Gebrüder Lenges, mehr als zwei Jahrzehnte Erfahrung mit Biogasanlagen!

Der erste wesentliche Schritt bei der Biogasanlage ist die Annahme der Rohstoffe. Bei der Annahme dieser Inputs führt Gebrüder Lenges eine sorgfältige Überprüfung der Dokumentation und der Eigenschaften jedes Rohstoffs durch. Die Transportdokumente werden sorgfältig ausgetauscht, um eine vollständige Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, wobei der Transporteur, der Produzent, die Art des Produkts sowie der Abfallcode identifiziert werden.

Die Einhaltung der vertraglichen Vereinbarungen wird rigoros überprüft. Neue Inputs werden einer gründlichen organischen und biochemischen Analyse unterzogen. Jedes Inputmaterial, das biologisch nicht abbaubare Verunreinigungen (Plastik, Glas, Metall, Stoff, Steine usw.) enthält, wird sofort zurückgewiesen.

Nach einem ersten Wiegen wird der LKW zum Entladen in den entsprechenden Tank geleitet. Danach folgt ein zweites Wiegen, der Austausch von Dokumenten, Unterschriften und Aufzeichnungen, die eine unübertroffene Rückverfolgbarkeit gewährleisten und die Maßnahmen einhalten, die vomOffice Wallon des Déchets (OWD) und der Umweltpolizei kontrolliert werden.

Die Annahme der Rohstoffe ist der Ausgangspunkt unserer Produktionskette, und wir bei Gebrüder Lenges betrachten sie als entscheidenden Schritt, um den Gesamterfolg unseres Biogasprozesses und unser Engagement für die Erhaltung der Umwelt zu gewährleisten.

Nach der Annahme durchlaufen die organischen Inputs eine Transferphase. Unsere Biogasanlage arbeitet mit begrenztem Lagerraum und stützt sich hauptsächlich auf Abfälle aus der Lebensmittelindustrie. Wir erhalten kontinuierliche Lieferungen von Rohstoffen, die mit dem Betrieb unserer Anlage synchronisiert sind.

Außerdem liegt der Großteil unserer Inputs in flüssiger Form vor, so dass wir sie direkt in dieHydrolysevorstufen einarbeiten können. In der Praxis können wir diese Inputs dank unserer Lagerkapazität bis zu zwei Wochen lang aufbewahren.

Die festen Rohstoffe hingegen durchlaufen einen dreistufigen Prozess:

1. Zunächst werden sie durch Hacken zerkleinert , damit sie leichter zu handhaben, zu transportieren und weiterzuverarbeiten sind.
2. Anschließend werden sie homogenisiert, um eine gute Mischung zu gewährleisten. Wir stellen Vormischungen mit einem Fassungsvermögen von 300 bis 1000 m³ her. Dies ist ein heikler Vorgang, bei dem ein konstantes Gleichgewicht aufrechterhalten werden muss, wobei darauf zu achten ist, dass die Futterzusammensetzung perfekt abgestimmt ist, um eine Störung der bakteriellen Aktivität zu vermeiden. Jede Änderung der Futterzusammensetzung muss schrittweise vorgenommen werden, um die Stabilität des Prozesses zu erhalten.
3. Schließlich wird eine Reihe von Parametern streng überwacht, um sicherzustellen, dass der Prozess reibungslos abläuft und die Bakterien ihre optimale Leistung beibehalten. Dazu gehören kontinuierliche Messungen der Temperatur, der Menge und der Zusammensetzung des Biogases (einschließlich Methan, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff), die einen wichtigen Indikator darstellen. Außerdem werden regelmäßige Analysen durchgeführt, um das Gleichgewicht, den pH-Wert, das Säure-Basen-Gleichgewicht, die Pufferkapazität, den Anteil an organischer Substanz, die Menge an Salzen und das Fettsäureprofil zu bewerten.

Das Ziel dieser Vorbereitung ist es, eine effiziente Umwandlung des Materials in nachhaltiges Biogas zu gewährleisten. Dies führt zu einer maximalen Ausbeute und trägt zur Nachhaltigkeit und Gesamteffizienz des Biogasprozesses bei.

Verschiedene Arten von Bakterien sind an dem biologischen Prozess beteiligt , der organisches Material in vier wesentlichen aufeinanderfolgenden Schritten in Biogas umwandelt: Hydrolyse, Acidogenese, Acetogenese und schließlich Methanogenese.

