Fachbegriffe beim Biogas
Die Biogastechnologie kann vor allem für Einsteiger eine herausfordernde Technologie sein. Nicht zuletzt aufgrund der vielen Einflussfaktoren wird man schnell mit vielen Fachbegriffen in Kontakt kommen, mit welchen man üblicherweise im Alltag nicht konfrontiert wird.
Wir helfen Ihnen dabei sich im Dschungel der Fachbegriffe rund um diese interessante Technologie zurechtzufinden und haben die häufigsten unstenstehend aufgelistet.
Grundlagen
Biogas Gasförmiges Produkt der anaeroben Vergärung mit einem Methangehalt von üblicherweise 50-60 %. Enthält zusätzlich noch CO2, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Wasserdampf sowie weitere Komponenten.
Biomethan Gereinigtes Biogas mit einem Methangehalt von bis zu 99 %, einem CO2-Gehalt von 0-5 % sowie weiteren Komponenten (z.B. Spurengas, Verunreinigungen, Wasserdampf). Die Eigenschaften sind denen von Erdgas sehr ähnlich weshalb es sich für die gleichen Zwecke (als Treibstoff für Fahrzeuge und zur Wärmeerzeugung) nutzen lässt.
Substrate, Einsatzstoffe
Energiepflanzen Biomasse, die zum Zwecke der Energiegewinnung verwendet werden. Dies beinhaltet landwirtschaftliche Rohstoffe wie Mais, Rüben, Gras, Hirse oder grünen Roggen. Energiepflanzen werden vor der Verwendung siliert.
Gülle Flüssige Mixtur die z.B. Matsch und Schlamm, tierische Reststoffe oder Staub beinhaltet.
Klärschlamm Schlammähnliche Masse, Ablagerung oder Sediment wie gefällte Masse, die durch Prozesse der Wasser- und Abwasserbehandlung produziert wird.
Mist, Festmist Tierische Exkremente, üblicherweise gemischt mit Stroh oder anderem Einstreumaterial.
Silage Großvolumige Lagerung roher, landwirtschaftlichen Biomasse mithilfe der Milchsäurevergärung. Die Wachsschicht der Pflanzen wird zerstört wodurch die Vergärbarkeit erhöht und ein höherer Methanertrag ermöglicht wird.
Substrat / Einsatzstoff Für die Vergärung vorgesehenes Rohmaterial.
Komponenten einer Biogasanlage
Anaerobe Lagune Irdenes Becken, welches als Fermenter oder Gärrestlager verwendet wird.
Biogasanlage Anlage, die spezifisch für die Produktion, Lagerung und Nutzung von Biogas ausgelegt ist.
BHKW – Blockheizkraftwerk Verbrennungsmotor, der mithilfe eines gekoppelten Generators chemische Energie (Biogas) in elektrische und
thermische Energie umwandelt.
Entschwefelung Chemische, biologische, physikalische oder kombinierte Methode zur Reduzierung des Schwefelwasserstoffgehalts im Rohbiogas
vor der Verbrennung im BHKW oder der Aufbereitung zu Biomethan.
Fermenter Behälter, in welchem das Substrat mikrobiologisch abgebaut und Biogas produziert wird.
Feststoffeintrag Nicht-pumpbare Materialien können per Feststoffeintrag
direkt in den Fermenter eingebracht werden.
Füttereinheit Maschine oder Maschineneinheit, welche das Substrat bzw. den Einsatzstoff in den Fermenter befördert.
Gärrestlager (Güllebecken) Tank oder Becken, in welchem die Gülle oder der Gärrest vor der anschließenden Nutzung gelagert wird.
Gasfackel Sicherheitsvorrichtung für die Verbrennung von überschüssigem Biogas, wenn es nicht im BHKW verbrannt werden kann.
Gastank bzw. Gaslager Gasdichter Behälter oder Sack aus Plastikfolie, in welchem Biogas temporär gelagert wird.
Hygienisierung Zusätzliche Behandlung oder Desinfektion, welche den Gehalt an Pathogenen oder Phytopathogenen reduziert oder eliminiert.
Nachgärer Behälter, in welchem der Gärrest und das im ersten Fermenter produzierte Biogas zur weiteren Vergärung gelagert wird.
Nassvergärung Anaerobe Vergärung feuchter Substrate mit einer Trockenmasse < 25 %. Durch die Vergärung wird das Substrat pumpbar und lässt
sich besser vermischen.
Silo Betonstruktur aus Seitenwänden und einem versiegelten Boden welches zur Silierung und Lagerung der Substrate (meist Energiepflanzen)
dient.
Trockenfermentation Anaerobe Vergärung von Substraten mit einer Trockenmasse > 25 % (siehe unten bei „Prozessbiologie“ für weitere
Informationen) welche während des gesamten Prozesses stapelbar bleibt.
Vorgrube Behälter, in welchem das Substrat / der Einsatzstoff vor der Vergärung im Fermenter vorbehandelt und vermischt wird.
