Mehrere Gärbehälter einer Biosgasanlage mit grünen Dächern inmitten von landwirtschaftlich genutzter Fläche

Biologische Anlagen

In Biogasanlagen werden Bioabfälle anaerob behandelt. Biogasanlagen zählen zu den Abfallanlagen, wenn sie unter anderem Gülle oder Co-Substrate (Bioabfälle) als Inputstoffe einsetzen.

Bioabfälle werden in Kompostierungsanlagen aerob oder in Biogasanlagen anaerob behandelt und die dabei entstehenden Komposte beziehungsweise Gärreste stofflich verwertet (zum Beispiel auf landwirtschaftlich genutzten Flächen). Auch eine Kombination aus beiden Verfahren ist möglich. Dabei fallen auch Biogasanlagen unter den Abfallanlagenbegriff, wenn sie unter anderem Gülle oder Co-Substrate (Bioabfälle) als Inputstoffe einsetzen. Biogasanlagen, die nur mit nachwachsenden Rohstoffen (zum Beispiel Mais) betrieben werden, zählen nicht dazu.

Biogas entsteht durch einen vierstufigen Vergärungsprozess beim anaeroben Abbau von organischem Material. Als Hauptprodukte gehen Methan und Kohlendioxid aus der Vergärung hervor.

Es gibt derzeit zwei unterschiedliche Verfahren zur Erzeugung von Biogas: Die sogenannte Trockenvergärung und die Nassvergärung. Die Verfahrenswahl hängt von den eingesetzten Substraten ab. Für fließ- und pumpfähige Inputstoffe wird das Nassvergärungsverfahren angewandt, für die festere stapelbare Biomasse die Trockenvergärung.

Eine Biogasanlage, welche mit dem Verfahren der Nassvergärung / -fermentation betrieben wird, besteht aus einer Substrateinheit zur Aufbereitung und Konditionierung der Inputstoffe, einem Fermenter, in dem die Substrate durchmischt und anaerob vergoren werden und einem Gärrestlager. Zwischengeschaltet ist oft noch ein gasdichter Nachgärer, welcher für eine bessere Gasausbeute beziehungsweise längere Verweilzeit des Substrats sorgen soll.

Die Gasspeichereinheit befindet sich direkt in den Fermentern, Nachgärern und oder Gärrestlagern. Bei kleineren Biogasanlagen kann auch eine separate Gasspeichereinheit vorhanden sein. Eingesetzte Abfälle sind vor Eingang in die Biogasanlage zu hygienisieren.

Das erzeugte Biogas wird entweder im Blockheizkraftwerk (BHKW) von einem Verbrennungsmotor in Strom und Wärme umgewandelt oder über eine Aufbereitungsanlage ins Erdgasnetz eingespeist. Mit der entstehenden Wärmeenergie aus dem BHKW wird der Fermenter und der Nachgärer beheizt und eventuell ein Nahwärmenetz beliefert. Um das im Biogas enthaltene Methan bei einem Ausfall der Anlage schadlos zu verbrennen ist noch eine Notgasfackel, oder eine sonstige autark arbeitende Verbrauchseinrichtung, wie eine Notgasheizung vorgesehen.

Zur Trockenvergärung, auch Trockenfermentation genannt, werden meist sogenannte Garagenfermenter verwendet. Dieses Verfahren wird angewandt, wenn die Inputstoffe zähflüssig oder nicht pumpfähig sind. Während der Vergärung wird das Substrat mit einer wässrigen Flüssigkeit (Perkolat) bedüst, um den anaeroben Abbau zu gewährleisten. Die Anlagenbeschickung erfolgt im Batchbetrieb beziehungsweise chargenweise.

Wie auch bei der Nassvergärung besitzt die Biogasanlage eine Gasspeichereinheit, und das Biogas wird über ein Blockheizkraftwerk (BHKW) oder über eine Gasaufbereitungsanlage verarbeitet. Wenn in der Anlage Bioabfall als Substrat eingesetzt wird, erfolgt im Anschluss an die anaerobe Behandlung (Fermentation) noch eine aerobe Behandlung des Gärrestes (Kompostierung) um eine Hygienisierung des Materials sicherzustellen.

