Sie sind nicht angemeldet...  [Anmelden]          

• Netzwerk
  Cleantech Experten
• Wissen
  Bibliothek Veranstaltungen Nachrichten Themen
• Über ASK
  Ziele Vorteile für Partner Inhalt und Experten Werben in ASK
• My ASK
  Kommunikation Bibliothek Meine Daten Nachrichten Kontakte Meine Fachartikel

Suche: 

Fast methanification of swine manure as an example for substrates with low organic content

A biogas reactor of 45 m³ was fed with pure swine manure. A straw layer worked as an anaerobic filter on top of the fluid. The manure was continuously circulated to irrigate the straw. Hydraulic retention time (HRT) of straw was 45 days. HRT of manure was reduced from 45 to 7.5 days within one year. Average concentration of volatile solids (VS) of manure only was 1.8 %. We varied VS concentration and temperature to simulate normal disturbances of operation. Gas production normalized within one day after each short heating interruption. Variations of VS concentration had no negative influence on the Operation as a whole. After two months, a zone with granular sludge in autonomous fluidization was observed just below the straw layer. This shows that the reactor is a hybrid biogas reactor containing a fixed bed on the top, and an UASB zone below.

One difficulty of biogas production from swine manure is that the content of volatile solids (VS) frequently falls between 1% and 2% (m/m). We measured a yield of 205 l methane per kg VS over 11 months from swine manure. If calculated with a net heating value of 36 MJ per m³ methane and 1.8 % VS (m/m), we have 18 kgVS per m³ manure yielding 3.69 m³ methane and 132.84 MJ. In order to heat 1 m³ manure from 20°C to 35°C, a heat Energy Q = 1000 kg x 4.2 kJ/(kg K) x 15 K =63 MJ is required (the manure can be treated as water in this calculation). That is approximately all the heat that can be supplied from a combined heat and powerplant (CHPP) fed by biogas (approx. 40% of the calorific energy of the methane when 40% is electric energy, 40% heat and 20% losses). That means a biogas plant run with pure manure can supply its own heat requirement under normal conditions, but in cold winters there may be a shortage. Ideally the feed is passed through a heat exchanger with the effluent in Counter currentflow and the digester itself is well insulated. This is easy if the digesteris small. For the digester volume to be small, the hydraulic retention time (HRT) of the manure needs to be short. The doubling time of methane-forming archae a is inthe range between 10 and 12 days. That means HRT should be at least 12 days in order not to wash out the microorganisms.

further author: Igor Bernardes Mendes de Oliveira

Copyright:	© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock
Quelle:	9. Rostocker Bioenergieforum (Juni 2015)
Seiten:	6
Preis inkl. MwSt.:	€ 3,00
Autor:	Prof. Dr. Heralt Schöne Andreas Speetzen
Artikel weiterleiten	In den Warenkorb legen	Artikel kommentieren

Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Analytische Untersuchung der thermischen Optimierung von Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Eine Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen ist mit den neuen gesetzlichen Rahmenbedingungen schwieriger darstellbar als mit den Bonussystemen der vorangegangen Novellierungen des EEG. Um diese zu steigern ergeben sich mehrere Varianten, die oftmals mit weiteren Investitionen verbunden sind. Direkte technische Verbesserungen, aus denen schnelle ökonomische Erfolge resultieren, bedürfen daher einer genaueren Analyse der Randbedingungen. Im Rahmen dieses Beitrages wird der Wärmebereich landwirtschaftlicher Biogasanlagen untersucht, insbesondere die Optimierung des Eigenwärmebedarfs, die in der Vergangenheit kaum berücksichtigt wurde und somit einiges an Potential erwarten lässt. Als Datengrundlage dienen 10-jährige Dokumentationen von Eigenwärmeverbräuchen, Fütterungsprotokolle sowie Temperaturmessungen verschiedener Wärmebilanzparameter wie Substrat, Biogas, Umgebung etc. Nach Auswertung der Messungen und erster Bilanzierungen wurde festgestellt, dass die Aufrechterhaltung der Fermentertemperatur die meiste Wärmeenergie verbraucht und gleichzeitig auch das größte Optimierungspotenzial aufweist. Erste Optimierungsmöglichkeiten im Substratbereich wurden identifiziert, wie passive und aktive Dämmung der Substrat-Einbringsysteme und Wärmerückgewinnung aus dem Nachgärablauf. Dabei wurden Einsparpotenziale von mehreren hundert Megawattstunden im Jahr kalkuliert, je nach Menge und Temperaturanhebung der eingesetzten Substrate.

Betriebsstrategien für Biogasanlagen – Zielkonflikt zwischen netzdienlichem und wirtschaftlich orientiertem Betrieb
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
In einem intelligenten Energiesystem müssen „Smart Grid“ und „Smart Market“ Hand in Hand gehen (Aichele et. al, 2014). Änderungen am rechtlichen Rahmen, insbesondere im Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) haben zum Ziel, die Anforderungen zur Erhöhung der Erzeugung erneuerbarer Energien (EE) sowie zur Markt- und Systemintegration von EE in Einklang zu bringen (siehe hierzu Schwarz, 2014). Dies entscheidet, ob der Betrieb einer modernen EE-Anlage sowohl die Maximierung eigener Gewinne (Smart Market) als auch die Entlastung der übergeordneten Netze (Smart Grid) zum Ziel haben kann oder auf nur einen Aspekte ausgerichtet ist.

Der Weg der Zuckerrübe zum wirtschaftlichen Biogasbetrieb ‒ Eine betriebswirtschaftliche Betrachtung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Als Alternative zum Mais kann (und wird) die Biogas-Zuckerrübe eine wichtige Rolle spielen, weil Ertragspotenzial und ein hoher Züchtungsforstschritt vorhanden ist und insbesondere auch die Vergärungseigenschaften positiv sind.

Die Evolution zu Smart Energy
© DIV Deutscher Industrieverlag GmbH / Vulkan-Verlag GmbH (7/2011)
Nach zwei Veranstaltungen über Smart Metering sind die Veranstalter figawa und der Oldenbourg Industrieverlag den aktuellen Marktentwicklungen gefolgt und haben den Fokus deutlich ausgeweitet.

Erdgas und Bio-Erdgas als Kraftstoff – Energiekonzept der Bundesregierung berücksichtigt Klimaschutzvorteile
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (11/2010)
Im Zusammenhang mit dem gesellschafts-, energie- und klimapolitisch geprägten Umbau des Energiesystems werden Energietechnologien zukünftig in noch stärkerem Maße an Kriterien wie Treibhausgasreduktion oder Versorgungssicherheit gemessen. Der bisher fast ausschließlich vom fossilen Energieträger Erdöl geprägte und global im Wachstum befindliche Verkehrssektor stellt dabei eine besondere Herausforderung dar. Vor diesem Hintergrund werden der klimaschonende und weitreichende Energieträger Erdgas sowie das regenerative Pendant Bio-Erdgas zunehmend auch für den Einsatz als Kraftstoff forciert. Der vorliegende Artikel analysiert die damit verbundenen Umwelt- und Klimaeffekte sowie die technischen Entwicklungspotenziale, welche für die Notwendigkeit einer beschleunigten Etablierung im Verkehrssektor sprechen.