A. ALLGEMEINE BIOGAS INFORMATIONEN

Täglich nimmt weltweit Luftverschmutzung, Verunreinigung des Wassers und des Bodens, verursacht durch gesellschaftliche, industrielle und landwirtschaftliche Unternehmen zu. Staatliche und industrielle Organisationen sind ständig auf der Suche nach Technologien, die eine effizientere und kostengünstigere Abfallbewirtschaftung erlauben. Eine Technologie, welche den organischen Teil des Abfalls (biogene Abfallstoffe) in der Tat erfolgreich verarbeiten kann, ist die anaerobe Fermentation. In einem technisch ausgereiften System zur Anwendung gebracht, wird durch anaerobe Fermentation biogenen Abfalls nicht nur Schadenverminderung betrieben, sondern auch die Wiedergewinnung von nachhaltiger Energie, Wasser, Dünger und Nährstoffen erreicht. Solcherart ist diese Technologie in der Lage, Schäden in Nutzen zu verwandeln und damit einen enormen Beitrag zur Lösung ökologischer, sozialer und ökonomischer Problematik zu liefern - und dies gilt sowohl für hochentwickelte Industrienationen und selbstverständlich um so mehr für Schwellenländer.



DEFINITIONEN

FERMENTATION:

Fermentation ist das Aufbrechen organischer Masse (biogener Abfall, Biomüll), durch anaerobe Bakterien (Bakterien die unter Luftabschluss leben) - methanogenic archea bacteria - in:

BIOGAS = Verbindung aus Methan (CH4) und Kohlendioxyd (CO2), und
WASSER & NÄHRSTOFFSUBSTRAT (Dünger)

BIOGAS:

1 m3 BIOGAS mit 70% Methangehalt CH4 ersetzt ca.:
0,75 l Treibstoff, 0,25 m3 Propan; 0,2 m3 Butan; 0,85 kg Kohle

Durch das Verbrennen von BIOGAS wird elektrische and thermische ENERGIE erzeugt
1 m3 BIOGAS produziert ca. 1,5 kWh el (electrisch) plus 3 kWh t (thermisch)

ORGANISCHE MASSE:
Biogener Abfall, Biomasse, Biomüll, …

Reststoffe aus: Landwirtschaft, Nahrungsmittelindustrie, öffentlichem Sektor grüne Tonne, privaten Haushalten, Restaurants, Hotellerie, Gartenbau, Abwasserwirtschaft, Klärschlämme, Tiergülle, Schlachthausabfälle, Krankenhäuser, Militär, Großküchen, natürliche Fasern (Windeln), ...



STATISTIK

Grosse Mengen biogener Masse stehen heute zur Verfügung, um auf umweltfreundliche Weise durch Fermentationstechnologieeinsatz Energie für unseren täglichen Bedarf zu produzieren. Solange dieses Potential nicht voll genutzt wird und darüber hinaus umweltschädigend verrottet, kann jede kWh aus Atomkraftwerken als Verbrechen gegen die Menschheit bezeichnet werden. Laut Berechnungen von Prof. BOXBERGER, (Universität für Bodenkultur, Wien) ersetzt der flächendeckende Einsatz von Biogasanlagen in Österreich (Boku), das Energieäquvivalent von 412.000.000 Tonnen Öl. Dies bedeutet eine Emissionsreduktion von 1.200.000 t CO2. Daraus können wohl die ungezählten Vorteile des weltweiten Biogastechnologieeinsatzes abgleitet werden!

Gemäß wissenschaftlichen Untersuchungen ist die Landwirtschaft für ca. 60% der menschlich verursachten Methan Emission (Glashauseffekt) verantwortlich. Der Einsatz moderner Biogasproduktion durch Pyramidenfermentationsanlagen mit Sedimentationseinrichtung kann diesbezüglich drastische Abhilfe schaffen.

