Biogas direkt zum Heizen, Trocknen und zur Dampferzeugung nutzen

Bei der direkten Wärmenutzung entfallen Generator und elektrische Umwandlungstechnik. Die chemische Energie des Gases wird unmittelbar in Warmwasser, Dampf oder Heißluft umgewandelt. Das verringert die Zahl der Umwandlungsschritte. Die Wirtschaftlichkeit hängt jedoch davon ab, ob ein Abnehmer die Wärme genau dann nutzen kann, wenn das Biogas entsteht.

Wo kann die Wärme genutzt werden?

Die häufigste interne Anwendung ist die Beheizung des Fermenters. Überschüssige Wärme kann für Hofgebäude, Warm- oder Prozesswasser, die Trocknung von Getreide und Gärresten, Gewächshäuser, Industrieöfen oder einen Dampfkessel genutzt werden. Prozesse mit vielen Betriebsstunden im Jahr sind wertvoller als eine kurze saisonale Nachfrage, die für den Rest des Jahres keinen Abnehmer bietet.

Wie weit muss das Gas gereinigt werden?

Der erforderliche Grad der Biogasreinigung hängt vom Brenner und der Wärmeerzeugung ab. Kondensat und Tropfen müssen abgeschieden, Partikel gefiltert und Schwefelwasserstoff begrenzt werden, um Korrosion und Emissionen zu vermindern und die Technik zu schützen. Gebläse oder Verdichter stabilisieren den Druck; dazu kommen Gasregelstrecke, Absperrventile und Flammenüberwachung.

Für einen Kessel muss CO₂ nicht bis zur Biomethanqualität entfernt werden. Ein geringerer Methananteil bedeutet jedoch einen niedrigeren Heizwert und einen größeren Gasvolumenstrom. Brenner und Rohrleitungen müssen deshalb für die tatsächliche Zusammensetzung des Biogases ausgelegt sein, nicht für Erdgaswerte aus einem Katalog.

Warmwasser, Dampf oder direkte Trocknung?

Ein Warmwasserkessel eignet sich zur Beheizung von Fermenter und Gebäuden. Ein Dampfkessel stellt höher temperierte Energie für industrielle Prozesse bereit, stellt aber höhere Anforderungen an Wasseraufbereitung, Druck, Sicherheitseinrichtungen und Überwachung. Bei direkter Trocknung dürfen Abgase nur dann mit dem Material in Kontakt kommen, wenn Prozess, Hygiene und Produktqualität dies zulassen; andernfalls ist ein Wärmetauscher erforderlich.

Erzeugung und Verbrauch ins Gleichgewicht bringen

Der Fermenter erzeugt kontinuierlich Gas, während sich die Wärmenachfrage oft verändert. Ein Gasspeicher zum kurzfristigen Ausgleich, Leistungsregelung und eine Sicherheitsfackel für überschüssiges Gas sind erforderlich. Ein saisonaler Überschuss lässt sich nicht durch einen übergroßen Membranspeicher beheben: Dieser überbrückt Stunden, keine Monate.

Vorteile der kürzeren Prozesskette

• weniger Umwandlungsschritte und vergleichsweise einfache Technik
• Möglichkeit, Heizöl, Flüssiggas oder Erdgas am Standort zu ersetzen
• hoher Nutzungsgrad bei kontinuierlichem Wärmebedarf
• einfachere Wartung als bei Motoren, Turbinen oder Brennstoffzellen

Häufig unterschätzte Grenzen

Wärme lässt sich nur schwer über große Entfernungen transportieren und verliert ohne Abnehmer an Wert. Dampf- oder Warmwasserleitungen, ein Reservekessel, Frostschutz und Spitzenlasten können die Investition erheblich verändern. Auch örtliche Regeln zu Emissionen, Druckgeräten, Brandschutz und der Aufstellung von Gastechnik sind zu prüfen.