Forschungs- und Innovationsprojekt
Kleine Biogasanlagen aus textilen Materialien

Die Aktivitäten im Projekt sind in vier Arbeitspakete gegliedert:

Um das Potenzial für die Errichtung kleiner Hofbiogasanlagen abzuschätzen, wird im Projekt in einem ersten Schritt eine Bestandsanalyse durchgeführt. Dabei werden Informationen über die Anzahl und Bauweise von bestehenden kleinen Biogasanlagen (bis 75 kW Bemessungsleistung) erhoben. Basierend auf der Bestandsanalyse wird in Befragungen mit Experten, Betreibern und viehhaltenden Betrieben untersucht, welche Gründe für und welche Hemmnisse gegen den Bau einer Hofbiogasanlage sprechen und durch welche wirtschaftlichen, rechtlichen und politischen Änderungen diese Hemmnisse behoben werden könnten. Die Zusammenführung der Befragungsergebnisse mit Strukturdaten (z. B. Viehdichte je Region) und den politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen (z. B. Genehmigungsanforderungen) dient zur Schätzung des theoretischen, technischen, ökonomischen und umsetzbaren Potenzials für den Bau kleiner Hofbiogasanlagen.

Karte: Kleine Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Leistung bis 75 kW (2002-2016) und bis 150 kW (2017-2018) in Bayern (Quelle: Eigene Darstellung basierend auf Daten des Energie Atlas Bayern)

Die Entwicklung eines Biogasfermenters aus textilen Materialien erfolgt im Projekt in zwei Schritten. Zunächst wird ein Technikumsfermenter mit ca. 300 Litern Arbeitsvolumen im Energie- und Umwelttechnik-Labor der Hochschule Landshut konstruiert, gebaut und betrieben (Abbildung Laboranlage). Anschließend wird dieser Fermenter unter Realbedingungen im Freien erprobt werden. Als Substrat soll hierfür Rinderfestmist aus dem Ökolandbaubetrieb des Agrarbildungszentrums (ABZ) Schönbrunn des Bezirks Niederbayern eingesetzt werden. Dabei sollen Erfahrungen für den zweiten Entwicklungsschritt, die Konstruktion, den Bau und den Betrieb einer Demonstrationsanlage mit 150 m³ Fermentervolumen auf dem Standort des ABZ gewonnen werden. Diese Demonstrationsanlage wird in einer anschließenden Testphase unter den Bedingungen des landwirtschaftlichen Lehrbetriebs von Mitarbeitern des ABZ betrieben, erprobt und auf ihre Dauerbetriebstauglichkeit untersucht. Diese Anlage soll so konzipiert werden, dass sie auch von Landwirten in Eigenregie errichtet und betrieben werden kann. Dabei wird eine entsprechende externe Baubegleitung und Abnahme der Anlage im Rahmen von Qualitätssicherungsmaßnahmen angestrebt.

Abbildung: Laboranlage im Aufbau, Stand April 2021 (Foto: Dr. Uwe Behmel)

Die zu entwickelnden Behälter der geplanten Biogasanlage sollen aus hochwertigen und qualitätsgesicherten Kunststofffolien konstruiert und hergestellt werden. Es kann hierfür beispielsweise auf die jahrzehntelange positive Erfahrung mit dem Einsatz von PE-HD (Polyethylen-High-Density)-Folien als Dichtungskomponente beim Bau von Hausmüll- und Reststoffdeponien zurückgegriffen werden. In derartigen Deponieabdichtungssystemen wurden auch Systeme zur Erkennung von Leckagen bei Beschädigung dieser Dichtungskomponente verbaut.

Auf Basis der Bestandsaufnahme und Potenzialanalyse im Arbeitspaket 1 werden Szenarien für mögliche Nutzungsvarianten des in Hofbiogasanlagen erzeugten Gases und entsprechende Referenzszenarien für die Energiebereitstellung definiert. Um die Besonderheiten der textilen Bauweise zu untersuchen, beinhalten diese Szenarien auch verschiedene konventionelle Bauweisen von Gärbehältern (z. B. Ortbeton oder Stahl). Für die ausgewählten Szenarien werden eine Lebenszyklusanalyse und eine Nachhaltigkeitsbewertung in folgenden Schritten durchgeführt:

Um die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projekt wissenschaftlich und wirtschaftlich zu verwerten und die Anschlussfähigkeit an die Praxis zu gewährleisten, werden die Befunde aus dem Betrieb der Demonstrationsanlage und die Ergebnisse der Nachhaltigkeitsbewertung in Form von Veranstaltungen, Fachvorträgen, Artikeln, Leitfäden und Projektberichten sowie auf den Webseiten der Projektpartner veröffentlicht.