Donnerstag, 13. Dezember 2018
Plattform zum Wissenstransfer für die landwirtschaftliche Biogasproduktion in Bayern

Glossar für Begriffe im Umfeld von Biogasanlagen

Aerob

Unter Zutritt von Sauerstoff. Der aerobe Abbau von organischer Substanz durch Mikroorganismen (Pilze und Bakterien) liefert als Hauptprodukt Kohlendioxid (CO2).

Ammoniak (NH3)

Farbloses, stechend riechendes, giftiges und reizendes Gas. Entsteht beim biologischen Abbau stickstoffhaltiger Stoffe. Ein geringer Anteil der Ammoniak-Emissionen, stammt aus der Landwirtschaft. Ammoniak ist ein starker Hemmstoff in Biogasanlagen.

Anaerob

Ohne Zutritt von Sauerstoff. Der anaerobe Abbau von organischer Substanz durch Mikroorganismen (Pilze und Bakterien) liefert zahlreiche organisch-chemische Verbindungen, als Endprodukt größtenteils Methan (CH4)

Asche

Bei der restlosen Verbrennung (Veraschen) von organischen Substanzen bei 550 °C zurückbleibende anorganische Bestandteile. Es handelt sich hierbei um ein Gemisch von Alkali- und Erdalkalimetallverbindungen, Phosphaten, Oxiden, Carbonaten, Sulfaten und Silicaten.

Biodiesel

Umgangssprachlich für Pflanzenölmethylester (PME). In Deutschland wird überwiegend Rapsölmethylester (RME) als Biodiesel eingesetzt. RME besitzt ähnliche Eigenschaften wie konventioneller Dieselkraftstoff und kann in herkömmlichen Dieselmotoren eingesetzt werden.

Biogasreaktor (auch Fermenter)

Der Fermenter, auch Biogasreaktor genannt, ist der Behälter einer Biogasanlage, in dem Methanbakterien und weitere spezielle Mikroorganismen unter anaeroben Bedingungen leben. Als Stoffwechselprodukte entstehen dabei u.a. Methan, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Spurengase.

Biogassubstrat (siehe Einsatzstoff)

Blockheizkraftwerk (BHKW)

Blockheizkraftwerke sind Anlagen zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Wärme, deren Leistung oder Baugröße kleiner ist als die herkömmliche Kraftwerke. BHKW im Bereich der Bioenergie werden mit Biogas (Methangas) betrieben und erzeugen über einen Generator Strom, der ins Stromnetz eingespeist wird.

Einsatzstoff (auch Biogassubstrat)

Einsatzstoffe, auch Substrate genannt, bestehen aus organischem Material, z.B. Pflanzenmaterial und tierischen Auscheidungen (Gülle), Stallmist usw. das in die Biogasanlage für die Vergärung eingebracht und zu Methangas umgesetzt wird.

Fermenter (siehe Biogasreaktor)

Fermenterinhalt

Der Fermenterinhalt ist bei kontinuierlichen Prozessen ein Gemisch aus organischen Einsatzstoffen, bereits abgebauten Biomolekülen, Zusatzstoffen, gelösten Gasen, Stoffwechselprodukten und mikrobieller Biomasse.

Festmist

Ist ein Wirtschaftsdünger aus tierischen Ausscheidungen, auch mit Einstreu, insbesondere Stroh, Sägemehl, Torf oder anderes pflanzliches Material, das im Rahmen der Tierhaltung zugefügt worden ist, oder mit Futterresten vermischt, dessen Trockensubstanzgehalt 15 % übersteigt.

Gärrest

Der Gärrest wird auch Biogasgülle genannt und ist der meist flüssige aber auch feste Rückstand aus der Vergärung. Der Gärrest, der durch Abgabe „in Verkehr gebracht wird“ und den Hof verlässt muss nach Düngeverordnung aus dem Gärrestlager entnommen werden.

