Biogas

Was ist Biogas?

Biogas ist ein brennbares und energiereiches Gasgemisch. Die Bezeichnung „Bio“ verweist nicht, wie oftmals angenommen, auf eine ökologische Herkunft, sondern bezieht sich auf die biotische Herstellung des Gasgemisches. Es entsteht bei jeglicher Verbrennung von Biomasse. In Biogasanlagen wird das Gas durch die natürliche Zersetzung von Abfällen wie Gülle und nachwachsenden Rohstoffen wie Energiepflanzen (bspw. Mais) unter Luftabschluss hergestellt.

Die organischen Materialien werden in Fermentern, das sind luftdicht abgeschlossene Gärbehälter, vergoren. Durch unterschiedliche Ausgangsmaterialien variiert der Methananteil im Biogas zwischen 50 und 65%, welches bei der Verbrennung Energie freisetzt. Einen weiteren großen Anteil hat Kohlendioxid (CO2) mit einem Anteil von 35-50%. Andere Inhaltsstoffe wie Stickstoff, Wasser, Sauerstoff und Schwefelwasserstoff sind in geringen Konzentrationen vorhanden.

Biogas als erneuerbare Energie

Biogas gehört durch seine Herkunft aus ökologischer Landwirtschaft zu den erneuerbaren Energien und schont damit das Klima. Meistens verwenden die Landwirte das Biogas für den eigenen Gebrauch, indem sie die Nebenprodukte ihres Betriebes wie Mist und Gülle nutzen und in eigenen Biogasanlagen Strom für den Eigenbedarf herstellen. Biogas kann aber auch als Energiemix in das öffentliche Energieversorgungsnetz eingespeist werden. Jedoch ist vorerst eine Aufbereitung des Biogases nötig, damit es die Qualität von Erdgas erreicht und zur Energieversorgung genutzt werden kann. Viele der Biogastarife sind daher gemischte Tarife aus Biogas und Erdgas. 

Biogas als Ersatz für Erdgas

Biogas besteht wie bereits genannt aus 50 - 65% Methan. Damit ähnelt es natürlich entstandenem Erdgas, das auch zum Großteil aus Methan besteht. Trotzdem ist der Anteil an Methan deutlich geringer bei Biogas. Um das Biogas nutzen zu können, muss das Produkt in Biomassekraftwerken gereinigt und veredelt werden, sodass Bioerdgas mit 96% Methan entsteht. Erst dann kann das Biogas in das bestehende Erdgasnetz eingespeist und transportiert werden. 

Warum ist Biogas teuer?

Gaspreise entstehen überwiegend aus drei Faktoren: Kosten des Anbieters, Netzentgelte sowie Steuern und Abgaben.

Tarife mit Biogasanteil kosten mehr, weil die Produktion von Biogas in der Regel teurer ist als der Einkauf von Erdgas. Auch wenn der Erdgaspreis gestiegen ist, kostet die Produktion von Biogas immer noch mehr (Stand Mai 2022).

Der Fachverband Biogas gibt die Erzeugungskosten 2021 mit 6 bis 9 Cent pro Kilowattstunde an. Auch wenn die Erzeugungskosten für Biogas höher sind, sind sie auch stabiler als der Gaspreis, welcher stetig schwankt.

Momentan spiegeln die höheren Preise für Biogastarife ziemlich genau die höheren Beschaffungskosten gegenüber dem Erdgas dar. Allerdings gilt auch hier: Je höher die Nachfrage, desto mehr Biogasanlagen werden gebaut und desto günstiger wird das Gas.

Abfallprodukte von Biogas

Gärt man Biogas, bleibt ein Düngemittel zurück, welches reich an humusbildenden Stoffen und Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor und Kalium ist. Die Gärprodukte schließen also den natürlichen Nährstoff- und Humuskreislauf und ersetzen mineralischen Dünger, der sonst energiereich erzeugt werden muss.