In unserer Anlage verfolgen wir einen einzigartigen Ansatz, indem wir die Hydrolysephase, die im Wesentlichen einer Form der Fermentierung und Azidifikation entspricht, isolieren. Diese Phase findet in unseren beiden 500m³ großen Vorgruben statt.

Die Trennung dieser ersten Phase hat mehrere Vorteile :

1. Beschleunigung des Verdauungsprozesses
2. Verkürzung der Verweildauer
3. Verbesserung der betrieblichen Flexibilität
4. Verstärkte Kontrolle über den Prozess.

Infolgedessen sind unsere Fermenter, in denen die anderen drei Phasen des Prozesses ablaufen, leichter zu kontrollieren, wodurch weniger Probleme auftreten und das Risiko einer Destabilisierung der Methanbakterien, die besonders empfindlich und komplex zu handhaben sind, verringert wird.

Sobald die Rohstoffe diese Phase durchlaufen haben, sind sie bereit, in den anaeroben Fermenter, wo die Mikroorganismen sie in Biogas zersetzen.

Die anaerobe Vergärung ist das Herzstück des Biomethanisierungsprozesses. In dieser Phase wird das vorbehandelte organische Material in den anaeroben Fermenter eingebracht. In dieser Phase finden die drei nachfolgenden Schritte des Prozesses statt: die Acidogenese, die Acetogenese und die Methanogenese.

Die Acidogenese

Zweite Stufe des Prozesses, in der die in der Hydrolyse erzeugten vereinfachten Moleküle von acidogenen Bakterien in flüchtige Fettsäuren (VFA),Wasserstoff und Kohlendioxid (CO2) umgewandelt werden. Dieser Schritt erzeugt Zwischenmoleküle, die für die nachfolgenden Schritte wesentlich sind.

Die Acetogenese

Dritte Stufe des Prozesses, in der flüchtige Fettsäuren und andere Moleküle der Acidogenese von acetogenen Bakterien in Acetat, Kohlendioxid und Wasserstoff umgewandelt werden.

Die Methanogenese

Die letzte entscheidende Phase des Biomethanisierungsprozesses, in der methanogene Bakterien in Aktion treten, um die in den vorherigen Phasen erzeugten Moleküle in Biogas umzuwandeln, das hauptsächlich aus Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) besteht. Diese Bakterien arbeiten in einer sauerstofffreien Umgebung, und sie reagieren äußerst empfindlich auf Umweltbedingungen.

Aufgrund ihrer spezifischen physikalisch-chemischen Anforderungen stellt die Methanogenese den heikelsten Schritt dar. Daher wird der Überwachung und dem Management der Fermenter besondere Aufmerksamkeit gewidmet.

Eine Reihe von Parametern wird systematisch überwacht, um sicherzustellen, dass alles reibungslos funktioniert, und um bei negativen Entwicklungen bestimmter Parameter und letztlich auch des Verdauungsprozesses schnell eingreifen zu können.

Nachdem der anaerobe Fermentationsprozess die Rohstoffe in Biogas umgewandelt hat, ist es entscheidend, dessen effiziente Aufbereitung und Verwaltung zu gewährleisten, um die Qualität des erzeugten Gases zu maximieren und die damit verbundene Infrastruktur zu schützen.

Unsere überdachten Tanks spielen in dieser Phase eine entscheidende Rolle, nicht nur als Lagertanks für das Biogas, sondern auch als Orte der natürlichen Reinigung durch biologische Entschwefelung. Dieser Prozess beruht auf der Wirkung spezifischer Bakterien, hauptsächlich der Gattung Thiobacillus, die natürlich in der Umwelt vorkommen. Diese Bakterien siedeln sich auf speziell entwickelten Trägern an, die im Gasraum des Fermenters platziert sind. Diese Bakterien, hauptsächlich der Gattung Thiobacillus, haben die einzigartige Fähigkeit, den im Biogas enthaltenen Schwefelwasserstoff (H₂S) zu elementarem Schwefel oder Sulfat zu oxidieren. H₂S ist, obwohl in geringen Konzentrationen vorhanden, eine korrosive Komponente, die entfernt werden muss, um eine Beschädigung der Metallinfrastruktur zu verhindern und die Sicherheit des Prozesses zu gewährleisten.

Die biologische Entschwefelung ist ein besonders vorteilhafter Ansatz, da sie natürliche Prozesse nutzt und so den Bedarf an chemischen Zusätzen oder teuren Anlagen verringert. Dies macht sie zu einer sowohl effizienten als auch nachhaltigen Lösung für die Reinigung von Biogas.

