Biyogaz tesisi

Wredenhagen'deki biyogaz tesisi

Bir biyogaz tesisinin havadan çekilmiş fotoğrafı

Sundern'de belediye biyo-atığının enerjik kullanımı için biyogaz tesisi .

Bir biyogaz tesisi üretim ait biyogaz tarafından fermentasyon ve biyokütle . Tarımsal biyogaz tesislerinde substrat olarak çoğunlukla hayvan dışkısı ( sıvı gübre , katı gübre ) ve enerji bitkileri kullanılmaktadır . Gelen tarım dışı tesisler , malzeme organik atık kutusu gıda üretiminden ya da atık ürünler kullanılmaktadır. Bir bilinen gübre olarak fermantasyon kalıntısının olan üretilen bir yan ürün olarak ya da malzeme, daha sonra, bağlı kompost (kademeli kullanımı) vasıtası ile geri kazanılır. Çoğu biyogaz tesisinde üretilen gaz, elektrik ve ısı üretmek için blok tipi bir termik santralde (CHP) yerinde kullanılır . Diğer biyogaz tesisleri, üretilen gazı biyometan olarak işler ve doğal gaz şebekesine besler.

Bir biyogaz tesisi prensibi

Kullanılan substratın anaerobik (oksijensiz) mikrobiyal bozunması ( fermantasyon ) bir biyogaz tesisinde gerçekleşir . Bu genellikle sıvı gübre, enerji bitkileri (özellikle mısır , tahıl ve ot silajı ), tarımsal yan ürünler veya biyolojik atık gibi kolayca parçalanabilen biyokütleden oluşur . Esas olarak selüloz ve lignoselüloz içeren saman ve ahşabın anaerobik koşullar altında parçalanması zor veya imkansızdır ve bu nedenle kullanılmazlar.

Farklı mikroorganizma türleri, besin ve enerji tedarikçileri olarak karmaşık bir şekilde oluşan biyokütleyi (özellikle karbonhidratlar , yağlar ve proteinler ) kullanır. Aerobik sindirimin ( kompostlama gibi oksijenli) aksine , organizmalar anaerobik sindirimde bulunan enerjinin sadece küçük bir kısmını kullanabilirler. Anaerobik olarak kullanılamayan enerji "atık ürün" metan içindedir .

Anaerobik bozunmanın ana ürünleri yüksek enerjili metan (CH ₄ ) ve karbon dioksittir (CO ₂ ). Her ikisi de gaz halinde olduğundan, fermantasyon substratından ayrılırlar ve biyogazın ana bileşenlerini oluştururlar. CO ₂ ayrıca oksitlenemez; yani yanmaz. Bununla birlikte, yüksek-enerjili CH ayrılmış olmasına gerek yoktur ₄ olabilir ve yanmış birlikte onunla kombine ısı ve enerji tesisi.

Biyogaz üretimi için substratlar

Hannover yakınlarındaki bir biyogaz tesisinden biyokütle içeren silo

Biyogaz üretmek için kullanılan hammadde, substrat veya girdi malzemesi olarak bilinir . Anaerobik koşullar altında ( fermantasyon ) bozunan her türlü biyokütle uygundur . İlgili kimyasal bileşim, özellikle içerdiği karbonhidratlar , yağlar ve proteinler , üretilebilecek biyogaz miktarı ve metan içeriği için belirleyicidir.

Uygulamada, satın alma ve yetiştirme maliyetleri, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası (EEG) tarafından öngörülen ücret ve ikramiyeler ve biyogaz tesisinin uygunluğu kullanılan substratı belirler.

Substratın bulunduğu yer

Substratın bir kısmı mikroorganizmalar tarafından hücre kütlelerini oluşturmak için besin olarak kullanılır ( anabolizma ). Bunun için gereken enerji , substratın fermantasyonundan elde edilir . Aerobik solunumla karşılaştırıldığında enerji kazanımı düşük olduğundan , üretilen hücre kütlesi başına nispeten büyük miktarlarda substratın dönüştürülmesi gerekir.

Kolay bozunabilen substratlar söz konusu olduğunda kuru maddenin büyük bir kısmı biyogaza dönüştürülür . Geriye kalan , lignin ve selüloz gibi zayıf bir şekilde parçalanabilen organik materyallerin yanı sıra inorganik , yani organik materyalin sulu bir karışımı olan sözde fermentasyon tortusu . H. ağırlıklı olarak mineral maddeler . Digestat çoğunlukla tarımsal gübre olarak kullanılır . Yine de substratın tüm eser elementlerini, nitrojenin neredeyse tamamını , fosforu ve - biyogaz tesisinde kullanılan prosesin türüne bağlı olarak - kükürtün neredeyse tamamını içerir.

mikrobiyal süreçler

Biyokütlenin anaerobik bozunması, çöplük , kanalizasyon , bataklık ve biyogaz gibi çürütücü gazların oluşumunun temelidir . Birçok farklı mikroorganizma türü söz konusudur. Türlerin oluşumu ve oranları substrat tipine, pH değerine , sıcaklığa ve fermantasyon sürecine bağlıdır . Mikroorganizma topluluğunun çeşitli metabolizması nedeniyle , çoğu organik madde parçalanabilir. Sadece selüloz elyafı ve Odunlaşmış parçaları lignoselüloz olan enzimatik ayrılması zor. Fermantasyon substratında yeterli oranda su metan oluşumu için bir ön koşuldur .

