Biogas Entstehung und Zusammensetzung

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Biogas ist ein brennbares Gas, welches sich bei der Zersetzung von organischem Material unter Luftabschluss bildet (Vergärung).  Die dafür benötigten anaeroben Bakterien wandeln dabei die in der Biomasse enthaltenen Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße in Methan und Kohlenstoffdioxid um. Dieser in mehreren Stufen ablaufende Prozess (s.Abb. 1) findet in der Natur in Mooren oder Sümpfen, auf Reisfeldern, im Dickdarm von Menschen und Tieren, sowie auf Müllkippen statt. Heute wird dieser Vergärungsprozess genutzt um Biogas in Biogasanlagen zu gewinnen.

Abb.1, Quelle: Wikipedia

Aufgrund des relativ hohen Energiegehaltes lässt sich Biogas als Energieträger für die Wärme- und Krafterzeugung nutzen. Der durchschnittliche Heizwert von Biogas beträgt etwa 6000 Kcal/m³ (entsprechen 25.000 KJ/m³). Somit entspricht der durchschnittliche Heizwert eines Kubikmeters Biogas etwa 0,6 Liter Heizöl.

Zusammensezung

Die Zusammensetzung von Biogas ist sehr unterschiedlich, weil sie von der Substratzusammensetzung und der Betriebsweise des Faulbehälters abhängt.

Zusammensetzung von Biogas

Schwankungsbreite Durchschnitt
Methan 45–70 % 60 %
Kohlenstoffdioxid 25–55 % 35 %
Wasserdampf 0–10 % 3,1 %
Stickstoff 0,01–5 % 1 %
Sauerstoff 0,01–2 % 0,3 %
Wasserstoff 0–1 % < 1 %
Ammoniak 0,01–2,5 mg/m³ 0,7 mg/m³
Schwefelwasserstoff 10–30.000 mg/m³ 500 mg/m³

Wertvoll im wassergesättigt anfallenden Biogas ist das zu rund 60 % enthaltene Methan. Je höher dessen Anteil ist, desto energiereicher ist das Gas. Nicht nutzbar sind das Kohlendioxid und der Wasserdampf. Im Rohbiogas störend sind vor allem Schwefelwasserstoff und Ammonak. Sie werden bei der Biogasaufbereitung vor der Verbrennung entfernt, um Korrosion in Motoren, Turbinen und nachgeschalteten Komponenten (unter anderen Wärmetauscher) zu verhindern.

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