Die Biogasanlage. GFS von Franziska Marx

Transkript

1 Die Biogasanlage GFS von Franziska Marx

2

3 Inhalt Geschichte Die Biomasse Das Biogas Funktion der Biogasanlage Der Gärprozess Die Aufbereitung Biogasanlagen in der Umgebung Wirtschaftlichkeit Bedeutung der Bioenergie Kritik

4 Geschichte I 1789: erste Entdeckung von Gas, das in einem See entstanden ist 1821: Avogadro entdeckt die Formel von Methan Anfang 20.Jh: Erkenntnis, dass Biogasentstehung auf Mikroorganismen besteht Ab ca. 1922: Einspeisung ins öffentliche Gasnetz ca : Treibstoffmangel Zugabe von Pflanzen in Klärwerke Ab 1950: Bessere Versorgung mit fossilen Brennstoffen

5 Geschichte II 70er u. 80er Jahre Aufschwung durch Energie-und Ölkrise Ab 1990: Verbesserung durch Stromeinspeisungsgesetz : Bau von über 500 Biogasanlagen in Deutschland 2007: ca Biogasanlange in Deutschland Anbau von Pflanzen ausschließlich zur Biogaserzeugung

6 Die Biomasse I = gesamte organische Substanz = Nachwachsender Rohstoff Entstehung durch Photosynthese (Licht wird absorbiert und Energie in Bildung von Biomasse angelegt) gespeicherte Energie kann durch chemische Prozesse brauchbar gemacht werde auch Tiere und Mikroorganismen

7 Die Biomasse II Hauptbestandteile: Kohlenhydrate Fette Proteine

8 Biomasse III Biomasse ist: Pflanzen und Pflanzenbestandteile Aus Pflanzen hergestellt Energieträger Abfälle und Nebenprodukte pflanzlicher oder tierischer Herkunft aus Land-Forst-und Fischwirtschaft Bioabfälle Aus Biomasse erzeugte Gase und dabei anfallende Nebenprodukte...

9 Biomasse IV Grundsubstrat: Klärschlamm, Gülle Cosubstrat: Bioabfälle, Abfälle aus der Landwirtschaft, Energiepflanzen,... nicht nutzbar: verholzte Pflanzenteile

10 Das Biogas genannt Sumpfgas oder Faulgas Entstehung bei Vergärung, Magen von Wiederkäuern Zusammensetzung: 50-70% Methan 25-55% Kohlenstoffdioxid 0-10% Wasserdampf 0-5% Stickstoff 0-2% Sauerstoff Je 0-1 % Wasserstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff -> Gasgemisch

11 Energiegehalt 1 m³ ersetzt 0,6l Heizöl aus 3t Gülle -> 60l Heizöl -> vermeidet 200kg CO2 Biomasse einer Kuh in einem Jahr -> Energie von 300l Heizöl Bei der Verbrennung: ca. 30 % der Energie in Strom und 70% in Wärme

12 Funktion der Biogasanlage I Sammlung der Biomasse in einer Grube Fermenter Nachgärbehälter Reinigung Verbrennungsmotor Einspeisung ins öffentliche Stromnetz Einspeisung ins Gasnetz

13 Funktion der Biogasanlage II

14 Der Gärprozess I Anaerobe Gärung Verflüssigungsphase (Hydrolyse) Aufspaltung langkettiger organischer Verbindungen in einfache organische Verbindungen mit Hilfe von Enzymen Versäuerungsphase (Acidogenese) Abbau zu organischen Säuren mit Hilfe von Bakterien

15 Der Gärprozess II Essigsäurephase (Acetogenese) Organische Säure und Alkohol wird von Bakterien zu Esigsäure Wasserstoff u Kohlenstoffdioxid abgebaut Methanbildungsphase (Methanogenese) Verarbeitung der Produkte der Essigsäurephase durch Mikroorganismen zu Methan, Kohlenstoffdioxid und Wasser

16 Der Gärprozess III

17 Aufbereitung des Biogas Entfernung von festen Bestandteilen Trocknung Entschwefelung Entfernung von anderen Gasen Methananreicherung Druckwechseladsorption Membrantrennverfahren Waschverfahren

18 Video

19 Biogasanlagen in der Umgebung Kleinglattbach: Abwärme nach Kleinglattbach Mühlacker: Einspeisung ins Erdgasnetz Sachsenheim

20 Wirtschaftlichkeit durch Subventionen wenn Anfahrtswege der Biomasse kurz sind wenn die Abwärme genutzt wird wenn Abfallprodukte verarbeitet werden wenn die Anlage ganzjährig genutzt wird Viele Faktoren spielen ein Rolle

21 Bedeutung der Bioenergie

22 Bedeutung der Bioenergie IN DER ZUKUNFT Soll Import von fossilen Brennstoffen ersetzen Autos betrieben mit Biogas

23 Kritik Verdrängt Nahrungsmittelproduktion Unsicherheit ob Klima- und Energiebilanz wirklich positiv sind Intensivierung der landwirtschaftlichen Nutzung Veränderung des Landschaftsbilds

24 Noch Fragen?

25 Danke für die Aufmerksamkeit!