Bozunma süreci, birbirini izleyen dört ayrı biyokimyasal süreçte (fazlar) şematik olarak gösterilir . Mevcut sistem konseptleri, genellikle, dört fazın paralel olarak gerçekleşmesi için fermentöre sürekli bir substrat tedariki sağlar.

Polimerik substratların ve lipidlerin anaerobik kullanımına genel bakış

1. aşama: hidroliz

Mikroorganizmalar karbonhidratların ve proteinlerin polimerik makromoleküllerini doğrudan işleyemezler. Makromolekülleri çözünür oligomerlere ve monomerlere hidrolize eden amilazlar , proteazlar ve lipazlar gibi çeşitli ekzoenzim türleri bu nedenle yardımcı madde olarak hizmet eder . Nişasta ve hemiselüloz gibi karbonhidratlar , oligo- ve monosakkaritlere (çoklu ve tek şekerler) parçalanır. Proteinler peptidlere veya amino asitlere parçalanır. Yağlar bileşen içine olabilir yağ asitleri ve gliserin , hidrolize edilmiş olabilir.

2. aşama: asidojenez veya asitlenme aşaması

Hidroliz ürünleri, asidojenez sırasında asit oluşturan mikroorganizmalar tarafından valerik , bütirik ve propiyonik asitler gibi düşük yağlı ve diğer karboksilik asitlere ve etanol gibi alkollere metabolize edilir . Proteinlerin parçalanma ürünleri hidrojen sülfür (H ₂ S) ve amonyaktır (NH ₃ ).

3. aşama: asetogenez veya sirke oluşturma aşaması

Asetojenez sırasında , düşük yağ ve karboksilik asitler ve düşük alkoller, asetojenik mikroorganizmalar tarafından asetik asit ( asetat ), hidrojen ve karbondioksite dönüştürülür .

4. aşama: metanojenez veya metan oluşturan aşama

Geçmişte, sadece anaerobik olarak çalışan faz - metanojenez - asetik asit, metan dönüştürülürken denklem 1'e göre uygun şekilde asetoklastik metanojenler tarafından gerçekleştirilir . Denklem 2'ye göre, metan yaklaşık% 30 hidrojen ve CO oluşturulur ₂ , asetogenez gelen ara ürünler.

Önceki ders kitabı görüşünün aksine, tarımsal biyogaz tesislerinde metan oluşumu öncelikle hidrojenotropik (hidrojen kullanan) reaksiyon yolu ile daha kısa kalma süreleri ve daha yüksek sıcaklıklar ile gerçekleşir. Asetat mutlaka doğrudan karbondioksit ve metana (asetoklastik, asetik asit ayırma yolu) bölünmez, ancak önce hidrojen ve karbon dioksite dönüştürülür (Şekil 3, Schnürer ve diğerleri, 1999'da sintrofik asetat oksidasyonu), daha sonra biyogaza dönüştürülür uygulanan hidrojenotropik metanojenez yoluyla. Asetik asit bölünmesi yoluyla metan oluşumu, yalnızca nispeten düşük hacim yükü veya daha uzun kalma süresi ve düşük asetik asit içeriği ile önemli ölçüde gerçekleşir (Lebuhn ve diğerleri, 2008a, 2009; Bauer ve diğerleri, 2008, 2009). Enerji sağlayan (ekzotermik) bir süreç olarak (–ΔH ° ´: salınan reaksiyon enerjisi), metanojenez, asetojenez ve sintrofik asetat oksidasyonunun (+ ΔH ° ´: enerji tüketen reaksiyon) enerji tüketen reaksiyonlarını mümkün kılar.

Asetik asit (asetoklastik) parçalanması:
(1) CH ₃ COO- + H ⁺ → CH ₄ + CO ₂ (AH ° '= -35,9 kJ / mol)

Hidrojen kullanımı (hidrogenotropik):
(2) CO ₂ + 4 H ₂ → CH ₄ + 2 H ₂ O (ΔH ° ´ = -131.0 kJ / mol)

Dört faz kesin olarak ayrılamaz çünkü asetik asit, hidrojen ve metan asidojenez sırasında zaten oluşur . Metanojenez ise metanojenik mikroorganizmaların özel metabolik yeteneklerini gerektirir. Bunlar arke grubuna (Methanobacteria, Methanococci ve Methanomicrobia [10] sınıfı) aittir ve diğer bozunma adımlarını gerçekleştiren bakterilerle yalnızca uzaktan ilişkilidir .

Ağaçlandırma operasyonu

Ortak sistem kavramlarının karşılaştırma tablosu. Sıvı, tıkaç akışlı ve kuru fermenterlere genel bakış.

Mikroorganizmaların tam etkileşimi hakkında çok az şey bilinmektedir. Bu nedenle, çeşitli parametrelerin (alt tabaka tipi, alt tabaka miktarı, sıcaklık, karıştırıcı ayarları, vb.) optimal ayarı genellikle sadece deneysel olarak bulunabilir. Araştırma projelerinde, ilişkileri daha iyi anlamak için mikrobiyolojik popülasyonların veya toplulukların karakterizasyonları yapılır.