B. ERGEBNISSE & EINSPARUNGEN

Ein Beispiel: Fermentationsanlagen mit Sedimentationseinrichtung produzieren:

1.    Deutlich höhere Biogasproduktion und durch dessen Weiterverarbeitung Elektrizität und Wärme

2.    Nicht aggressiven, trockenen, leicht pflanzenverfügbaren Nährstoffdünger (Verbesserung der Bodentextur, bessere Ernteerträge, Humusbildung)

3.    Wasser

4.    Durch eine pyroenergetische Vitalisierung um mind. 20 % erhöhte Anlageneffizienz

5.    Wärme- und pyroenergetische Hygienisation biogenen Abfalls

6.    Beschäftigung für lokale Unternehmen

7.    gesündere und sauberere Umwelt (Luft, Wasser, Boden, Atmosphäre)


Fermentationsanlagen mit Sedimentationseinrichtung sparen:

1.    Geld

2.    Energie

3.    Wasser

4.    Nicht erneuerbare, kostbare natürliche fossile Brennstoffe

5.    Kosten für chemische Wasser- und Abfallhygienisierung

6.    Kosten für chemischen Dünger und weitere Zusatzstoffe

7.    Kosten für die Konsequenzen unprofessioneller Abfallbeseitigung

8.    Kosten für die Behebung von Umweltschäden, verursacht durch Glashauseffekt, Erosion, Luft, Boden, Wasser und Atmosphärenverschmutzung

9.    Geruchsbelästigung durch das Verrotten organischer Abfallstoffe

 

C. NUTZEN


Fermentationsanlagen mit Sedimentationseinrichtung erwirtschaften Nutzen und Gewinne in folgenden Sektoren:

ENERGIE PRODUKTION:

Anaerobe Fermentation verwandelt biogene Abfallstoffe in Biogas und aus diesem wird elektrische und Wärmeenergie gewonnen. (Zahlen dazu weiter unten) Vor Millionen Jahren hinterließen Billionen von Bakterien eine enorme Menge fossiler Energieressourcen (Kohle, Erdöl und -gas), auf welchen die moderne Menschheit ihren Fortschritt und Reichtum innerhalb der nur letzten 200 Jahre begründete.
Diese Bakterien sind durchaus bereit auch weiterhin zum Wohlergehen der Menschheit beizu­tragen, wird ihnen die Möglichkeiten dazu gegeben.

ÖKONOMIE & ENTWICKLUNG:

Die Quellen für direkten finanziellen Profit sind:

1.    Vermarktung/Nutzung von Wasser

2.    Vermarktung von Trockendünger

3.    Vermarktung elektrischer Energie

4.    Vermarktung thermischer Energie

5.    Entsorgungsgebühren für biogene Abfallstoffe

6.    Investition in den liberalisierten (europäischen) Energiemarkt

7.    Gewinne aus der weltweiten Umsetzung der Patentrechte innerhalb von 18 Jahren mit dem Resultat die weltweite Führungsrolle im Sektor der biogenen Abfallentsorgung einzunehmen

8.    Entwicklung unterentwickelter Märkte und Regionen

9.    Entlastung kommunaler Haushalte in Industrienationen

UMWELTSCHUTZ und RESSOURCEN:

Abfälle welche sonst umweltschädigend verrotten, werden in einem geschlossenen Kreislauf zur Biogaserzeugung genutzt, aus welchem durch vollständige Verbrennung in Kraftwärmekopp­lungen Elektrizität und Abwärme gewonnen wird. In diesem Prozess auftretenden Emissionen werden kohlenstoffneutral bezeichnet, da die dabei emittierten Mengen zuvor von den Pflanzen der Atmosphäre entzogen wurden.

Als größter Vorteil der Fermentationstechnologie kann die Lösung des "Nitrat-Problems" bezeichnet werden, welche durch den flächendeckenden Einsatz der Biogastechnologie erreicht wird. Die Nachteile von Frischgülledüngung und chemischer Überdüngung und der dadurch verursachten Nitratauswaschung wird fast zur gänzlich vermieden.

Ein Problem, verursacht durch Frischgülleaustrag ist die Ammoniak Emission. In Länder wie z.B. Dänemark beläuft sich der Ammoniumverlust aus Güllelagern auf bis zu 70%.

Durch die Düngung von äußerst leicht pflanzenverfügbaren Nebenprodukten der Biogasproduktion (Wasser und Sedimentat) welche vor allem durch die neue Verfahrensweise in "ATMA" Fermentationsanlagen (gas - flüssig - Feststofftrennung) erlangt wird, ist es für die Landwirte tatsächlich das erste mal möglich, optimale Düngermenge und Düngezeitpunkt zu realisieren.

