zu Abgabe von Wärme ans Netz. Der Großteil des Gewinnes entsteht auf Kosten von Stromverkauf. Zur Anwendung der Restwärme soll BHKW bei einem Wärmeabnehmer installiert werden, der Strom als Haupterzeugnis erzeugt und Strom an lokale Heiznetze abgibt. Heutzutage in Deutschland verwenden die meisten landwirtschaftlichen Biogasanalagen nur einen geringen Teil von Wärme (zur Beheizung von Fermenter, Behelfsverkaufsstellen und Wohngebäuden) wegen mangelnder Nachfrage nach Wärme.
Noch eine weitere Variante – Biogastransport durch kleine Gasrohrleitungen. Dafür kann man Erzeugung von Wärme und Strom nah zu einem Auftraggeber platzieren, um lange Heizleitungen mit Wärmeverlusten bei Transportieren zu vermeiden.
Nach Tiefbiogasreinigung kann man Gas an Gasnetze abgeben. Neben der Entwässerung, Entziehen von Schwefelwasserstoff (H2S) und Kohlendioxid (CO2) ist die Anpassung des Heizwertes an Heizwert von Erdgas in Gasleitung (Konditionierung) erforderlich.
Wegen großen technischen Kosten rentiert sich für heute Reinigung und Lieferung an Staatsgasnetze nur für Biogaskomplexe von großem Umfang.
Für heute ist Biogasverwertung in KWK-Anlagen die beste Variante für die Ukraine. Abgabe von Biomethan an Nationalgasnetz ist nach der Liberalisierung des Nationalgasmarktes und der Einführung der gesetzgebenden Grundlage für Biomethanverwertung möglich.