Düşük substrat konsantrasyonlarında, ıslak fermantasyonun fermenter sıcaklığını 30 ila yaklaşık 35 santigrat derece mezofilik hedef aralığında tutmak için biyogaz dönüşümünden kaynaklanan atık ısının önemsiz olmayan bir kısmı gereklidir . Kuru fermantasyonlu bitkiler, üretilen ısının önemli ölçüde daha düşük bir oranını gerektirir. Binaları ısıtmak veya odun ve tahıl kurutmak için atık ısı kullanımı, bir biyogaz tesisinin genel verimliliği ve karlılığı için önemli bir faktör olabilir.

Bir biyogaz tesisinin karışım pervanesi

Çeşitli z. Bazen pratikte, esas olarak alt tabakanın bileşimine dayanan oldukça farklı sistem konseptleri kullanılır. Ancak, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası'nın şebekeye verilen elektriğin ücretine ilişkin çerçeve koşulları da rol oynamaktadır. Biyogaz tesisi planlanırken hijyen düzenlemeleri ve emisyonların önlenmesi de dikkate alınmalıdır.

Islak ve kuru fermantasyon

Islak fermantasyonun fermantasyon substratı yüksek bir su içeriğine sahiptir. Karıştırılabilir ve akışkandır ve fermantasyon sırasında sürekli karıştırılır. Kuru fermantasyon ya da katı fermantasyon ne likid ne de ne de sürekli fermentasyon esnasında karışık olduğu istiflenebilir organik biyokütle ile gerçekleşir. Proses seçimi esas olarak alt tabakalara bağlıdır.

Sıvı gübre kullanmak için sadece ıslak fermantasyon kullanılabilirken, yapısal olarak zengin biyokütle, ıslak fermantasyon için gerekli olan karıştırıcıları bloke edebilir. Islak fermantasyon için katı biyokütle iyice ezilir ve su ilave edilerek pompalanabilir hale getirilir. Almanya'da ıslak fermantasyon baskındır, çünkü bitkilerin çoğu, genellikle hem enerji bitkileri hem de sıvı gübre kullanan sığır yetiştiren çiftçiler tarafından yapılmıştır.

Biyoatık, yeşil atık ve katı gübre gibi istiflenebilir biyokütlenin katı fermantasyonu için bir biyogaz tesisinin görselleştirilmesi

Kuru fermantasyonun alanı, bahçecilik ve çevre düzenlemesinin yanı sıra çayır veya tarla otlarında olduğu gibi istiflenebilir biyokütlenin fermantasyonudur . Kuru fermantasyon, kompostlamayı desteklemek veya değiştirmek için de kullanılır . "Kuru fermantasyon" ile bile, fermantasyon için gerekli mikroorganizmalar yeterli neme ihtiyaç duyar.

2004 yılı itibari ile Yenilenebilir Enerji Kaynakları Kanunu (EEG) çerçevesinde kuru fermantasyon ile üretilen elektrik için 2 cent/kWh teknoloji ikramiyesi ödenmiştir. İlerleyen yıllarda kuru fermantasyonun tarımdaki önemi de önemli ölçüde artmıştır. Süreç artık yerleşik bir teknoloji olarak kabul edildiğinden, teknoloji bonusu 2009'dan itibaren yeni inşa edilen sistemler için geçerli değildir.

Toplu ve sürekli fermantasyon

Çoğu tesis, prosesin genellikle günde birkaç kez substrat ile sağlandığı ve biyogaz ve çürütücünün uzaklaştırıldığı sürekli fermantasyon ile çalıştırılır. Otomatikleştirme ve nispeten tek tip gaz üretimi avantajlıdır , böylece gaz temizleme, gaz işleme ve kombine ısı ve güç ünitesinde (BHKW) yanma gibi sonraki bileşenler de sürekli olarak gerçekleşir. Islak fermantasyona ek olarak, kuru fermantasyon da tesisin sürekli çalışmasına izin verebilir.

Kuru madde içeriği yüksekse veya substrat çok lifli veya kompaktsa, örneğin organik atık , evsel atık ve yeşil atıksa , genellikle toplu fermantasyon kullanılır. Her substrat grubu için biyogaz üretimi tamamlanır ve bir sonraki parti uygulanmadan önce fermentör boşaltılır. Birkaç fermantasyon cihazının kademelendirmesi, burada yarı-sürekli gaz üretimini de sağlar.

Tek ve çok kademeli sistemler

Mikrobiyal bozunmanın bireysel adımları belirli optimumlara sahiptir. Hidroliz, düşük, hafif asidik bir pH değerinde optimal olarak çalışır , bu nedenle birçok sistemin aşağı akış metan aşaması ile bir hidroliz aşaması vardır. Metanogenez kontrast tercihen hafif alkali bir ortamda kapalı çalışır. Ancak çoğu zaman, bozunma aşamalarını ayırmadan paralel olarak bağlanmış yalnızca bir veya daha fazla fermenter vardır. Kural olarak, hava geçirmez şekilde kapatılmış ve ikincil bir fermenter olarak işlev gören bir depolama kabı akış yönüne bağlanır.

ürünlerin kullanımı

biyogaz

Bir biyogaz tesisinin konteyner CHP'si. Kullanılmayan ısı, çatıda bulunan acil durum soğutucuları (fanlı ısı eşanjörleri) vasıtasıyla çevreye salınır.

