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Beim biochemischen Abbau von organischen Stoffen entstehen
durch Einwirkung von Bakterien unter Luftabschluss Gase. Der
Hauptbestandteil dieser Gase ist Methan mit 55 bis 70 % Anteil,
Kohlendioxid mit 29 bis 43 % und ein Rest von Schwefelwasserstoff.
Dieses energetisch nutzbare Biogas fällt auf Mülldeponien,
in Kläranlagen und landwirtschaftlichen Betrieben an. |
Deponiegas
Durch die Verdichtung von eingelagertem Müll auf Deponien
kommt es unter Luftabschluss zu Vergärungsprozessen. |
| Auf diese Weise bilden sich aus einer Tonne Müll
im Laufe eines Jahres rund 120 bis 220 m3 Deponiegas. Um
dieses Gas nicht ungenutzt in die Atmosphäre entweichen zu lassen,
hat man Konzepte zur energetischen Nutzung entwickelt. Von dem gesamten
entstehenden Gas sind allerdings nur 20 bis 50 % nach spezieller Filterung
erfassbar. |
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Das Deponiegas kann zum Beispiel in einem Blockheizkraftwerk genutzt
werden. Es wird verdichtet und einem Verbrennungsmotor zugeführt.
Der Motor ist mit einem Generator gekoppelt. |
Im Verbrennungsmotor wird die chemisch gebundene Energie des Kraftstoffes
zum Teil in mechanische Energie umgewandelt. Der Generator wandelt
die mechanische in elektrische Energie um. Die nicht in mechanische
Energie umgewandelte Brennstoffenergie ist in Form von Wärme
in Abgas und Kühlwasser enthalten. Diese Wärmeströme
können mittels Wärmeübertrager teilweise genutzt werden.
Bei gleichzeitiger Nutzung der Wärme und der elektrischen Energie
(als Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet) werden Wirkungsgrade von
85 bis 90 % erzielt.
Die elektrische Leistung solcher Anlagen liegt zwischen 200 und 400
Kilowatt. Da auf Deponien selbst kaum Bedarf an Strom und Wärme
vorhanden ist, wird die erzeugte elektrische Energie in das öffentliche
Netz eingespeist. Zudem versucht man oft, die Abwärme in beheizbaren
Gewächshäusern oder Ähnlichem in Deponienähe zu
nutzen. |
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Bei der Strom- und Wärmeerzeugung aus Klärgas
wird das Abwasser in einer Kläranlage zunächst von Holz
und Papier befreit. In verschiedenen Absetzbecken sinken schwere Stoffe
ab. Anschließend wird Sauerstoff in das Abwasser eingeblasen
und der Schlamm kommt bei Temperaturen von 35 °C im Faulturm zum
Ausfaulen. |
| Dabei entsteht als Nebenprodukt das brennbare Faul- oder Klärgas,
das in der Regel zu 2/3 aus Methan besteht. Der Heizwert liegt im
Durchschnitt bei 22 MJ/m3. Dieses kann in Blockheizkraftwerken
energetisch genutzt werden. |
Biogas
Feuchte pflanzliche und tierische Rückstände können
dazu genutzt werden, Biogas zu erzeugen. Diese Abfälle werden
nach einer Zerkleinerung in einen Faulbehälter eingebracht. Dort
bildet sich unter Luftabschluss ein Gasgemisch, das im Allgemeinen
zwischen 50 und 65 % Methan enthält. |
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Dieses kann wieder in Verbrennungsmotoren von Blockheizkraftwerken
genutzt werden. Neben dem energetischen Nutzen sind die landwirtschaftlichen
Vorteile wie ein mineralstofffreier und weniger aggressiver Dünger
sowie eine geringere Geruchsintensität des Düngers entscheidend.
Wirtschaftlich wird ein solcher Betrieb erst ab einer Größe
von 70 bis 100 Großvieheinheiten, wie z. B. Kühen. Das
entstehende Biogas hat einen Heizwert von 25 MJ/m3.
Biogas aus landwirtschaftlichen Betrieben kommt damit dem Heizwert
des Erdgases am nächsten.
An dieser Stelle sei noch festgestellt, dass Methan einen 32fach höheren
relativen Treibhauseffekt aufweist als CO2 (bei gleichem
Volumen). Die Verweildauer von Methan in der Atmosphäre liegt
bei 20 Jahren (CO2 100 Jahre). Konzepte, dieses Gas nicht
ungehindert in die Atmosphäre entweichen zu lassen, sind daher
zu forcieren. Eine energetische Nutzung scheitert bislang vielfach
an der fehlenden Akzeptanz in der Bevölkerung. |
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