  • Umgang mit Luftschadstoffen
    Blockheizkraftwerk (BHKW)-Motoren emittieren Luftschadstoffe. Für sie gelten die Grenzwerte nach der 44. Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (BImSchV). Bei Gasaufbereitungsanlagen ist der auftretende Methanschlupf zu beachten.
  • Umgang mit Gerüchen
    Da auf Biogasanlagen mit geruchsintensiven Stoffen umgegangen wird, ist unter Umständen die Nummer 5.2.8 „Geruchsintensive Stoffe“ der Technischen Anleitung (TA) Luft zu beachten und umzusetzen. Auch die Geruchsimmissionsrichtlinie (GIRL) ist anzuwenden.
  • Umgang mit Lärm
    Neben BHKW- und Motorengeräuschen kann es besonders beim Fahrverkehr auf der Anlage, aber auch beim saisonbedingten An- und Abfahrverkehr zu Umwelteinwirkung durch Geräusche kommen.
    Die bestehenden rechtlichen Vorgaben zum Lärmschutz sind deshalb zu beachten und umzusetzen.
  • Umgang mit wassergefährdenden Stoffen
    Auf einer Biogasanlage wird mit verschiedenen wassergefährdenden Stoffen wie Gärresten, Silagesickersäften, Motoröl und Biodiesel umgegangen. Daher greifen hier die einschlägigen Gesetze und Verordnungen des Wasserrechts.

Abhängig von ihrer Anlagenkapazität sind Biogasanlagen nach Baurecht oder nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) genehmigungsbedürftig. Ansprechpartner für Genehmigungen nach dem BImSchG sind die Regierungspräsidien, für baurechtlich zu genehmigende Anlagen sind es die Landkreise mit ihren Ämtern für Bauaufsicht.

Die relevanten Schwellen sind im Anhang zur Vierten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen – 4. BImSchV) wie folgt festgelegt:

  • Nummer 1.2.2.2
    Verbrennungsmotoranlagen mit einer Feuerungswärmeleistung > 1 Megawatt,
  • Nummer 1.15
    Anlagen zur Erzeugung von Biogas, soweit nicht von Nummer 8.6 erfasst, mit einer Produktionskapazität von 1,2 Million Normkubikmetern je Jahr Rohgas oder mehr;
  • Nummer 1.16
    Anlagen zur Aufbereitung von Biogas mit einer Verarbeitungskapazität von 1,2 Million Normkubikmetern je Jahr Rohgas oder mehr;
  • Nummer 8.6.2.1
    Anlagen zur biologischen Behandlung von nicht gefährlichen Abfällen mit einer Durchsatzkapazität an Einsatzstoffen von 50 Tonnen oder mehr je Tag,
  • Nummer 8.6.2.2
    Anlagen zur biologischen Behandlung von nicht gefährlichen Abfällen mit einer Durchsatzkapazität an Einsatzstoffen von 10 Tonnen bis weniger als 50 Tonnen je Tag,
  • Nummer 8.6.3.1
    Anlagen zur biologischen Behandlung von Gülle, soweit die Behandlung ausschließlich zur Verwertung durch anaerobe Vergärung (Biogaserzeugung) erfolgt, mit einer Durchsatzkapazität von 100 Tonnen oder mehr je Tag,
  • Nummer 8.6.3.2
    Anlagen zur biologischen Behandlung von Gülle, soweit die Behandlung ausschließlich zur Verwertung durch anaerobe Vergärung (Biogaserzeugung) erfolgt, mit einer Durchsatzkapazität von weniger als 100 Tonnen je Tag, soweit die Produktionskapazität von Rohgas 1,2 Mio. Normkubikmetern je Jahr oder mehr beträgt.

Je nach Anlagengröße, Durchsatzmenge, Art der eingesetzten Substrate (Abfall, kein Abfall) und der daraus entstehenden Gärrestmengen können zusätzlich noch folgende Ziffern der 4. BImSchV relevant sein:

  • Nummer 8.12.2
    Zeitweilige Lagerung von nicht gefährlichen Abfällen mit einer Gesamtlagerkapazität von 100 Tonnen oder mehr
  • Nummer 8.13
    Zeitweilige Lagerung von nicht gefährlichen Abfällen, soweit es sich um Gülle oder Gärreste handelt, mit einem Fassungsvermögen von 6500 Kubikmetern oder mehr

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