Almanya'da, biyogaz şu anda ağırlıklı olarak doğrudan biyogaz tesisinde , birleşik ısı ve enerji santrallerinde (CHP'ler) merkezi olmayan, birleşik elektrik ve ısı üretimi ( birleşik ısı ve güç ) için kullanılmaktadır ; biyogaz daha az sıklıkla biyometan olarak işlenir. Doğrudan kullanım durumunda, gaz karışımı kurutulur, kükürtten arındırılır ve ardından bir jeneratörü çalıştıran bir biyogaz motoruna beslenir . Üretilen akımda bir güç beslenir. Bulunan ısı olarak egzoz gazı ve motor soğutma suyu olan geri kazanılan bir de ısı eşanjörü . Biyokütleyi parçalayan mikroorganizmalar en iyi 30–37 °C (mezofilik) veya 50–60 °C (termofilik) sıcaklıklarda büyüdüğünden, ısının bir kısmı fermenterleri ısıtmak için gereklidir. Motordan gelen aşırı ısı, örneğin binaları ısıtmak, tahıl hasadını kurutmak, talaşları kurutmak veya su ürünleri yetiştirme sistemlerini çalıştırmak için kullanılabilir. Fazla ısısı tüm yıl boyunca kullanılabilen sistemler özellikle ekonomik ve enerji açısından verimlidir.

biyometan

Daha yeni birkaç projede, biyogaz işleme tesislerinde doğal gaz kalitesine arıtılır ve doğal gaz şebekesine biyometan (biyo doğal gaz) olarak beslenir. Bu, ısı tüketicisi olmayan yerlerde biyogaz tesislerinin karlılığını arttırır. Biyo doğal gaz, örneğin, sürekli ısı tüketicilerinin yakın çevresinde bulunan CHP ünitelerine iletilebilir; B. Yüzme havuzları yapılır. Bu, atık ısının neredeyse tamamının kullanılabileceği anlamına gelir. İşlenmiş biyogaz, doğal gazla çalışan araçlar için yakıt olarak da kullanılabilir. Biyogazı biyometanda işlemek ve doğal gaz şebekesine beslemek için sistem teknolojisi halen oldukça maliyetlidir ve sadece "büyük sistemler" için ekonomik olarak uygundur (1,5 MWel'den itibaren).

sindirim

Biyogaz tesislerinden elde edilen çürütme ürünü, tarımsal gübre olarak kullanılmaktadır. Bitkiler için ham sıvı gübreye göre daha tolere edilebilirler, nitrojen mevcudiyeti daha yüksektir ve koku daha az yoğundur. Islak fermantasyondan elde edilen çürütme ürünü ("biyogaz bulamacı") bulamaca benzer bir maddedir. Kuru fermantasyon ile, gübre olarak da kullanılabilen ve başlangıç ​​miktarının yaklaşık yarısını oluşturan istiflenebilir çürüme ürünü oluşturulur. Mikropların (dezenfeksiyon) ve hidrojen sülfür bileşiklerinin yükünü de azaltan aerobik son işlem ile çürütme ürünü miktarı daha da azaltılabilir. Ek olarak, hacmi daha da azaltmak ve enerji üretmek için yakma mümkündür.

Biyogaz tesislerinin geliştirilmesi

Genel teknik ve pazarla ilgili geliştirme

1789 gibi erken bir tarihte, İtalyan fizikçi Alessandro Volta , Como Gölü'nün tortullarında oluşan yanıcı bir gazı araştırdı. Faraday (gazı bir hidrokarbon olarak tanımlayan ), Davy ve Dalton gibi bilim adamları Volta'nın deneylerini tekrarladılar. Avogadro , metan (CH ₄ ) için kimyasal formülü keşfetti . Bu kolayca üretilen gaz, 19. yüzyılda fiziksel ve kimyasal deneysel derslerde çok popülerdi.

19. yüzyılın sonunda atık suyun anaerobik çürütme ile arıtılabileceği keşfedildi. 1906'dan itibaren Ruhr bölgesinde ısıtmalı fermentörlü atık su arıtma tesisleri inşa edildi. O zamanlar birincil hedef biyogaz üretimi değil , atıkların azaltılmasıydı. Biyogazın toplanması ve kentsel gaz şebekesine beslenmesi 1922'ye kadar değildi. Bazı kanalizasyon arıtma tesisleri, işletme maliyetlerini bununla karşılayabildi. 1937'de bazı Alman şehirleri araç filolarını biyogaza dönüştürdü. Zürih şehrinin çöp toplama işi, 1973 yılına kadar biyogazla çalıştı.

Sadece atık sudan değil, 30'lu yılların sonlarında ve 50'li yıllarda önce katı gübre, daha sonra sıvı gübre ile biyogaz elde etme girişimleri yapıldı. Yaklaşık 50 fabrika inşa edildi. Bu girişimler, petrolün ucuz bulunabilirliği nedeniyle durduruldu.

1973 enerji krizi nedeniyle biyogaz teknolojisi yeniden gündeme geldi. Ancak düşen petrol fiyatları yeniden gelişmeyi yavaşlattı.

Ekilebilir arazi olarak kullanılabilecek alana göre daha büyük miktarda tarımsal atık veya sıvı gübre nedeniyle, Hollanda, İsviçre (bkz. Kompogas ) ve İsveç erken bir aşamada biyogaz konusunda deneyim kazandı. Bu ülkelerde yerel enerji üretimi için daha az kullanılır, ancak daha sıklıkla biyometan olarak işlenir. Hollanda ve İsviçre'de doğal gaz şebekesine beslenir. İsveç'te motorlu taşıtlar için kullanılır.

