Biogas aus Pferdemist: Mit einer neuen Art von Güllekleinanlagen bringt Renergon die Pferdemist Vergärung voran. Es gibt mittlerweile Erfahrungen in Deutschland.
Bei der BaBoe-GmbH in Lehrte bei Hannover lassen sich die Fermenter einfach öffnen. Was für herkömmliche Anlagen alle fünf bis zehn Jahre ansteht und wegen der offenen Behälter einen Produktionsstopp mit entsprechenden Erlösausfällen bedeutet, ist bei der Anlage von Adrian Bartels und Jens Boedecker wöchentlicher Alltag: die Landwirte vergären seit vier Jahren Pferdemist in einem Garagensystem.
18-21 Tage im Fermenter
Bei dieser Biogas Kleinanlage mit 75 kW sind fünf Fermenter parallel aufgestellt. Die garagenähnlichen Behälter sind 13,5 m lang, 3,5 m breit und 3,5 m hoch. Darin sind jeweils rund 130 m3 trockene Biomasse aufgeschüttet, was bei einer Schüttdichte von bis zu 0,4 t/m³ etwa 45 t entspricht. Die Biomasse bleibt 18 bis 21 Tage im Fermenter. Bei jedem Wechsel werden bis zu 25 % des vergorenen Materials zum Animpfen untergemischt. Damit benötigt eine Anlage mit 75 kW den Mist von 250 Pferden (ca. 4 000 t im Jahr).
Alle Fermenter werden abwechselnd be- und entladen: Während vier Behälter weiter Gas liefern, entlädt Boedecker den fünften mit dem Radlader und befüllt ihn mit frischem Mist.
Biogas aus Pferdemist
Bei der energetischen Verwertung von organischen Rückständen rückt die Biogasanlage in den Fokus. Festmist kann in konventionellen Flüssig-Biogasanlagen nicht optimal verwertet werden und verursacht auch dadurch zunehmend steigende Kosten auch für die Pferdemist Entsorgung. Durch Vergärung von Festmist aus der Tierhaltung wird Biogas gewonnen, das in wertvolle Energie (Strom & Wärme) gewandelt wird. Als weiteres wertvolles Endprodukt entsteht organischer Dünger für eine wirkungsvolle Bodenverbesserung.
Die RSD-S Kompaktanlage, lässt die Pferdemist Entsorgung und Verwertung wirtschaftlich erfolgreich und ökologisch nachhaltig ablaufen. Mit der Hofanlage, basierend auf der rechtlichen Grundlage der Güllekleinanlage nach EEG, bieten wir Landwirten und Anlagenbetreibern die Möglichkeit, mit Nebenprodukten wertvollen Mehrwert zu generieren und über Jahre eine fest kalkulierbare Einnahmequelle für eine langfristige Perspektive ihres Betriebs aufzubauen.
Biogasanlage zur Festmistvergärung
Mit dem patentierten RSD Verfahren, wird Prozessflüssigkeit (Perkolat) in den Anlagenkreislauf zugeführt und der Abbauprozess stapelbarer Biomasse in den Vergärungsboxen zu Biogas gestartet. Der Perkolatkreislauf sorgt dafür, dass relevante Mikroorganismen, Feuchtigkeit, Wärme und essenzielle Nährstoffe gleichmäßig in der Biomasse verteilt werden. Das Perkolat stabilisiert mit seinen Puffersubstanzen den gesamten Biogasprozess nachhaltig.
Störstoffe haben weder auf die robuste Anlagentechnik noch auf den stabilen anaeroben biologischen Abbauprozess Einfluss.
