Biogas - Alternativer Brennstoff
Was ist Biogas?
Biomasse, biotische Masse aus Lebewesen, lässt sich in Gas umwandeln.
Als natürliche Entwicklung geschieht das im Pansen von Kühen und in Mooren und Sümpfen, als technischer Prozess in Biogasanlagen. In diesen Anlagen werden Abfälle und nachwachsende Rohstoffe vergoren.
Pflanzliche und tierische Abfälle, die sowieso anfallen, werden in Biogas umgewandelt. Dazu gehören auch vergärbare Reststoffe, wie beispielsweise Klärschlamm, Bioabfälle, Speisereste, Dünger (Gülle und Mist), Pflanzenteile und -reste, Zwischenfrüchte und ähnliches.
Wenn Pflanzen extra als Masse angebaut werden, konkurrieren sie mit dem Anbau von Nahrungsmitteln und können durch monokulturelle Anbauweise zu Verarmung von Böden und Landschaften führen.
Wie wird Biogas produziert?
Der Bioabfall aus Haushalten und die Biomasse aus der Landwirtschaft werden zuerst in einer sogenannten Vorgrube gesammelt. Dort wird die Masse durch Zerkleinerung aufbereitet.
Die nächste Verarbeitungsstufe findet im licht- und sauerstoffdichten Fermenter statt, der je nach Technik auf 32 bis 57 Grad Celsius aufgeheizt wird. Vom oberen Bereich des Fermenters wird das entstandene Biogas in die Gasaufbereitungsanlage geleitet, wo der Methangehalt angereichert wird, damit es dem Erdgas entspricht und ins Leitungssystem eingespeist werden kann.
Die vergorene Biomasse steht im Gärrestelager als hochwertiger Dünger bereit.
So ein Mist! Rohstoffe für die Erzeugung von Biogas
Die Ausgangsstoffe für Biogas setzen sich unterschiedlich zusammen. Relevant ist das Methan im Biogas, da Methan beim Verbrennungsvorgang Energie freisetzt.
Etwa die Hälfte der Biomasse besteht aus Füllstoffen, die keinen Energiewert besitzen. Jede Rohstoffmischung bringt einen unterschiedlichen Anteil an Methan hervor, daher ist der Biogasertrag rohstoffabhängig.
Der Methananteil beträgt zwischen 50 und 65 Prozent, je höher der Methananteil, desto energiereicher ist das Biogas. Spitzenreiter sind Zuckerrübenschnitzel, Mist, Gülle, Getreideschlemme und Bioabfälle.
Biogas entsteht mithilfe von Mikroben, die unter Ausschluss von Sauerstoff organische Stoffe abbauen. Die Mikroorganismen wandeln die Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße der Biomasse in Methan und Kohlenstoffdioxid um.
Zunächst erfolgt die Umwandlung zu niedermolekularen Stoffen, darunter Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasserstoff (H2). Abschließend werden Essigsäure, Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff in Wasser und Methan (CH4) umgewandelt.
Zurück bleibt ein Gärprodukt, das reich an Nährstoffen ist – ein hochwertiger Dünger.
Erneuerbare Energie in der Gasheizung und die Politik
Bevor das Biogas in einer Gasheizung genutzt werden kann, muss es gereinigt und mit Methan angereichert werden. Das Biogas hat jetzt dieselbe Qualität wie fossiles Erdgas. Ohne diese Aufbereitung würden die Gasheizung verstopfen und wären als Heizmaterial ineffizient. Begleitender Wasserdampf würde zu Geruchsbelästigung und zur Korrosion von Motoren und Wärmetauschern führen. Auf Erdgas Qualität aufbereitetes Biogas (Biomethan) ist eine Alternative und kann qualitativ mit dem fossilen Erdgas mithalten.
Seit dem Jahr 2020 ist der Strompreis aus Biogas nicht mehr konkurrenzfähig, so der Fachverband Biogas, da die Förderung durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) gesunken sei. Der Fachverband Biogas hat die Bundesregierung aufgefordert, eine klare Entscheidung zugunsten dieser regenerativen Energieform zu treffen.
Wie kommt das Biogas in die Heizung?
Anders als die regenerativen Energien Wind und Sonne steht Biogas kontinuierlich zur Verfügung und dient der Kraft Wärme Kopplung vor Ort in einem BHKW (Blockheizkraftwerk) oder zur Einspeisung ins Gasversorgungsnetz.
Biogas versorgt bereits deutsche Haushalte, im Jahr 2019 gab es in Deutschland etwa 9.500 Biogasanlagen, Tendenz wegen des EEG sinkend. Eine 250 kW Anlage versorgt etwa 500 Haushalte mit Strom.
Der Heizwert vom erneuerbaren Biogas liegt bei 6 kWh/m³ durchschnittlich und ist in Verbindung mit der Kraft Wärme Kopplung in Blockheizkraftwerken am ergiebigsten.