1955'ten 1972'ye kadar olan petrol bolluğu ve ardından 1972'den 1973'e kadar olan petrol krizinin yanı sıra Almanya'daki Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası gibi ulusal yasal çerçeve, biyogaz kullanımının yayılması üzerinde belirleyici bir etkiye sahipti .

Hindistan'da biyogaz, 19. yüzyılın sonunda enerji temini için zaten kullanılıyordu. Hindistan, Güney Kore, Tayvan, Malezya gibi ülkelerde ve ayrıca özel enerji temini için Botsvana'da birçok küçük biyogaz tesisi bulunmaktadır . Çin'de 40 milyondan fazla ev aleti var . Biyogaz esas olarak gübre ve dışkıdan elde edilir ve esas olarak yerel ormansızlaşmayı azaltan ve insanların yaşam kalitesini iyileştiren pişirme ve ısıtma amaçları için kullanılır.

Almanya'daki Gelişme

2000 yılından bu yana sistem sayısının ve elektrik üretiminin geliştirilmesi (DBFZ'ye göre)

Almanya'da biyogaz kullanımı için yenilenebilir hammaddelerin ekimi 2007'de 400.000 hektardan 2009'da 530.000 hektara yükseldi.

Sistem sayısı ve kurulu elektrik gücü de son yıllarda keskin bir şekilde arttı. 2004 yılından bu yana yürürlükte olan Yenilenebilir Enerji Kaynakları Kanunu'nda (EEG) yapılan ilk değişiklikte nispeten yüksek bir artış görülmektedir . Değişiklikten önce 2004'teki sistem sayısı hala 2010 iken, 2005'te Almanya'da halihazırda 2.690 sistem vardı. 2007 yılında bu sayı 3711'e yükseldi. Bu gelişme, biyogaz tesislerinin ürettiği kWh ücretlerinin artmasıyla açıklanabilir . 2004'te 247 MW olan elektrik üretimi 2005'te 665 MW'a, 2007'de 1270 MW'a yükseldi. Yeni kurulan sistemlerin çıktısı arttıkça, toplam çıktı sistem sayısından daha hızlı artıyor. Birçok biyogaz tesisi, atık ısının büyük bir kısmını kullanılmadan çevreye yaydığı için, örneğin yerel ısıtma ağlarının inşası veya biyometan işlenmesi yoluyla burada daha fazla potansiyel mevcuttur.

2009 yılında Almanya'da 4671 biyogaz tesisi faaliyetteydi ve elektriğin yaklaşık %11'ini yenilenebilir enerjilerden üretiyordu. 2011 yılı sonunda, iki büyük nükleer santralin nominal çıktısına karşılık gelen , yaklaşık 2.800 MW kurulu güce sahip 7.100 biyogaz tesisi faaliyete geçmiştir . EEG 2012 ve yeni ücretlendirme yapısı ile 2012 yılında biyogaz tesislerinin genişlemesi bir önceki yıla göre önemli ölçüde düşük olmuştur. Alman Biyogaz Birliği, 31 Aralık 2012 itibariyle kurulu gücü 3.352 MW olan santral sayısını 7.515 olarak belirtmektedir.

EEG'de 2009'dan 2011'e kadar geçerli olan 2. değişiklikle, yüksek oranda bulamaç içeren daha küçük bitkileri teşvik etmeyi amaçlayan bir bulamaç bonusu getirildi. Almanya'da hayvancılıktan elde edilen gübrenin sadece %15'inin enerji için kullanıldığı tahmin edilmektedir. Bu potansiyelin kullanılmasıyla biyogaz teknolojisi, iklim korumasına katkısını daha da genişletebilir.

EEG 2012 artık ikramiye sağlamamaktadır.

1 Ağustos 2014'te EEG 2014'ün tanıtılmasıyla, odak noktası tarımsal kalıntıların kullanımı olacaktır; yenilenebilir hammaddelerin yeni tesislerde kullanılması artık fiili olarak geçerli değildir. Yeni tarımsal biyogaz tesislerinin inşası, esas olarak, çiftlik biyogaz tesisleri olarak adlandırılan 75kWel'e kadar güç aralığındaki tesislerle sınırlıdır. Bu bitki sınıfının ana girdi malzemeleri, “çiftlik”teki ilgili yerel hayvansal üretimden elde edilen sıvı gübre ve gübredir.

Almanya'da Ücretlendirme

Almanya'da, yenilenebilir elektriğin elektrik şebekesine beslenmesi Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası (EEG) tarafından düzenlenmektedir . İletim şebekelerinin operatörleri, üretilen elektriği tanımlanmış fiyatlarla satın almak zorundadır, ancak bu maliyetleri son müşteriye yansıtabilir. Zorunlu elektrik alımı için ek maliyetler, iletim sistemi operatörleri arasında dengelenir, böylece nihai müşteri üzerindeki ek yük ülke çapında aynı olur. 2009 EEG değişikliğine göre ücret düzeyi aşağıdaki tabloda sadeleştirilmiş olarak gösterilmiştir. Biyogaz sadece termal olarak kullanılıyorsa, biyogaz tesisi operatörü herhangi bir EEG ücreti almaz. Çöp sahası ve kanalizasyon gazı için, EEG kendi asgari ücret oranlarını ve ikramiyelerini tanımlar.

