Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien sind einer der Megatrends des Jahrzehnts. Auch wenn der Ersatz der konventionellen fossilen und nuklearen Kraftwerke auf Jahrzehnte nicht durch alternative Energiequellen gewährleistet werden kann, so können Solarenergie und Geothermie, Wasser- und Windkraft sowie Bioenergieanlagen einen steigenden Beitrag zur CO₂-neutralen Energieversorgung leisten.

Dieser Trend hat auf europäischer Ebene zur Zielsetzung geführt, bis 2010 einen Anteil von 20 % durch erneuerbare Energien zu erreichen. Mit diesem Ziel werden verschiedene Ergebnisse angestrebt, zusammenfassend sind die Schwerpunkte eine dem Klimaschutz Rechnung tragende, CO₂-neutrale, wirtschaftliche und sichere Energieversorgung bei gleichzeitiger Reduzierung der Abhängigkeit von außereuropäischen Energielieferanten.

Biogasanlagen können hierzu einen wesentlichen Beitrag leisten, da sie im Vergleich zu Solarenergie, Wasser- und Windkraft nicht von äußeren Einflüssen abhängen und eine kontinuierliche Energieversorgung gewährleisten, die Stromerzeugung mit der Erzeugung regional nutzbarer Wärmeenergie kombinieren, die umliegende landwirtschaftliche Struktur fördern und auch Entsorgungsprobleme für landwirtschaftliche Betriebe lösen.

SPA-Biogasanlagen werden speziell auf die vorherrschenden Randbedingungen zugeschnitten. Die Wirtschaftlichkeit der Anlagen wird durch den hohen Industriestandard und die hohe Anlagenverfügbarkeit maßgeblich beeinflusst. Viele der in den letzten Jahren gebauten Biogasanlagen wurden ohne die auf einen langfristigen Betrieb ausgerichtete Anlagenqualität gebaut, durch die geringe Verfügbarkeit und Betriebsprobleme haben zahlreiche Betreiber von Biogasanlagen keinen wirtschaftlichen Betrieb erreicht. SPA-Biogasanlagen stellen durch die hohe Anlagenqualität, ausgefeilte Detaillösungen und optimale Werkstoffauswahl, wie sie nur ein erfahrener Anlagenbauer gewährleisten kann, den langfristig wirtschaftlichen Betrieb sicher.

Grundkonzeption Biogasanlagen

In Biogasanlagen erfolgt der anaerobe mikrobielle Abbau des eingesetzten Substrats in sogenannten Fermentern. Das Substrat besteht meist aus gut abbaubarer Biomasse wie Gülle, Silage (vor allem Maissilage) oder Bioabfall. Zunehmend werden auch sogenannte Co-Substrate wie industrielle organische Reststoffe (z.B. Flotate, Fette, Blut, Glycerin, etc.) als Zusatzstoffe beigemengt.

Verschiedene Arten von Mikroorganismen nutzen die komplex zusammengesetzte Biomasse (vor allem Kohlenhydrate, Fette und Proteine) als Nährstoff- und Energielieferanten. Anders als beim aeroben Abbau (Atmung) 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. Hauptprodukt des Abbaus ist das sogenannte Biogas mit dem energiereichen Methan (CH₄ ca. 55-65%) und Kohlendioxid (CO₂ ca. 35-45%).

Das Biogas kann nach Gasaufbereitung (Trocknung und Entschwefelung) zur Energiegewinnung in BHKWs verstromt werden. Mit den neuesten Gasmotoren sind elektrische Wirkungsgrade um 40 % zu erreichen.

Der erzeugte Strom wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist und nach EEG vergütet. Da bei der Verbrennung von Biogas in Gasmotoren auch ein großer Teil der Energie des Biogases in Wärme umgewandelt wird, sollten Biogasanlagen integrierte Wärmekonzepte enthalten.

Ein Teil der Wärme wird zur Beheizung der Fermenter benötigt. Überschüssige Wärme kann als Fernwärme zur Beheizung von Gebäuden, Schwimmbädern, Gewächshäusern, Trocknung von Holzschnitzeln oder Getreide, Trocknung der Gärreste, industrielle Zwecke, etc. eingesetzt werden.

Bei fehlenden Absatzmöglichkeiten für die Wärme werden zunehmend Gasaufbereitungsverfahren eingesetzt, die aus dem Biogas sogenanntes Greengas (Biomethan) mit Erdgasqualität erzeugen. Dazu wird dem Biogas durch entsprechende Technologien (Druckwechseladsorption, CO₂-Wäsche, etc.) das CO₂ entzogen und ein Methangehalt von ca. 96-98% eingestellt. Dieses Biomethan kann dann direkt in vorhandene Erdgasnetze eingespeist und nach EEG vergütet werden.

Verschiedene z. T. recht unterschiedliche Anlagenkonzepte werden in der Praxis angewendet. Vor allem die Zusammensetzung und Konsistenz des Substrats entscheiden, welches Konzept angewandt wird. Aber auch rechtliche Vorgaben durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), die die Vergütung für den eingespeisten Strom bestimmen, sind relevant.