Biogas FAQ
Eine korrekt gebaute und betriebene Biogasanlage stinkt nicht. Eine Geruchsbelästigung durch Biogasanlagen kann es nur dann geben, wenn:
- Biomasse vor oder nach dem Prozess nicht sachgerecht gelagert wird
- Biologische Prozesse aus dem Gleichgewicht kommen
- Wenn schlecht vergorenes Material, der Gärrest, wieder auf den Acker ausgebracht wird
Die Sorge vor Geruchsbelästigungen durch Biogasanlagen ist damit weitgehend unbegründet. Mehr noch: Mist und Gülle aus der landwirtschaftlichen Tierhaltung, die vor ihrer Ausbringung auf die Ackerflächen zunächst in einer Biogasanlage vergoren und energetisch genutzt wurde, verursacht wesentlich geringere Geruchsbelästigungen als unvergorene Gülle. Das in der Gülle enthaltene Methan wird in der Biogasanlage zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Deshalb kann dieses extrem klimaschädliche Gas bei der Ausbringung der Gärreste, d.h. von vergorener Gülle, nicht mehr in die Atmosphäre entweichen. (s.a. Artikel: Wie funktioniert eine Biogasanlage?)
Darüber hinaus sind die Nährstoffe über den Gärrest für Pflanzen wesentlich besser verfügbar. Durch die Rückführung des Gärrestes auf die Ackerflächen kann daher mit diesem wertvollen Dünger der Einsatz von künstlichen Dünger reduziert werden. So schliesst sich der natürliche Nährstoffkreislauf über die Biogasanlage. Für benachbarte Wohngebäude ist eine Biogasanlage oft ein Zugewinn, da von ihr die Wärme zur Beheizung des Wohnhauses günstiger bezogen werden kann als über die eigene Erdgas- oder Ölheizung.
In einer Biogasanlage entsteht Biogas. Das geschieht durch den anaeroben Abbauprozess organischer Abfälle in grossen Fermenterboxen. Diese organischen Abfälle und Reststoffe mit hohem Feststoffanteil aus dem kommunalen, industriellen und landwirtschaftlichen Bereich sind zum Beispiel Bioabfall, Grünschnitt, Lebensmittelreste, Schlachtabfälle und Festmist (Pferde, Rinder, Schwein, Geflügel).
Die Fermenterboxen werden, zeitlich versetzt innerhalb weniger Tage, mit den verfügbaren organischen Feststoffen befüllt (diskontinuierlicher Prozess). Zum Starten und Aufrechterhalten des thermophilen Biogasprozesses wird die Biomasse mit erwärmter Prozessflüssigkeit (Perkolat) besprüht, welche durch die Biomasse sickert und anschliessend wieder dem Tank zugeführt wird. Durch diesen geschlossenen Kreislauf werden die im Perkolat enthaltenen Mikroorganismen, essenziellen Nährstoffe, Feuchtigkeit und Wärme gleichmäßig in der Biomasse verteilt. Die Biomasse wird während der gesamten Verweilzeit nicht bewegt, weshalb die Feststoff-Fermentation ohne aufwändige und anfällige Pump-, Rühr- und Heiztechnik auskommt. Das Resultat ist eine wartungsfreundliche Anlage mit hoher Verfügbarkeit und Lebensdauer, sowie mit geringem Wärme- und Eigenenergiebedarf.
Während des anaeroben Abbauprozesses entsteht Biogas, das in einem BHKW zu Strom und Wärme umgewandelt werden kann. Alternativ besteht die Möglichkeit, das erzeugte Gas zu Biomethan (Erdgas-Qualität, >96 % Methan) aufzubereiten, welches dann direkt ins Gasnetz eingespeist wird. Durch die zeitversetzte Befüllung der Boxen entsteht, über alle Fermenterboxen kumuliert, ein kontinuierlicher Gasertrag wie im Diagramm oben dargestellt. Das Gärprodukt, welches eine Massenreduktion gegenüber der eingesetzten Biomasse erfährt, kann direkt als hochwertiger Dünger und zum Humusaufbau auf die Felder ausgebracht oder zu Kompost aufbereitet und vermarktet werden. Störstoffe in der Biomasse haben weder auf die robuste Anlagentechnik noch auf den stabilen biologischen Abbauprozess irgendeinen Einfluss.
Abhängig vom Entstehungsort und der Zusammensetzung des Gasgemischs spricht man von Sumpfgas, Faulgas, Klärgas, Grubengas, Deponiegas oder im landwirtschaftlichen Bereich von Biogas. Letzteres besteht zu 55–70 % aus dem brennbaren Methan (CH4) und zu 30–45 % aus Kohlenstoffdioxid (CO₂). Spuren anderer anorganischer (CO, H2, H2S, NH3, N2, N2O, H₂O) sowie leicht flüchtiger organischer (C1-C6) Verbindungen können zudem im Biogas zu finden sein. Biogas ist ein regenerativer Energieträger, der sich gut speichern und transportieren lässt und auch als Rohstoff in der chemischen Industrie verwendet werden kann.