Ücret düzeyi, işletmeye alındığı yıldan itibaren 20 yıl garantilidir. Orada hayır enflasyon düzeltmesi . Yeni sistemler için yıllık %1'lik bir ücret indirimi uygulanır. 2009 yılında devreye alınan bir sistem için 20 yıl süreyle EEG 2009'a göre tarife oranları uygulanır 2010 yılında devreye alınan bir sistem 20 yıl boyunca bu oranların %99'unu alır vb.

NAWARO Bonus sadece bitkiler veya bitki bileşenleri kullanılırsa verilir ortaya biyogaz tesisinde de tarım , ormancılık , bahçecilik veya peyzaj ve biyogaz tesisinde geri dönüşüm dışında başka bir amacı vardır. Ek olarak, bir NaWaRo tesisinde sıvı gübre de kullanılabilir. (Herhangi bir zamanda) alt-tabaka, en azından% 30 bulamaç varsa, bir bulamaç ikramiye de olan, verilmiş olan tekabül 4 sent 150 kW sistemler için _el ve 1 cent / kWh _el 500 kW sistemler için _el .

CHP bonusunun miktarı sistem konseptine bağlı olarak değişkendir. Bu kısmen bağlıdır ısı oranı güç ısı ile elektrikli bölünmesiyle ki (SKZ) gelen etkinlik arasında kojenerasyon bitki hesaplanır. SKZ ile fiili ve makul bir şekilde kullanılan CHP atık ısısının miktarının (kWh _th ) çarpılması , ikramiyenin fiilen verildiği elektrik miktarını (kWh _el ) verir. Yüksek derecede elektrik verimliliği ve gerçekte kullanılan büyük miktarda ısı, yüksek bir bonus sağlar. Finansman için uygun olan ısı kullanımı kavramları EEG 2009 tarafından tanımlanmıştır.

Teknoloji yeni teknolojiler biyogaz tesisi kullanıldığında Bonus ısı kullanılır veya bazı elektrik verimliliği elde kaydıyla, verilir. Bunlar; B. Bir Stirling motorunun , bir ORC türbininin , bir Kalina prosesinin , bir yakıt hücresinin veya bir gaz türbininin kullanılması . Ek olarak, bonus , gaz şebekesine beslenmek için biyogazın doğal gaz kalitesine işlenmesi ve biyoatıkların fermantasyonu için belirli işlemler için geçerlidir.

500 kWel'e kadar olan sistemler için, 1 cent'lik bir emisyon azaltma bonusu (BImSchG'ye göre sistemler için temel ücrette 1,0 c / kWh artış, TA Luft'un emisyon minimizasyon gereksinimine göre ilgili formaldehit sınır değerlerine uyulduğunda) / kWh belirli sınır değerlere uyulması halinde verilir.

EEG 2004'e kıyasla önemli yenilikler, kuru fermantasyon için teknoloji bonusunun kaldırılması, küçük bitkiler için temel ücrette artış ve yenilenebilir kaynak bonusu, sıvı gübrenin tanıtılması , peyzaj bakım malzemesi ve emisyon azaltma bonusu ve yapılandırılmıştır. farklı kapasiteler için gaz beslemesinin teşviki ve çok sayıda ayrıntılı düzenleme.

EEG 2012'nin tanıtılmasından bu yana, ücretlendirme yapısı yeniden düzenlenmiştir. Artık ikramiye yok, sadece temel ücret ve ödev sınıfları için ücret var. Doğrudan pazarlamanın bir parçası olarak bir pazar primi ve bir esnek prim de vardır.

Almanya'da vergi muamelesi

Biyogaz tesislerinin vergi muamelesi için bkz. 6 Mart 2006 tarihli BMF mektubu, IV C 2 - S 2236 - 10/05 / IV B 7 - S 2734 - 4/05.

İsviçre'de Kalkınma

Maliyeti kapsayan tarife garantisi (KEV) İsviçre'de 1 Ocak 2009'dan beri yürürlüktedir; Bu, biyogazı da içeren yenilenebilir enerjiler için artan bir tarife garantisi (biyogazdan üretilen elektrik için tarife garantisi) ile ilişkilidir. Ücret, sabit bir satın alma fiyatından ve substratların en az %80'i çiftlik gübresinden oluşuyorsa verilen ek bir tarımsal ikramiyeden oluşur. İsviçre finansman modeli, özellikle gübre bazlı ve dolayısıyla en sürdürülebilir biyogaz tesislerini desteklediğinden, enerji sektöründe sürdürülebilir kalkınmayı teşvik etmeyi amaçlamaktadır.

Yenilenebilir enerjiler için İsviçre finansman aracı (KEV), biyokütle kullanılırken yenilenebilir hammaddelerin yetiştirilmesi için hiçbir alanın mevcut olmadığı gerçeğini dikkate almaktadır. Şimdiye kadar yasa, sıvı gübre kullanımı alanında tarımsal biyogaz tesislerinde herhangi bir artış getirmedi. Tarımsal sistemler için bir ortak substrat olarak yeşil atığın düşük çekiciliği ve bunun sonucunda ortaya çıkan kullanılmamış potansiyel, biyogaz şirketlerini yeni sistem modelleri tasarlamaya yöneltmiştir. Belediyelerden gelen katı gübre, yemek artıkları veya organik atıklarla birleştiğinde, hammaddeleri uzun mesafelerden merkezi sistemlere taşımak zorunda kalmadan yeni olanaklar ortaya çıkıyor. Sıvı gübreyi aynı anda arıtma imkanı, yenilenebilir enerji üretmek için yeni bir konsepti temsil ediyor.İsviçre'deki en büyük biyogaz tesisi Nesselnbach'ta Recycling Energie AG tarafından işletiliyor .

