Bioenergie 20. Dez 2013 RALPH DIERMANN

Pferdemist für die Biogasanlage

Reif für die Biogasgewinnung: Unternehmer und Universitätsforscher haben neue Aufschlussverfahren entwickelt, die den in der Praxis stark mit Stroh versetzten Pferdemist endlich für die Biogasgewinnung aufbereiten können.
Foto: Fredrik von Erichsen/dpa

Die schwarz-rote Koalition will die Vergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) für Strom aus Biogasanlagen neu gestalten. Künftig sollen nur noch diejenigen neuen Anlagen profitieren, die überwiegend Abfall- und Reststoffe vergären. Damit wird es noch attraktiver, tierische Exkremente – deren Einsatz schon heute durch den sogenannten Güllebonus gefördert wird – als Substrat zu nutzen.

Während Schweine- und Rindergülle bereits seit Langem zur Biogaserzeugung verwendet werden, ist Pferdemist für die Anlagenbetreiber bislang kein Thema. Dabei fällt er in großen Mengen an: Die 1 Mio. Pferde, die in Deutschland leben, hinterlassen jährlich etwa 12 Mio. t Mist.

Würden alle in Deutschland anfallenden Pferdeäpfel zu Biogas vergoren, ließen sich damit nach Berechnungen der Universität Hohenheim bis zu 3,5 TWh Strom plus die gleiche Menge an Heizwärme erzeugen. Wollte man diese Energie aus Energiepflanzen gewinnen, müssten dafür 80 000 ha Ackerfläche in Anspruch genommen werden, so die Forscher.

Dass die Anlagenbetreiber bislang auf den Einsatz von Pferdemist verzichteten, liegt vor allem daran, dass die Substanz etwa zur Hälfte aus Stroh besteht. Es stammt aus dem Futter der Tiere oder wird als Einstreu in den Ställen zusammen mit dem Pferdekot entsorgt.

Wegen des hohen Anteils an Zellulose können Mikroorganismen das Stroh nur sehr schlecht verwerten. Zudem setzt sich der Strohanteil im Gärbehälter der Biogasanlage an der Oberfläche ab und bildet so eine Art Deckel über der Biomasse. In der Folge kann das Biogas nicht mehr in die Kuppel der Anlage aufsteigen. Die Rührwerke, die solche Sperrschichten auflösen sollen, sind mit den langen und robusten Strohhalmen überfordert.

Experten wollen die Probleme bei der Vergärung von Pferdemist jetzt auf zwei unterschiedlichen Wegen lösen. So hat der niederbayerische Unternehmer Walter Danner in seiner Firma Snow Leopard Projects ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die Zellulose auf biologischem Wege zerkleinern lässt.

Danners Technik arbeitet mit einer Prozessstufe, die er der Vergärung der Biomasse vorschaltet. Darin schließen Hydrolyse- und Versauerungsbakterien die Molekülstrukturen der Zellulosen auf. Zwei Tage dauert dieser Vorgang. Dabei entstehen Bruchstücke, aus denen die Methanbakterien im Fermenter anschließend Biogas erzeugen können.

Für die Hydrolyse reichen die Mikroorganismen aus, die ohnehin im Substrat enthalten sind. Damit sie aktiv werden können, benötigen sie andere Umweltbedingungen als die Methanbakterien. Deshalb sind Temperatur und pH-Wert der ersten Prozessstufe genau auf die Anforderungen der Hydrolyse- und Versauerungsbakterien zugeschnitten. Danners Verfahren funktioniert nicht, wenn nur Pferdemist eingesetzt wird. „Wir brauchen circa 20 % an Einsatzstoffen, deren Energie schnell verfügbar ist, um die Vorgänge zu beschleunigen. Zuckerrüben sind da ideal geeignet.“

Der Unternehmer hat ausgerechnet, dass der Biogasertrag bezogen auf die Trockensubstanz der Biomasse halb so hoch ist wie bei Maissilage. „Das Verfahren lohnt sich aber dennoch, da Maissilage heute sehr viel Geld kostet“, argumentiert Danner. Pferdemist ist dagegen meist gratis verfügbar. Zudem können die Anlagenbetreiber die festen Gärreste als Brennstoff verkaufen. Zwei Anlagen mit Danners Technologie sind hierzulande bereits in Betrieb. Ein gutes Dutzend soll 2014 folgen – allerdings nicht in Deutschland, sondern im pferdevernarrten Großbritannien.

Einen ganz anderen Ansatz verfolgt ein Forscherteam der Universität Hohenheim: Die Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, mit dem das Stroh mechanisch aufgeschlossen wird, bevor der Pferdemist in den Gärbehälter kommt. Dabei nutzen sie eine Technologie, mit der Recyclingbetriebe Sperrmüll und Schrott bearbeiten – die Querstromzerspanung.

Bei der Querstromzerspanung wird das Material in einen Zylinder gefüllt und dort von Ketten behandelt, die mit 1200 U/min um eine vertikale Achse rotieren. „Das funktioniert ähnlich wie in einem Küchenmixer“, erklärt Projektleiter Hans Oechsner.

Durch die mechanische Behandlung wird das Stroh so weit zerkleinert, dass das Rührwerk im Gärbehälter die Sperrschicht auflösen kann. Zudem brechen die Schläge der Ketten die Zellulose auf. Die Methan erzeugenden Mikroorganismen bekommen das Material damit quasi mundgerecht serviert.

In einer Pilotanlage in Hohenheim hat dieses Verfahren bereits einwandfrei funktioniert. Die Anlagenbauer zeigen allerdings bislang kaum Interesse an der Technologie – was sich aber mit der anstehenden EEG-Novelle, die für das kommende Jahr geplant ist, ändern könnte, hofft Oechsner.

 

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