·       Biogene Abfallstoffe, Gülle und - als konsequente logische Weiterführung - bestimmte Pflanzen, welche für die Energieproduktion angebaut werden, ergeben zusammen die Grundlage für eine sprichwörtlich "nicht enden wollende" nachhaltige, umwelt­freund­­liche Energieproduktion.

·       Durch die anaerobe Behandlung von Gülle findet ein Mineralisierungsprozess statt, welcher den Stickstoff leicht pflanzenverfügbar umwandelt.

·       Durch die Fermentationstechnologie wird nährstoffreiches Wasser produziert, welches sich vorzüglich für den Einsatz im landwirtschaftlichen Bereich eignet.

·       Wasserverschmutzung (Nitratauswaschung), besonders von Grundwasser, verursacht durch unsachgemäße Gülle- und Abwasserbeseitigungsmethoden oder übermäßige chemische Düngung wird vermieden.

Wasser wird bei intelligenter Technologie rückgewonnen.
Hierbei wird durch die besondere Prozessführung Wasser produziert, welches sich hervorragend für Bewässerungszwecke eignet und durch biologische zusätzliche Reinigung in Trinkwasser umgewandelt werden kann und zum anderen Teil innerhalb der Prozessführung zirkuliert oder als Fischteiche fungieren.

Verbesserte Humus Produktion wird durch die Ausbringung fermentierter Gülle erreicht.
Im Gegensatz zur Düngung mit Frischgülle, bleiben jene Mikroorganismen geschützt und aktiv, welche für die Verbesserung der Bodentextur verantwortlich sind. Ihre Zahl wird sich vermehren und so die Garantie für einen gesunden und fruchtbaren Boden geben. Diese Mikroorganismen und andere im Boden lebende Kleinstlebewesen bestimmen die optimale Filterkraft und das größte Wasserrückhalte­vermögen des Bodens. Je gesünder, um so mehr Wasser hält er zurück und gegen Erosion stand. In bestimmten extensiv landwirtschaftlich genutzten Regionen wird nach heftigen Niederschlägen bis zu 15 Tonnen Bodenauswaschung pro Hektar gemessen!

Die Gesundheit unserer kostbaren Kulturböden wiederherzustellen ist eine unumgängliche Notwendigkeit,

wenn wir sie nicht im nächsten Vorfluter finden wollen. Durch die Verwendung von Düngernährstoffen wie sie aus dem Biogas­fermentations­prozess gewonnen werden, kann auf eine sehr große Menge sonst üblicher Düngemittel, verzichtet werden. Zusätzlich belegt eine Studie aus der Volksrepublik China, dass 6%-20% höhere Ernteerträge bei der Verwendung von Fermentationsdünger erreicht werden.

Hygienisierung:
Beinahe alle Unkrautsamen und andere Ursachen für Krankheiten wie z.B. Parasiteneier werden zum größten Teil zerstört. Ein wesentlicher und nicht zu unter­schätzender human- und veterinärmedizinischer Beitrag und Faktor zur Senkung finanzieller Folgekosten.
Zusätzlich wird der Bedarf an Pestiziden und Herbiziden minimiert, ein Umstand welcher zu einer erheblichen Verbesserung der Grundwasserqualität führt.
In diesem Projekt wird vollkommene Hygienisierung angestrebt. Dies durch vollständiges Ausgasen des Substrats und der Langzeittrocknung der Festsubstanz bei 70 Grad Celsius.

Fossile Rohstoffe sind nicht nur kostbar heute, sondern noch viel kostbarer in der Zukunft aufgrund ihrer Eigenschaft der Begrenztheit und Nichterneuerbarkeit. Sie sollten sehr sorgfältig eingesetzt werden, um auch ein zukünftiges nationales Einkommen zu sichern und um - in Wahrheit äußerst kostspielige - Umweltschäden an Atmosphäre, Boden, Luft und Wasser zu vermeiden.

