Biogas

22/02/2021
08:54

Lesezeit: 3 Minuten

Was ist Biogas?

Biogas ist eine erneuerbare Energiequelle, die zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt werden kann. Es entsteht durch den Abbau organischer Stoffe unter anaeroben Bedingungen, z. B. auf einer Mülldeponie. Das dabei entstehende Methan und Kohlendioxid kann aufgefangen und als Kraftstoff in einem Gasmotor verwendet werden. Biogas kann auch zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet werden, da es in Biodiesel umgewandelt werden kann. Biogas ist nicht nur erneuerbar, sondern auch eine umweltfreundlichere Option als fossile Brennstoffe, da bei seiner Verbrennung weniger Treibhausgase entstehen. Da die Welt weiterhin nach nachhaltigen Energiequellen sucht, wird Biogas wahrscheinlich eine immer wichtigere Rolle spielen.

Was ist eine Biogasanlage?

Eine Biogasanlage ist eine anaerobe (sauerstofffreie) Vergärungsanlage, in der organische Abfälle zu Biogas verarbeitet werden. Beispielweise Bioabfälle, Gülle, Grünschnitt, Mais oder Hirse. Diese Rohstoffe, die man auch als Biomasse bezeichnet, werden in der Biogasanlage ohne die Zufuhr von Sauerstoff, also anaerob, mithilfe von Mikroorganismen abgebaut. Aus dem Abbau entstehen dann die Hauptkomponenten des Biogases, Methan (ca. 50-75 % Anteil), Kohlenstoffdioxid (ca. 25-45 % Anteil) und weitere Komponenten wie beispielsweise Schwefelwasserstoff oder Ammoniak. Dieses so gewonnene (Roh-)Biogas kann entweder zur Stromerzeugung genutzt oder auf Erdgasqualität aufbereitet und ins Gasversorgungsnetz eingespeist werden.

Wie haben sich Biogasanlagen über die Jahre entwickelt?

Bereits im 18. Jahrhundert untersuchte Alessandro Volta, ein italienischer Physiker, ein brennbares Gas welches er auffangen konnte. Erst viel später, nämlich um das Jahr 1922, wurde Biogas erstmals in das Gasnetz eingespeist. Dieses wurde durch die Vergärung von Abwasser gewonnen. Zwischen 1930 und 1950 wurden Biogasanlagen gebaut, die Biogas aus Festmist und Gülle auffingen. Zwischenzeitlich, als das Erdöl immer günstiger wurde, stellte man die weitere Entwicklung wieder ein. Erst mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gewannen Biogasanlagen immer mehr an Bedeutung. Vor allem mit der ersten Novelle des EEG im Jahr 2004 stieg die Anzahl von Biogasanlagen signifikant an.

Wie ist eine Biogasanlage aufgebaut?

Eine Biogasanlage besteht aus folgenden Komponenten:

Vorgrube

Die Vorgrube ist die erste Stufe der Biogasherstellung, da hier das Substratmanagement beginnt. Hier wird die Biomasse gesammelt und zwischengelagert, um für die Weiterverarbeitung entsprechend aufbereitet zu werden. Dafür müssen die Rohstoffe aus Silos, Güllegruben und anderen Annahmestellen vorbehandelt und sterilisiert werden, um das Hygienerecht einzuhalten. Es erfordert einer strikten Trennung der unterschiedlichen Stoffe, da diese erst im Fermenter vermischt werden dürfen.

Fermenter

Der Fermenter (Faulbehälter) bildet das Herzstück der Biogasanlage. Er ist lichtundurchlässig, wasser-, luft- und gasdicht. Hier werden die Rohstoffe mit Hilfe der Mikroorganismen zersetzt. Dabei entstehen die vergorenen Reststoffe sowie Biogas.

Gastank

Hier wird das aus Kohlendioxid und Methan bestehende Biogas aufgefangen.

