FAQ

Was ist Biogas?

Wie wird Biogas gebildet?

Was sind die Eigenschaften von Biogas?

Was ist eine Biogasanlage?

Inwiefern unterscheidet sich ein MWK-System von anderen?

Was sind geeignete Einsatzmaterialien für eine MWK Biogasanlage?

Wie effizient sind MWK Systeme?

Warum haben Ihre Systeme Fermenter aus Beton?

Welche sind die möglichen Einnahmequellen?

Was bestimmt die Realisierbarkeit der Anlage?

Bieten Sie Schulungen für den Betreiber an?

Wie viel Energie kann erzeugt werden?

Wie hoch ist der mögliche Stromertrag pro Kuh?

Welche Emissionen verursacht eine MWK Biogasanlage?

Ist Biogas explosiv?

Was sind die ökologischen Vorteile/Leistungen einer MWK Biogasanlage?

Was sind die gesellschaftlichen Vorteile/Leistungen einer MWK Biogasanlage?

Benötigt eine Biogasanlage Gülle zum Betrieb?

Benötigen Ihre System essbare Rohstoffe?

 

 

Was ist Biogas?

 

Biogas ist ein Gas das sich bildet, wenn organische Substanzen in einer anaerobischen Umgebung vergärt oder fermentiert werden. Dieser Prozess kommt zum Beispiel auf dem Meeresgrund vor, oder während eines Vergärungsprozesses. Das produzierte Gas enthält hauptsächlich Methan.

 

Der effizienteste Biogasproduzent ist eine Milchkuh.

 

Wie wird Biogas gebildet?

 

Biogas ist ein Stoffwechselprodukt methanbildender Bakterien (Archaeabakterien). Biogas wird in einer anaeroben Umgebung gebildet (d.h. ohne Licht und Sauerstoff) durch die Umwandlung von organischen Stoffen in Stoffwechselprodukte. Methan-Bakterien können nur in einer Umgebung existieren, die mit genügend Feuchtigkeit optimiert ist (oder Trockenmasse von weniger als 50%). Die anaerobe Zersetzung organischer Stoffe ist in vier Abschnitte unterteilt: Hydrolyse, Versäuerung, Acetat-Bildung und die Bildung von Methan. In den ersten beiden Stufen findet die Verflüssigung und Zerlegung der Materialien statt. Die eigentliche Umwandlung in Methan erfolgt in den letzten beiden Schritten. Die einzelnen Stufen sind nicht nur unterschiedlich im Hinblick auf die beteiligten Mikroorganismen und die gebildeten Produkte, sondern sie sind auch grundlegend unterschiedlich im Bezug auf die erforderlichen Umgebungsbedingungen.

 

Hydrolyse

In dieser ersten Phase des Prozesses, werden hochmolekulare Stoffe wie Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette zerlegt in niedermolekulare, wasserlösliche Fragmente: Monomere und Oligomere.

 

Versäuerung

Die Monomere und Oligomere werden weiterhin von den gleichen Bakterien verbraucht und zerlegt. In dieser Phase werden kurzkettige Carboxyl-Säuren, Alkohole, Wasserstoff, Kohlendioxid und/oder Hydrogencarbonat gebildet.

 

Die Zusammensetzung dieser Produkte ist stark abhängig von Hitze und Luftfeuchtigkeit in den Fermentierbehältern, als auch vom pH-Wert des Gärsubstrates. Der optimale pH-Wert für die Mikroorganismen liegt zwischen 4,5 und 6,3 während der Stufen Hydrolyse und Versäuerung.

 

Azetat-Bildung

Die acetogenen Mikroorganismen sind das Bindeglied zwischen der Versäuerung und der Methanbildung. Die Stoffwechselprodukte der säurebildenden Mikroorganismen werden in methanogen verwertbare Stoffe umgewandelt, wie Essigsäure, Hydrogencarbonat, Wasserstoff und Kohlendioxid. Aus reaktionskinetischen Gründen und um zu verhindern durch Wasserstoff gehemmt zu werden, müssen die Mikroorganismen mit den methanbildenden Mikroorganismen in Symbiose leben. Als Reaktion werden die ursprünglichen Substrate für den letzten Schritt des anaeroben Abbaus, der methanogenen Phase, gebildet.