güvenlik

Biyogaz tesislerinde büyük miktarlarda yanıcı gaz üretildiği ve işlendiği için işletme güvenliği büyük önem taşımaktadır. Biyogaz tesisi hatalı çalıştırılırsa, tasarım hataları veya malzeme hasarı varsa, alev alma veya patlama olasılığı vardır. 2007 yılında biyogaz tesislerinde ( Riedlingen , Walzbachtal ve Deiderode'de ) yaklaşık üç kaza meydana geldi . Fermantasyon substratlarının veya fermantasyon kalıntılarının su kütlelerine girmesi, Barßel'deki bir kaza sırasında balıkların ölmesine neden oldu . Münferit durumlarda, önemli ölçüde zararlı gazlar yayılabilir, örn. B. 2005 yılında Zeven'de dört kişinin öldüğü bir kazada hidrojen sülfür .

yorumlar

Hidroelektrik santraller , güneş santralleri , biyokütle ısıtma (elektrik) santralleri ve rüzgar santrallerinin yanı sıra biyogaz santralleri, yenilenebilir enerjilerden elektrik ve ısı üreten önemli üreticilerdir . Avantajlar ve dezavantajlar ayrıca alt tabaka tipine ve sistem yapısına göre değişir:

avantajlar

• Yerel olarak mevcut, yenilenebilir hammaddelerle yenilenebilir enerji kaynağı ; böylece fosil yakıtlardan tasarruf
• Biyoatık, av ürünleri, mahsul artıkları ve diğer yan ürünler gibi başka türlü kullanılamayacak bitki ve bitki kısımlarının kullanımı
• Biyodizel ve BtL yakıt gibi diğer biyoenerjilere kıyasla ekili alan başına daha yüksek enerji verimi
• Merkezi olmayan güç üretimi, son tüketiciye güç dağıtım çabasını azaltır.
• Temel yük kapasitesi ve ayrıca biyogazın depolanması yoluyla talebe dayalı üretim olasılığı; böylece rüzgar enerjisi ve güneş sistemlerinden elektrik üretimine iyi bir katkı
• İşlenmiş biyogaz, doğal gaz şebekesine biyometan olarak beslenebilir ve elektrik, ısı ve ulaşım sektörlerinde doğal gazın yerini alabilir.
• Ham sıvı gübre ile karşılaştırıldığında çürümenin geliştirilmiş gübre kalitesi:
  • uygulama sırasında daha az koku ve daha az yakıcı etki
  • besin maddelerinin daha iyi bitki mevcudiyeti
• Sıvı gübrenin fermantasyonu metan ve koku emisyonlarını azaltır (GHG emisyonlarının en aza indirilmesi).
• Tarım alanı için katma değer ve alternatif gelir artışı
• Tarımsal çürütme ürünü kullanımı yoluyla suni gübre tasarrufu

dezavantaj

Niederbruch, Hessen'de 2004 yılında inşa edilen bir çiftlikte 240 kilovat gücünde biyogaz tesisi

• Tarımın yoğunlaşması yoluyla olumsuz çevresel etkiler (örn. türlerin azalması).
• Gıda, yem ve enerji bitkileri için alanlar arasında arazi için bölgesel rekabet. Özellikle gelişmekte olan ülkelerde, gıda arzı için ekilebilir arazi sıkıntısı tehdidi var.
• Tarım arazilerinin kira fiyatlarının yükselmesi ve çiftçilerin yüksek yatırımları dolaylı olarak gıda fiyatlarında artışa yol açmaktadır.
• Biyogaz tesisinde üretilen gazlar patlamaya, boğulmaya veya zehirlenmeye neden olabilir. Protein açısından zengin substratlar, biyogazdaki oldukça toksik hidrojen sülfürün oranını arttırır.
• Planlanmamış kaçan metan, karbondioksitten 25 kat daha fazla sera etkisine sahiptir.
• Antibiyotiklerle tedavi edilen hayvanlardan elde edilen gübrenin çürütücüde çok yüksek bir konsantrasyona ulaşması önlenmelidir .

Ayrıca bakınız

• biyoenerji
• Yenilenebilir hammadde
• Kirli su arıtma tesisi

Edebiyat

• Biyogaz kılavuzu - ekstraksiyondan kullanıma. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). 5. baskı 2010. ISBN 3-00-014333-5

Biyogaz ve (tarımsal) biyogaz tesisleri konusunda kapsamlı, güncel 272 sayfalık literatür. El notu FNR'den ücretsiz olarak alınabilir.