Gärrestlager

Die Gärrestlager sind der Biogasanlage direkt nachgelagerte Speicherbehälter oder Erdbecken, die periodisch, ganz oder auch nur teilweise entleert werden. Gärrestlager werden nicht beheizt und sind nicht wärmegedämmt, so dass über die natürliche bzw. technische Abkühlung im Gärrestlager eine Reduzierung der biologischen Aktivität, d.h. eine Minderung der Restgasemission, erreicht wird.

Gülle

Ein Wirtschaftsdünger aus tierischen Ausscheidungen, auch mit geringen Mengen Einstreu oder Futterresten oder Zugabe von Wasser, dessen Trockensubstanzgehalt 15 %nicht übersteigt.

Homogenisieren

Das Homogenisieren ist das gleichmäßige Vermischen von Stoffen zu einem einheitlichen Gemenge.

Hydrolysebehälter

Der Hydrolysebehälter ist ein Vorbehälter des eigentlichen Fermenters. Hier werden die komplexen, organischen Verbindungen der Substrate (z.B. Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße) biochemisch in einfachere Strukturen (z.B. Zucker, Fettsäuren, Aminosäuren) zerlegt.

Jauche

Ist ein Gemisch aus Harn und ausgeschwemmten feinen Bestandteilen des Kotes oder der Einstreu sowie von Wasser; Jauche kann in geringem Umfang Futterreste sowie Reinigungs- und Niederschlagswasser enthalten.

Kohlenhydrate

Sammelbezeichnung für die als Naturstoffe sehr weit verbreiteten Polyhydroxyaldehyde (Aldosen) bzw. -ketone (Ketosen) sowie höhermolekularer Verbindungen, die sich durch Hydrolyse in solche Verbindungen überführen lassen (Summenformel meist CnH2nOn oder C(H2O)n, formal also "Hydrate des Kohlenstoffs"). Die bekanntesten im Bioenergiebereich sind Stärke, Zucker, Cellulose.

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Energieerzeugungs- und Umwandlungsverfahren, bei dem gleichzeitig Strom und Wärme bereitgestellt wird. Durch die Nutzung der Abwärme, die beim Stromerzeugungsprozess in herkömmlichen Kraftwerken ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird, lässt sich der Energienutzungsgrad durch KWK entscheidend erhöhen (von 30 bis 45 % auf 80 bis 90 %).

Kurzumtriebsplantage

Plantagen, in denen schnellwachsende Baumarten wie z. B. Pappeln, und Weiden angebaut und in regelmäßigen Intervallen (alle 3-5 Jahre) mit vollautomatischen Erntemaschinen abgeerntet werden. Sie werden als Biomasselieferanten zur Energiegewinnung genutzt. Aus den verbleibenden Stöcken und Wurzeln kommt der Neuaustrieb für die nächste Ernte.

Lignin

Ein hochpolymerer, aromatischer Pflanzenstoff, der in verholzenden Pflanzen die Räume zwischen den Zellmembranen ausfüllt und zu Holz werden lässt (Lignifizierung bzw. Verholzung). Lignin kommt in Verbindung Hemicellulosen vor.

Lignozellulosepflanzen

Holz- oder grasartige Pflanzen mit hohen Anteilen an Ligninen und Zellulose in der Biomasse.

Nachgärer

Der Nachgärer ist ein Speicherbehälter, der größtenteils „ausgegorenen“ Fermenterinhalt enthält und durch seine Abdeckung in der Lage ist, das in dieser Stufe gebildete Restgas aufzufangen. Sie werden oft beheizt und gerührt.

Nutzenergie

Der Anteil der Endenergie, der dem Verbraucher nach der letzten Umwandlung für den jeweiligen Nutzungszweck zur Verfügung steht. Z.B. Licht für die Beleuchtung, mechanische Arbeit von Motoren für Transportmittel, Wärme für die Raumheizung. Nutzenergie wird gewonnen aus Endenergieträgern bzw. der Endenergie, vermindert um die Verluste dieser letzten Umwandlung (z.B. infolge der Wärmeabgabe einer Glühbirne für die Erzeugung von Licht, Verluste in einer Hackschnitzelfeuerung bei der Temperierung eines Raumes).

