Biogas: Was es ist und wie es in Energie umgewandelt wird

Biogas wird als Alternative zur Stromerzeugung anstelle von Erdgas angesehen

Biogas

Bild von Jan Nijman von Pixabay

Biogas ist das Gas, das bei der Zersetzung organischer Stoffe (organischer Abfälle) durch Bakterien entsteht. Bei der Energieerzeugung aus Biogas wird die chemische Energie des Gases durch einen kontrollierten Verbrennungsprozess in mechanische Energie umgewandelt. Diese mechanische Energie aktiviert einen Generator, der elektrische Energie erzeugt. Biogas kann auch in Kesseln durch direktes Abfackeln zur Kraft-Wärme-Kopplung verwendet werden.

Es gibt drei Wege, um Biomasse als Energiequelle zu nutzen. Die erste erfolgt durch direkte Verbrennung, die zweite durch Vergasung und die dritte durch die Reproduktion des natürlichen Prozesses, bei dem die Einwirkung von Mikroorganismen in einer anaeroben Umgebung zur Zersetzung organischer Stoffe führt und folglich Biogas abgibt. Biogas wurde im 17. Jahrhundert entdeckt und als Energiequelle aus einer Präsentation von Louis Pasteur im 19. Jahrhundert betrachtet, in der die Erzeugung von Biogas durch eine Mischung aus Gülle und Wasser demonstriert wurde.

Ende des 19. Jahrhunderts wurde Biogas in Kläranlagen in England gesammelt und in den 1940er Jahren aus Tierdung in Kraftwerken in Indien verwendet. Seitdem hat sich der anaerobe Prozess weiterentwickelt und erweitert, um landwirtschaftliche und industrielle Abfälle zu behandeln.

Die Vergasung besteht aus thermochemischen Reaktionen, bei denen ein fester Brennstoff in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff (in Mindestmenge für die Verbrennung) und Wasserdampf (die Gase bilden) als thermische oder elektrische Energie für die Synthese chemischer Produkte verwendet werden und zur Herstellung flüssiger Brennstoffe. Die anaerobe Verdauung erfolgt auf natürliche Weise in vielen Ökosystemen, z. B. in aquatischen Sedimenten in Süß- oder Salzwasserseen.

Anaerobe Reaktoren, die wie eine Biogasanlage aussehen, versuchen, natürliche Bedingungen zu reproduzieren, indem sie künstliche Ökosysteme durch anaerobe Reaktorteiche schaffen. Ihre anfängliche Verwendung ist die Behandlung von halbfesten Abfällen wie Tierdung, Hausmüll und Schlamm aus Abwasserbehandlung. Typischerweise besteht Biogas aus 60% Methan, 35% Kohlendioxid und 5% einem Gemisch aus Wasserstoff, Stickstoff, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid, Aminen und Sauerstoff.

Nutzung von Biogas aus Deponien

Die endgültige Entsorgung fester Abfälle ist eines der Hauptumweltprobleme in städtischen Zentren, deren Verwaltungen letztendlich auf Mülldeponien zurückgreifen. Die Deponierung der Abfälle führt zur Erzeugung von Biogas. Die Verteilung der Konzentration dieser Gase variiert je nach Deponie und je nach Zusammensetzung, Alter und Luftfeuchtigkeit des Abfalls.

Die Erzeugung von Biogas auf Deponien beginnt normalerweise nach den ersten drei Monaten nach der Entsorgung und kann über einen Zeitraum von 30 Jahren oder länger andauern. Da es eine hohe Methankonzentration enthält, sollte Biogas bei der Berechnung der Treibhausgase berücksichtigt werden. Laut dem Bericht des Zwischenstaatlichen Gremiums für Klimawandel (IPCC) variieren die Methanemissionen aus Deponien zwischen 20 Teragrammen pro Jahr (Tg / Jahr) und 70 Tg / Jahr, was darauf hinweist, dass Deponien für die Produktion von 6 verantwortlich sind % bis 20% der gesamten Methanemissionen pro Jahr weltweit.

Die Nutzung von Biogas kann durch die Installation von Abflüssen erfolgen, die alle Abfallschichten erreichen. Die Abdichtung des Deponiebodens und der Deponie ist eine Maßnahme, die sowohl zur Zusammenarbeit beim Abbau organischer Stoffe, zur Steigerung der Biogasproduktion als auch zur Verhinderung einer Kontamination des Bodens und des Grundwassers am Standort beiträgt.

