Batchversuche helfen bei der Bestimmung des Biogasbildungspotenzials

Biogas entsteht bei der Vergärung von pflanzlichen oder tierischen Substraten in einer Biogasanlage. Mikroorganismen vergären unter Luftabschluss (anaerob) die Biomasse zu einem Gas. Dieses besteht vor allem aus Methan und Kohlendioxid. Weitere Bestandteile sind Sauerstoff, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Wasserstoff und andere Gase. Der Methangehalt ist der wertbestimmende Faktor des Biogases, denn aus ihm lässt sich durch Verbrennung für den Menschen nutzbare Energie gewinnen.

In kleineren Biogasanlagen, die häufig von Landwirten betrieben werden, dienen speziell angebaute nachwachsende Rohstoffe als Ausgangsmaterial. Dabei kann es sich um Gras- oder Maissilage handeln. Diese wird mit der Gülle vermengt, die in der Schweine, Hühner- oder Rinderhaltung auf landwirtschaftlichen Betrieben anfällt. Gerade in größeren Anlagen werden weitere Ausgangsmaterialien wie Bioabfälle, Speisereste oder Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie verarbeitet.

Nicht immer kann im Vorfeld eingeschätzt werden, wie sich das Substrat im Fermenter verhält und wie hoch der Biogasertrag ausfällt. Auch der Wechsel eines Substrates führt zu Prozessveränderungen im Gärbehälter. Um die Vergärungsabläufe besser einschätzen zu können, gibt es die Möglichkeit die Veränderungen in einer Batchversuchsanlage (batch: englisch Beschickung) zu simulieren.

In der Versuchsreihe stehen ein Kontrollsubstrat (zum Beispiel durchgegorene Rindergülle) und verschiedene zusammengesetzte Substrate. Diese werden zu Versuchsbeginn mit der Rindergülle angeimpft. Die Versuchsapparatur fängt das produzierte Biogas auf, so dass sich die Mengen und die Zusammensetzung des Gases im Laufe des Versuches bestimmen lassen. Der Versuchsablauf ist recht einfach und gut durchzuführen, kritischer ist die lange Dauer. Der Gärprozess kommt langsam in Gang und erst nach rund 14 Tagen oder später beginnt sich die Gärung zu stabilisieren. Der Versuch muss daher insgesamt rund 30 Tage laufen. Genau hier setzt die Kritik der Anlagebetreiber und möglichen Nutzer der Batchversuche an. Die lange Versuchsdauer treibt die Preise in die Höhe. In der Praxis zeigen sich Ergebnisunterschiede zwischen einzelnen Laboren. Theoretische Berechnungen zur Energiefreisetzung bringen oft ungenaue Ergebnisse, sind aber einfacher und kurzfristiger umzusetzen.

Susanne Kirsch

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