Die Düngemittel werden flüssig oder getrocknet in der Landwirtschaft, im Landschafts- und Gartenbau sowie in Privatgärten als organischer Dünger oder Bodenverbesserer eingesetzt.

Umweltbilanz von Biogas

Grundsätzlich ist Biogas umweltschonend, da es CO 2-neutral verbrennt. Die Energiepflanzen, die in der Biogasanlage vergoren werden, haben bis zum Zeitpunkt der Verbrennung genau die Menge an CO 2 gebunden, die bei diesem Vorgang wieder freigesetzt werden.

Allerdings gibt es einige Umweltprobleme im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas. Die Biogasanlagen sind sehr komplex und haben ein erhöhtes Risikopotenzial, da dort große Mengen an entzündbaren und klimaschädlichen Gasen erzeugt, gespeichert und umgesetzt werden. Für die Umweltbilanz von Biogas ist es von hoher Bedeutung, dass eine Biogasanlage dicht genug ist, sodass nur geringe Mengen des Treibhausgases Methan entweichen können. Noch gibt es auch keine rechtsverbindlichen Anforderungen zum Schutz der Umwelt für die Errichtung und den Betrieb dieser Anlagen.

Momentan stammt auch ein Großteil der erzeugten Energie von Biogasanlagen aus eigens angebauten Pflanzen (wie z.B. Mais, Getreide oder Gras). Lediglich 20% stammen aus Abfällen und Reststoffen. Der Anbau dieser Biomasse erzeugt ebenfalls Umweltbelastungen bei ihrer Produktion.

Wofür kann man Biogas nutzen?

Biogas bietet eine Vielzahl von Nutzungsoptionen und bietet nicht nur die Option zur Gaserzeugung. Zu weiteren Möglichkeiten zählen die direkte Wärmenutzung, eine dezentrale Kopplung aus Strom- und Wärmeproduktion, Stromerzeugung, Einspeisung ins Erdgasnetz und Umwandlung in Treibstoff. Biogas kann zudem im Gasnetz, in dezentralen Gasspeichern oder mittels Wärmespeicher auch über größere Zeiträume gespeichert werden.

Unabhängig von der gewählten Nutzungsform sollte eine möglichst effektive Energieausnutzung angestrebt werden.

Vorteile von Biogas

Biogas hat einige Vorteile: Wie bereits erwähnt ist die Verbrennung von Biogas CO2-neutral. Besonders für die Menschen, die in der Landwirtschaft tätig sind, sind Biogasanlagen eine vielversprechende Einnahmequelle. Landwirte erhalten nach dem EEG nämlich eine feste Einspeisevergütung aus dem von Biogas erzeugten Strom. Das Besondere hierbei ist: Das erzeugte Gas muss nicht eingespeist werden, sondern kann auch für den Eigenbedarf genutzt werden. Dies ist auch weiterhin der Fall, obwohl die EEG Umlage im Juli 2022 abgeschafft wurde. Die Vergütung beträgt maximal 15,5 Cent pro kWh bei 75 kW Bemessungsleistung. Bei der Bemessungsleistung von 150 kW beträgt sie maximal 7,5 Cent pro kWh.

Die Gärreste von der anaeroben Gärung zu Biogas können als Dünger verwendet werden. Der biologische Abfall, den wir produzieren, fördert also die Kreislaufwirtschaft und entlastet die Umwelt. Ein weiterer Vorteil: Fermentierte Gülle riecht erheblich weniger, der Geruch nimmt schneller ab und die Saat nimmt die Substrate schneller auf als normale Gülle. Der Preisfaktor ist natürlich auch nicht von der Hand zu weisen: Landwirte können Kosten für Kunstdünger reduzieren.

Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien hat Biogas einen weiteren großen Vorteil, da es witterungsunabhängig erzeugt und gespeichert wird. Biogas kann dezentral gewonnen werden. Je mehr Biogasanlagen es in Deutschland gibt, desto mehr Transportwege werden verhindert, Arbeitsplätze in ländlichen Regionen gehalten oder gar geschaffen und desto höher ist der Beitrag zur Energieunabhängigkeit von Deutschland.

