Wie funktioniert eine Biogasanlage

Bei der Biogasanlage geht es darum Biomasse in Energie umzuwandeln.

Die Biogasanlage nutzt einen natürlichen Prozess, die anaerobe Vergärung, um aus organischen Materialien wie landwirtschaftlichen Abfällen und tierischen Exkrementen (Gülle und Mist) wertvolles Biogas zu erzeugen. Der Fokus liegt dabei auf der Nutzung nachwachsender Rohstoffe, was die Anlage besonders nachhaltig macht.

Ablauf im Detail:

Rohstofflagerung:

• Die angelieferten festen Rohstoffe(bpsw. braune Tonne, Gülle, Mist, Mais) werden in sogenannten Fahrsilos gelagert. Dies sind große, flache Lagerplätze, auf denen das Material verdichtet und luftdicht abgedeckt wird, um den Silierprozess zu ermöglichen.

Befüllung des Fermenters:

• Ein Radlader entnimmt das silierte Material aus dem Fahrsilo und gibt es in einen Schubcontainer, die Feststoffeinbringung.
• Von dort aus wird der Fermenter, das Herzstück der Anlage, kontinuierlich über den Tag verteilt mit dem Substrat bestückt.

Biogasproduktion im Fermenter:

• Im Fermenter arbeiten anaerobe Mikroorganismen, also Bakterien, die ohne Sauerstoff leben. Sie bauen die organischen Materialien ab und produzieren dabei Biogas, das hauptsächlich aus Methan besteht.
• Die Bakterien benötigen dabei eine konstante Temperatur, und ein gut durchmischtes Substrat, damit der Prozess optimal ablaufen kann.
• Der Abbau organischer Materialien durch anaerobe Bakterien ist ein exothermer Prozess, das heißt, er setzt Wärme frei.
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Nachgärung und Gärrestlagerung:

• Der Gärrest, das Material, das nach der Biogasproduktion übrig bleibt, wird in den Nachgärer gepumpt.
• Hier findet eine weitere, vollständige Ausgasung statt. Der Nachgärer dient auch als zusätzlicher Speicher für den Gärrest.
• Zusätzlich wurde ein weiteres Gärproduktlager geschaffen, um eine ausreichende Lagerkapazität zu gewährleisten.

Verwendung des Gärrests als Dünger:

• Der Gärrest ist reich an Nährstoffen und eignet sich hervorragend als hochwertiger Dünger in der Landwirtschaft.
• Die Ausbringung auf den Feldern schließt den Nährstoffkreislauf.

Biogasspeicherung und Stromerzeugung:

• Das erzeugte Biogas wird in einem Gasspeicher gesammelt, um eine gleichmäßige Versorgung der Gasmotoren zu gewährleisten.
• In den Gasmotoren wird das Biogas verbrannt, wodurch Strom erzeugt wird. Dies nennt man BlockHeizKraftWerk (BHKW)
• Die durch die Verbrennung des Biogases in den Gasmotoren entstehende Wärme, kann in Verbindung mit einem Pufferspeicher genutzt werden.
• Dieser Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Zusätzliche Informationen:

• Biogasanlagen tragen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei, da sie Methan, ein starkes Treibhausgas, auffangen und in CO2 umwandeln.
• Würde man alternativ die Gülle oder die Essensreste der Biotonne in der Erde vergraben würden diese dort Methan ausstoßen was nicht genutzt würde!
• Die Nutzung von Gärresten als Dünger reduziert den Bedarf an mineralischen Düngemitteln.

Warum benötigt man einen Pufferspeicher?

Ein Pufferspeicher ist in Verbindung mit einer Biogasanlage aus mehreren Gründen oft unerlässlich:

1. Ausgleich von Schwankungen in der Wärmeproduktion:

• Biogasanlagen produzieren Wärme in Abhängigkeit von der Biogasproduktion und dem Betrieb der Gasmotoren. Diese Produktion kann schwanken, beispielsweise durch Änderungen in der Substratzufuhr oder durch Wartungsarbeiten.
• Ein Pufferspeicher dient dazu, diese Schwankungen auszugleichen und eine kontinuierliche Wärmebereitstellung zu gewährleisten.

2. Optimierung der Wärmenutzung:

• Die Wärme, die in Biogasanlagen entsteht, kann für verschiedene Zwecke genutzt werden, z. B. zum Heizen von Gebäuden oder für industrielle Prozesse.
• Ein Pufferspeicher ermöglicht es, die Wärme zu speichern, wenn sie anfällt, und sie dann bei Bedarf abzugeben. Dies optimiert die Wärmenutzung und verhindert, dass überschüssige Wärme ungenutzt verloren geht.

3. Flexibilisierung des Anlagenbetriebs:

• In Zeiten schwankender Strompreise oder bei dem Wunsch, die Stromproduktion an den Bedarf anzupassen, kann es von Vorteil sein, die Biogasanlage flexibel zu betreiben.
• Ein Pufferspeicher ermöglicht es, die Wärme zu speichern, wenn die Gasmotoren nicht laufen, und sie dann zu nutzen, wenn die Motoren wieder in Betrieb sind.
• Das meiste Geld wird mit einer Biogasanalge mit dem produzierten Strom verdient daher ist dieser Punkt der wichtigste!

Welcher Pufferspeicher ist für meine Biogasanlage der richtige?

