Biogas- und Kohlenstoffanbau – Teil 1

In Permakultur World by RalfLeave a Comment

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Die Maya Mountain Research Farm ist ein Permakulturprojekt am Fuße des Maya-Gebirges im Süden von Belize. Es wurde 1988 auf degradiertem Zitrus- und Rinderland gegründet. Unser Hauptaugenmerk liegt auf Multistrata-Agroforstsystemen für Ernährungssicherheit, Umkehrung der Landverschlechterung und Kohlenstoffabbau. Biogas überschneidet sich ordentlich mit vielen unserer Endziele.

Die Frage nach Biogas in der Permakultur ist im Laufe der Jahre vielfach aufgetaucht. Biogas in der richtigen Anwendung kann eine Verkörperung der Prinzipien der Permakultur sein, aber wie die meisten Dinge in der Permakultur ist die Antwort auf die Frage, ob Biogas für einen bestimmten Ort oder eine bestimmte Anwendung realistisch ist oder nicht, am besten mit den beiden Worten „ Es hängt davon ab, ob".

Wir wohnen zwei Meilen von der nächsten Straße entfernt an einem Fluss, der nur mit einem ausgegrabenen Kanu befahrbar ist. Das Ein- und Ausfahren schwerer Propantanks war keine attraktive Option. Aber Biogas war.

Biogas besteht aus brennbaren Gasen, hauptsächlich Methan und Kohlendioxid. Biogas ist das Produkt der anaeroben Zersetzung von biologischem Abfallmaterial. Bei diesen Abfällen kann es sich um Gülle, Essensreste, Nebenprodukte der Lebensmittelverarbeitung wie Molke oder Nachlese oder gepressten Samenkuchen aus der Herstellung von Öl handeln. Um das Biogas herzustellen, benötigen Sie eine Umgebung, die für Sauerstoff geschlossen ist. Dazu müssen Sie eine Biogasanlage bauen, in der Biomasse und Wasser kombiniert und Sauerstoff ausgeschlossen werden können. Sie müssen eine Gemeinschaft von Methanogenen aufbauen, die die Mikroorganismen sind, die Methan erzeugen. Viele Fermenter verwenden Kuhdung, um die methanogene Gemeinschaft aufzubauen. Methanogene können jedoch durch Verwendung von Dreckschichten in Teichen oder langsam fließendem Wasser gewonnen werden. Der Abbau der Biomasse ohne Sauerstoff wird als „anaerob“ bezeichnet. Sobald eine Biogasanlage errichtet ist, kann sie die Abfallentsorgung effektiv bewältigen, hochwertige Düngemittel erzeugen und gleichzeitig Methan als Brennstoff erzeugen.

Biogas kann ein wertvolles Instrument zur Eindämmung des Klimawandels sein. Wenn Biogas weit verbreitet ist, kann es das Äquivalent von 4,65 bis 9,7 Gigatonnen jährlicher Kohlenstoffemissionen vermeiden. Obwohl Biogas zur Stromerzeugung, zum Transport oder zur Beleuchtung verwendet werden kann, diskutieren wir im Sinne dieses Artikels Biogas als Brennstoff zum Kochen.

Weltweit gibt es schätzungsweise 400 Millionen Biogasanlagen. Indien, Israel und China sind Brutstätten für Biogasinnovationen und haben die Forschung und Entwicklung von Biogas vorangetrieben. Ein Folgeartikel dazu befasst sich mit den verschiedenen verfügbaren Biogasanlagen, von vorgefertigt bis für einen bestimmten Standort ausgelegt.

Biogas ist keine universelle Anwendung. Die Fragen, die bei der Betrachtung von Biogas wichtig sind, betreffen den Standort, den Bedarf und die verfügbaren Ressourcen. Biogas kann für viele Anwendungen geeignet sein, von städtischen über halbstädtische, ländliche bis hin zu Gebieten ohne Zugang zu Brennholz. Eine sorgfältige Beobachtung und Analyse des Nährstoffkreislaufs, den Sie möglicherweise nutzen, um Ihr Ausgangsmaterial zu erhalten, und wo Sie das Abwasser anwenden würden, führt zu einer fundierten Entscheidung über die Wahl des Biogases für Ihre Situation. In Gebieten mit extremer Kälte muss darauf geachtet werden, dass genügend Wärme vorhanden ist, damit die Methanogene gedeihen können.