 

Methan-Bildung

Methan-Bakterien können nur wenige Substrate umwandeln (z.B. Essigsäure, Ameisensäure, Methanol und Kohlendioxid). Wasserstoff dient als universelles Substrat, während Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle und Elektronenakzeptor dient. Darüber hinaus muss die räumliche Nähe der Mikroorganismen der acetogenen und methanogenen Phase durch eine ausreichende Durchmischung gewährleistet werden.

 

Der optimale pH-Wert für Mikroorganismen in der Acetogenese- und Methanogenese-Phasen liegt zwischen den pH-Werten 6,8 und 7,5. Der Funktionsbereich für Methan-Bakterien liegt zwischenC und 70° C. Mesophile Stämme existieren bei Temperaturen zwischen 25° C und 38° C, und thermophile Stämme bei Temperaturen von 45° C - 60° C.

 

Was sind die Eigenschaften von Biogas?

 

Die Eigenschaften des erzeugten Gases hängen von den verwendeten Einsatzstoffen ab. Die folgende Tabelle ist ein Beispiel für die Verwendung von Gülle, Getreide und Gras. Aus diesem Mix würde das System in einem Temperaturbereich von 38° C – 55° C betrieben werden, für eine mesophile Gärung. Das als Stoffwechselprodukt der Methan-Bakterien erzeugte "Biogas" hat die folgenden physikalischen Eigenschaften.

 

Physikalische Eigenschaften

CH4

CO2

H2S

Gemisch

(65 % CH4)

Volumenanteil (%)

55 - 75

22 - 24

0.1 - 0.7

100

Heizwert (kWh/m³)

10

-

6.3

6.6

Brennwert (kWh/m³)

11.1

-

-

7.2

Zünd-/Explosionslimit (Vol.-%)

5 - 15

-

4 - 45

6 - 12

ZündtemperaturC)

700

-

270

650 - 750

Kritischer Druck (bar)

47

75

90

75 - 89

Kritische TemperaturC)

- 81.5

31

100

- 82.5

Normal-Dichte (kg/m³)

0.72

1.98

1.54

1.2

 

Was ist eine Biogasanlage?

 

Eine Biogasanlageim Englischen auch oft "digester" genanntist im Grunde die technische Reproduktion der Prozesse, die im Magen einer Milchkuh stattfinden:

 

Biologisch abbaubare Materie wird in speziell ausgestattete Gärbehälter eingespeist, und das Gärsubstrat wird erwärmt und gemischt. Der Prozess ist anaerob und erzeugt ein Gas, das hauptsächlich Methan ("Biogas") enthält. Das Gas wird gesammelt und gespeichert und wird verwendet, um einen Motor anzutreiben, der einen Generator betreibt, der Strom und Wärme produziert. Die als Reststoff überbleibende Gülle ist ein hochwertiger organischer Dünger.

 

Biogasanlagen haben sich vongüllenotwendigenSystemen zu Systemen entwickelt, die Gülle teilweise oder sogar vollständig überflüssig machen. Mit der heutigen Mischsubstrat-Technologie kann eine lange Liste von biologisch abbaubaren Materien in elektrische und thermische Energie umwandeln werden.

 

Inwiefern unterscheidet sich ein MWK-System von anderen?

