Biogas gehört zur Gruppe der regenerativen Energien und besteht hauptsächlich aus Methan und Kohlendioxid. Seine Produktion erfolgt auf biotechnologischem, also fermentativem Weg in Biogasanlagen. Anlagenteile einer Biogasanlage sind: Hauptgär-Fermenter, Nachgär-Fermenter mit Gasspeicherdach, Lagerbehälter für die ausgegorenen Gärreste (spätere Verwendung als Düngemittel) und Block-Heizkraftwerk (BHKW) zur Umwandlung des Methangases zu elektrischem Strom. Teilweise erfolgt auch eine Gasreinigung und Gaseinspeisung.
Bei der Biogasbildung wird das organische Material (Gülle, Maissilage etc.) mit dem die Biogasanlage beschickt wird, von einer komplexen Mikroorganismen-Population und deren Enzyme über verschiedene biochemische Schritte zu Methan metabolisiert (abgebaut). Die Methanbakterien entfalten ihre Aktivität erst am Ende einer Serie von Gärungen, bei denen viele andere Gärungsmikroorganismen beteilgt sind.
Stark vereinfacht kann man folgende Prozessstufen unterscheiden:
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Hydrolyse
Dabei wird die Biomasse, bestehend z.B. aus den Polymeren Cellulose, Xylan, Stärke, Pektin, Lipide (Fette), Proteine, zu den entsprechenden Monomeren Xylose, Glucose, Galakturonsäure, Glycerin und Fettsäuren sowie Aminosäuren abgebaut. -
Acidogenese
Die Monomeren werden dann in der Säuregärung (=Acidogenese) zu verschiedenen organischen Säuren, darunter Essigsäure und Ameisensäure, aber auch zu Methanol umgewandelt . -
Methanogenese
In der Stufe der Methanbildung (Methanogenese) ensteht aus den o.g. Abbauprodukten (Metaboliten) Methan.
Der Prozess der Biogasherstellung ist somit auf mikrobiologischer Seite durch eine Optimierung der Fermenterbiologie durch Einsatz von Spurenelementmischungen, Mikronährstoffpräparaten und anderer Additive zu steuern.