Organische Reststoffe / Rückstände

fallen bei der Land- und Forstwirtschaft, der Industrie und den Haushalten an. Es zählen dazu: Aball- und Restholz, Stroh, Gras, Laub, Dung, Klärschlamm, organischer Müll. Produkte aus organischen Rest- und Abfallstoffen sind insbesondere Biogas, Deponiegas, Klärgas.

Photosynthese

Bildung von Kohlenhydraten (Zuckern) aus Kohlenstoffdioxid und Wasser, die in grünen Pflanzen im Sonnenlicht erfolgt, wobei unter Mitwirkung von Chlorophyll Sonnenenergie in chemische Energie umgewandelt wird. Damit ist die Photosynthese die grundlegende Stoffwechselreaktion der Pflanzen und einer der wichtigsten biologischen Energie-Direktumwandlungs-Prozesse.

Schwefeldioxid (SO2)

ist ein farbloses, stechend riechendes Gas. Es entsteht überwiegend als unerwünschtes Nebenprodukt bei der Verbrennung schwefelhaltiger fossiler Energieträger wie Kohle oder Öl. SO2 ist in der Atmosphäre einer Reihe von Umwandlungsprozessen unterworfen, als deren Folge beispielsweise schweflige Säure, Schwefelsäure, Sulfite, Sulfate u. a. Stoffe entstehen können.

Schwermetalle

kommen in der Natur (Gesteine, Böden, Wasser, Pflanzen) nur in sehr geringen Konzentrationen vor. Die Quellen für die Schwermetall-Immissionen sind teils natürlichen Ursprungs (Vulkane, Verwitterung), teils anthropogen als Folge der Industrialisierung. Manche Schwermetalle, wie z. B. Co, Zn, Mn … sind als Spuren- oder Mikronährstoffe für den Stoffwechsel von Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren essentiell.

Stickstoffoxide (NOX)

Sammelbegriff für alle Oxide des Stickstoffs wie z.B. Stickstoffmonoxid NO, Distickstoffoxid N2O und Stickstoffdioxid NO2. Stickstoffoxide greifen die Schleimhäute der Atmungsorgane an und begünstigen Atemwegserkrankungen. In der Luft reagieren die Stickoxide in Verbindung mit Wasser zu Salpetersäure und sind für den Sauren Regen mitverantwortlich und sind damit auch für Pflanzen schädlich.

Triticale

ist durch die Kombination der Gattungen Triticum (Weizen) und Secale (Roggen) entstanden und mit dem Ziel gezüchtet worden, die hohe Leistungsfähigkeit von Weizen mit der Anspruchslosigkeit von Roggen zu kombinieren.

Vollastbenutzungsdauer

Quotient aus der jährlich erzeugten Energie (z. B. Wärmemenge) und der Nennleistung einer Anlage zur Energieumwandlung.

Vorgrube

Die Vorgrube ist ein Sammel- und Vorratsbehälter, in dem das frische Biogas-substrat eingebracht und dann kontinuierlich (meist mehrmals täglich) in bestimmten Mengenanteilen der Biogasanlage zugeführt wird.

Wachstumsregulatoren

Präparate, die in den Stoffwechsel der Pflanzen eingreifen und z. B. in Getreide und Raps mit dem Ziel eingesetzt werden, eine Halm- oder Stengelverkürzung und damit eine bessere Standfestigkeit zu bewirken.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad einer technischen Anlage (z.B. Kraftwerk) ist ein Maß für das Verhältnis des erreichten Nutzens gegenüber dem eingesetzten Aufwand oder auch das Verhältnis (der Quotient) aus nutzbarer Energie zu eingesetzter Energie. Der Wirkungsgrad ist dabei vor allem ein Kriterium für die Güte eines Prozesses.