Energieversorgung

Aus Abfällen Gas machen: So funktioniert eine Biogasanlage

Aus Abfällen Gas machen: So funktioniert eine Biogasanlage

Aus Abfällen Gas machen: So funktioniert eine Biogasanlage

Quars/Kværs
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Gudmund Vejbæk Jepsen vor den vier Reaktoren, in denen sich jeweils 9.500 Kubikmeter Biomasse befinden. Foto: Sara Eskildsen

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Aus Gülle, Biomüll und Pflanzen Energie gewinnen – nach diesem Prinzip arbeiten Biogasanlagen. Doch wie funktioniert so eine Anlage eigentlich? „Der Nordschleswiger" hat eine neue Produktionsstätte in Quars besucht. Betriebsleiter Gudmund Vejbæk Jepsen erklärt, wie Biogas entsteht.

Ein eisig kalter Wind weht über den neu gepflasterten Parkplatz. Bagger schaufeln entlang der Auffahrt zum Kontrollgebäude. Die Biogasanlage in Quars ist bereits am Netz, aber noch in Arbeit. Gudmund Vejbæk Jepsen ist Betriebsleiter für die Anlage im Norden von Gravenstein (Gråsten).

Er begrüßt die Journalistin an diesem Mittag im Dezember nicht nur, sondern stattet sie auch mit Sicherheitsausrüstung aus. Helm, Gummistiefel, ein mobiler Gasalarm und Thermohandschuhe, damit beim Interview die Hände nicht abfrieren – los geht die Führung über die neue Anlage.

Betriebsleiter Gudmund Vejbæk Jepsen in jenem Behälter, in dem demnächst industrielle Lebensmittelabfälle als Biomasse aufbereitet werden. Foto: Sara Eskildsen

Das Biogas entsteht in den vier schwarzen Reaktoren auf dem Gelände. „9.500 Kubikmeter Biomasse passen in ein Silo“, erläutert GudmundVejbæk Jepsen.

Hier verrotten gezielt organische Materialien. Gülle, Gras, Klee, Bioabfälle oder abgelaufenes Fleisch – mithilfe von Bakterien wird die Biomasse aktiv, und entwickelt unter Ausschluss von Sauerstoff Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2).

„Das Prinzip ist wie in einem Sumpf“, sagt Gudmund Vejbæk Jepsen. „In der Tiefe entstehen Gase. Methan gelangt an die Oberfläche. Nur in der Biogasanlage erstellen wir dieses Biogas in den Reaktoren – und leiten das gereinigte Gas in das Leitungsnetz.“ Ein Biogas-Reaktor ist also wie ein großer Komposthaufen, nur mit Abzugshaube.

Verschiedene Zulieferer sorgen für die Biomasse

Alles beginnt mit der Anlieferung von Biomasse. „Hier stehen wir an der Waage für die Lastwagen. Jeder Tankwagen mit Gülle wird bei seiner Ankunft gewogen, und noch einmal bevor er wieder vom Gelände fährt“, erläutert der Betriebsleiter und zeigt auf die Wiegevorrichtung, die neben dem Parkplatz des Betriebsgebäudes steht.

Angeliefert werden neben Gülle auch Abfälle aus der Industrie, etwa Fleischabfälle. Auch landwirtschaftliches Pflanzenmaterial verarbeitete die Fabrik, ebenso Fett und Melasse. Letzteres kauft Nature Energy Kværs im großen Stil ein. Ab 2023 kommt Stroh als Biomasse hinzu. Im Gegensatz zu Deutschland ist Mais als Biomasse in Dänemark eher unbedeutend.

Vier Gülletankwagen fahren für die Anlage in Quars. Ab Januar 2023 holen acht fest angestellte Fahrer die Gülle von den Landwirten ab – und transportieren die verarbeitete Gülle zurück zu den Höfen. Jeder Betrieb erhält die gleiche Menge Gülle zurück, die er angeliefert hat. Foto: Sara Eskildsen
In dieser Halle wird die Gülle abgeliefert und ins System geleitet. Ein Tankwagen transportiert 40 Tonnen Gülle in die Anlage. Dann tankt der Fahrer die fertig abgearbeitete Gülle aus dem Lagerreaktor und fährt 40 Tonnen retour zu einem landwirtschaftlichen Betrieb, wo frische Gülle getankt wird, und so weiter. Die Routen sind intelligent geplant, um die Wege möglichst kurzzuhalten. Foto: Sara Eskildsen
In der Halle für die Gülletankwagen sorgen riesige Abzugshauben dafür, dass die Anlage weitestgehend geruchsfrei funktioniert Foto: Sara Eskildsen

„In den Reaktoren selbst ist ein Gemisch aus Gülle und anderer Biomasse, sodass eine bestmögliche Gasentwicklung gesichert ist“, erläutert Gudmund Vejbæk Jepsen, während er auf die vier schwarzen runden Reaktoren blickt. Über hochautomatisierte Vermengungsprozesse wird die Biomassen-Mischung in die vier runden Türme geleitet.