Biogas wird aus Biomasse gewonnen, indem die in den pflanzlichen Rohstoffen (Reststoffe, Abfälle) gespeicherte Sonnenenergie durch mikrobielle Vergärung nutzbar gemacht wird. Biomasse besteht aus der Trockensubstanz (wie Eiweiss, Fett und Kohlenhydraten und Mineralien) und einem bestimmten Wassergehalt. Während des anaeroben Abbauprozesses (Fermentation, Vergärung) wird der verfügbare Kohlenstoff zu Biogas (CH4 und CO₂) umgesetzt. Im Gärprodukt (Rest nach dem anaeroben Abbau) finden sich schwer abbaubare Stoffe (in erster Linie holzige Bestandteile) sowie die Nährstoffe des Ausgangsmaterials (N,P,K) und Wasser. Das im Biogas enthaltene erneuerbare Methan stellt dabei als brennbares Gas den Energieträger dar (s.a. Artikel: Wie funktioniert eine Biogasanlage?).
Mit dem EEG 2021 gilt die gesonderte Regelung für Gülle-Kleinanlagen ≤ 100 kW installierter elektrischer Leistung. Sie erhalten einen festgesetzten Einspeisetarif für produzierten Strom und sind von der Pflicht zur Direktvermarktung ausgenommen. Für den Anspruch auf Vergütung müssen in der Anlage mindestens 80% Gülle bzw. Säugetier-Stallmist eingesetzt werden (bis 20% Geflügelmist erlaubt). Zudem entfällt die Pflicht einer Verweilzeit der Biomasse von 150 Tagen im gasdichten System zu gewährleisten. Mit dem Einsatz von Pferde- & Rindermist ist diese Voraussetzung entsprechend erfüllt.
Für die Gruppe der sogenannten Güllekleinanlagen ist die spezielle Vergütung für den erzeugten Strom fortgeschrieben worden und es hat einige interessante Veränderungen für Neuanlagen gegeben. Bleibt man bei der Anlagenplanung mit beispielsweise 99 kW installierter Leistung unter dem Grenzwert von 100 kW, so kann die Anlage diese Leistung künftig unbegrenzt fahren und bekommt die Sondervergütung für die komplette eingespeiste Strommenge ausgezahlt. Neuanlagen von 100 kW installierter Leistung bis zu einer Leistung von 150 kW dürfen zwar nur die Hälfte der installierten Leistung in tatsächliche Einspeisung umsetzen, erhalten aber als Ausgleich künftig den Flexibilitätszuschlag. Damit können neue Güllekleinanlagen jetzt mit entweder knapp 25 % höherer Leistung gefahren werden oder mit einer ca.6,3 % höheren Vergütung kalkulieren als bisher.
Beides ist Methan (CH4). Erdgas und Biogas unterscheiden sich lediglich in der Entstehung. Erdgas ist in Millionen von Jahren aus biogenen Stoffen unter der Erdoberfläche entstanden und gilt als fossile Energiequelle. Biogas hingegen wird aus biogenen Abfällen und Reststoffen mittels Vergärung unter Luftabschluss hergestellt. Biogas ist eine erneuerbare Energiequelle und kann in Erdgas-Qualität aufbereitet ins Gasnetz eingespeist werden.
Ja, mit einer Trockenvergärung ist es möglich Pferdemist optimal zu entsorgen, bzw. zu verwerten.
Die Trockenvergärung hat geringe Anforderungen an das Substrat. Diese kann Verunreinigungen enthalten und ist weniger abhängig von Partikelgrössen und Faserhaltigkeit. Pferdemist mit Hufeisen oder Halftern können im Fermenter (Boxen) keine Schäden anrichten können, da das Substrat während des gesamten Vergärungsprozess nicht bewegt wird. Pferdemist Entsorgung ist in herkömmlichen Flüssiganlagen eher aufwändig in der Vorbehandlung und riskant für die Rührwerke, weshalb Pferdemist trotz hohem Gasertrag ungern oder nicht angenommen wird. (Biogas Verfahren im Überblick)
Neben der gewonnenen Energie wird der Pferdemist zu einem wertvollen bodenverbessernden organischem Dünger aufgewertet.
