In industriellen Biogasanlagen werden Gewerbereststoffe energetisch genutzt. Typische Substrate sind Rückstände der Nahrungsmittelindustrie, Schlachtabfälle, Fette, Glycerin, Marktabfälle, Ernterückstände und viele ähnliche Substanzen.
Die Einnahmen durch den Betrieb einer Anlage steigern sich aufgrund folgender Punkte: zum einen durch die Annahme dieser Substrate von demjenigen, der diese beseitigen möchte und zum anderen durch die erhöhte Biogasproduktion. Wenn möglich, wird Gülle als Grundsubstrat zugesetzt. Meist handelt es sich dann um Anlagen, die an einen landwirtschaftlichen Betrieb angebunden sind. Anlagen, die an einen Gewerbebetrieb angebunden sind, dienen oft der alleinigen Nutzung der anfallenden Substrate.
Gülle eignet sich hervorragend als Grundsubstrat. Dafür wird, wenn möglich, die Gülle der umliegenden Höfe per LKWs geliefert oder zur Biogasanlage gepumpt, während die Gewerbereststoffe meist per LKW zur Anlage gebracht werden. Um Geruchsemissionen zu vermindern, erfolgt die Lagerung der Gewerbereststoffe in geschlossenen Behältern oder gar in einer geschlossenen Halle.
Je nach Konsistenz werden die Substrate vorbehandelt. Sie werden z.B. gehäckselt, gemahlen, gesiebt oder anderweitig vorbehandelt und ggf. müssen Störstoffe entfernt werden. Für die anschließende Homogenisierung werden im Mischbehälter leistungsstarke Rührwerke benötigt. Falls eine Hygienisierung erforderlich ist, erfolgt diese meist bei einer Temperatur von 70°C und einer Dauer von 1 Stunde für eine maximale Partikelgröße von 12 mm. Jedoch reicht oft schon die Reduktion der Keime durch den Fermentationsprozess. Die Einbringung in den Fermenter erfolgt in Abhängigkeit von der Konsistenz per Pumpe, angemischt mit Gülle oder Prozesswasser oder mit einem Feststoffdosierer. Der Fermenter besteht bei großen Anlagen gewöhnlich aus beschichtetem Stahl. Falls mehrere Behälter eingesetzt werden, sind diese meist miteinander verbunden. Fermentervolumina variieren von 500 m³ bis zu einige tausend m³. Die Fermenter sind zur Homogenisierung mit Rührwerken ausgestattet. Dabei kann es sich je nach Substrat und Verfahrenstechnik um große Zentralrührwerke handeln oder z. B. um seitlich eingesetzte Rührwerke.
Das produzierte Biogas wird in Gasspeichern aufgefangen. Diese werden in der Regel als Doppelmembran-Gasspeicherdach auf dem Nachgärer und den Gärrestspeichern errichtet. Ein großes Speichervolumen für Biogas ermöglicht eine größere Flexibilisierung im Gasverbrauch. Das erzeugte Biogas wird in der Regel in einem Gas-Otto-Motor zur Erzeugung von Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Kopplung genutzt. Für den Fall, dass der Motor bzw. die Motoren nicht betrieben werden und trotzdem Biogas entsteht, sind die Anlagen mit einer Notfackel ausgestattet, über die überschüssiges Biogas verbrannt werden kann. Das System der industriellen Biogasanlage schließt einen Kühler, einen Kondensatschacht, eine Entschwefelung und weitere Komponenten ein. Die entsprechende Biogaszusammensetzung wird durch eine Gasmesseinrichtung kontrolliert. Natürlich kann das erzeugte Biogas auch thermisch (Dampf, Wärme) genutzt werden oder auf Erdgasqualität aufbereitet werden.
Der ausgefaulte Gärrest wird in Gärrestlager gepumpt, die in der Regel mit einem Gasspeicherdach ausgestattet sind. Durch das Gasspeicherdach werden Emissionen reduziert und die Speicherkapazität von Biogas erhöht. Obwohl die Gasproduktion im Gärrestspeicher nicht besonders groß ist, ist es energetisch und aus Gründen des Klimaschutzes sinnvoll dieses aufzufangen und zu nutzen.
Jede industrielle Biogasanlage wird von einem übergreifenden automatisierten Kontrollsystem überwacht, das vielfältige Mess- und Kontrolleinrichtungen besitzt. Die Anwesenheit des Betreibers vor Ort ist dennoch zeitweise erforderlich, z.B. für Kontrollgänge, zur Annahme der Substrate oder zur Instandhaltung bzw. Reparatur.
Großdimensionierte industrielle Biogasanlagen werden lediglich zu einem Zweck errichtet, und zwar um Geld zu verdienen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Anlage Tag und Nacht laufen, wobei die Investitionskosten mehrere Millionen Euro betragen können. Abhängig von dem Inputmaterial muss auch die Vorbehandlung von Ingenieuren geplant werden. Außerdem variiert die Aufenthaltszeit, die von der Art des Inputmaterials und der Vorbehandlung abhängt. Diese Zeit wirkt wiederum unmittelbar auf das Fermentervolumen ein.
Grundsätzlich bedarf es bei der Planung bzw. dem Bau einer solchen industriellen Biogasanlage der Mithilfe eines versierten Expertenteams. Krieg & Fischer Ingenieure kann Ihnen umfassende und langjährige Erfahrung im Bereich von Planung und Bau solcher Anlagen bieten.
