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Biogas

Lesezeit: 3 Minuten

Was ist Biogas?

Bioen­ergie ist eine erneu­er­bare Energie und trägt zum Klima­schutz sowie zur Energie­wende bei. Sie wird aus Biomasse gewonnen und für Wärme, volatile Energie oder Kraft­stoffe genutzt. Biogas entsteht durch die Vergä­rung von Biomasse. Diese ist auch unter Bioab­fall, Speise­reste, Gülle und Pflan­zen­reste bekannt. Das Biogas wird einge­setzt, um elektri­sche Energie zu erzeugen oder in das Gasver­sor­gungs­netz einge­speist zu werden. In den entspre­chenden Biogas­an­lagen wird das Gas hergestellt. 

Was ist eine Biogasanlage?

Eine Biogas­an­lage verar­beitet Rohstoffe, wie beispiels­weise Bioab­fälle, Gülle, Grünschnitt, Mais oder Hirse zu Biogas. 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 ist die Vergü­tung von Biogas?

Da Biogas zur Strom­erzeu­gung in ein Block­heiz­kraft­werk (BHKW) weiter­ge­leitet wird, werden Betreiber dieser BHKWs durch das EEG geför­dert. Außerdem gibt es die Strom Direkt­ver­mark­tung, um einen Mehrerlös zu erzielen. Sie 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). 

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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