Der natürliche Stoffkreislauf schliesst sich, wenn der organische Rest, der Gärrest (Gärprodukt), nach der Vergärung in der Biogasanlage mit den darin befindlichen Nährstoffen, wieder dem Boden zurückgegeben wird. Neben der Düngewirkung durch Nährstoffe zeigt sich in der praktischen Anwendung, die eine Verbesserung der Bodenstruktur mitsamt der stetigen Erhöhung des Humusanteils auf den Ackerflächen. Dieser Humusaufbau verbessert dabei die Wasserspeicherkapazität des Bodens drastisch. Deshalb werden in trockenen Zeiten bis zu 70% der Ernteausfälle vermeidbar.
Unter Kaskadennutzung wird die Vergärung mit nachgeschalteter Kompostierung der festen Gärreste verstanden.
Ziel der Kaskadennutzung ist es dabei, die Wertstoffpotenziale der Bioabfälle optimal zu nutzen. Da die Bioabfälle sowohl energetisch als auch stofflich genutzt werden, stellt die Kaskadennutzung eine sehr hochwertige Form der Verwertung von Bioabfällen dar.
Die grössten Vorteile der Trockenvergärung liegt in den geringen Anforderungen an das Substrat. Dieses kann Verunreinigungen enthalten, die nach dem Prozess als Reststoffe übrigbleiben, und ist weniger abhängig von Partikelgrössen und Faserhaltigkeit. Als Beispiel sei häuslicher Bioabfall, der häufig Reststoffe wie Verpackungsmaterialien enthält, oder Pferdemist mit Hufeisen oder Halftern, die Rührwerken grosses Schäden anrichten können. Darüber hinaus ist Biomüll beispielsweise kein Lebensmittel, wodurch sich die häufig in diesem Zusammenhang aufkommende Tank- oder Teller-Debatte auflöst.
Trockenvergärung beginnt dort wo herkömmliche die Flüssig-Biogasanlage- und Pfropfenstromanlage an ihre Grenzen stösst. Die Trockenvergärung hingegen ermöglicht die Vergärung trockener und faseriger Substrate (Trockensubstanz TS-Gehalt : 20%-55%), die in anderen Systemen oft zu Problemen führen.
Der Prozess läuft im Batch-Verfahren ab und liefert eine kontinuierliche Biogasausbeute. Die Anlagen bestehen aus einzelnen Fermenterboxen (Garagenfermenter), die in einem festgelegten Zyklus befüllt und entleert werden. Der manuelle Aufwand ist dabei äusserst gering, da neben der einfachen Lade- und Entladetätigkeit, selten eine Vorbehandlung des Substrats (Zerkleinerung, Schreddern) nötig ist. Zudem wird das Substart über die gesamte Verweilzeit (18-21 Tage) nicht bewegt. Es sinkt die Störanfälligkeit, sowie der Wartungsaufwand der Technik, da keine anfällige Rühr- und Pumptechnik (Vermeidung Schwimm- und Quellschichten) verwendet wird.
Für den erfolgreichen Betrieb einer Biogasanlage ist es essenziell, alle verfügbaren Ressourcen effizient und nachhaltig zu nutzen. Dies beinhaltet die vollständige Verwertung der aus der Biogasanlage gewonnenen Energie in Form von Gas, Wärme und Strom. Ebenso wichtig ist die Verwendung des qualitativ hochwertigen Gärguts als organischer Dünger. Durch Partnerschaften, die sowohl die Beschaffung von Substraten als auch den Verkauf der Haupt- und Nebenprodukte einer Biogasanlage betreffen, können sich beidseitig vorteilhafte Situationen ergeben.
