Eine Biogasanlage ist eine Technologie, die Biogas produziert. Biogas ist eine Art erneuerbarer Energie, die durch anaerobe Vergärung organischer Stoffe entsteht. Anaerobe Vergärung bezieht sich auf bakterienunterstützte Zersetzung, die in einer sauerstofffreien Umgebung stattfindet. Der Kraftstoff kann zum Heizen oder in konzentrierter Form zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet werden. Ein Biogassystem bietet eine luftdichte Umgebung für die anaerobe Vergärung und besteht normalerweise aus einem Fermenter und einem Gasbehälter.
Der Fermenter ist ein luftdichter Tank, in dem organische Abfälle deponiert und zersetzt werden. Organische Materialien umfassen typischerweise tierische Abfälle, Pflanzenabfälle und Energiepflanzen oder Pflanzen, die ausdrücklich für die Kraftstoffproduktion angebaut werden. Bakterien innerhalb des Faulbehälters zersetzen den Abfall und bei seiner Zersetzung werden Gase wie Kohlenmonoxid, Methan, Wasserstoff und Stickstoff freigesetzt.
Der Gasspeicher ist ein weiterer Tank in der Biogasanlage, der die Gase nutzt, die von den sich zersetzenden Abfällen oder Gülle ausgestoßen werden. Durch ein Drucksystem werden die im Fermenter freigesetzten Gase in eine Bohrung im Gasbehälter geleitet. Der Halter ist speziell so konstruiert, dass das Gas ungehindert in den Halter fließen kann, während verhindert wird, dass angesammeltes Gas zurück in den Fermenter oder in die Außenumgebung entweicht. Dies ist sowohl für die Effizienz als auch für die Sicherheit wichtig, da viele dieser Gase brennbar sind und in Mischung mit Sauerstoff oder anderen Gasen Explosionen verursachen können. Sobald das Gas genutzt wird, kann es als Kraftstoff verwendet werden.
Um die Effizienz der Biogasanlage zu verbessern, sollte die Gülle im Fermenter auf einem leicht basischen pH-Wert gehalten werden. Der Fermenter sollte auch bei einer Temperatur von 29-41 Grad Celsius (84.2-105.8 Grad Fahrenheit) gehalten werden, um eine schnelle Zersetzung mit optimaler Gasproduktion zu gewährleisten. Die Aufschlämmung sollte gelegentlich umgerührt werden, um zu verhindern, dass sich auf den Abfällen eine harte Kruste bildet, die die Gase daran hindert, zum Halter zu gelangen.
Die Betriebsabläufe können je nach Bauart der Biogasanlage variieren. Eine oberirdische Biogasanlage ist wartungsfreundlicher und profitiert von solarer Beheizung, ist aber schonender beim Bau. Eine unterirdische Biogasanlage ist kostengünstiger zu bauen und einfacher zu speisen, aber schwieriger zu warten. Die Fütterung oder Zugabe organischer Materialien in den Fermenter variiert je nach Design. Eine Biogasanlage mit Chargenbeschickung zersetzt hauptsächlich feste Abfälle, die in Raten in den Tank gegeben werden, während Modelle mit kontinuierlicher Beschickung dem Fermenter ständig hauptsächlich flüssige Abfälle zuführen.
Biogas wird oft fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Öl vorgezogen, weil es erneuerbar ist, weniger kostet, ansonsten Abfallstoffe verwendet und einen geringeren COXNUMX-Ausstoß hat. Kohlenstoff ist in geringen Mengen ein wesentlicher Bestandteil einer gesunden Atmosphäre, wird aber problematisch, wenn zu viel emittiert wird. Der in fossilen Brennstoffen enthaltene Kohlenstoff ist so lange in uralter organischer Substanz vergraben, die nicht mehr Teil des Kohlenstoffkreislaufs ist. Wenn es durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt wird, erhöht es die Kohlenstoffkonzentration. Biogas stammt jedoch von lebenden oder kürzlich abgestorbenen Organismen, deren Kohlenstoffgehalt noch im Kreislauf liegt, so dass die Verbrennung dieser Brennstoffe die Kohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre weniger stört.