Komm, mach MINT, Mädchen!

Dipl.-Ing. Anja Schreiber, Hochschule Nordhausen

Der Landwirt von morgen wird zum Energiewirt: In Deutschland erzeugten 2010 bereits rund 6.000 Biogasanlagen Strom, Wärme und Kraftstoff.  In den Anlagen werden nicht nur Reststoffe von der Gülle bis zum Biomüll zur umweltfreundlichen Energieerzeugung verwertet, sondern auch Energiepflanzen wie Mais und Schilfgras. Anja Schreiber aus Nordhausen kennt sich mit Biogasanlagen bestens aus.

Die Diplom-Ingenieurin Anja Schreiber hat an der Hochschule Nordhausen Flächen- und Stoffrecycling studiert und verfügt über einen weiteren Abschluss im Bereich technischer Umweltschutz. Nach ihrem Studium beschäftigte sie sich unter anderem mit der Entwicklung einer Hochlastbiogasanlage und wirkte an verschiedensten Projekten zum Thema Biogas mit. Momentan ist sie vor allem in der hochschuleigenen Forschungsbiogasanlage der Hochschule Nordhausen anzutreffen. Dort arbeitet sie an einem Projekt zum Thema Biogasanlagen und Gärungsprozesse. Für Technik hat sie sich schon früh begeistern können. Bereits als Kind stand sie in der Werkstatt ihres Vaters und half bei der Autoreparatur. Heute hat ihre vierjährige Tochter ihren Platz eingenommen. Auf handwerkliches Wissen wird in der Familie viel Wert gelegt – ganz nach dem Motto „Selbst ist die Frau“. 

In Kinderbüchern werden Bauernhöfe mit allerlei Tieren und Leuten, mit Traktoren, Heu, Stroh und Mist und den unterschiedlichsten Landmaschinen dargestellt. Muss in dem Kinderbuch der Zukunft dann noch eine Biogas-Anlage hinzugefügt werden?

Das könnte ich mir gut vorstellen. Es gibt heute schon sehr schöne Kinderbücher über den Landwirt und seine Biogasanlage wie z.B. Bauer Hubert und das Geheimnis der Stromkuh. Die Geschichte erzählt von Paula und Leon, die von ihrem Freund Bauer Hubert erfahren, dass Kühe nicht nur Milch, sondern auch Strom geben. Dass das geht, können beide kaum glauben, bis Bauer Hubert ihnen die Biogasanlage zeigt und erklärt.

Sind landwirtschaftliche Betriebe von heute die Energie-Versorger von morgen? Was kann denn eine Biogas-Anlage für einen Energiebeitrag leisten?

Die landwirtschaftlichen Betriebe werden mit Sicherheit nicht die vorrangigen Energieversorger von morgen sein. Jedoch sind Landwirte heute schon nicht nur Landwirte, sondern auch Energiewirte. Sie leisten heute und auch zukünftig einen entscheiden Beitrag zur regenerativen Stromerzeugung. Die Energie der Zukunft ist ein Mix aus den verschiedensten erneuerbaren Energien. Die Biomassevergärung ist dabei nur eine Komponente. Im Jahr 2010 waren in Deutschland 6000 Anlagen mit einer installierten elektrischen Leistung von 2279 MW in Betrieb. Für das Jahr 2011 prognostiziert der Fachverband Biogas e.V. einen Zuwachs von weiteren 800 Anlagen. Dabei produziert eine Biogasanlage mittlerer Größe (ca. 350 kW) so viel Strom, um ca.750 Einfamilienhäuser – zwei Erwachsene, zwei Kinder – das ganze Jahr zu versorgen. Bei der Biogasverstromung im Blockheizkraftwerk (BHKW) fällt als Nebenprodukt Wärme an. Befindet sich in der Nähe der Biogasanlage ein Wärmeabnehmer, z.B. Gewerbegebiet, Wohnbebauung, etc., kann der Landwirt zusätzliche Gewinne durch den Verkauf der Wärme erzielen.

Wie funktioniert eine solche Anlage überhaupt?