 

Ein MWK-System bietet viele Vorteile gegenüber anderen Systemen. Hier sind nur ein paar davon:

 

  • Die Anlagen sind höchst-zuverlässig, da sie bei 100% installierter Leistung mehr als 92% der Zeit im Jahr produzieren

  • Eine Vielzahl von Rohstoffen ist möglich: Gülle, Getreide-/Ernteabfälle, Speisereste und andere organische Abfälle aus der industriellen Verarbeitung

  • Verschiedene und variable Kombinationen von Rohstoffen möglich

  • Je nach verfügbaren Substraten ist Gülle nicht erforderlich

  • Sicherheitsnormen, die die europäischen Vorschriften überschreiten

  • Das System kann so geplant werden werden, dass zukünftige Expansionen mit proportional kleineren Investitionen geschaffen werden

  • Kann Energie variabel für den Hochlast- und Niederlastbetrieb der Produktionskapazitäten bereitstellen

  • Fernüberwachungs-Funktionen

  • Bereitstellung biologische Beratung

  • Abwasser hat nur 4% - 8% Feststoffe und ist ein organischer Dünger, der erwiesenermaßen den Bodenzustand im Laufe der Zeit verbessert.

 

Was sind geeignete Einsatzmaterialien für eine MWK Biogasanlage?

 

Grundsätzlich kann alles, was vergärbar oder fermentierbar ist, in unsere Biogasanlagen eingespeist werden: Gülle, Getreide, Getreideabfälle, Essensreste, Abfallprodukte aus der Produktion und Verarbeitung, um nur einige zu nennen.

 

Die Einsatzstoffe unterscheiden sich hinsichtlich der Gasausbeute und der Stromerzeugungjeder Einsatzstoff muss individuell beurteilt werden, und auch wie er den gesamten Subtrat-Mix beeinflusst. Dessen Nährstoffgehalt, Zusammensetzung und Vergärbarkeit spielen alle eine Rolle.

 

Aus den Materialien die Ihnen zur Verfügung stehen, werden unsere Experten die richtige Mischung zusammenstellen um genau Ihre spezifischen Ziele zu erreichen. Wir stehen ebenso zur Beratung an Ihrer Seite, wenn sich die Einsatzstoffe ändern sollten.

 

Wie effizient sind MWK Systeme?

 

MWK Biogasanlagen werden so konstruiert, dass sie mindestens 92% der Zeit im Jahr arbeitendas sind 8.060 Stunden pro Jahr, bei installierter Leistung! Dies wird durch eine Reihe von Wegen erreicht:

 

  • Unsere Systeme werden soo konstruiert, dass der Eigenstrombedarf auf ein Minimum reduziert ist. Motoren, die Ventile, Pumpen, Mischer, usw. antreiben, werden nur betrieben wenn erforderlich. Zur gleichen Zeit hingegen wird die Gasproduktion auf dem gewünschten Niveau gehalten.

  • Das "Abfackeln" (Oxidieren von überschüssigem Methan durch Verbrennung) ist nur selten notwendig in unseren Systemen. Im Gegenteilunsere Kontrollsysteme halten die Gasproduktion auf einem Niveau, wo das gas noch zu Energie umgewandelt wird, und nicht verschwendet wird.

  • Alle installierten Komponenten und Geräte haben eine nachgewiesene Erfolgsbilanz im Anwendungsbereich von Biogasanlagen.

  • Die Gasproduktion und -ansammlung wird fortgeführt während Wartungs- und Servicearbeiten. Jegliche Systemausfallzeiten treten ausschließlich aufgrund Service und Wartung des Generators auf.

Warum haben Ihre Systeme Fermenter aus Beton?

 

MWK Biogasanlagen werden mit Fermentern aus bewehrtem Stahlbeton konstruiert, da diese Konstruktion zur allgemeinen Effizienz, Beständigkeit und Langlebigkeit unserer Anlagen beiträgt.

 

  • Betontanks sind beständiger als Stahltanks

  • Die Behälter sind absolut gasdicht

  • Die Konstruktion hat eine höhere Tragfähigkeit

  • Je nach Gelände und Grundwasserständen können Betonbehälter vollständig im Erdreich versenkt werden

  • Die Konstruktion macht die Komponenten leicht zugänglich für Wartung oder Reparaturen, während die Anlage weiterhin unterbrechungsfrei betrieben werden kann.

 

 

Welche sind die möglichen Einnahmequellen?