Wägebrücke Eine große Waage, welche zum Wiegen von Lastwägen, die das Substrat zur Biogasanlage liefern, dient.
Komponenten einer Biogasanlage
Acetogenese Dritte Stufe der anaeroben Vergärung: Abbau kurzkettiger Fettsäuren, Essigsäure, CO2 und Wasserstoff unter CO2-Bildung.
Acidogenese Zweite Stufe der anaeroben Vergärung: Abbau der gelösten Polymere wie Zucker und Amino- und Fettsäuren unter H2-Bildung.
Ammoniak NH3 – stickstoffhaltiges Gas, welches beim Abbau stickstoffhaltiger Verbindungen wie Protein, Harnstoff und Harnsäure entsteht.
Anaerobe Vergärung Biotechnologischer Prozess, welcher unter Luftausschluss (atmosphärischer Sauerstoff) stattfindet. Ziel ist der Abbau organischer Materie.
Biodegradation Aufbrechen organischer Materie wie z.B. pflanzliche und tierische Reststoffe in einfachere Verbindungen mithilfe von Mikroorganismen.
Biogasertrag [m3/toDM] or [m³/tFM] Biogasmenge, welche von einem spezifischen Substrat produziert wird.
C:N-Verhältnis Massenverhältnis des gesamten Kohlenstoffs zum gesamten Stickstoff in organischer Materie.
FOS [g CaCO2/l] Freie organische Säuren
Gärrest Flüssige oder feste Reststoffe der Biogasproduktion.
Hydrolyse Erste Stufe der anaeroben Vergärung: Abbau von Proteinen, Polysacchariden, Kohlenhydraten und Fetten unter CO2- und H2-Bildung.
Inhibitor Substanz oder Verbindung, die den biologischen Prozess verlangsamt oder stoppt.
Kofermentation Vergärung von Substraten, welche nicht den Hauptanteil des Substrats der Biogasanlage ausmachen. Üblicherweise werden organische Haushaltsabfälle mit Festmist oder Klärschlamm vergoren.
Kosubstrat Substrat einer Biogasanlage, welches nicht den prozentualen Hauptanteil darstellt.
Mesophile Vergärung Anaerobe Vergärung, die zwischen 37 °C und 42 °C stattfindet.
Methangehalt [%] Methananteil im Rohbiogas
Methanogenese Vierte Stufe der anaeroben Vergärung: Abbau der Produkte der vorhergehenden Stufen unter Bildung von Methan, CO2 und Wasser.
oTS [% Frischmasse] [% Trockenmasse] (= organic total solids, auch VS „volatile solids“ oder oDM „organic dry matter“) organische Trockenmasse; die nach der Entfernung des Wasseranteils und der anorganischen Bestandteile des Substrats verbleibende Masse.
Perkolat Flüssigkeit, welche bei Garagen- Trockenfermentationsanlagen kontinuierlich durch das Substrat zirkuliert wird um den Vergärungsprozess am Laufen zu halten.
pH-Wert Skala, welche den Säure- oder Basengehalt einer Lösung angibt und zwischen 0 und 14 rangiert. Lösungen mit einem pH-Wert von 7 werden als neutral bezeichnet während <7 als sauer und >7 als basisch kategorisiert wird.
Pufferkapazität Säure- oder Basenmenge, welche ohne eine signifikante Änderung des pH-Wertes absorbiert werden kann.
(Organische) Raumbelastung [kg VS/(m³*d)] Substratmenge, welche in Relation zum Fermentervolumen pro Tag in den Fermenter geladen wird.
TAC [g HACeq /l] (=total anorganic carbon) Gesamter, anorganischer Kohlenstoffgehalt; ein Indikator für die alkalische Pufferkapazität
Thermophile Vergärung Anaerobe Vergärung, die zwischen 50 °C und 57 °C stattfindet.
Trockenmasse [%] Flüssigkeitsfreier Gehalt einer gemischten Substanz nach dem Trocknen bei 105 °C.
TS [%] (= total solids) Siehe „Trockenmasse”
(Hydraulische) Verweilzeit [d] Durchschnittliche Anzahl an Tagen, in welchen das Substrat im Fermenter bleibt.
Finanzielle Begriffe
Annahmegebühr Gebühr, welche auf die Abgabe von Abfällen bei abfallverarbeitenden Betrieben erhoben wird.
Einspeisevergütung Vergütung, welche an Haushalte oder Unternehmen für die Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien gezahlt wird. Die Bezahlung erfolgt proportional zum Anteil der produzierten Elektrizität.
Flexible Fahrweise Erzeugung elektrischer und thermischer Energie mithilfe eines BHKW nur zu Zeiten hoher Nachfrage. Diese Art der Produktion erfordert zusätzliche Speichermöglichkeiten für Biogas.
Quellen (für den zugrunde liegenden Text in EN):
Slurry https://www.collinsdictionary.com/de/worterbuch/englisch/slurry
Sludge https://www.merriam-webster.com/dictionary/sludge
Gate fee https://en.wikipedia.org/wiki/Gate_fee
