Biomasse ist ein überall und jederzeit verfügbarer Rohstoff, dessen Potenzial noch lange nicht ausgenutzt wird, besonders durch untaugliche Technologie.
Inzwischen werden in Deutschland über 4.000 Biogasanlagen betrieben, und keine davon arbeitet wirklich effizient. Das energetische Potenzial der Biomasse, die im Laufe des Pflanzenlebens gespeicherte Sonnenenergie, wird bisher allenfalls zur Hälfte genutzt. Dabei ist die Fermentation zu Biogas nur einer der vielen Wege, die Pflanzenenergie zu nutzen. Leider wird oft schnell eine Möglichkeit aufgegriffen und vervielfältigt. Dabei sind wirtschaftliche Interessen der Agrarindustrie ausschlaggebend, die von der Maissaat, über die Düngemittel und Pflanzenschutzmittel auch das Biogaskonzept mit verkaufen.
Konventionelle Biogasanlagen sind unwirtschaftlich und nicht nachhaltig
Das Problem beginnt mit der vorrangig eingesetzten Energiepflanze Mais. Konventionell und in Monokulturen angebaut ist sie als Energierohstoff viel zu teuer. Alternative, ökologische Anbausysteme sind wesentlich günstiger und effizienter, wie das Zweikultur / Zweitkultursystem der Uni Kassel. Da die Maissaat auch noch vom Monopolisten Monsanto mit dem zugehörigen Komplettpaket an Dünge- und Pflanzenschutzmitteln gekauft wird, das Maisfeld gepflügt, geeggt, gedüngt und gegen Schädlinge geimpft werden muss, ist der Arbeits- und Energieaufwand immens. Fällt dann die Ernte infolge ungeeigneter Witterung schlecht aus, sinkt auch die Energieausbeute der Anlage. Schlimmstenfalls müssen Biogasanlagenbetreiber nach einigen Jahren Konkurs anmelden oder versuchen den Fermenter mit anderer Biomasse zu füttern, bis hin zu Lebensmittelresten. Da dieser infolge der bisher einseitigen Ernährung nur Bakterien zum Maisabbau besitzt, bekommt er Verdauungsprobleme, die Anlage fällt aus.
Rührwerksbruch, eine regelmäßige Havarie bei Biogasanlagen
Ein weiteres gängiges Problem im Betrieb konventioneller Biogasanlagen ist die Havarie durch Bruch des Rührwerks. Üblicherweise werden konventionelle Biogasfermenter mit Maissilage und Gülle gefüttert. Die Gülle liefert die Bakterien, die den Mais zersetzen und das Methangas freisetzen sollen. In der Regel beträgt der Gülleanteil höchstens 10%, also eine ziemlich trockene Mischung. Damit die Bakterien nun gut in diesem Magen verteilt werden, muss die Masse kontinuierlich gerührt werden. Das ist bei einem Fermenterdurchmesser von über 20 Metern eine schwierige Aufgabe und eine große mechanische Belastung für das eingesetzte Rührwerk. Und das an 360 Tagen im Jahr. Ein Bruch des Rührwerks ist daher ein durchaus gängiger Havariefall, der zu einem schlimmstenfalls dreimonatigen Ausfall der Anlage führt. Um das beschädigte Rührwerk zu ersetzen, muss der Fermenter geöffnet und entleert werden. Nach Einbau der neuen Mechanik wird er langsam wieder gefüllt, mit der Gülle geimpft und braucht sodann bis zu 30 Tagen, bis die Biogasproduktion wieder ausreicht, den angeschlossenen Gasmotor, der Strom und Wärme erzeugt zu betreiben. Während dieser ganzen Zeit verdient der Betreiber kein Geld, weil weder Strom noch Wärme verkauft werden können. Dieser Verlust zehrt manchmal den gesamten Gewinn eines Jahres auf.
Die Restmassen enthalten immer noch die Hälfte der Energie
Die Verweilzeit der Biomasse im Fermenter beträgt in der Regel 30 Tage. Täglich wird eine gewisse Menge neuer Rohmasse, in der Regel Maissilage eingefüllt und etwa die gleiche Menge aus dem Fermenter in einen Nachgärbehälter gepumpt. Hier wird die Restmasse entwässert, der flüssige Anteil als immerhin geruchsfreier, hochwertiger Dünger auf die Felder gebracht. Die festen Restmassen werden, wie früher der Stallmist, auch auf die Felder ausgebracht, jedoch sind diese längst nicht völlig ausgegoren, enthalten noch 50% der Pflanzenenergie. Manche Anlagenbetreiber sind dazu übergegangen, diese Restmassen weiter zu trocknen und zu Heizpellets zu pressen. Das ist immerhin ein Versuch, das Energiepotenzial besser auszunutzen, jedoch mit zusätzlichem Aufwand an Energie und Arbeit.