 

Es gibt viele Einnahmenquellen in Verbindung mit einer gut geplanten Biogasanlage. Abhängig von Ihrer Lokalität, verfügbaren Programmen auf Landes- und Bundesebene und Art Ihres Betriebes, können Sie Einnahmen aus einigen oder allen der folgenden Punkte erzielen:

 

  • Verkauf von Strom

  • Eigennutzung der elektrischen Energie, um die Spitzenstrompreise in den Hauptproduktionszeiten zu senken

  • Verkauf CER's (Carbon Credits) durch Reduktion von Methan-Emissionen

  • Verkauf von produzierter Wärme oder Kälte

  • Nutzung der Wärme für Produktionsprozesse, Gebäude und Häuser auf dem Gelände

  • Nutzung von Kälte für alle Kühl-Prozesse, mit einem verbundenen Absorptionskälteanlage

  • Geringere oder keinerlei Kosten für Dünger, oder Verkauf von der Düngemittel

  • Reduzierung der eigenen Entsorgungskosten

  • Annahme von Kippgebühren von Abfall-Lieferanten

  • Steuerliche Abschreibungen

  • Subventionen vom Staat oder weltweiten Umweltorganisationen

  • Marketing-Vorteile im Vertrieb und Werbung durch den Ruf eines umweltfreundlichen Unternehmens

 

 

Was bestimmt die Realisierbarkeit der Anlage?

 

Einige der Einflussgrößen, die die Realisierbarkeit einer Biogasanlage bestimmen sind:

 

  • Großmarkt-Preise für Strom

  • Preisverrechnungen für die elektrische und thermische Energie und / oder Entsorgung

  • Verfügbare Anreize für erneuerbaren Energien

  • Verfügbare Flächen

  • Verfügbarkeit, Kombination und Zustand der organischen Einsatzstoffe (Gülle, Getreide, Speiseabfälle, Abfallprodukte von Nahrungsmitteln, etc.)

  • Nähe zu einem 3-Phasen-Stromleitungsnetz

  • Nutzung für die verfügbare Wärme (z. B. für Raumheizung, Trocknungsverfahren)

  • Potential for net-metering

 

 

Bieten Sie Schulungen für den Betreiber an?

 

Ja.

 

Nach Inbetriebnahme des Systems wird die MWK Schulungen durchführen, damit der Eigentümer/Betreiber sich mit dem effizienten Betrieb der Biogasanlage vertraut machen kann. Es wird ein Handbuch für die Anlage bereitgestellt, das auch Checklisten mit Aufgaben enthält, die in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden müssen.

 

Der BHKW-Hersteller bietet ebenfalls Schulungen an, so dass der Betreiber Routineaufgaben effizient erledigen kann, wie z. B. den Öl- und Zündkerzenwechsel.

 

 

Wie viel Energie kann erzeugt werden?

 

Die Energie, die in einer Biogasanlage aus den Einsatzstoffen erzeugt werden kann, ist von deren organischer Trockenmasse abhängig. Es ist jedoch die Mischung aller eingesetzten Substrate, die die tatsächliche Menge und Qualität des erzeugten Gases bestimmt.

 

Es folgt das Beispiel einer Berechnung für Maissilage, die geerntet, und im Silo verdichtet wurde. Normalerweise würde der Mais 34% TS (Trockensubstanz) haben, wovon 96% organische TS (oTS) ist. Dies entspricht 326 kg oTS. Da eine Tonne oTS eine Menge von 595 m³ Biogas produziert, bedeutet dies, dass 326 kg oTS einer Menge von 194 m³ Biogas entsprechen. Der Faktor für die Umwandlung von Biogas in Strom liegt bei 2,4. So entsprechen 194 m³ Biogas 466 kW elektrischer Leistung.

 

1000 kg Maissilage = 340 kg TS x 96% = 326,40 kg oTS

 

WENN 1000 kg oTS = 595 m³ Biogas, DANN 1 m³ = 1,68 kg oTS

 

SOMIT 326,40 kg oTS / 1,68 kg oTS pro m³ = 194,21 m³

 

194,21 m³ x 2,4 (el. Faktor) = 466,10 kW elektrische Leistung

 

Eine Tonne Maissilage hat die Fähigkeit, 466,30 kW Strom, und etwas mehr als diesen Wert in Wärme zu erzeugen (wenn in kW gemessen).