SOZIALE VORTEILE:

1.    Schritt in Richtung Energie-Unabhängigkeit von Schwellenländern

2.    Lokale Arbeitsplatzbereitstellung und Erweiterung kommunaler Kooperationsmöglichkeiten

3.    Plattform für die ökologische und ökonomische Zusammenarbeit zwischen „developed“ und „developing countries“

4.    Lokale, regionale, nationale und internationale Verbindungen können durch das gemeinsame Aufnehmen in Wort und Tat gestärkt werden, an einer besseren, gesünderen und schöneren Zukunft unserer Umwelt mitgewirkt zu haben, und somit wirklich einen Teil beigetragen zu haben, die bisher begangenen Umweltsünden der Menschheit wenigstens im Ansatz zu sühnen - und dies über alle sozialen, ethnischen, politischen oder religiösen Grenzen hinweg

5.    Zusammenarbeit auf diesem Gebiet - die Unversehrtheit, Gesundheit und Schönheit unser aller gemeinsamen ERDE zu sichern und zu bewahren wird sogar neue, bislang völlig unbekannte Wege öffnen, damit wir Menschen unsere "politischen, religiösen und sozialen" Probleme auf vernünftige und friedfertige Weise werden lösen können. BiA.

 

D. ZAHLEN & KOSTEN:

Das kleinste Projekt der ESU verarbeitet jährlich bis ca. 1.500 Tonnen biogener Reststoffe.
Dieses Projekt hat seine Amortisation längst erreicht und funktioniert bis heute zu jedermanns Zufriedenheit.
Zurzeit verwirklicht die ESU ein Projekt mit ca. 7.000 m3 jährlicher Verarbei­tungs­menge bei 15 - 20% oTS mit einem Faulraumvolumen von 1.000 m3.
Die Anpassung der Anlage auf vorhandene Verarbeitungsmengen ist durch Modulbau­weise optimal möglich.
KOSTEN: 900 € (Euro) per m3 Fermentervolumen, 1.000 x 900 = 900.000 €

Konstruktionskosten in Westeuropa sind an die lokalen Möglichkeiten, Anforderungen und Wünsche geknüpft und bewegen sich in etwa zwischen: Euro 550 - 1.300 /m3 (Faulraum)

 

VACVINA Anlage - 7 m3 - für 3 Kühe, etwa 1.500.- USD  … in Vietnam reicht dies, um eine Familie mit Warmwasser, Gas für die Küche und Licht (Auer v. Welsbach Strumpf) zu versorgen.


Quellen für biogene Reststoffe:

·       Schlachthausabfall

·       Nahrungsmittelindustrieabfälle

·       Tabakreste

·       Fischzuchten

·       Hotels & Restaurants (Öle, Fette, Reste)

·       Grünschnitt, landwirtschaftliche Reststoffe, "Energieplantagen"

·       Tierdung (Rinder, Kamele, Pferde, Hühner und dergl.)

·       menschliche Exkremente, Abwasserfaulschlamm, etc.

Menge der Gasproduktion:

ungefähr 150 - 1.100 m3 Gas pro 1 m3 Abfall oTS (organische Trockensubstanz).

Beispiele:

1 ton Fett

bis 1.100 m3 Biogas

1 ton Gras

500 - 600 m3 Biogas

1 ton Hühnerkot

400 - 500 m3 Biogas

1 ton Kuhdung

200 - 400 m3 Biogas

1 Person / Jahr

20 - 30 m3 Biogas










Weitere Zahlen unter

Schlachthausabfall 15 - 40 m3 Gas pro 1 ton Lebendgewicht
24.000 t x 20 m3 Gas = 480.000 m3 Gas -> 720.000 kWh(elektrisch) plus 1.440.000 kWh(thermisch)

BIOGAS Umwandlung in elektrische und thermische Energie:

Beispiele:
1 m3 Gas -> 1,5 kWhel elektrisch plus 3 kWht Wärme

Ein 500 kg schweres Tier produziert vorsichtig angegeben ca.:
1 m3 Gas täglich -> 360 m3 Gas jährlich.
20.000 Tiere produzieren daher mind: 11.000.000 kWhel jährlich.

1m3 Biogas mit 70% Methane (CH4) ersetzt in etwa:
0,75 l Treibstoff, 0,25 m3 Propan; 0,2 m3 Butane; 0,85 kg Kohle.


