Was ist Biogas?

Biogas entsteht in einem biologischen Prozess unter Ausschluss von Sauerstoff (anaerob oder anaerobe Vergärung). In der Biogasanlage erfolgt in einem mehrstufigen biologischen Ab- und Umbauprozess die Umwandlung bestimmter organischer Substanzen in Biogas, welches vor allem aus Methan (55 bis 65 Vol.%) und Kohlendioxid (45 bis 35% Vol.%) besteht. Dieser Prozess ist in der Natur weit verbreitet (z.B. auch in Güllegruben oder Mooren). Im Umwandlungsprozess werden verschiedene Teilschritte unterschieden, in denen von verschiedenen Mikroorganismen die organische Substanz stufenweise ab- und umgebaut wird. Diese Teilschritte müssen gut aufeinander abgestimmt sein, damit der biologische Gesamtprozess optimal läuft.

 
Die Teilschritte gliedern sich wie folgt:

1. Hydrolyse
Umwandlung komplexer Verbindungen wie z.B. Kohlenhydrate, Eiweisse oder Fette zu einfacheren organischen Verbindungen wie Aminosäuren, Fettsäuren oder Zucker.

2. Versäuerungsphase
Die in der Hydrolyse gebildeten Zwischenprodukte werden durch säurebildende Bakterien zu Fettsäuren (Essig, Propion- und Buttersäure) sowie Kohlendioxid, Wasserstoff, Milchsäure und Alkohol umgebaut.

3. Essigsäurebildung
Durch Essigsäure bildende Bakterien werden die Produkte der Versäuerungsphase in Essigsäure, Wasserstoff und Kohlendioxid umgebaut. Dies sind bereits Vorläufersubstanzen von Biogas.

4. Methanogenese
Im letzten Schritt der Biogaserzeugung werden die Essigsäuren, Wasserstoff und Kohlendioxid von anaeroben methanbildenden Bakterien zu Methan umgewandelt. Dabei gibt es gleichzeitig immer unterschiedliche methanbildende Bakterien in einer Biogasanlage. Solche, die aus Essigsäure Methan bilden und solche, die aus Wasserstoff und Kohlendioxid Methan bilden. Je nachdem wie eine Biogasanlage prozesstechnisch betrieben wird, überwiegen die einen oder anderen Bakterien.

Alle vier Prozesse des organischen Abbaus und der Bildung von Biogas laufen in einer landwirtschaftlichen Biogasanlage in der Regel parallel ab. Da die unterschiedlichen Mikroorganismen jedoch zum Teil unterschiedliche Ansprüche an ihren Lebensraum haben, muss prozesstechnisch ein Kompromiss erreicht werden, der hinsichtlich pH-Wert und Temperatur möglichst allen Bakterien gerecht wird.