• Biyogaz ölçüm programı II - 61 biyogaz tesisi karşılaştırmalı. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). 1. baskı 2010, ISBN 978-3-9803927-8-5 , ( çevrimiçi ), yalnızca enerji bitkileri ve gübre kullanan 61 biyokütle biyogaz tesisini karşılaştırmak için kapsamlı, güncel 168 sayfalık literatür.
• B. Eder, H. Schulz: Biyogaz uygulaması. Biyogaz tesislerinin temelleri, planlaması, tesis yapımı, örnekleri ve karlılığı. Ökobuch Verlag Staufen 2006, 3. baskı, ISBN 978-3-936896-13-8
• M. Madigan, J. Martinko, J. Parker: Brock - Mikrobiyoloji. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Almanca çeviri, Berlin 2001, ISBN 978-3-8274-0566-1
• Biyogaz tesisleri için güvenlik kuralları. Tarım, ormancılık ve bahçecilik için sosyal sigorta (Ed.) ( PDF )
• Broşür tarımda biyogaz tesisleri. yardım bilgi servisi. 5. baskı 2009, ISBN 978-3-8308-0856-5
• Başparmak biyogaz rakamları. Tarımda Teknoloji ve İnşaat Mütevelli Heyeti V. (KTBL). 2. baskı 2009, ISBN 978-3-941583-28-3

Bireysel kanıt

1. ↑ Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR): Biyogaz temel verileri Almanya. (PDF; Ekim 2008 itibariyle). Preslenmiş kağıt hamuru hariç tüm bilgiler için kaynak.
2. ↑ Farklı substratların biyogaz verimleri , bölme patatesleri / pancar lfl.bayern.de, bkz. preslenmiş silolanmış hamur .
3. ↑ Biyogazın temelleri  ( sayfa artık mevcut değil , web arşivlerinde arama yapın )  Bilgi: Bağlantı otomatik olarak kusurlu olarak işaretlendi. Lütfen bağlantıyı talimatlara göre kontrol edin ve ardından bu uyarıyı kaldırın.@1@ 2Şablon: Toter Bağlantısı / www.mr-wetterau.de  
4. ↑ Almanya yenilenebilir hammaddelere güvenmeye devam ediyor.  ( Sayfa artık mevcut değil , web arşivlerinde arama yapın )  Bilgi: Bağlantı otomatik olarak kusurlu olarak işaretlendi. Lütfen bağlantıyı talimatlara göre kontrol edin ve ardından bu uyarıyı kaldırın. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.@1@ 2Şablon: Toter Bağlantısı / www.nachwachsenderohstoffe.de  
5. ↑ Biyokütleden elektrik üretiminin geliştirilmesinde EEG'nin etkisinin izlenmesi (BMU, 2007). Biyogaz Derneği (2007)
6. ↑ Almanya'da biyogaz tesislerinin Envanter geliştirme ( Memento içinde 2 Eylül 2010 tarihinden itibaren Internet Archive )
7. ↑ Biyogaz santralleri iki nükleer santralin yerini alıyor. ( Memento arasında 27 Mayıs 2012 , Internet Archive ) in: agrarheute.com , 25 Mayıs 2012. Alınan 25 Mayıs 2012.
8. ↑ Fachverband Biyogaz e. V. Endüstri rakamları ( İnternet Arşivinde 20 Aralık 2013 tarihli hatıra ) (PDF)
9. ↑ Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası (EEG 2009)
10. ↑ Thurgauer Zeitung - Biyogaz endüstrisi için yeni ivme (PDF; 263 kB).
11. ↑ Biyogaz Dergisi - Biyoatık hala biyogaz için potansiyel sunmaktadır (PDF; 1,6 MB).
12. ↑ Biyogaz Dergisi - Belediye biyo-atıkları için enerji kaynağı (PDF; 989 kB).
13. ↑ Yves Demuth: Plastik örtü salatalık için gerçekten gerekli mi? İçinde: gözlemci.ch . 25 Nisan 2019. Erişim tarihi: 11 Mayıs 2019 . 
14. ↑ Biyogaz tesisinde parlama. İçinde: ka-news.de , 15 Haziran 2007.
15. ↑ Biyogaz tesisi patlar. İçinde: Spiegel çevrimiçi , 16 Aralık 2007
16. ↑ Biyogaz tesisinde felaket: uzman görüşü operatörlere umut veriyor. ( Memento 17 Eylül 2008 tarihinden itibaren Internet Archive ) in: Schwäbische Zeitung , 26 Ağustos 2008.
17. ↑ Ter kıvılcımları alev alev. İçinde: NWZ çevrimiçi , 24 Eylül 2008, erişim tarihi 20 Ocak 2019.
18. ↑ Biyogaz zihni ısıtır. İçinde: NWZ çevrimiçi , 24 Eylül 2008.  ( Sayfa artık mevcut değil , web arşivlerinde arama yapın )@1@ 2Şablon: Ölü Bağlantı / www.nwzonline.de
19. ↑ ^{a b c} Federal eyaletler pahalı biyogaz patlamasını eleştiriyor. İçinde: Spiegel çevrimiçi , 11 Aralık 2010
20. ↑ Dünya çapında beslenme: sorumlu - sürdürülebilir - güvenli! ( Memento 15 Eylül 2014 , Internet Archive ), Uwe Möller, Roma Kulübü, PDF, 7 sayfalar tarafından bir özet
21. ↑ Johannes Bachmaier, Andreas Gronauer: Biyogaz elektriğinin iklim dengesi: Gübre ve yenilenebilir hammaddelerden elde edilen biyogazın enerjik kullanımının iklim dengesi . Bavyera Eyalet Tarım Enstitüsü, 2007, OCLC 214385061 . 

İnternet linkleri

Vikisözlük: Biyogaz tesisi  - anlam açıklamaları, kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler

• Video: Bir katı tesisinde proses dizileri (kuru fermantasyon)
• Bir biyogaz tesisinin şeması (PDF)
• Biyogaz hesaplayıcı