Input/ Substrate
Die zur Verfügung stehenden Substrate vom eigenen bzw. jene von Partner- und Nachbarbetrieben spielen bei der Planung und Dimensionierung einer Biogasanlage eine entscheidende Rolle. Den grössten Anteil einer Substratmischung für die Vergärung machen landwirtschaftliche Substrate wie Hofdünger, Erntenebenprodukte oder Zwischenfrüchte aus. Darüber hinaus können zusätzlich sogenannte Co-Substrate eingesetzt werden. Dies sind organische Reststoffe nicht landwirtschaftlicher Herkunft (z.B. Rasenschnitt, Küchenreste, Abfälle aus der Lebensmittelverarbeitung und der Gastronomie). Die Gaserträge aus landwirtschaftlichen und nicht landwirtschaftlichen Substraten können sehr unterschiedlich sein. Zur groben Abschätzung der Gaserträge können Literaturdaten genutzt werden, z.B. die Datenzusammenstellung der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft oder das Handbuch QM Biogas von Biomasse Suisse. Auch die Genossenschaft Ökostrom Schweiz verfügt über eine ausführliche Substratdatenbank, in der die meisten für die Schweiz typischen Co-Substrate enthalten sind.
Für eine genauere Abklärung des zu erwartenden, spezifischen Biogasertrags bietet die Fachstelle Umweltbiotechnologie der ZHAW Gärversuche an.
Technologie
In der Biogasanlage werden organische Materialien wie Gülle, Mist oder Reststoffe je nach Konsistenz über eine Vorgrube, einen Feststoffeintrag oder direkt in einen beheizten und gasdichten Behälter (Fermenter) eingebracht (beschickt). Die Beschickung erfolgt in der Regel kontinuierlich (mehrmals täglich).
Je nach Technologiekonzept der Biogasanlage unterscheidet man einstufige Biogasanlagen und zwei- bzw. mehrstufige Biogasanlagen. In einstufigen Biogasanlagen wird organisches Material in den Fermenter gepumpt, die gleiche Menge Material gelangt über Verdrängung in ein nachgeschaltetes Lager.
In zwei- bzw. mehrstufigen Biogasanlagen schliesst sich an den ersten Fermenter ein zweiter Fermenter oder Nachgärer an, der ebenfalls gasdicht ausgeführt ist und beheizt sein kann. Am Ende des Prozesses steht auch hier ein Gärgüllenlager.
Nach Abschluss des biologischen Umwandlungsprozesses werden die Vergärungsprodukte in einem Gärgüllenlager gelagert, in dem eine Abkühlung erfolgt und das Material anschliessend als hochwertiges Düngemittel wieder ausgebracht wird.
Einstufige Biogasanlagen sind vor allem bei kleineren landwirtschaftlichen Biogasanlagen zu finden, die hauptsächlich Hofdünger vergären. Grosse Biogasanlagen arbeiten in der Regel in zwei- bis mehrstufigen Verfahren. Der Vorteil mehrstufiger Verfahren gegenüber einstufigen Verfahren ist ein besserer und vollständigerer Vergärungsprozess (weniger Kurzschlussströme, längere Verweilzeiten), wodurch in der Regel die spezifische Biogasausbeute steigt. Nachteilig sind die höheren Kosten für Behälterkapazitäten.