Wir haben sieben Jahre lang Schweine aus mehrjährigen Pflanzen aufgezogen. Wir hatten eine beträchtliche Menge Mist. Eine Biogasanlage sah attraktiv aus, und wir haben uns eine Biogasanlage angesehen, sind aber nie dazu gekommen. Das Interesse an Biogas blieb bestehen. Zu der Zeit haben wir beim Kochen viel Biokohle hergestellt, um die Schweine zu füttern. Einen Link zu einem Artikel dazu finden Sie hier.

Wir betrachteten verschiedene Designs, vergrabene Gewölbe, horizontale Polybeutel, die mit Wasser und Mist gefüllt waren, vorverpackte Systeme, schwimmende Gassammler in Gülle und Batch-Fermenter aus 55-Gallonen-Fässern. Eine Übersicht über diese Systeme finden Sie in einem Folgeartikel. All dies war zu dieser Zeit entweder zu teuer für uns oder schien für unsere Bedürfnisse nicht robust genug zu sein.

Kathy Puffer ist Biogaslehrerin / Installateurin bei Solar CITIES, den führenden Quellen für Biogaserziehung in Nordamerika. Über Monate hinweg haben wir einen Kurs über Biogas hier auf der Maya Mountain Research Farm veranstaltet und eine Biogasanlage in Solar Cities gebaut.

Wir veranstalteten eine Spendenaktion für die Komponenten, die wir benötigen würden, einige gebrauchte IBCs, einige Rohrleitungen, um Kathy nach Belize zu bringen und die Kosten für die Bereitstellung von Stipendien für Belizianer zu decken. Wir haben 1600 US-Dollar von den 1300 US-Dollar an Kosten gesammelt. Der Überschuss ging an Solarkocher für unsere ehemaligen Schüler. Wir erhielten Unterstützung von vielen Menschen, Freunden, ehemaligen Studenten, Belizianern im In- und Ausland und Unterstützern von Solar CITIES. Wir sind jeder Person dankbar, die dies möglich gemacht hat.

Lieferung der drei IBC für den Biogasfermenter und den Gasspeicher.
Bild vom Autor zur Verfügung gestellt.

Unter der Anleitung von Kathys bauten wir unsere Solar-CITIES-Biogasanlage aus drei recycelten IBCs, einem zur Gaserzeugung und einem cleveren schwimmenden Gasspeichersystem, das aus den verbleibenden zwei IBCs aufgebaut wurde. Sie waren sonst Müll, und wir konnten eine Verwendung für sie finden. Dies war ein fünftägiger Kurs, der am 18. April 2019 abgeschlossen wurde. Die Komponenten kosten insgesamt etwa 450 USD. Daraus erhalten wir 1-2,5 Stunden Biogas pro Tag und einen Eimer Dünger, den wir auf Pflanzen auftragen in der Nähe des Hauses.

Fermenter vorbereiten
Fermenter vorbereiten.
Bild vom Autor

Wir haben das System mit 100 Pfund Kuhmist aufgeladen. Der Mist enthält methanogene Bakterien, die gekautes Gras oder Stärke oder Fett fressen können. Während die Gülle schon lange nicht mehr vorhanden ist, riecht das aus dem System austretende Abwasser über ein Jahr später immer noch nach Kuhdung.

Die Biogasanlage Solar CITIES kann bis zu 30% Gülle aufnehmen. Diese Biogasanlage wird jedoch am besten für Lebensmittelabfälle verwendet, die mehr Energie als Gülle enthalten. Die Pflanze ist eine kleine Pflanze, und der Abbau von Gülle dauert länger als bei Lebensmittelabfällen. Um gleiche Mengen an Biogas aus Schweine-, Rinder- oder Geflügelabfällen zu gewinnen, benötigen wir ein viel größeres System, haben viel mehr Ausgangsmaterial und müssen jetzt viel mehr Tiere aufziehen als wir. Aufgrund unserer ländlichen Lage und der Fähigkeit, Tiere zu züchten, ist dies möglich, aber ein System, das darauf ausgelegt ist, Lebensmittelabfälle und Nebenprodukte der Lebensmittelverarbeitung zu entfernen, war besser geeignet, da wir reichlich überschüssiges Futter und weniger als 100 Enten und Hühner und weniger haben als 10 Kaninchen.