Biomasse wird auf 52 Grad erwärmt

Zwar macht die Gülle mit zwei Dritteln mengenmäßig den größten Anteil aus, sie produziert aber nur ein Drittel des Gases. Fette, Melasse und andere Bioprodukte regen die Gasproduktion weitaus mehr an, und wirken wie eine Art Vitaminpille für die Bakterien.

Die Silos sind 26 Meter hoch. Rund 21 Meter sind mit Biomasse gefüllt, in den oberen fünf Metern sammelt sich das Gas. Das ganze Gemisch ist 52 Grad warm. „Bei dieser Temperatur erleben wir die beste Gasentwicklung“, erklärt Vejbæk Jepsen.

 

Diese Grube für pflanzliche Biomasse ist noch nicht in Gebrauch. In Zukunft werden hier Gras, Klee oder Mais abgeladen und mit der Greifschaufel ins System eingespeist. Alles, was hier landet, wird gehäckselt und mit anderer Biomasse vermengt, bevor es in die Reaktoren gelangt. Foto: Sara Eskildsen
Die vier Hauptsilos sind 26 Meter hoch. In den obersten fünf Metern befindet sich das Biogas, darunter schwappt die Biomasse. In einem fünften Silo wird das letzte Gas aus jener Biomasse gewonnen, die wieder auf dem Weg raus aus dem System ist. Foto: Sara Eskildsen

Durch den Druck im Reaktor wird das Gas über ein Leitungssystem in die Filteranlagen geschickt. Auch die stinkende Luft, die den ganzen Prozess begleitet, wird an mehreren Stellen abgeleitet – und gereinigt.

So wird der Gestank unter anderem durch mehrere Filterräume mit Muschelschalen und Tonkugeln geschickt, wo er gefiltert, von Bakterien buchstäblich aufgefressen wird.

Die gereinigte Luft gelangt über einen 60 Meter hohen Schornstein in die Atmosphäre. Wie hoch der Schornstein sein muss, gibt die Kommune vor.

Warn-SMS bei Stink-Alarm

Wie ist das nun mit der Geruchsbelästigung? In der Startphase einer Biogasanlage könne es immer wieder mal zu Güllegeruch kommen, sagt der Betriebsleiter. Sobald die Filter eingearbeitet und alle Maschinen und Vorrichtungen in Gebrauch sind, höre das aber auf.

„Wenn es mal zu Wartungs- oder Reinigungsarbeiten an einem der Reaktoren kommt und eine Geruchsbelästigung zu erwarten ist, erhalten die Anwohnerinnen und Anwohner rund um die Biogasanlage eine Ankündigung per SMS genau Bescheid. Jeder, der rund um die Anlage wohnt, kann sich bei uns registrieren, dann informieren wir über alles“, sagt Gudmund Vejbæk Jepsen.

Die orangefarbenen Außenteile zeugen von große Rührmaschinen, mit denen die Gülle in den großen Güllebehältern umgerührt wird, damit keine festen Schichten entstehen. Foto: Sara Eskildsen
Der Betriebsleiter erklärt: „Man kann sich das vorstellen, wie in einem Sumpf. Wo eine organische Mischung unter Ausschluss von Sauerstoff Gase produziert“, erläutert Gudmund Vejbæk Jepsen den Prozess. „Eine Art Kompost – mit Deckel und Abztugshaube darauf.“ Foto: Sara Eskildsen
Betriebsleiter Gudmund Vejbæk Jepsen vor jenem Schornstein, über den die gereinigte Luft aus den Behältern in die Atmosphäre entlassen wird. Foto: Sara Eskildsen

Nicht nur die Luft, auch das Gas wird in mehreren Anlagen gesäubert, aufbereitet und somit optimiert. So entsteht das Endprodukt: reines Methan, CH4.

Warum ist die Gasreinigung nötig? „Der prozentuale Anteil von Methan im Biogas entspricht nicht ganz dem, was sich im dänischen Gasnetz befindet. Außerdem hat es einen Schwefelanteil. Verbrennt Biogas, entsteht dabei Schwefelsäure, was den Heizkessel zu Hause zerstören würde. In unserem geschlossenen Modul wird das Gas mit einer warmen Säure behandelt. So werden Kohlendioxid und Schwefel absorbiert, und wir leiten reines Methan weiter.“

Bevor das fertig produzierte Gas ins Gasnetz fließen darf, durchläuft es ein letztes Kontrollsystem von Evida. Jenem Unternehmen, das das dänische Gasnetz betreibt. Auf diese Weise gelangt nur reines Biogas ins Netz.