Gärrückstandslager

Nach den Faulungs- und Fermentierungsprozessen werden die zurückgebliebenen Gärreste hier gelagert. Diese können entweder als hochwertiges Düngemittel weiterverwendet oder zur Kompostierung genutzt werden.

Blockheizkraftwerk

Das entstandene Biogas wird in ein nachgeschaltetes Blockheizkraftwerk weitergeleitet. Mittels dem Kraft-Wärme-Kopplungsprinzip (KWK) wird das Biogas in elektrische Energie umgewandelt und die dabei freigesetzte Abwärme genutzt. Alternativ kann das Biogas auch ins Erdgasnetz eingespeist werden, wenn es zu Bioerdgas umgewandelt wurde.

Wie ist der Wirkungsgrad einer Biogasanlage?

Der Wirkungsgrad einer Biogasanlage sagt aus, wie effizient die Strom- und Wärmegewinnung ist. Je nach Biomasse-Substrat, Vergärungsverfahren im Fermenter, Temperatur zur Vergärung und Beschickung der Biogasanlage kann der Wirkungsgrad beeinflusst werden. Deshalb kann kein pauschaler Wirkungsgrad genannt werden.

Wie hoch ist die Vergütung von Biogas?

Da Biogas zur Stromerzeugung in ein Blockheizkraftwerk (BHKW) weitergeleitet wird, werden Betreiber dieser BHKWs durch das EEG gefördert. Um einen Mehrerlös zu erzielen, kann man als Anlagenbetreiber in die Direktvermarktung einsteigen, die von unserem Kooperationspartner der ESW (Erdgas Südwest) angeboten wird. Die Direktvermarktung dient als Anreiz für die Anlagenbetreiber. Als Voraussetzung für die Marktprämie müssen die BHKWs fernsteuerbar sein. Zusätzlich können Betreiber von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Biogas, die vor dem 01.08.2014 in Betrieb genommen wurden, eine Flexibilitätsprämie erhalten. Diese bekommen sie vom Netzbetreiber, wenn die Anlagenbetreiber einen Teil der installierten Leistung für eine bedarfsorientierte Stromerzeugung zur Verfügung stellen (§50b EEG 2021). Weiterführende Infos dazu finden Sie hier: KWK Betriebsoptimierung.

Was sind die Vorteile von Biogasanlagen?

Biogasanlagen bringen viele Vorteile, insbesondere für die Umwelt und Gesellschaft:

Biogas ist eine regenerative und grüne Energiequelle.
Aus Biogas wird sowohl Strom als auch Wärme gewonnen.
Biogasanlagen ersetzen fossile Energiequellen und mindern somit die Treibhaus-Emissionen.
Es werden nachwachsende, organische und örtlich verfügbare Substrate verwendet.
Die Produktion von Biogas ist CO2-neutral, da sie nur so viel freisetzt wie Pflanzen zum Wachstum aufgenommen haben.
Biogasanlagen bringen, anders als bei Windkraft-, Wasser- oder Photovoltaik-Anlagen keine Schwankungen mit sich und kann ganz einfach gespeichert werden.
Biogas kann zu Bioerdgas umgewandelt und direkt ins Gasnetz eingespeist werden.
Das gewonnene Düngemittel nach der Vergärung ist qualitativ hochwertiger, geruchsschwacher und wird von Pflanzen besser aufgenommen.
Die Transportwege bei Biogasanlagen sind kürzer, da die genutzten Substrate oft in unmittelbarer Nähe sind.

Was sind die Nachteile von Biogasanlagen?

Biogasanlagen bringen aber auch einige Nachteile mit sich:

Der Geruch von einer Biogasanlage könnte Anwohner belästigen, da Biomasse angeliefert wird oder Gärgase austreten können.
Neben Methan können Schwefelwasserstoff, Ammoniak und andere Stoffe entstehen, die bei Austreten aus den Biogasanlagen die Umwelt wiederum belasten. Deshalb müssen Biogasanlagen stets gewartet und regelmäßige Emissionsmessungen durchlaufen werden.

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