Das Prinzip ist einfach. Als Substrat für die Vergärung kommen hofeigene Gülle und Festmist aller Tierarten sowie nachwachsende Rohstoffe,  zum Beispiel Mais, Getreideganzpflanzen-, Gras- und Zuckerrübensilage, in Frage. Diese werden in der Vorgrube vermischt. Das Gemisch wird anschließend in den Fermenter, das Herzstück der Biogasanlage, gepumpt. Hier wird es durch eine Vielzahl von verschiedenen Bakterien in Biogas umgesetzt. Biogas besteht zu ca. 50-75 % aus Methan, 25-45 % Kohlendioxid 2-7 % Wasser und in Spuren Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Schwefelwasserstoff. Das erzeugte Rohbiogas kann aufgrund seiner biogasspezifischen Inhaltsstoffe in der Regel nicht direkt genutzt werden und muss in unterschiedlichen Reinigungsstufen (Entschwefelung, Trocknung) aufbereitet werden. Erst dann ist eine Verwertung im BHKW möglich. Das ausgegorene Substrat verlässt nach dem Überlaufprinzip den Fermenter, wird im Güllelager gespeichert und im Herbst bzw. Frühjahr vom Landwirt zur Düngung auf die Felder ausgebracht. 

Wenn Sie Führungen durch die Versuchsanlage der Fachhochschule machen, dann klären Sie mit großer Leidenschaft über Zweck und Funktionsweise der Anlage auf. Von manchen Besuchern/innen werden Sie aber argwöhnisch betrachtet, weil Sie als Frau an einem Ort arbeiten, an dem es auch mal stinken kann! Haben Sie sich an solche Reaktionen gewöhnt? Mit was für einen Geruch muss man als Besucher/in rechnen?

Leider nein, aber ich weiß, dass ich nicht von jedem die gleiche Leidenschaft für das Themenfeld erwarten kann. Es handelt sich schließlich um Tierexkremente und ich gestehe, das ist schon etwas speziell. Dennoch erwarte ich gerade von technisch interessierten Frauen eine gewisse Aufmerksamkeit. Und wenn es nur für die Zeit der Besichtigung der Anlage ist. Die Aussage, es stinkt, kann ich nur schwer akzeptieren. Der Geruch ist vergleichbar mit dem Geruch in einem Schweinestall, nur nicht so intensiv. Ich finde es nicht unangenehm. Die Gülle bestand zwar aus tierischen Exkrementen, aber die sind schon lange abgebaut. 

Wir beschicken unsere Anlage nur mit Maissilage. Die in der Anlage vorhandene Gülle wird nicht erneuert, sondern zum Anmaischen im Kreislauf verwendet. Das, was jetzt noch riecht, sind lediglich die beim Abbauprozess entstehenden Säuren, die von den Methanbakterien in Methan umgesetzt werden. Je mehr Säuren im Fermenter sind, desto intensiver ist der Geruch. Stimmt also die Biologie, stinkt eine Biogasanlage nicht! Vielleicht ist es auch nur der Gedanke an Gülle, der abschreckt.

Sie sind Absolventin der FH Nordhausen im Fach Umwelt- und Recyclingtechnik. Wann und wie haben Sie Ihr Interesse für Ihr Studienfach entdeckt?

Das Interesse kam erst mit dem Studium. Ich war mir unsicher, was ich beruflich machen sollte. Mein Traum war es, Floristin zu werden, nach Ansicht meines Vaters eine brotlose Kunst. Er motivierte mich für das Studium in Nordhausen. Im Nachhinein gesehen bin ich ihm dankbar. Ich habe die richtige Wahl getroffen.

Die Studienwahl ist ein ganz wichtiger Schritt im Leben, den man einfach nicht gleich in ein Fettnäpfchen machen möchte. Viele junge Frauen können bei der Studienwahl ihre Fähigkeiten im Zusammenhang mit Technik nur sehr schwer einschätzen und wählen dann lieber ein anderes Studium, obwohl sie vielleicht hervorragende Voraussetzungen für die Technik haben. Falls Sie das noch wissen: Wie war das bei Ihnen? Hatten Sie auch gezweifelt? Mit welchen Ängsten haben Sie bei der Studienwahl gerungen?

Ich hatte schon immer einen Hang zur Technik. Als Kind war ich permanent in der Werkstatt meines Vaters und half ihm als Handlanger Autos zu reparieren. Sicher hatte auch ich hin und wieder Zweifel, ob ich das Studium schaffe und ob es das Richtige ist.

Waren die Ängste berechtigt?

Ängste hat jeder, man muss nur lernen, sie zu überwinden. Wenn man allerdings zweifelt, ob das Thema das Richtige ist, sollte man ernsthaft mit sich ins Gericht gehen und frühzeitig eine Entscheidung treffen.

Wer sollte denn Ihrer Meinung nach unbedingt Regenerative Energietechnik bzw. Umwelt- und Recycling-Technik studieren? Welche Motivation sollte man hier mitbringen?

