Anaerobe Vergärung
Mikrobieller Abbau organischer Stoffe unter Luftabschluss, bei dem Biogas und ein nährstoffreicher Gärrest entstehen, der sich als Dünger nutzen lässt.
Die anaerobe Vergärung läuft in vier biologischen Stufen ab: Hydrolyse der komplexen Polymere, Versäuerung (Acidogenese) zu flüchtigen Fettsäuren, Essigsäurebildung (Acetogenese) zu Acetat und Wasserstoff und schließlich Methanbildung (Methanogenese), bei der Archaeen diese Zwischenprodukte in Methan und CO2 umwandeln.
Wichtige Auslegungsgrößen:
- Temperatur: mesophil 35–42°C (am häufigsten, stabil) oder thermophil 50–57°C (schneller, bessere Hygienisierung, empfindlicher)
- Hydraulische Verweilzeit: 20–40 Tage mesophil, 12–20 Tage thermophil
- Raumbelastung: 2–5 kg organische Trockensubstanz pro m3 und Tag bei nassen, kontinuierlich gerührten Fermentern
- pH-Wert 6,8–7,5 und ein ausgewogenes C:N-Verhältnis von 20–30:1
Der spezifische Methanertrag reicht von etwa 0,2 m3 CH4 pro kg organischer Trockensubstanz bei Rindergülle bis 0,45–0,5 bei Speiseresten und Fetten. Üblich ist die Kofermentation von Gülle mit ertragreicheren Substraten. Prozessstörungen entstehen meist durch Ammoniakhemmung oder durch angereicherte Fettsäuren nach Überfütterung. Der Gärrest enthält den Großteil von Stickstoff, Phosphor und Kalium aus dem Ausgangsmaterial und ersetzt Mineraldünger; offene Lager können allerdings noch Methan und Ammoniak ausgasen. Kläranlagen stabilisieren ihren Klärschlamm durch Faulung und decken damit oft 50–80 % ihres Strombedarfs.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Biogas
Gasgemisch aus etwa 50–70 % Methan und 30–50 % CO2, das bei der anaeroben Vergärung organischer Stoffe wie Gülle, Speiseresten, Klärschlamm und Energiepflanzen entsteht.
- Biomethan (RNG)
Auf über 95 % Methan aufbereitetes Biogas, das Erdgasqualität erreicht und ins Gasnetz eingespeist oder als Kraftstoff genutzt werden kann.
- KWK (Kraft-Wärme-Kopplung)
Gleichzeitige Erzeugung von Strom und nutzbarer Wärme aus einem Brennstoff; der Gesamtwirkungsgrad liegt bei 75–90 %, reine Stromkraftwerke erreichen etwa 35–60 %.
- Methanverluste (Methanleckagen)
Unbeabsichtigte Methanfreisetzung aus den Lieferketten von Öl, Gas und Kohle durch Lecks, Ablassen (Venting) und unvollständiges Abfackeln, oft angegeben in Prozent des geförderten Gases.