Die Fermenter sind das Herzstück einer Biogasanlage: Hier verarbeiten Mikroorganismen das Pflanzensubstrat und erzeugen dabei energiereiches Gas, vorwiegend Methan.

Ursprünglich bezeichnete „Fermentation“ eine biotische Reaktion unter Ausschluss von Luft. Heute werden viele Bioreaktionen unter diesem Begriff zusammengefasst, auch wenn sie mit Enzymen an der Luft geschehen, wie beispielsweise die Fermentation zur Herstellung von Schwarzem Tee. In unserem Fall jedoch handelt es sich um eine Vergärung von Biomasse, die zwingend ohne Sauerstoff (obligat anaerob) erfolgt, also eine Fermentation im eigentlichen Wortsinne.
Aber was geschieht denn nun genau in einem Fermenter? Im Prinzip funktioniert ein Fermenter wie der Pansen einer Kuh: Das Substrat aus Gras oder Mais dient als Nahrung für zahlreiche Mikroorganismen, die die enthaltenen Kohlenhydrate (zum Beispiel Zellulose) aufschließen. Dabei erzeugen sie ein Gasgemisch aus Methan und Kohlendioxid. Dieser „Methanogenese“ genannte Vorgang stellt die letzte Stufe des anaeroben Abbaus von Biomasse dar. Als Methanogene oder Methanbildner dienen sogenannte „Archaeen“, die in der anaerob ablaufenden Methanogenese Kohlenstoffdioxid in ein Gasgemisch umwandeln. Die Hauptkomponenten sind Methan (CH4) und Kohlenstoffdioxid (CO2); außerdem enthalten sind Spuren von Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2), Schwefelwasserstoff (H2S), Wasserstoff (H2) sowie Ammoniak (NH3).
Die Kuh stößt das Gas aus und verwendet nur die Gärreste zur weiteren Verdauung; im Gegensatz dazu nutzt eine Biogasanlage das Methan zur Energieerzeugung. Mittels Biogasaufbereitung wird das Gas gereinigt, denn wichtig für die Energiegewinnung ist vor allem das energiereiche Methan, das in Blockheizkraftwerken zu elektrischer und thermischer Energie umgewandelt wird.

Damit die Fermentation so effizient wie möglich von statten geht, muss das Substrat in dem Reaktor stetig in Bewegung sein. Auf diese Weise verteilen sich die Mikroorganismen optimal im Substrat und es entstehen keine Sandablagerungen am Boden oder Verklebungen am Rand. Bei den sechs Fermentern der Anlage in Soltau setzen wir auf eine Umwälzung durch Gaseinpressung. Hierfür wird zentral am Boden Gas in den Reaktor gepresst. Durch den Druck entsteht eine stetige Strömung, die das Substrat schonend umwälzt: In der Mitte strömt die Masse nach oben und an den Wänden wieder nach unten. So ist eine effiziente Umwälzung gewährleistet, ohne dass Wartungsarbeiten innerhalb des Reaktors anfallen, wie beispielsweise bei einem mechanischen Rührwerk (siehe Grafik).