Die Rentabilität einer Biogasanlage wird stark durch die geeigneten Substratmengen beeinflusst. Abhängig vom jeweiligen Land und den dort geltenden Rahmenbedingungen, Subventionen und Vergütungen, können sich unterschiedliche Mindestmengenempfehlungen ergeben.
Schweiz und Österreich:
Für Biogasanlagen in der Schweiz und Österreich empfehlen wir eine Grundmenge von rund 5.000 Tonnen pro Jahr.
Zum Vergleich: Diese Menge entspricht dem Mist von zirka 1.000 Rindern oder 500 Pferden.
Deutschland:
In Bezug auf Biogasanlagen in Deutschland raten wir zu einer Grundmenge von etwa 10.000 Tonnen jährlich.
Zum Vergleich: Das entspricht dem Mist von rund 2.000 Rindern oder 1.000 Pferden.
Biogas wird aus biogenen Abfällen und Reststoffen mittels Vergärung unter Luftabschluss in einer Biogasanlage produziert. Es ist eine erneuerbare Energiequelle und kann in Erdgas-Qualität aufbereitet ins Gasnetz eingespeist werden, oder mittels eines Blockheizkraftwerks (BHKW) in Strom zur Netzeinspeisung gewandelt werden. Zudem kann es sowohl als Treibstoff als auch Wärmeenergie genutzt werden. In der Schweiz werden keine Energiepflanzen bzw. Nahrungs-/Futtermittel (z.B. Mais) speziell für die Biogas-Produktion angebaut (s.a. Artikel: Wie funktioniert eine Biogasanlage?).
Ja, eine Genehmigung ist notwendig. Auch wenn Biogasanlagen, gebaut nach dem Stand der Technik, sicher sind, wird doch mit explosivem und potenziell klimaschädlichen Stoffen umgegangen.
Biogas ist CO₂-neutral. Das bedeutet, dass die Biomasse, die in der Biogasanlage vergoren wird, in der Vergangenheit in Pflanzenform genau die Menge an CO₂ gebunden hat, die bei der Verbrennung des späteren Biogases wieder freigesetzt wird. Das Biogas verursacht somit keinen zusätzlichen Ausstoss von CO₂. Ein weiterer Pluspunkt in der allgemeinen Klimabilanz ist, dass Biogas vor Ort produzierbar ist.
In der Regel alle stapelbaren organischen Reststoffe, wie z.B. Bioabfall, Grüngut, Festmist (Pferd, Schwein, Rind, Geflügel), Bioabfälle, Erntereste, Stroh usw. Alles was innerhalb eines Jahres gewachsen ist kann eingesetzt werden, da der Holzanteil noch nicht stark ausgeprägt ist. Holz kann nicht in einer Biogasanlage abgebaut werden. Eine gute Struktur, sprich hoher Anteil an Pflanzenfasern ist nötig, damit der Perkolationsprozess gut funktioniert. Ist dieser gegeben, kann man auch Stoffe mit weniger Struktur, die evtl. nicht stapelbar sind einmischen (z.B. Trester).
Die optimalen Substratmengen sind für die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage entscheidend. Die Empfehlungen für Mindestmengen variieren je nach Land und den damit verbundenen Rahmenbedingungen, Subventionen und Einspeisevergütungen.
Schweiz und Österreich:
Wir empfehlen eine Mindestmenge von ca. 5.000 Tonnen pro Jahr. Diese Menge ist in der Schweiz + Österreich optimal, um die Wirtschaftlichkeit einer Anlage zu gewährleisten. Hierbei werden die spezifischen schweizerischen/österreichischen Bedingungen und möglichen Förderungen berücksichtigt, die den Erfolg eines Projekts beeinflussen.
Dies entspricht z.B. dem Mist von rund 1.000 Rindern oder 500 Pferden.
Deutschland:
Für Deutschland empfehlen wir eine Mindestmenge von ca. 10.000 Tonnen pro Jahr. Dieser höhere Wert resultiert aus den spezifischen deutschen Rahmenbedingungen und den damit verbundenen Einspeisevergütungen, die eine größere Menge an Substraten wirtschaftlich sinnvoll machen.
Dies entspricht z.B. dem Mist von rund 2.000 Rindern oder 1.000 Pferden.
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