Mechanischer Substrataufschluss zur Steigerung der Biogasausbeute

SchlagworteAngriffsfläche für Bakterien Aufschlussmaschinen Biogasmehrertrag Extruder Gras mechanischer Aufschluss Pferdemist Stroh Substrat Verstopfung Zerkleinerung Zerkleinerungstechnik

Neben den Enzymen ist der mechanische Aufschluss von Substraten am weitesten verbreitet. Mechanischer Aufschluss der Substrate wird schon immer im Biogasanlagenbetrieb eingesetzt. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten wie Substrat zerkleinert werden kann:

  • Bei der Gülle haben die Tiere den Aufschluss gemacht,
  • bei der Silage der Häcksler während der Ernte.
  • Ein darüber hinausgehender Aufschluss erfordert erheblichen Aufwand an Energie und Verschleiß an den Zerkleinerungsmaschinen oder Extrudern.

Die Frage ist, ob sich dieser Aufwand rechnet…

Der Nutzen eines mechanischen Substrataufschlusses hängt von der Art des Substrats und den Alternativen ab

Eine Vorbehandlung von Substraten durch mechanischen Aufschluss ist immer dann sinnvoll und geboten, wenn es durch die Substrate zu technischen Problemen in den Anlagen kommt, wie z.B. Verstopfungen. Besonders beim Einsatz von Gras, Stroh und Mist, speziell Pferdemist mit hohem Strohanteil, geben vorgeschaltete mechanische Substrataufschlusstechniken Sinn. Es sind eine Reihe inzwischen etablierter mechanischer Aufschlussmaschinen verschiedener Hersteller am Markt. Durch Mahl-, Zerfaserungs- oder schlagende Techniken soll das Material aufgeschlossen und eine erheblich größere Angriffsfläche für Bakterien geschaffen werden. Dies erfordert natürlich erhebliche Kräfte. Die Maschinen weisen daher stets hohe elektrische Anschlussleistungen auf.

Kosten von Zerkleinerungsmaschinen liegen vor allem in der Instandhaltung der Maschinen und im Betrieb:

Die Extruder und Zerkleinerer sind bereits in der Investition recht teuer. In der Regel werden von den Betreibern die Betriebskosten erheblich unterschätzt. Neben dem Strombedarf zum Antrieb schlägt der Verschleiß der Zerkleinerungsaggregate zu Buche. Ein mehrmaliger Tausch der Verschleißteile pro Jahr ist nicht ungewöhnlich. Innerhalb von wenigen Jahren kann mehr Geld für die Verschleißteile und Reparaturen ausgegeben werden, als die neue Maschine gekostet hatte. Lebensdauer, Verschleiß und Stromverbrauch der Maschinen hängen natürlich vom Durchsatz an Material und der Qualität des Materials ab.

Wenn durch die Aufschlusstechniken ein Substrat in einer Biogasanlage überhaupt erst einsetzbar wird, müssen die Kosten dem Preis des Substrates zugerechnet werden, um die Wirtschaftlichkeit zu ermitteln. Dazu ist einerseits eine realistische Einschätzung der Betriebskosten der Maschine und andererseits eine ebenso realistische Einschätzung der Biogasausbeuten nötig. Genau hier gibt es die Probleme.

Die Kosten-Nutzen Rechnung ist nicht immer einfach

Besondere Vorsicht ist mit prozentualen Angaben zu höheren Biogasausbeuten geboten. Das dient in der Regel nur dem Verkäufer der Maschine als Verkaufsargument. Die Vergleiche, die da angestellt werden, sind meistens recht unfair.

Die Tücken einer Kosten-/Nutzenrechnung am Beispiel der Vergärung von Stroh

Wenn ich eine Biogasanlage, die nicht zur Strohvergärung ausgerüstet und optimiert ist, nehme und dann irgend eine Optimierung mache, werde ich immer besser sein als ohne die Optimierung, egal ob da ein Zerkleinerer für das Stroh steht oder eine spezielle Hydrolyse. Die Kosten-/Nutzenanalyse muss im Einzelfall zwischen zwei im Wettbewerb stehenden Technologien gemacht werden.

Mehr Gas durch Zerkleinerung kommt nur dann raus, wenn unfairerweise z.B. trockenes, unzerkleinertes Stroh mit trockenem, sehr fein zerkleinertem Stroh verglichen wird. Würde man das Stroh z.B. gut einweichen und die Nährstoffzusammensetzung optimieren, würde sich der Vorteil der mechanischen Zerkleinerung schnell verflüchtigen. Die Frage ist nur, was wirtschaftlicher ist. Der reine Biogasmehrertrag nur durch Zerkleinerung ist in der Regel so gering, dass der Strombedarf zum Zerkleinern den Vorteil schon wieder auffrisst. Daher haben manche Betreiber die Maschinen bereits wieder ausgebaut oder stillgelegt.

Nach meiner Erfahrung rechnen sich die Zerkleinerungstechniken in der Regel nicht über eine höhere Biogasausbeute. Sie können jedoch Sinn geben, wenn dadurch preiswerte Substrate wie Stroh, Landschaftspflegegras, Pferdemist oder andere Substrate für eine Biogasanlage überhaupt erst verfügbar gemacht werden.

Bei der Entscheidung über die Anschaffung einer Maschine zur Zerkleinerung des Substrats sollten sie also Folgende Punkte beachten:

  • Der Nutzen von Zerkleinerungsmaschinen muss für jeden Anwendungsfall gesondert geprüft werden.
  • Pauschale Angaben über Biogasmehrerträge sind nicht zur Wirtschaftlichkeitsberechnung geeignet.
  • Sie geben sehr häufig ein unrealistisch positives Bild ab.
  • Ein Biogasmehrertrag wird meistens über die Betriebskosten aufgefressen.
  • Die Betriebskosten (Stromverbrauch und Verschleiß) werden oft erheblich unterschätzt.

Wenn sie dazu noch Fragen oder Anregungen haben, dann schreiben sie mir oder hinterlassen sie direkt hier einen Kommentar.

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