In Tuttwil (Schweiz) steht eine Mini Biogasanlage die Hofmist in Energie umwandelt. Die Anlage hat weltweite Ausstrahlung. Besucher aus China haben sich schon angekündigt.
„Mist“, dachte sich Landwirt Kolumban Helfenberger. Viel Mist wird in seinem brandneuen Trutenmaststall in Tuttwil anfallen. Deshalb hat er auch noch eine Mini Biogasanlage dazu gebaut. „Ich habe das Biogaskonzept des Kantons gelesen und entschieden, den anfallenden Mist in Energie umzuwandeln.“ Durch einen Vergärungsprozess wird aus dem Hofmist Biogas gewonnen, dieses dann in Strom umgewandelt. 600 000 Kilowattstunden sollen pro Jahr ins lokale Stromnetz eingespeist werden. Damit könnten 170 Haushalte versorgt werden, sagte Helfenberger am Freitag anlässlich der Vorstellung des Projekts.
Um Vollgas geben zu können beziehungsweise die Mini Biogasanlage komplett auszulasten, wird Helfenberger auch auf Hofdünger von anderen Landwirten angewiesen sein. Der Tuttwiler rechnet damit, dass er rund einen Drittel der benötigten Biomasse aus der Trutenzucht, den Milchkühen und der Rinderaufzucht aus dem eigenen Betrieb beisteuern kann. Aber auch Zulieferungen aus der Entsorgung von Pferdemist von Reitställen und Gestüten sind zur Vergärung in der kleinen Biogasanlage äußerst geeignet.
Wegweisende Mini Biogasanlage für Landwirte
Dank des Förderprogramms des Kantons Thurgau profitiert Helfenberger von einer einmaligen Anschubfinanzierung seiner Mini Biogasanlage. Total koste das Projekt über eine Million Franken, sagt er. Regierungsrat Walter Schönholzer lobte Helfenbergers Mut, in diese neue Technologie investiert zu haben. «Das verdient große Anerkennung, ist wegweisend für andere Landwirte und Unternehmer», sagte Schönholzer.
Bei der neuen Mini Biogasanlage in Tuttwil handle es sich um die erste landwirtschaftliche Feststoff-Vergärungsanlage der Schweiz. Für Karl-Heinz Restle von der Kreuzlinger Firma Renergon, welche die Anlage baute, hat sie gar weltweite Ausstrahlung. Eine Delegation von Landwirtschaftsvertretern aus China wolle sich die Tuttwiler Biogasanlage anschauen. „Sie sind fasziniert. Das ist, was sie suchen“, sagte er. Und sollte damit Recht behalten. Mittlerweile bauten die Besucher aus China eine erste Anlage, jedoch im wesentlich größerem Maßstab. Siehe Artikel: Chinas grösste Trockenvergärung in Betrieb
RENERGON Trockenvergärung als Kompaktanlage
Die RSD-S Mini Biogasanlage ist die clevere Investition zur dezentralen Strom- und Wärmegewinnung sowie der Entsorgung von Festmist. Die kompakte Trockenvergärungsanlage RSD-S bietet erprobte Technologie auf kleinstem Raum, wirtschaftlich in der Anschaffung und effizient im Betrieb. >> Mehr zur kompakten Biogasanlage
FAQ: Mini Biogasanlage
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.
Der Trockensubstanz-Gehalt, kurz TS-Gehalt, oder Trockenmasse-Gehalt, bezeichnet den prozentualen Feststoffanteil in einem Stoffgemisch. Je höher der Anteil ist, desto trockener ist dieses Gemisch. Die Einheit des TS-Gehalts ist Prozent [Gew. %].
Biogas ist unabhängig von Wetter oder Saison, permanent verfügbar, transportier- und speicherbar, und somit flexibel einzusetzen. Zum Beispiel zur lokalen oder regionalen Energie-Bereitstellung, aber auch als Energieträger im Mobilitätssektor. Hier finden Sie mehr zu unseren Biogasanlagen für Landwirtschaft, Industrie und Kommunen.
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).
Das ist abhängig von der Größe der Biogasanlage, sowie der Menge der verwendeten Einsatzstoffe. Es hängt auch davon ab, ob Bio-Methan oder Strom und Wärme produziert wird. Mit unserem kostenlosen Biogasrechner können Sie das Potenzial einfach und schnell selbst simulieren. Hier geht’s zum Biogasrechner
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.
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.
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?).
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.
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.
Die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage hängt maßgeblich von den optimalen Substratmengen ab. Je nach Land und den zugehörigen Bedingungen, Förderungen und Vergütungen können die empfohlenen Mindestmengen variieren.
Deutschland:
In Deutschland liegt unsere Empfehlung für die Basismenge bei etwa 10.000 Tonnen jährlich. Aufgrund der besonderen deutschen Bedingungen und den zugehörigen Vergütungen ist eine größere Substratmenge wirtschaftlich vorteilhaft.
Das ist vergleichbar mit dem Mist von etwa 2.000 Kühen oder 1.000 Pferden.
Schweiz und Österreich:
In der Schweiz und in Österreich raten wir zu einer Basismenge von ungefähr 5.000 Tonnen jährlich. Diese Menge berücksichtigt die besonderen Bedingungen und potenziellen Zuschüsse in beiden Ländern, die den Projekterfolg beeinflussen können.
Das ist vergleichbar mit dem Mist von etwa 1.000 Kühen oder 500 Pferden.
Hier geht’s zum Biogasrechner
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.
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.
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.
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.
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.