 

Im Hinblick auf die mögliche elektrische Leistung pro Kuh: Eine MEK Biogasanlage kann 1,2 - 1,3 kW elektrischer Energie pro Kuh erzeugen. Das ist bis zu 600% effizienter im Vergleich zu anderen Systemen!

 

 

Wie hoch ist der mögliche Stromertrag pro Kuh?

 

Der mögliche Stromertrag pro Kuh in einer von MWK Biogas konzipierten Anlage beträgt 1,2 bis 1,3 kW. Das ist deutlich mehr als andere Typen von Vergärungsanlagen produzieren können. Dies liegt an den hohen Kapazität unserer Systeme, der Zuverlässigkeit, der Effizienz und niedrigem Ruhestrom.

 

 

Welche Emissionen verursacht eine MWK Biogasanlage?

 

MWK-Systeme stoßen, wenn überhaupt, sehr wenige Emissionen aus.

 

Luftqualität

Im Allgemeinen ist der Biogaskreislauf CO2-neutral, weil durch die Prozesse nicht zusätzliches CO2 erzeugt wird. Vielmehr ist es so, dass die emittierten CO2-Level genauso hoch sind wie die in den Rohstoffen enthaltenen. Wenn das CO2 in einem weiteren Prozess genutzt wird (z. B. in einem Gewächshaus-Betrieb), dann wird der gesamte Prozess sogar CO2-negativ.

 

Bei konventionellen landwirtschaftlichen Betrieben reduziert eine Biogasanlage sogar um bis zu 90% die Gerüche. Dies liegt daran, dass das Abwasser einer MWK Biogasanlage vollständig vergärt worden ist und sehr wenig geruchsverursachende Materie enthält.

 

Wasserqualität

Das Abwasser ist ein organischer Dünger, der die Notwendigkeit chemischer Dünger reduziert, wenn nicht sogar ersetzt. Er wird leichter von Pflanzen aufgenommen, reduziert die Phosphor-Belastung im Boden und hat damit verbunden einen niedrigeren BSB (biologischer Sauerstoffbedarf).

 

Bodenqualität

Der organische Dünger aus dem Abwasser der Biogasanlage dient als Bodenverbessererim Laufe der Zeit verbessern sich die Boden- und Pflanzengesundheit. Dies führt zu einer Steigerung der Ernteerträge.

 

Lärmpegel

Die lauteste Komponente der Biogasanlage ist das BHKW. Jedoch kann der Raum, in dem es sich befindet so ausgelegt werden, dass direkt vor dem BHKW-Raum Gespräche in normaler Lautstärke gehalten werden können.

 

 

Ist Biogas explosiv?

 

Nein.

 

Biogas selbst ist nicht explosivdie richtige Mischung von Sauerstoff und Methan jedoch schon.

 

MWK-Systeme werden mit einer Reihe von Funktionen ausgestattet, die sicherstellen, dass das vollständige produzierte Gas in Energie umgewandelt wird. Nur in seltenen Fällen kann es vorkommen, dass das Gas über die Gasfackel verbrannt werden muss. Die Betontanks der Fermenter setzen keinerlei Gas frei, und die verwendete Ausrüstung in unseren Systemen wurde speziell entwickelt um mit Biogas zu arbeiten.

 

Außerdem ist unser System durchgehend mit Sensoren ausgestattet, die auf jegliche Art entweichenden Gases aufmerksam machen. Lebensrettende Maßnahmen würden sofort aktiviert werden.

 

 

Was sind die ökologischen Vorteile/Leistungen einer MWK Biogasanlage?