Als Element in einem größeren System funktioniert die Biogasanlage sehr gut. In der Nähe der Küche, von den Kaninchen, zwischen dem Geflügelsystem und der Küche, besuchen wir diesen Ort einige Male am Tag, um ihn mit Speiseresten zu beladen, Abfälle, die wir in unserem Mixer mahlen, einige Minuten, um das Abwasser wegzutragen ist ein Dünger, und die Ventile ein- und auszuschalten, um Kraftstoff in die Küche zu schicken. Es ist zu einem erfreulichen Bestandteil unserer täglichen Routine geworden und wir verwenden es jeden Tag. Es dauerte ungefähr einen Monat, bis wir brauchbares Gas hatten. Seitdem mussten wir keinen Kuhmist mehr hinzufügen.

Den Fermenter bauen
Den Fermenter bauen
Bild vom Autor

Unser System zersetzt Lebensmittelabfälle, die wir sonst kompostieren würden. Wir haben ein sehr ausgereiftes Multistrata-Agroforstsystem, das über 30 Jahre alt ist und sich auf tropische Grundnahrungsmittel wie Bananen / Wegerich, Kokosnuss, Brotnuss, Brotfrucht, Avocado, Jackfrucht, Pfirsichpalme und andere konzentriert. Wir haben enorme Überschüsse. Wir verkaufen einige, wir verwenden einige als Tierfutter für unser Geflügel und unsere Kaninchen und wir spenden Lebensmittel an ein älteres Fütterungsprogramm in der nahe gelegenen Stadt Punta Gorda.

Oft haben wir mehr Essen als verwendet werden kann. Ich habe heute Morgen einen Eimer Avocados abgeholt. Wie viel Guacamole können wir essen? Nicht genug, um mitzuhalten! Glücklicherweise liebt unsere Biogasanlage Avocadoschalen, Avocados und überreife Bananen sowie Maulbeerblätter, Maniokschalen, Moringa-Blätter, Mango- und Ananasschalen, gepressten Kokosnusskuchen, Pfirsichpalmenfrucht, Brotfruchtschalen und überreife Früchte ein wenig von Humanure und die gelegentliche Kugel von Kaninchenmist. Wir erhalten 1-2,5 Stunden Biogas pro Tag aus unserer Biogasanlage und einen Eimer Dünger, den wir auf hausnahe Anlagen auftragen.

Gas speichern
Gas speichern.
Bild vom Autor

Zusätzlich zu Biogas haben wir mehrere Elemente, die die Funktion des Kochens bieten, einen Holzkochherd, einen Cob-Pizzaofen, einen Biokohleofen und einen offenen Kamin (die die besten Maistortillas herstellen). Diese verbrennen alle getrocknete Biomasse wie Holz, Kokosnussschalen, Cahune-Palmensamen, Reisschalen und Bambus, um Wärme zu erzeugen. Wir leben in einer ländlichen Gegend und konzentrieren unsere Arbeit stark auf Bäume. Wir haben viel Holz als Brennstoff. Wenn es sonnig ist, können wir auch unseren Solarkastenherd oder unseren parabolischen Solarkocher verwenden.

An manchen Tagen wache ich auf und kann mir nicht die Mühe machen, ein Feuer zu machen. Ich koche gerne unseren Morgenkaffee auf der Biogasanlage.

Ein berechtigtes Anliegen ist, dass eine kleine Biogasanlage nicht genügend Gas produziert, um eine primäre Energiequelle für das Kochen zu sein. Eine Einschränkung des vorliegenden Systems ist die Menge an Gas, die wir täglich von einem IBC erhalten können. Um dies zu lösen, erwägen wir, einen zweiten Fermenter hinzuzufügen, um die einzelne Speichereinheit zu versorgen, wodurch sich unsere tägliche Menge an verfügbarem Biogas von 1-2,5 Stunden pro Tag auf 2-5 Stunden verfügbares Gas pro Tag verdoppeln würde. Das würde alle unsere Bedürfnisse erfüllen, außer zum Backen.

Auf Gas kochen
Kochen mit Biogas.
Bild vom Autor.

Wir haben uns noch nicht entschieden, das System zu erweitern. Dies würde mehr Aufmerksamkeit für das System, mehr Management und mehr Rohstoffe erfordern, aber es ist eine Option, die wir untersuchen sollten.

Biogas ist ein nützliches Element in unserer Farm, das uns mit sauberem brennendem Brennstoff versorgt, überschüssige Nahrung, Früchte mit möglicherweise Fruchtfliegenlarven und Speisereste mit begrenztem Wert entsorgt und hochwertigen Dünger erzeugt.

In den folgenden Artikeln werden wir verschiedene Biogasanlagenkonstruktionen mit Vor- und Nachteilen sowie Biogas unter Berücksichtigung der Permakulturprinzipien betrachten.

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