Landwirtschaft

Biogas- und Stromertrag berechnen

Geben Sie Mengen und Gaserträge von bis zu zwei Substraten sowie Methangehalt und Wirkungsgrade des Blockheizkraftwerks ein. Der Rechner zeigt die jährliche Gas-, Strom- und Wärmemenge.

Substrate und Anlage
Maissilage oft um 200 m³ je Tonne Frischmasse; Planungswerte etwa aus KTBL-Tabellen.
Rindergülle oft 20 bis 30 m³ je Tonne.
Ergebnis

Wie viel Strom liefert das Substrat?

In einer Biogasanlage bauen Bakterien organisches Material unter Luftabschluss ab. Dabei entsteht Biogas, ein Gemisch aus Methan, Kohlendioxid und geringen Mengen anderer Gase. Nur das Methan liefert Energie. Wie viel Gas ein Substrat bringt, hängt von seinem Gehalt an abbaubarer organischer Substanz ab: Maissilage liefert ein Vielfaches von Gülle.

Der Rechner multipliziert die Jahresmengen mit dem jeweiligen Biogasertrag je Tonne Frischmasse und berechnet über den Methangehalt die Methanmenge. Ein Kubikmeter Methan enthält im Normzustand rund 9,97 Kilowattstunden Energie. Das Blockheizkraftwerk wandelt davon einen Teil in Strom und einen Teil in nutzbare Wärme um.

Aus der Strommenge und den Volllaststunden ergibt sich die elektrische Leistung, für die das BHKW ausgelegt sein muss. Die Gaserträge sind bewusst als Felder angelegt, denn sie schwanken mit Trockensubstanzgehalt, Silagequalität und Verweilzeit im Fermenter. Nutzen Sie Analysewerte Ihrer Substrate oder anerkannte Planungstabellen.

Biogas=Menge 1×Ertrag 1+Menge 2×Ertrag 2; Methan=Biogas×Methangehalt; Energie=Methan×9,97 kWh / m3; Strom=Energie×elektrischer Wirkungsgrad; Leistung=StromVolllaststunden\text{Biogas} = \text{Menge}\,1 \times \text{Ertrag}\,1 + \text{Menge}\,2 \times \text{Ertrag}\,2;\ \text{Methan} = \text{Biogas} \times \text{Methangehalt};\ \text{Energie} = \text{Methan} \times 9{,}97\,\text{kWh}\,/\,m^{3};\ \text{Strom} = \text{Energie} \times \text{elektrischer Wirkungsgrad};\ \text{Leistung} = \frac{\text{Strom}}{\text{Volllaststunden}}

Beispiel: 5.000 t Maissilage mit 200 m³/t und 8.000 t Rindergülle mit 25 m³/t ergeben 1.000.000 + 200.000 = 1.200.000 m³ Biogas. Bei 52 Prozent Methan sind das 624.000 m³ Methan mit 6.221.280 kWh Energie. Das BHKW erzeugt bei 40 Prozent elektrischem Wirkungsgrad 2.488.512 kWh Strom und bei 43 Prozent thermischem Wirkungsgrad rund 2.675.150 kWh Wärme. Bei 8.000 Volllaststunden entspricht das einer elektrischen Leistung von etwa 311 kW.

Ergebnisse für die Planung nutzen

Gülle allein liefert wenig Gas je Tonne, ist aber günstig, stabilisiert die Biologie im Fermenter und senkt Emissionen aus der Lagerung. Energiepflanzen wie Mais bringen hohe Erträge, kosten aber Anbaufläche und Geld. Viele Anlagen kombinieren beides. Mit den zwei Substratfeldern lässt sich durchspielen, wie sich der Ertrag verschiebt, wenn Sie den Maisanteil senken.

Die Wärme aus dem BHKW ist ein wichtiger Teil der Wirtschaftlichkeit. Ein Teil wird für die Beheizung des Fermenters gebraucht, der Rest kann Wohnhäuser, Ställe oder ein Nahwärmenetz versorgen oder Holz und Gärreste trocknen. Ungenutzte Wärme ist verschenkte Energie, deshalb lohnt ein durchdachtes Wärmekonzept.

Volllaststunden geben an, wie viele Stunden das BHKW rechnerisch mit voller Leistung läuft. Wartung, Störungen und flexible Fahrweise senken den Wert. Anlagen, die gezielt zu Zeiten hoher Strompreise produzieren, haben eine größere installierte Leistung bei gleicher Gasmenge und damit weniger Volllaststunden.

Der Rechner bewertet nur Energiemengen. Vergütung nach dem EEG, Direktvermarktung, Substratkosten und Genehmigungsfragen sind nicht enthalten; die Ergebnisse sind keine Anlage-, Rechts- oder Steuerberatung. Die Nährstoffe der Gülle und des Gärrests schätzt der Gülle-Nährstoffe-Rechner, den Silagebedarf der Silagebedarf-Rechner.

Tipps und typische Fehler

Anlage effizient betreiben.

  • Analysen: Substrate prüfen.
  • Wärme: Nutzen.
  • Gülle: Stabilisiert.
  • Wartung: Volllast sichern.

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Häufige Fragen

Wie viel Biogas liefert eine Tonne Maissilage?

Als Planungswert oft um 200 m³ Biogas je Tonne Frischmasse, je nach Qualität mehr oder weniger.

Wie viel Energie steckt in einem Kubikmeter Methan?

Rund 9,97 kWh im Normzustand; Biogas mit 52 Prozent Methan also etwa 5,2 kWh.

Was sind Volllaststunden?

Die Jahresstrommenge geteilt durch die installierte elektrische Leistung des BHKW.

Was ist ein Gärrest?

Der vergorene Rest aus der Biogasanlage, der als Dünger ausgebracht wird.

Warum hat Biogas nur rund 50 Prozent Methan?

Der Rest ist überwiegend Kohlendioxid, das bei der Vergärung mit entsteht.

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