Das Absaugsystem leitet die Gase von der Deponie (Biogas) zu einem Sammelsystem und leitet sie zum Aufbereitungssystem, das aus einem Satz Gebläse und Filter besteht, so dass die Tröpfchen aus Kondensat und Partikelmaterial entstehen entfernt. Dann wird das Gas zu der Fackel geschickt, die brennt.

Nutzung von Biogas aus der Abwasserbehandlung

Das aus dem Sammelnetz stammende Abwasser wird zur Hebestation transportiert, wo die größeren Partikel zurückgehalten werden, und anschließend zu einer Kläranlage (ETE) geleitet. Die festen Rückstände werden auf eine Mülldeponie verbracht, während die Flüssigkeit in einen Reaktor geleitet wird, wo die dort vorhandenen Bakterien die organische Substanz verdauen und von dort in eine Nachbehandlungsphase übergehen. Das durch die Bakterienaktivität erzeugte Gas kann verbrannt und in Kohlendioxid umgewandelt oder in Form von Biogas wiederverwendet werden.

Haushalts-Biodigester

Herkömmliche Biodigester werden chargenweise und kontinuierlich unterteilt. Die Chargen, auch Chargen genannt, werden nur einmal geliefert und für einen Zeitraum geschlossen gehalten, in dem die organische Substanz fermentiert wird. Kontinuierliche Biodigester sind solche, die eine regelmäßige Zufuhr von organischer Substanz erfordern (normalerweise täglich). Beide Modelle ermöglichen die Energieerzeugung durch Biogas.

Indisches Modell

Es besteht aus einer beweglichen Kuppel aus Eisen oder Glasfaser, in der das Gas gespeichert wird, während die organische Substanz fermentiert wird. Diese Speicherung und die unaufhörliche Erzeugung von Biogas ermöglichen eine unterbrechungsfreie Nutzung. Das Vorhandensein einer zentralen Wand, die den Gärtank in zwei Kammern unterteilt, hilft bei der Trennung der bereits fermentierten Biomasse für die zukünftige Entsorgung.

Chinesisches Modell

Es besteht aus einer zylindrischen Mauerwerkskammer mit einem gewölbten und undurchlässigen Dach zur Speicherung von Biogas. Dieser Reaktor arbeitet basierend auf Druckunterschieden im Inneren. Wenn also der Druck ansteigt, wird die Biomasse von der Fermentationskammer in die Auslassbox transportiert - und wenn es zu einer Dekompression kommt, erfolgt die umgekehrte Bewegung.

Biodigester für Wohngebäude neu färben

Es kann sowohl in ländlichen Immobilien als auch in städtischen Wohngebäuden eingesetzt werden. Es ist kompakt, effizient und kostengünstig. Der Biodigester für Privathaushalte kann im Allgemeinen mit Essensresten, Gras, Haustierkot, Hühnern, Schweinen und Biomasse versorgt werden. Es hat die Kapazität, das Äquivalent eines Kanisters mit Kochgas und 20 Liter Biofertilizer für die Düngung von Gärten zu produzieren und wirkt zusätzlich insektizid. Weitere Details zur Ausrüstung und Preise finden Sie im eCycle Store .

HomeBiogas Wohn Biodigester

HomeBiogas ist ein Biodigester für Privathaushalte, der den Einsatz von Ressourcen fördert. Diese Art von Produkt fördert die Umwandlung von organischem Abfall in Kochgas und natürlichen organischen Biofertilizer durch einen anaeroben Biodigestionsprozess. Innerhalb des Systems können Muscheln, Knochen, Essensreste, Tierdung und auch Tierkot platziert werden. Alle diese Materialien dienen als Rohstoff für die Erzeugung von Biogas. Weitere Details zur Ausrüstung und Preise finden Sie im eCycle Store .

Vorteile der Stromerzeugung

Biogas stellt eine Alternative zur Energieerzeugung dar, um isolierte Gemeinden zu versorgen, die die in Landwirtschaft und Viehzucht erzeugten Rückstände zur Deckung ihres Energiebedarfs nutzen können. Darüber hinaus ist die Nutzung von Biogasenergie aus Deponien und der Abwasserbehandlung ein nachhaltigeres und intelligenteres Ziel für Abfälle. Die Verwendung von Biogas zur Energieerzeugung verhindert auch, dass Methan aus der Zersetzung organischer Stoffe in die Atmosphäre freigesetzt wird, wenn es durch den Verbrennungsprozess in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt wird. Auf diese Weise wird Biogasenergie als Alternative vorgestellt, die nicht so viele sozio-ökologische Auswirkungen hat wie Erdgas.