 

Im Gegensatz zu anderen Vergärungsanlagen, bieten MWK Biogasanlagen viele ökologische Vorteile:

 

  • Drastische Geruchsreduzierung

  • Sinkende oder gar keine Notwendigkeit für chemische Düngemittel

  • Reduktion von Methanemissionen

  • Strom wird erzeugt durch CO2-neutralen Prozess

  • Hitze wird erzeugt durch CO2-neutralen Prozess

  • Verbessertes Nährstoff-Management

  • Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit

  • Reduzierung des Pathogengehalts und des BSB (biologischer Sauerstoffbedarf) der Gülle

  • Optische Integrierung in die Landschaft möglich

 

 

Was sind die gesellschaftlichen Vorteile/Leistungen einer MWK Biogasanlage?

 

Im Gegensatz zu anderen Vergärungsanlagen, bieten MWK Biogasanlagen die folgenden gesellschaftlichen Vorteile:

 

  • Die Landwirte profitieren von der Unabhängigkeit von Rohstoff-Marktpreisen

  • Die landwirtschaftliche Ackerland der Gemeinde ist geschützt

  • Es werden Anreize für Junglandwirte gesetzt in der Landwirtschaft bleiben

  • Die teilnehmenden Betriebe in der Umgebung erzielt eine neue Einnahmequelle

  • In der Gemeinde kann es aufgrund seiner stabilen Energieversorgung zu einem wirtschaftlichen Multiplikatoreffekt kommen

  • Beitrag zur dezentralen Stromerzeugung

  • Beitrag zur Unabhängigkeit von fremden Energielieferanten

 

 

Benötigt eine Biogasanlage Gülle zum Betrieb?

 

Ja und Nein.

 

Ja, am Anfangum den Vergärungsprozess zu starten ist Gülle von Milchkühen notwendig. Kuh-Dünger enthält Archaeabakterienund diese Bakterien erleichtern den Vergärungsprozess. Gülle ist auch ein stabilisierender Faktor im biologischen Prozess, es muss jedoch nicht unbedingt Kuh-Dünger sein nach der ersten "Beimpfung".

 

Nicht alle MWK Systeme erfordern eine kontinuierliche Versorgung mit Dünger. Abhängig von den anderen Substraten, die den Gesamt-Mix ausmachen, kann Kuh-Dünger auch gar nicht erforderlich sein. Hingegen kann es aber notwendig sein, die Gülle mit einem anderen Substrat zu verdünnen.

 

 

Benötigen Ihre Systeme essbare Rohstoffe?

 

Nein.

 

MWK Biogas ist ein Befürworter von Vergärungsanlagen, die Abfall zu Energie verwandeln. Unsere Systeme können alle Arten von pflanzlichen Substanzen umsetzen, wie z.B. die Stängel und Blätter der Maispflanze oder auch Gräser.

 

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Welche sind die möglichen Einnahmequellen?

 

Es gibt viele Einnahmenquellen in Verbindung mit einer gut geplanten Biogasanlage. Abhängig von Ihrer Lokalität, verfügbaren Programmen auf Landes- und Bundesebene und Art Ihres Betriebes, können Sie Einnahmen aus einigen oder allen der folgenden Punkte erzielen:

 

  • Verkauf von Strom

  • Eigennutzung der elektrischen Energie, um die Spitzenstrompreise in den Hauptproduktionszeiten zu senken

  • Verkauf CER's (Carbon Credits) durch Reduktion von Methan-Emissionen

  • Verkauf von produzierter Wärme oder Kälte

  • Nutzung der Wärme für Produktionsprozesse, Gebäude und Häuser auf dem Gelände

  • Nutzung von Kälte für alle Kühl-Prozesse, mit einem verbundenen Absorptionskälteanlage

  • Geringere oder keinerlei Kosten für Dünger, oder Verkauf von der Düngemittel

  • Reduzierung der eigenen Entsorgungskosten

  • Annahme von Kippgebühren von Abfall-Lieferanten

  • Steuerliche Abschreibungen

  • Subventionen vom Staat oder weltweiten Umweltorganisationen

  • Marketing-Vorteile im Vertrieb und Werbung durch den Ruf eines umweltfreundlichen Unternehmens