Das optimale Energiekonzept ist 3.000 Jahre alt
In China und Indien gibt es seit fast 3.000 Jahren inzwischen über 3 Millionen Biogasanlagen, die wesentlich effizienter arbeiten. Diese verdauen nur flüssige Biomasse, sozusagen Suppe statt Brei. Wenn man die Biomasse nach der Ernte sofort auspresst, erhält man einen Presssaft, der auch die wesentlichen Mineralien enthält und in dem die Moleküle aufgebrochen und damit viel leichter verdaubar sind. Dieser Presssaft, vermischt mit der Gülle, muss nicht im Fermenter gerührt werden. Idealerweise wird ein Fermenter mit zwei oder drei Kammern errichtet. In der ersten Kammer werden die Moleküle von Enzymen weiter aufgespalten und vorverdaut. Der pH-Wert steigt und die aufsteigende Flüssigkeit gelangt über kommunizierende Röhren in den zweiten Behälter. Hier wird dann das Methangas erzeugt und über ein Rohrsystem am Deckel abgesaugt, gereinigt und in einem Gasmotor verbrannt. Nach der Entgasung gelangt die Suppe in eine Restekammer, von der sie als flüssiger Dünger, wie bekannt entnommen wird. Die Kammern des Fermenters werden ineinander gestellt, so dass nur ein Bauwerk zu errichten ist, das ganz aus Beton in der Erde versenkt wird. Eine Wartung ist nicht erforderlich, der Betondeckel kann immer geschlossen bleiben. Die Gasausbeute liegt bei diesem System um bis zu 30% über der der bei uns gebräuchlichen Systeme, was Anlagen in Süddeutschland und der Schweiz nach 20 Jahren Betrieb belegen. Da die Anlage unsichtbar unter der Erde schlummert, kann sie auch inner Orts errichtet werden.
Die ausgepresste Biomasse wird vergast oder verbrannt
Beim Auspressen der Biomasse fällt ein Presskuchen an, der nun getrocknet und gelagert werden kann. Er eignet sich hervorragend zum Verbrennen, bei geeigneter Technologie auch zur Vergasung. In jedem Fall wird nun die restliche Energie ebenfalls genutzt. Bei einer Vergasung erreicht die Energieausbeute mindestens 100%, da ein hoch energiereiches Wasserstoffgas erzeugt wird, doch ist hier noch Entwicklungsarbeit erforderlich. Wie bei der bekannten Holzvergasung enthält das Gas noch zu viele Verunreinigungen, die zu Schäden an einem Gasmotor führen können. Aber auch eine Verbrennung mit Nutzung der Wärme zur Stromerzeugung führt zu einer hohen Effizienz. Wie bei üblichen Biomassekraftwerken heizt die Verbrennungswärme einen Dampf- oder Thermoölkessel. Der hier erzeugte Dampf treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt. Erst dann wird die Wärme zu Heizzwecken genutzt.
Ein hocheffizientes Kraftwerk für Biomasse jeder Art
Der Vorteil dieses alten Konzepts liegt auf der Hand. Jede Art von Biomasse, von Pflanzen bis zu Speiseresten kann eingesetzt werden, auch gemischt, täglich wechselnd. Fehlende Mechanik spart Investitionskosten und Wartung. Das Biogas deckt, weil es kontinuierlich anfällt, den Grundbedarf, der Gasmotor liefert permanent Wärme und Strom. Der getrocknete Presskuchen wird in den kalten Monaten verfeuert und deckt den Zusatzbedarf an Wärme ab. Der gleichzeitig erzeugte Strom steigert die Wirtschaftlichkeit. Da allerdings die universell auftretenden Vertreter der Saatkonzerne, die Berater der Landwirte an diesem System nichts verdienen, bleibt es ein Konzept für Kenner. Eine umfassende Information über die staatlichen Stellen, die Landwirtschaftskammern wäre wünschenswert und könnte helfen, die Ziele zum verstärkten Einsatz Erneuerbarer Energien, hier der Biomasse zu erreichen.