Neue Studie skizziert Biogaspotenzial aus Tiermist

Stellen Sie sich einen Bauernhof vor, auf dem riesige Haufen von tierischen Abfällen nicht länger eine Umweltbelastung, sondern eine stetige Quelle sauberer Energie sind. Diese Vision ist durch die Biogasproduktion erreichbar, bei der tierischer Mist durch anaerobe Vergärung in erneuerbaren Brennstoff umgewandelt wird. Die genaue Schätzung der Biogasausbeute ist unerlässlich, um diesen Prozess zu optimieren und sein volles Potenzial auszuschöpfen.

Die Biogasausbeute ist kein fester Wert, sondern variiert erheblich aufgrund mehrerer miteinander verbundener Faktoren:

• Tierart: Rinder-, Geflügel- und Schweinemist haben unterschiedliche organische Zusammensetzungen, die sich auf das Methanpotenzial auswirken.
• Futterzusammensetzung: Proteinreiche Diäten führen zu stickstoffreichem Mist mit anderen Verdauungseigenschaften als faserreiches Futter.
• Mistmanagement: Sammelmethoden (Abkratzen vs. Spülen) und Lagerbedingungen beeinflussen den Gehalt an flüchtigen Feststoffen.
• Vergaserparameter: Temperatur (mesophil vs. thermophil), Verweilzeit, pH-Gleichgewicht und Mischeffizienz wirken sich entscheidend auf die mikrobielle Aktivität aus.

Forscher verwenden verschiedene Ansätze, um die Biogasausbeute vorherzusagen:

Empirische Modelle verwenden vereinfachte Berechnungen, die auf Mistproduktionsraten und etablierten Biogasumrechnungsfaktoren pro Tier basieren. Obwohl diese für die Planung im landwirtschaftlichen Maßstab praktikabel sind, können sie standortspezifische Bedingungen übersehen.

Theoretische Modelle wenden den chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) oder stöchiometrische Gleichungen an, um die maximal mögliche Methanbildung aus dem Abbau organischer Stoffe vorherzusagen.

Labortests durch Batch- oder kontinuierliche anaerobe Vergärungsexperimente liefern die genaueste Bewertung für bestimmte Mistarten und messen das tatsächliche Biogasvolumen und den Methangehalt unter kontrollierten Bedingungen.

Über die Energieerzeugung hinaus gehen Biogassysteme mehrere Nachhaltigkeitsherausforderungen an:

• Reduziert die Treibhausgasemissionen, indem die Freisetzung von Methan aus der traditionellen Mistlagerung verhindert wird
• Produziert nährstoffreichen Gärrest, der synthetische Düngemittel ersetzen kann
• Bietet dezentrale Energielösungen für ländliche Gemeinden

Die präzise Biogasschätzung ermöglicht die richtige Dimensionierung von Vergärungssystemen, wodurch die Wirtschaftlichkeit gewährleistet und gleichzeitig die erneuerbare Energieausbeute aus landwirtschaftlichen Abfallströmen maximiert wird.