Umwelt- und Energiepotenzial

Die Vergärung von Gülle, Mist und Hühnerkot trägt erheblich zur Reduktion von Treibhausgasemissionen bei, indem das Methan für die Energiegewinnung genutzt wird. So können die Emissionen gesenkt werden, die sonst bei der Lagerung in offenen Behältern entstehen. Zusätzlich reduziert die Nutzung dieser Rohstoffe in Biogasanlagen Ammoniakverluste und optimiert die Nährstoffkonzentration für die Düngemittelproduktion, was der gewerblichen Verwertung in Gartenbau und anderen Bereichen zugutekommt. Die Methanproduktion aus diesen Rohstoffen ermöglicht eine effiziente Umwandlung in Strom und Wärme, die insbesondere industrielle Abnehmer bei ihrer Energieversorgung unterstützt.

Einflussfaktoren auf die Biogasproduktion

1. Tierart: Die Zusammensetzung und Eigenschaften von Gülle und Mist unterscheiden sich je nach Tierart. Rindergülle hat oft einen höheren Feststoffanteil und fördert so die Gasproduktion, während Hühnerkot durch seinen höheren Nährstoffgehalt Vorteile für die Düngemittelproduktion bietet.

2. Futterqualität: Die Nährstoffzusammensetzung hängt eng mit der Fütterung der Tiere zusammen. Ein hoher Proteingehalt im Futter erhöht den Stickstoffgehalt in der Gülle, während ballaststoffreiches Futter den Kohlenhydratanteil beeinflusst – ein Faktor, der für die industrielle Fermentation entscheidend ist.

3. Lagerungsbedingungen: Offene Güllebehälter können Ammoniakverluste verursachen und die Konzentration der Gülle verändern. Geschlossene Tanks oder abgedeckte Lager helfen, solche Verluste zu minimieren und die optimalen Bedingungen für die Vergärung aufrechtzuerhalten.

Wirtschaftliche Vorteile und Rentabilität

Biogasanlagen zur Verwertung von Gülle, Mist und Hühnerkot bieten eine lange Lebensdauer und niedrige Betriebskosten, was sie insbesondere für industrielle Anwendungen zu einer stabilen und nachhaltigen Investition macht. Dank der ausgereiften Fermentationstechnik können Industrie und Gewerbe sowohl von Energieeinsparungen als auch von reduzierter Umweltbelastung profitieren.

Die maßgeschneiderten Anlagenkonzepte von TEWE berücksichtigen die spezifischen Anforderungen an die industrielle Verwertung von Gülle und Mist. Faktoren wie Kapazität, Feststoffanteil und Materialeigenschaften werden gezielt angepasst, um eine effiziente und nachhaltige Nutzung dieser Rohstoffe sicherzustellen und eine kontinuierliche, gewerbliche Energieproduktion zu gewährleisten.

Welche Komponenten sind wichtig bei der Vergärung von Gülle und Mist?

Bei der Vergärung von Gülle und Mist in Biogasanlagen spielen mehrere Komponenten eine entscheidende Rolle. Diese natürlichen Rohstoffe sind besonders wertvoll, da sie eine hohe Energieeffizienz aufweisen und gleichzeitig zur Reduktion von Treibhausgasen beitragen. Hier ist ein Überblick über die wichtigsten Komponenten und deren Funktion in der Biogasproduktion:

Organische Substanz in Gülle und Mist

Die organische Substanz in Gülle und Mist enthält Kohlenhydrate, Proteine und Fette, die durch Mikroorganismen abgebaut werden und das Biogas freisetzen. Der Anteil der organischen Substanz beeinflusst direkt die Gasausbeute: Je höher dieser Anteil, desto mehr Energie kann gewonnen werden. Diese Substrate sind ideal für Biogasanlagen, da sie relativ leicht fermentierbar sind.

Mikroorganismen

Mikroorganismen wie Bakterien und Archaeen sind der Motor des Vergärungsprozesses. Sie bauen die organische Substanz in mehreren Stufen ab:

• Hydrolyse: Zunächst werden große Moleküle in kleinere Bestandteile (z. B. Aminosäuren und Zucker) zerlegt.

  • Acidogenese: Es entstehen organische Säuren und Alkohol.
  • Acetogenese: Die Zwischenprodukte werden weiter in Essigsäure, Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt.
  • Methanogenese: Methanbakterien wandeln die Essigsäure und den Wasserstoff in Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂) um – die Hauptbestandteile des Biogases.

Nährstoffverhältnisse und C/N-Verhältnis

Ein ausgewogenes Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis (C/N-Verhältnis) ist für eine stabile Fermentation entscheidend. Gülle und Mist besitzen ein ideales C/N-Verhältnis, das die Mikrobiologie im Fermenter unterstützt und eine effiziente Gasbildung fördert. Stickstoff wird für den mikrobiellen Zellaufbau benötigt, während Kohlenstoff als Energiequelle dient.

Feuchtigkeitsgehalt

Der Feuchtigkeitsgehalt von Gülle und Mist beeinflusst die Prozessstabilität. Optimalerweise sollte der Feuchtigkeitsgehalt bei etwa 90 % liegen, um eine homogene Substratmischung zu gewährleisten und den Mikroorganismen eine ideale Umgebung zu bieten. Ein ausgewogenes Wasserverhältnis verbessert den Wärmetransfer im Fermenter und verhindert, dass der Fermentationsprozess ins Stocken gerät.

pH-Wert

Der pH-Wert ist ein wichtiger Kontrollfaktor in der Vergärung. Mikroorganismen in Biogasanlagen arbeiten am effizientesten bei einem pH-Wert zwischen 6,5 und 7,5. Die Gülle und Mist haben oft von Natur aus den idealen pH-Wert, der eine stabile Methanproduktion unterstützt. Regelmäßige pH-Kontrollen im Fermenter sichern einen störungsfreien Ablauf.

Temperatur

Die optimale Temperatur für die Vergärung liegt im mesophilen Bereich (35–40 °C) oder im thermophilen Bereich (50–55 °C). Gülle und Mist reagieren besonders gut auf die mesophile Temperatur, da diese die Aktivität der Mikroorganismen fördert und die Bildung von Methan beschleunigt.

Hydraulische Verweilzeit (HRT)

Die hydraulische Verweilzeit beschreibt die Zeit, die Gülle und Mist im Fermenter verbleiben, um vollständig abgebaut zu werden. Bei Gülle und Mist beträgt die HRT in der Regel 15–30 Tage, was eine kontinuierliche Biogasproduktion sicherstellt und die organischen Bestandteile effizient umwandelt.

Gasbildung und Gasausbeute

Gülle und Mist bieten eine stabile und kontinuierliche Gasproduktion, insbesondere Methan. Während die Methanausbeute aus Gülle allein eher moderat ist, steigert die Zugabe von Mist die Gasausbeute deutlich. Beide Substrate sind ideal für Biogasanlagen, die auf eine zuverlässige Energieproduktion angewiesen sind.

Rückstände und Gärreste

Nach dem Vergärungsprozess verbleiben nährstoffreiche Gärreste, die als Dünger für die Landwirtschaft wertvoll sind. Diese Rückstände verbessern die Bodenqualität und stellen eine nachhaltige Nutzung der Gülle und Mist sicher.