Kleinstbiogasanlagen

Dieser Artikel stellt eine Einführung in die grundlegende Funktionsweise von Kleinstbiogasanlagen (KBA) dar und erläutert die Problematik der Standortwahl für KBA.

• Grundlagen

• Standorte und Inputmaterialien (Substrate)

• Aufbau

• Weitere Vorteile:

Die in Asien jüngst geschehene Tsunami-Katastrophe hat gezeigt, dass gerade die Wasserversorgung einen hohen Stellenwert in der internationalen Hilfe darstellt. Die Abwasser-entsorgung wird bei einer schnellen Hilfe meist vernachlässigt, da unmittelbar nicht erforderlich. Nun stellt aber gerade die Rückführung des Brauchwassers in den natürlichen Wasserkreislauf eine nachhaltige Bewirtschaftung der Gebiete dar.

Mit einer durch Ingenieure ohne Grenzen e.V. finanzierten Kleinstanlage könnte somit in kürzester Zeit ein System aufgebaut werden, das ohne hohen Kostenaufwand nachhaltig von den Nutzern betrieben werden kann. Dabei handelt es sich um einen in der Erde eingelassenen Folienbehälter, der als Fermenter dient. Ein Foliengasspeicher, Verbindungselemente dienen zum Transport und Lagerung des Energieträgers „Biogas“. Dieses steht letztendlich zu Kochzwecken jederzeit zur Verfügung.

Der Nutzen dieser Anlagen richtet sich vornehmlich zur Reduzierung organischer Verbindungen im Abwasser und gleichzeitiger Erzeugung von Biogas als Energieträger. Letzteres dient als speicherbare Energiequelle für alle thermischen Anwendungen insbesondere der Kochenergie. Die organisch abgebauten Festbestandteile dienen dank hoher Nitratgehalte als Dünger (Humus).

Grundlagen

Biogas ist ein Stoffwechselprodukt der Methanbakterien, das entsteht, wenn sie organische Masse abbauen. Die Voraussetzungen diesen Prozess zu unterstützen sind folgende:

• Feuchtes Milieu: Methanbakterien können nur in flüssiger Phase (> 60%) arbeiten und existieren. Ein Wassergehalt von 85-95% gilt als ideal.
• Luft- und Lichtabschluss: Beide Einflüsse hemmen den Prozess erheblich.
• Gleichmäßige Temperatur: vornehmlich zwischen 35° – 40 °C

Standorte und Inputmaterialien (Substrate)

Der Einsatz einer Kleinst-Biogasanlage kommt zur Anwendung in ubiquitären Regionen der Erde mit Zugang zu vergärbarer Biomasse; vornehmlich im Tropengürtel. Als vergärbare Substrate dienen in der Regel tierische Exkremente (Gülle) und andere flüssige organische Abfallstoffe. Im Fermenter werden die organischen Verbindungen zu CO2 und dem brennbaren Methan abgebaut. Zum Standort gehören sollte somit eine Viehzucht um den Grundstoff Gülle zu erhalten und „geregelt“ der Anlage zuzuführen. Dafür sind nicht mehr als eine Hand voll Schweine notwendig. Schweinegülle zeichnet sich durch einen hohen Wassergehalt und hohem Organikanteil aus. Allerdings sollte genug Wasser zum Einspülen der Gülle vorhanden sein. Ein Upscaling auf Anlagen mit höherem Durchflussvolumen ist gerade nach dieser Bauweise leicht möglich.

Neben der Möglichkeit Gülle noch weitere organische Stoffe zu verwerten, erschließen sich dem Biogasprozess neben den tierischen und menschlichen Exkrementen insbesondere nachwachsende strukturarme Energieträger und Reststoffe zu verwerten und diese energetisch zu nutzen.

In weiteren Schritten ist die energetische Umwandlung zu Strom mittels Klein-Gasmotoren denkbar.

Aufbau

Handelsübliche Materialien, an das System adaptiert, sollen das System in allen Bereichen der Erde ohne großen finanziellen Aufwand möglich machen. Mit säurebeständigen Kunststoffen, einer innovativen Verfahrenstechnik und reproduzierbaren Bestandteilen lässt sich dieses Ziel erreichen. So kann ein Endpreis zwischen 100 € bis 300 € für ein System erzielt werden. Der Folienspeicher (bei 5 Schweinen) dienend als Fermenter ist ca. 4 m lang und 80 cm im Durchmesser. Der Gasspeicher lässt sich sehr gut unter einem Vordach integrieren. Alle Materialien wie PE-Folien, PE-Schläuche und Verbindungselemente sind handelsübliche Artikel.

Weitere Vorteile:

• einfacher Aufbau der Komponenten
• geringer Platzbedarf
• geringes Transportgewicht
• hohe Effiziens
• Verwendung marktüblicher Komponenten
• einfache Bedienung
• kostengünstige Bauweise