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Biomethan kann aus Synthesegas oder aus Biomasse in Biogasanlagen gewonnen werden.
Bei der Synthese von Kohlenmonoxid mit Wasserstoff entsteht Methan und Wasser.
Die Herstellung von Biogas und somit auch von Biomethan erfolgt bisher in Biogasanlagen.
Hierzu wird ein Fermenter mit den zu vergärenden Substraten über Befüllungsvorrichtungen beschickt.
Für den Prozess der Biogasentstehung sind verschiedenste Arten von anaeroben Mikroorganismen notwendig, deren Mengenverhältnis zueinander durch Ausgangsstoffe, pH-Wert, Temperatur- und Faulungsverlauf beeinflusst wird.
Durch die Anpassung der Bakterien an die zu vergärenden Substrate, ähnlich der Futtergewöhnung bei einer Kuh, können fast alle organischen Substanzen durch Verfaulen abgebaut werden. Lediglich holzige Bestandteile können schlecht verwertet werden, da Lignin schewer mikrobiologisch schwer zersetzbar ist. Voraussetzung für eine erfolgreiche Methanbildung ist ein Wasseranteil im Ausgangssubstrat von mindestens 50%.
Nach heutigem Stand unterscheidet man vier biochemische Einzelprozesse, die parallel bzw. nacheinander ablaufen, um die biogene Substanzen abzubauen.
Die Hydrolyse, in der die Ausgangssubstrate in einfache Grundbausteine oder andere lösliche Abbauprodukte zerlegt werden. Fette werden in Fettsäuren, Kohlenhydrate, wie z.B. Polysaccharide in Mono- oder Oligosaccharide und Proteine,in Peptide bzw. Aminosäuren zerlegt. Dieser Reaktionsschritt ist aufgrund der Komplexität des Ausgangsmaterials geschwindigkeitsbestimmend.
Die Acidogenese (auch als Fermentation bezeichnet), die zeitgleich zur Hydrolyse stattfindet, in der monomeren Zwischenprodukte einerseits in niedere Fett-/Karbonsäuren, wie z.B. Butter-, Propion- und Essigsäure, andererseits in niedere Alkohole, wie z.B. Ethanol, umgesetzt werden. In diesem Schritt werden bereits bis zu 20 % des Gesamtanteils an Essigsäure gebildet.
Die Acetogenese, in der die Fett- und Karbonsäuren sowie die niederen Alkohole durch acetogene Mikroorganismen primär zu Essigsäure, bzw. dessen gelöstem Salz, Acetat umgesetzt werden.
Die Methanogenese, in der Essigsäure durch entsprechend acetoclastische Methanbildner in Methan und Kohlenstoffdioxid sowie Wasserstoff umgewandelt.
Zurück bleibt ein Gemisch aus schwer abbaubarem organischen Material beispielsweise Lignin und anorganischen Stoffen wie zum Beispiel Sand oder andere Mineralien.
Der Prozess der Biogaserzeugung läuft bis heute noch als sogenannte "Black Box" ab. Das bedeutet, man weiß zwar, was in die Anlage hinein- und was herauskommt. Der mikrobiologische Prozess dazwischen ist aber noch weitgehend unerforscht. Es schwierig, Steuerungsparameter für einen geregelten und auf maximale Methanausbeute ausgelegten Ablauf zu finden, da das Zusammenspiel der Mikroorganismen nur unzureichend bekannt.
Dieser beruhen auf der Erfahrung der Anlagenbetreiber.
Biogas kann nach Reinigung von Fremdbestandteilen als Methan in herkömmlichen "Erdgasautos" verwendet werden.
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