Düngerproduktion:

Nährstoffdünger im Gewicht von etwa 10% des Trockengehalts wird produziert. Dieses Projekt erzielt einen hygienisierten, nährstoffhaltigen, leicht pflanzenverfügbaren Trockendünger. Dessen landwirtschaftliche Verwendung resultiert in besserer Qualität von Boden- Luft und Wasser und erwirtschaftet zudem höhere Ernteerträge.


Wasserproduktion:

Es fallen ca. 600 - 800 Liter Wasser pro ton Abfall an.
Dieses mit gelösten Nährstoffen angereicherte Wasser eignet sich vorzüglich zur agrikulturellen Bewässerung. Durch unaufwendige biologische Reinigung kann Trinkwasserqualität erreicht werden. Ein Teil davon zirkuliert innerhalb der Prozessführung.


Eigener Anlagenenergieverbrauch:

ung. 5 % elektrisch, 20 – 50 % thermisch


Anlagengröße und -standort:

Bei einer Verarbeitungsmenge von ca. 7.000 tons jährlich:
ca. 3.500 m2 Bedarf für Fermenterbecken (incl. Übernahmestation, Verkehrsflächen, etc.) und nach Wunsch ein Biotop in beliebiger Größe.


Optimaler Standort:
Direkt neben Abfallaufkommensquelle (Schlachthäuser, Tierfarmen, Kompostanlagen, etc.)
oder Abnahmeflächen (landwirtschaftliche Betriebe, Gärtnereien, etc.)


E. EMPFEHLUNGEN

Biogas Fermentationsanlagen in Betrieb sind die vernünftigsten und besten der bekannten technische Lösungen, um das Problem biogener Abfallentsorgung zu kontrollieren und zu meistern.

Sie tragen zur Gesundung der Umwelt bei, produzieren Kohlendioxyd-neutrale Energie (wohingegen alle anderen technischen Lösungen auf diesem Gebiet Energie verbrauchen!) und ordentliche finanzielle Renditen und sichern kommenden Generationen stabile ökonomische und ökologische Bedingungen.

Der globale Einsatz von Fermentations­technologie ist daher in höchstem Ausmaß zu empfehlen - um nicht zu sagen eine Pflicht für jeden verantwortungsbewussten und der Allgemeinheit verpflichteten Entscheidungsträger der verschiedensten Gesellschaften.
Tatsächlich ist der weltweite Einsatz der Fermenta­tions­tech­no­lo­gie eine gesellschaftliche Notwendigkeit, welcher innerhalb kürzester Zeit umgesetzt werden kann, wenn verantwortungsbewusste und zukunftsorientierte Menschen sich ans Werk machen.

 

Für hochentwickelte Länder höchst empfehlenswert:

Keine Nation, egal wie vermögend sie ist, kann es sich in Wahrheit leisten ihre natürlichen Ressourcen zu verschleudern – weder ökonomisch, noch ökologisch (ökolonomisch).

Es liegt in der Verantwortung der entwickelten Regionen den bislang vom Menschen einge­schlagenen Weg aus umweltzerstörender und gefährlicher Energiepolitik und -produktion zu weisen und weltweites ökonomisches Ungleichgewicht ausgleichen zu helfen und selbstverständlich auch das weltweite ökologische Ungleichgewicht – zweifellos in größtem Ausmaß durch die konzentrierte Verbrennung fossiler Brennstoffe von den Industrieregionen v erursacht – „wenigstens halbwegs wieder ins Lot zu bringen.“ [3]

Für Schwellenländer höchst empfehlenswert:

Durch Amortisationszeiten von 5 bis 10 Jahren kann die Fermentationstechnologie ohne beson­dere Schwierigkeiten durch Entwicklungsbanken oder andere Institutionen finanziert werden. Besonders Schwellenländer sind außergewöhnlich hoch durch ihre Energieabhängig­keit in ihrer sozialökonomischen Entwicklung behindert und leiden oftmals unter „mittelalter­lichen“, der Gesundheit unzuträglichen hygienischen Zuständen. Die Fermentationstechno­logie macht beiden menschen­unwürdigen Übeln ein Ende, verwandelt Schaden letztlich tatsächlich in Nutzen.