Biologische Grundlagen der Biogaserzeugung

Biogas entsteht bei der Zersetzung organischer Stoffe unter Luftabschluss. Es handelt sich damit um einen anaeroben Abbauprozess organischer Masse, der auch in natürlichen Stoffkreisläufen vorkommt und in Zusammenhang mit der Biogasproduktion als Vergärung bezeichnet wird.

Organische Stoffe (Fette, Kohlenhydrate und Eiweißstoffe) werden von Mikroorganismen in niedermolekulare Bausteine zerlegt. Dieser anaerobe Umbau wird von verschiedenen Bakterienstämmen geleistet, die in ihrer Arbeit aufeinander aufbauen. Dieser Prozess läuft mehrstufig ab.

Die erste Stufe des Abbaus wird als Hydrolyse bezeichnet. Dabei werden die eingesetzten organischen Stoffe in kürzere Bruchstücke zerlegt. Dies geschieht mit Hilfe von hydrolytischen Bakterien.

Im zweiten Schritt (Versäuerung) nehmen die fermentativen Mikroorganismen die Bruchstücke auf und binden diese in ihren Stoffwechsel ein. Als Endprodukte dieser Stufe entstehen Fettsäuren, wie Essigsäure und Propionsäure.

Die dritte Stufe wandelt die restlichen unverwerteten Stoffwechselprodukte in Essigsäure um. Aus diesem Grund wird diese Stufe auch als Essigsäurebildung bezeichnet.

Im letzten Schritt erfolgt schließlich die Methanbildung. Dabei wandeln die Methanbakterien die Essigsäure, Wasserstoff und Kohlendioxid zum Biogas um.

Das erzeugte Biogas besteht zu 50-60 % aus dem hochwertigen Energieträger Methan (CH4) und zu 30-50 % aus Kohlendioxid (CO2). Zusätzlich entstehen noch geringe Anteile an Schwefelwasserstoff und Wasserstoff (<1 %).