Das Studium der Regenerativen Energietechnik bzw. Umwelt- und Recyclingtechnik schließt auf gar keinen Fall Frauen aus. Man(n) bzw. Frau sollte technisches Interesse und Verständnis sowie Spaß an der Thematik mitbringen. Die regenerativen Energien forcieren sich immer mehr zum Jobmotor bzw. Jobgaranten. Wer diesen Weg geht, hat nach dem Studium recht gute Jobchancen.

Momentan arbeiten Sie an einem Projekt zum Thema Biogasanlagen und Gärungsprozesse. Können Sie etwas darüber erzählen?

Wir verfügen an der Fachhochschule Nordhausen über eine 1m³ Forschungsbiogasanlage. Geforscht wird zum Thema Prozessoptimierung. Derzeit besteht eine lebhafte Diskussionen zum Nutzungskonflikt landwirtschaftlicher Flächen für die Nahrungsgüter- oder Energieproduktion. Ziel unseres Projektes ist die Erhöhung der Biogasausbeute aus dem Substratangebot am Beispiel von Maissilage, um gerade diesen Konflikt entgegenzuwirken. Unser Ansatz ist die Anwendung von Membrantechnik. Über eine Pumpe wird der Fermenterinhalt einer  Membraneinheit zugeführt. Diese separiert die Feststoffe von der Flüssigphase und führt die Feststoffe erneut dem Fermenter zu. Das bedeutet, die Maissilage verbleibt länger im Fermenter und wird weitergehend als bisher abgebaut. Die Flüssigphase wird beim Projektpartner auf ein Restgaspotential untersucht.

Wie sieht Ihr Projektalltag aus? Welche Aufgaben haben Sie? Was finden Sie besonders spannend?

Der erste Weg führt mich zu meiner Versuchsanlage. Hier kontrolliere ich die Prozessdaten und beurteile den Zustand der Biologie. Dann müssen alle notwenigen Arbeiten zur Gewährleistung eines störungsfreien Betriebes durchgeführt werden – zum Beispiel Substratbeschaffung, Beschickung, Wartungsarbeiten, Reparaturen, Laboranalysen. Die gewonnenen Daten müssen ausgewertet und grafisch dargestellt werden. Es gilt, den geplanten Projektablauf einzuhalten. Dabei müssen immer wieder Berichte geschrieben und dem Fördermittelgeber vorgelegt werden. Das Projekt wird zudem auf verschiedenen Fachtagungen und in Fachzeitschriften vorgestellt. Dabei werden natürlich auch Kontakte geknüpft und Überlegungen für neue Forschungsvorhaben entstehen. Zu meinen Arbeiten zählen darüber hinaus auch die Beschaffung von Sach- und Verbrauchsmittel, die Koordinierung der am Projekt beteiligten studentischen Hilfskräfte und Projektpartner bzw. Unterauftragnehmer. Spannend finde ich die Abwechslung in meinem Arbeitstag. Ich bin im Labor, auf Tagungen, in Besprechungen und arbeite im Büro. Eine ideale Mischung, sodass es nie langweilig wird.

Wo liegen denn die Forschungspotentiale im Bereich von Biogas-Anlagen? Oder ist das schon ein altes, überforschtes Thema? Geht Ihnen hier irgendwann die Arbeit aus?

In den letzten Jahren wurde im Bereich der Biogastechnologie entlang der gesamten Prozesskette, von der Pflanze über die Prozessoptimierung bis hin zur Gärrestaufbereitung, geforscht. Dennoch gibt es eine Menge zu untersuchen. Beispielsweise besteht erheblicher Forschungsbedarf im Bereich der Gasverwertung. Viele Anlagen erzielen eine Auslastung der stromerzeugenden BHKW´s von weniger als 80 %. Die Ursache liegt an häufigen Störfällen bedingt durch eine geringe Gasqualität oder unzureichende Gastrocknung. Ein anders Forschungsfeld ist die Rührwerksoptimierung. Die Rührwerke sind mit die größten Stromverbraucher auf einer Biogasanlage. Somit ergibt sich hier ein hohes Energieeinspa-rungspotential und Optimierungsbedarf.

Werden wir Sie auch zukünftig in diesem Forschungsfeld widerfinden?

Ja, definitiv!

Wie bedanken uns recht herzlich bei Ihnen für den Einblick in ihren spannenden Arbeits- und Forschungsalltag und ihren interessanten Informationen zum Thema Biogasanalgen. Wir wünschen Ihnen weiterhin viel Erfolg mit ihrem aktuellen Projekt.