Um die Reinheitsstandards zu erreichen, die für die Verbrennung von Biogas in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen erforderlich sind, ist jedoch ein zweiter Reinigungsschritt erforderlich. Nach der biologischen Entschwefelung wird das Biogas durch Aktivkohlefiltration aufbereitet, um die restlichen Spuren von H₂S zu entfernen. Dieser Filtrationsprozess wirkt als Ergänzung zur biologischen Entschwefelung und sorgt so für eine nahezu vollständige Reinigung des Gases.

Bevor das Biogas schließlich zur Verbrennung bereit ist, wird ein Kondensationsschritt durchgeführt, um das Wasser in Form von Dampf zu entfernen. Diese Entfeuchtung ist entscheidend, da Feuchtigkeit im Biogas die Effizienz der Verbrennung beeinträchtigen und nachgeschaltete Geräte beschädigen kann.

Erst nach diesen Reinigungsschritten kann das Biogas, das nun zu über 99% aus Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂) besteht, zu den Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen geleitet werden, um dort verbrannt zu werden. Durch die Verbrennung von Biogas kann somit Strom erzeugt werden, wodurch Abfall in eine wertvolle Energieressource umgewandelt wird.

Ein Teil dieses Stroms wird zur Deckung des internen Energiebedarfs unseres Unternehmens verwendet, wodurch Gebrüder Lenges auf saubere und nachhaltige Weise seinen eigenen Strom erzeugt. Der Überschuss wird dann direkt in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Die bei der Kraft-Wärme-Kopplung erzeugte Wärme wird genutzt, um die Temperatur der Fermenter aufrechtzuerhalten, den Gärrest zu hygienisieren, einen Holzschnitzeltrockner zu betreiben und die Betriebsgebäude sowie einige benachbarte Wohnhäuser zu beheizen. Dieser Ansatz der Kraft-Wärme-Kopplung gewährleistet eine optimale Nutzung der aus Biogas gewonnenen Energie, minimiert Energieverluste und maximiert gleichzeitig die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile.

Digestat, ein Nebenprodukt des Biogasprozesses, ist ein mineralstoffreicher Rückstand, der sich als hervorragender natürlicher Dünger für Wiesen erweist. Diese wertvolle Flüssigkeit ist besonders reich an essentiellen Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor und anderen Mineralien, was sie zu einer wertvollen Ressource für die Landwirtschaft macht.

Dieser Digestat ist ein hochwertiger organischer/mineralischer Dünger, der von den Landwirten aufgrund seiner zahlreichen Vorteile sehr geschätzt wird. Seine Verwendung bietet sowohl aus ökologischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht erhebliche Vorteile :

1. Geringere Abhängigkeit von chemischen Düngemitteln : Digestat bietet eine natürliche und nachhaltige Alternative und verringert so die Notwendigkeit des Einsatzes von chemischen Düngemitteln, die teuer sind und negative Auswirkungen auf die Umwelt haben können.
2. Umfassendes Bodenverbesserungsmittel: Gärrückstände verbessern die Bodenfruchtbarkeit und unterstützen die mikrobielle Aktivität, was zu höheren landwirtschaftlichen Erträgen führt.

Wir haben die Kapazität, Gärrückstände bis zu sechs Monate lang auf unserem Gelände zu lagern, sodass wir sie zu dem Zeitpunkt ausbringen können, der für das vegetative Wachstum von Wiesen und Kulturen am günstigsten ist. Wenn die Bedingungen optimal sind, wird das Digestat auf unserem eigenen Land sowie auf dem Land anderer Landwirte in der Region ausgebracht, die es aufgrund seines hohen agronomischen Werts und seines ausgezeichneten Düngepotenzials besonders nachfragen.

Wir bei Gebrüder Lenges setzen uns bei der Produktion unseres Biogases nachdrücklich für Nachhaltigkeit und Umweltschutz ein. Dieses Engagement wird durch unsere 2BSvs-Zertifizierung bestätigt, die belegt, dass wir die Nachhaltigkeitskriterien erfüllen, die in der Richtlinie 2018/2011 (RED II) des Europäischen Parlaments und der Durchführungsverordnung (EU) 2022/599 festgelegt sind.

Wir spielen eine aktive Rolle beim Recycling und beim Übergang zu nachhaltigeren Energien. Unser Biogas wird nach den strengsten Standards erzeugt und garantiert so eine saubere und umweltfreundliche Energiequelle.