Statt Erdgas aus der Nordsee zu ziehen oder zu importieren, können wir es selbst herstellen.

Gudmund Vejbæk Jepsen, Betriebsleiter

Die Schwefelverbindungen werden mithilfe einer Bakterienkultur abgebaut. Das einzige Produkt, das bislang noch nicht abgebaut, sondern in die Luft entlassen wird, ist das CO2.

„Ich hoffe sehr, dass es auch in unserer Anlage so weit kommt, dass wir das entstandene CO2 in Energie umwandeln. Ein Modellversuch wird derzeit in unserem Schwestern-Betrieb in Glansager durchgeführt“, sagt der Betriebsleiter.

In Zukunft soll auch das CO₂ für die Energiegewinnung genutzt werden. In der Power-to-X-Anlage, die in Sonderburg in Betrieb ist, wird Methan unter Verwendung von CO2 für die Industrie hergestellt.

Jeder Kubikmeter Biogas verdrängt einen Kubikmeter Erdgas

In der Anlage von Natur Energy in Korskro wird das CO₂ bereits gesammelt, gespeichert und in Industrieanlagen weiterverwendet. „Eine Biogasanlage kann in meinen Augen auf mehrere Weise dazu beitragen, dass die grüne Umstellung gelingt“, so Gudmund Vejbæk Jepsen. „Statt Erdgas aus der Nordsee zu ziehen oder zu importieren, können wir es selbst herstellen.“

Eine Faustregel von Nature Energy ist: Jeder Kubikmeter Biogas verdrängt einen Kubikmeter Erdgas.

Hier werde die Schwefel-Bestandteile abgebaut, das Kohlendioxid entweicht über das dünne schwarze Rohr in die Luft. In Zukunft soll auch das CO₂ für die Energiegewinnung genutzt werden. Foto: Sara Eskildsen

Dass durch die Produktion etwa zwei Prozent der Methanmenge in die Luft entweichen, ist für ihn kein Argument gegen Biogasanlagen. „Wenn die Bauern ihre Gülle einfach so auf dem Feld ausleiten würden, würde noch sehr viel mehr Methanstoffe freigegeben. Und es erklärt sich von selbst, dass wir jeden noch so kleinen Anteil an Gas ins System speisen und behalten wollen. Daher werden die Anlagen besser und besser“, so der Betriebsleiter.

Bereinigte Gülle zurück auf die Felder

„Moderne Anlagen wie die unsere haben nur noch einen sehr geringen Gasverlust, unter ein Prozent. Das ist nicht weiter erwähnenswert. Und die Gülle, die die Landwirte von uns zurückerhalten, ist gereinigt und besser für die Umwelt, als vorher“, sagt Gudmund Vejbæk Jepsen.

 

 

Die Biogasanlage von Nature Energy in Quars Foto: Nature Energy / Pressefoto
Über dieses Rohr fließt das produzierte Naturgas ins Netz des dänischen Gaslieferanten Evida. Foto: Sara Eskildsen

Am Ende fließt das Gas über ein unscheinbares Rohr im Westen der Anlage ins Biogasnetz ein. Anfang November war das erstmals der Fall. Wenn die Anlage in vollem Umfang produziert, sollen über dieses Rohr 20 Millionen Kubikmeter Biogas pro Jahr eingespeist werden.

„Damit werden über ein Jahr rund 20.000 Haushalte erwärmt, umgerechnet sind das etwa 50 Millionen Tanklastwagen voller Biogas“, rechnet Gudmund Vejbæk Jepsen vor. Im Laufe von 2023 wird die Biomassen-Palette um Stroh ergänzt.

16 Angestellte in Quars

Nach anderthalb Stunden ist die Führung vorbei. Während die Bagger wieder schaufeln und die Hände an der Kaffeetasse wieder auftauen, geht für Gudmund Vejbæk Jepsen sein Arbeitstag weiter. 16 Angestellte werden unter Vollproduktion der Anlage in Quars beschäftigt sein.

Ob bei eisigem Wind oder strahlendem Sonnenschein: Die Betriebsmitarbeiter und Fahrer werden dafür sorgen, dass in Quars aus Scheiße möglichst viel Gas entsteht.

Diese Illustration zeigt den Kreislauf, wie aus Abfallprodukten Energie entsteht. Foto: Nature Energy
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