Nachteile von Biogas

Es gibt also einige Vorteile von Biogas. Jedoch gibt es wie immer natürlich auch Nachteile. Die Pflanzen, wie Mais, welche als Energieträger genutzt werden, müssen oft speziell angebaut werden. Der Verbrauch zur Erzeugung von Biogas ist hoch. Der Anbau auf beschränkten Flächen konkurriert mit der Nahrungsmittelproduktion und dem Schutz der Umwelt. Allerdings ist der Maisanbau beispielsweise gedeckelt worden, um Monokulturen zu verhindern. Stattdessen kommen spezielle Energiepflanzenmischungen zum Einsatz.

Auch wenn die Gülle aus dem Gärprozess im Endeffekt nicht mehr riecht, entstehen durch die Biogasanlage Gärgase und durch die Anlieferungen von Biomasse und Gülle Gerüche, die als Geruchsbelästigung empfunden werden kann.

Bei der Biogas Erzeugung entsteht neben Methan teilweise auch Ammoniak, Schwefelwasserstoff und andere problematische Stoffe. Wenn es dazu kommt, dass diese aus der Anlage austreten, hat das negative Folgen für die Umwelt. Biogasanlagen müssen also zuverlässig konstruiert und regelmäßig gewartet werden.

Bei großen Biogas Anlagen kann es passieren, dass der Rohstoffbedarf nicht immer von der direkten Umgebung geliefert werden kann. Wenn dann Unmengen an Bioabfällen extra für die Energieerzeugung weite Transportwege hinter sich bringen müssen, verursacht der Transport ungewollte CO2-Emissionen.

Förderung durch das EEG

Die Stromerzeugung aus Biogas wird durch das Erneuerbare-Energien Gesetz (EEG) gefördert. In den Jahren zwischen 2007 und 2014 kam es deshalb zu einem starken Zubau von Biogasanlagen. Mit der EEG Novelle 2014 wurde die Förderung für Biogasanlagen dann allerdings gesenkt, sodass auch der Zubau gesunken ist. Im Jahr 2022 beträgt die Einspeisevergütung maximal 15,5 Cent pro kWh.

Wie sieht die Zukunft von Biogas aus?

In Deutschland produzieren rund 9.700 Biogasanlagen klimafreundliches Biogas (2020). Im Jahr 2019 verfügten bereits 220F dieser Anlagen zusätzlich über sogenannte Biogasaufbereitungsanlagen, die etwa 9,5 TWh Biomethan ins Erdgasnetz einspeisten. Durch die Umstellung aller Biogasanlagen in Deutschland auf die Aufarbeitung und Einspeisung von Biomethan könnte Deutschland dieses Potenzial weiter ausschöpfen. Damit ließe sich die Erzeugung von Biomethan bis 2030 deutschlandweit auf etwa 100 TWh pro Jahr steigern und zeitgleich spare man 27 Millionen Tonnen CO 2 (Quelle: Roadmap Gas BDEW – Juni 2020). 

Aufgrund des Ukraine Krieges und der damit verbundenen Versuche in Deutschland, russisches Gas zu ersetzen, rückt Biogas erneut in den Vordergrund. Innerhalb von fünf bis zehn Jahren könne die Biogasproduktion verdoppelt und damit die Hälfte der Gasimporte aus Russland ersetzt werden.

Nötig dafür sei aber ein klares Signal aus der Politik und eine schnellere Erteilung von Genehmigungen. Kurzfristig gesehen, könnte die Biogasbranche etwa 20% mehr Gas liefern - allerdings nur, wenn die Deckelung wegfällt. Die Deckelung bewirkt zur Zeit noch, dass Biogasanlagen nicht unter Volllast arbeiten. Biogas wird also wahrscheinlich in Zukunft ein fester Teil der Energiewende werden.