Faulgas

Übersicht über die anaerobe Verwertung von polymeren Substraten und Lipiden

Faulgas ist ein Gemisch von zumeist brennbaren Gasen, das bei der anaeroben Gärung, der Zersetzung kohlenwasserstoffreicher biotischer Stoffe unter Abwesenheit von Sauerstoff durch Bakterien und Archaeen, entsteht. Methan mit der Summenformel CH₄ bildet den größten Anteil an den brennbaren Bestandteilen des Gasgemischs.

Für den unangenehmen Geruch des Faulgases sorgt neben anderen Gasen hauptsächlich Schwefelwasserstoff (Summenformel: H₂S), der nach faulen Eiern riecht und bei der Gärung im ppm-Bereich frei wird. Ausschlaggebend dafür ist die Schwefelkonzentration des Ausgangsmaterials, die sich aus dem Anteil an vorhandenen Eiweißen ergibt. Das in Abwasserreinigungsanlagen (Kläranlagen) in Faultürmen entstehende Faulgas weist oft höhere Anteile Schwefelwasserstoff auf. Werden dort keine Eisen(II)-Ionen zur Bindung benutzt, kann die H₂S-Konzentration auf über 2500 ppm steigen. Wird das Faulgas wie das Biogas für die Stromerzeugung mit Gasmotoren genutzt, sind Werte über 200 ppm nachteilig. Eine Reinigung des Faulgases von Schwefelwasserstoff ist möglich.

In der Natur entsteht Faulgas vor allem in Sümpfen und anderen stehenden Gewässern unter Sauerstoffabschluss, da für die anaeroben Methanbildner (Archaeen) Sauerstoff ein tödliches Gift ist. Aufgrund dieser Entstehung wird es auch Sumpfgas genannt.

Faulgas wird jedoch nicht nur in Gewässern, sondern auch im Darm von Menschen und Tieren und im Pansen von Wiederkäuern (prominentes Beispiel sind Rinder) von Archaeen erzeugt, wo sie neben der Methanproduktion bei der Verdauung der Nahrung eine wichtige Rolle spielen. Wenn Topfpflanzen ständig im Wasser stehen, kann es ebenfalls zu Faulgasbildung kommen.

Da der Hauptbestandteil von Faulgas das für den Treibhauseffekt mitverantwortliche Gas Methan ist, wurden umfangreiche Untersuchungen zum anthropogenen (menschengemachten) Methananteil des Hauptproduzenten Landwirtschaft gemacht, woraus sich ergab, dass Reisfelder, Rinder und Gülle die Hauptquellen für anthropogenes Methan sind.

In technischen Einrichtungen entsteht Faulgas beim Ausfaulen der Klärschlämme, die bei der Abwasserreinigung in Kläranlagen anfallen (Klärgas). Klärgas wird zum Teil schon seit den 1950er-Jahren in Motoren zur Stromerzeugung genutzt. In Mülldeponien und in Biogasanlagen (daher die Bezeichnungen Deponiegas beziehungsweise Biogas) entsteht analog ebenfalls Faulgas. Das Vergären biotischer Stoffe in Abwasserreinigungsanlagen, Deponien und Biogasanlagen und die anschließende Nutzung des Gases ist ökonomisch und ökologisch interessant, da Methan, das auch Hauptbestandteil von Erdgas ist, ein hochwertiger Brennstoff ist. Zum anderen entweichen die klimaschädlichen Gase Methan und Lachgas, das beim Abbau stickstoffhaltiger biologischer Stoffe wie Gülle entsteht, beim Verbrennen der Faulgase nicht in die Umwelt und die Reste der Faulung (zum Beispiel die Reste der Klärschlämme) sind wesentlich unproblematischer für Böden und Gewässer als die ursprünglichen Abfälle (zum Beispiel Überdüngung durch Nitrat, ein Abbauprodukt des in landwirtschaftlichen Abfällen wie Gülle enthaltenen Ammoniums).

Faulgase sind möglicherweise auch ein Auslöser von Irrlichtern.