In der Regel gilt:

• Die Dimension des Pufferspeichers hängt von vielen Faktoren ab (wie viele umliegende Häuser, Wohngebiete, Industriegebiete, Schweineställe etc. will ich damit versorgen)
• Wie viel Abwärme aus meinem Fermenter/Gasmotoren kann ich für meinen Pufferspeicher nutzen?
• Die Berechnung der Dimensionierung der Biogasanlage muss sauber von einem Ingenieurbüro berechnet werden
• Sprechen Sie uns an - wir helfen Ihnen gerne
• Wir schöpfen aus einem großen Erfahrungsschatz
• In der Regel ist das Wasser im Pufferspeicher zw. 40-85°C warm
• Je größer die Anlage(und damit auch der Pufferspeicher) desto höher sind die Investitionskosten aber desto effizienter und wirtschaftlicher ist die Anlage

Sprechen Sie uns an

Wir können Ihnen einen gedämmten Stahl oder Edelstahltank bis 120.000ltr liefern (den sie dann als Pufferspeicher nutzen können)

Schauen Sie sich dazu diese Tanks an:

• 33.400 Liter Stahltank 4Bar
• 120.000 Liter
• 120.000 Liter Löschwassertank
• 164.000 Liter Heißwassertank

Wenn Sie einen größeren Pufferspeicher benötigen bauen wir diesen bei Ihnen vor Ort

Hier sind ein paar Impressionen eines von uns gedämmten AluTanks:

English Version

Biogas Plant Operation Explained

A biogas plant focuses on converting biomass into energy. It utilizes a natural process, anaerobic digestion, to produce valuable biogas from organic materials like agricultural waste and animal excrement (slurry and manure). The emphasis is on using renewable resources, making the plant particularly sustainable.

Detailed Process:

Raw Material Storage:

• The delivered solid raw materials (e.g., organic waste, slurry, manure, corn) are stored in bunker silos. These are large, flat storage areas where the material is compacted and sealed airtight to enable the ensiling process.

Fermenter Filling:

• A wheel loader removes the ensiled material from the bunker silo and places it into a push container, the solid matter feeding system.
• From there, the fermenter, the heart of the plant, is continuously loaded with the substrate throughout the day.

Biogas Production in the Fermenter:

• In the fermenter, anaerobic microorganisms, bacteria that live without oxygen, break down the organic materials and produce biogas, which primarily consists of methane.
• The bacteria require a constant temperature and a well-mixed substrate for the process to function optimally.
• The breakdown of organic materials by anaerobic bacteria is an exothermic process, meaning it releases heat.
• Part of the generated heat is used to maintain the fermenter at the optimal operating temperature. This is especially important in colder months.
• The excess heat can be used to heat buildings near the biogas plant, such as residential houses, stables, or greenhouses. This often occurs in conjunction with a buffer storage tank (pipes run through the fermenter's jacket, through which water flows. These pipes are connected to the buffer storage tank and heat it).

Post-Fermentation and Digestate Storage:

• The digestate, the material remaining after biogas production, is pumped into the post-fermenter.
• Here, further, complete degassing takes place. The post-fermenter also serves as an additional storage for the digestate.
• Additionally, another digestate storage facility has been created to ensure sufficient storage capacity.

Use of Digestate as Fertilizer:

• The digestate is rich in nutrients and is excellent as a high-quality fertilizer in agriculture.
• Spreading it on the fields closes the nutrient cycle.

Biogas Storage and Electricity Generation:

• The produced biogas is collected in a gas storage tank to ensure a consistent supply to the gas engines.
• In the gas engines, the biogas is burned, generating electricity. This is called a combined heat and power plant (CHP).
• The heat generated by burning the biogas in the gas engines can be used in conjunction with a buffer storage tank.
• This electricity is fed into the public power grid.

Additional Information:

• Biogas plants contribute to reducing greenhouse gas emissions by capturing methane, a potent greenhouse gas, and converting it into CO2.
• If slurry or food waste from the organic waste bin were buried in the ground instead, they would release methane that would not be utilized.
• The use of digestate as fertilizer reduces the need for mineral fertilizers.

Why is a Buffer Storage Tank Necessary?

A buffer storage tank is often essential in conjunction with a biogas plant for several reasons:

Balancing Fluctuations in Heat Production:

1. Biogas plants produce heat depending on biogas production and the operation of the gas engines. This production can fluctuate, for example, due to changes in substrate feed or maintenance work.
2. buffer storage tank serves to balance these fluctuations and ensure a continuous heat supply.

Optimizing Heat Utilization:

1. The heat generated in biogas plants can be used for various purposes, such as heating buildings or for industrial processes.
2. A buffer storage tank allows heat to be stored when it is generated and then released when needed. This optimizes heat utilization and prevents excess heat from being wasted.

Flexibility in Plant Operation:

1. In times of fluctuating electricity prices or when there is a desire to adjust electricity production to demand, it can be advantageous to operate the biogas plant flexibly.
2. A buffer storage tank allows heat to be stored when the gas engines are not running and then used when the engines are back in operation.
3. Most of the money earned with a biogas plant is made with the produced electricity, therefore this point is the most important.

Which Buffer Storage Tank is Right for My Biogas Plant?

As a general rule:

• The dimension of the buffer storage tank depends on many factors (how many surrounding houses, residential areas, industrial areas, pig farms, etc., do I want to supply with it).
• How much waste heat from my fermenter/gas engines can I use for my buffer storage tank?
• The calculation of the dimensioning of the biogas plant must be accurately calculated by an engineering office.
• Contact us – we are happy to help you.
• We draw on a wealth of experience.
• As a general rule, the water in the buffer storage tank is between 40-85°C warm.
• The larger the plant (and thus the buffer storage tank), the higher the investment costs, but the more efficient and economical the plant is.