Biogas boomt

(4. September 2013) Die Bundesnetzagentur hat ihren "Biogas-Monitoringbericht 2013" veröffentlicht. Danach ist die Anzahl an Biogasanlagen, die auf Erdgasqualität aufbereitetes Biogas ins öffentliche Gasnetz eingespeist haben, 2012 deutlich angestiegen. Zum 31. Dezember 2012 waren 108 Anlagen ans Netz angeschlossen, 40% mehr als ein Jahr zuvor. Die Anlagen speisten im Laufe des Jahres 2012 rund 413 Mio m³ Biogas ein, 50% mehr als im Vorjahr.

Allerdings sei zu erwarten, dass das in der Gasnetzzugangsverordnung formulierte Ziel, bis 2020 rund 6 Mrd m³ Biogas ins Gasnetz einzuspeisen, nur schwer zu erreichen sein wird, so die Netzagentur. Für die Erstellung des Berichts wurden die Gasnetzbetreiber, Biogasanlagenbetreiber, Biogashändler und die Marktgebietsverantwortlichen befragt. Die Biogasverkaufspreise lagen bei einer großen Spanne durchschnittlich mengengewichtet bei 7 Cent je kWh und damit deutlich über dem Preis für Erdgas.

Stromerzeugung: Potentes Biogas

(29. März 2012, ergänzt 12. Juni 2012) Stromgewinnung aus Biogas hat in Deutschland das Potenzial, fast neun kohlenbefeuerte Grundlastkraftwerke oder rund dreieinhalb Kernkraftwerke zu ersetzen. Das hat die Fördergemeinschaft Nachhaltige Landwirtschaft e. V. (FNL) mit Sitz in Berlin errechnet.

Der Atomausstieg macht es erforderlich, 12.700 Megawatt Kraftwerksleistung zu ersetzen. Das entspricht rund 21 neuen Kohlekraftwerken. Die heimische Biogasproduktion könne rund 40 Prozent davon übernehmen und somit über acht Kohlekraftwerke ersetzen.

Neben der Grundlastfähigkeit sei die Stromerzeugung aus dem speicherbaren Biogas auch zum Ausgleich der Stromschwankungen aus Wind- und PV-Anlagen geeignet, so der Verband. Damit nehme Biogas eine zentrale Rolle im künftigen Energiesystem ein.

Die Bundesnetzagentur hat ihren Bericht an die Bundesregierung über die Auswirkungen der Sonderregelungen für die Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz veröffentlicht. Zum Jahresende 2011 haben 77 Biogasanlagen 275 Mio. m³ Biogas in das Gasnetz eingespeist.

Biogasbranche wehrt sich

(05. September 2011) Die Biogaserzeugung führe weder zu Monokulturen noch zu steigenden Bodenpreisen, so der Biogasrat e.V., Berlin, Ursache dafür sei vielmehr die boomende Veredelungswirtschaft. Die neue Studie "Biogas und Landwirtschaft" untersuchte vor dem Hintergrund der "Teller-Tank-Diskussion" die Entwicklung der Pacht-, Boden- und Nahrungsmittelpreise sowie die Nachhaltigkeit der Biogaserzeugung.

Im Ergebnis zeige sich, dass die Vorwürfe gegen die Biogasbranche nicht stimmten, so der Verband. Biogas sei ohne Folgen für Lebensmittelversorgung, Bodenpreise und Biodiversität nachhaltig erzeugbar. Steigende Rohstoffpreise stammten aus Weltmarkteinflüssen, Klimaschwankungen und zunehmende Finanzspekulationen.

Eine signifikanten Beeinflussung der Pachtpreisentwicklung oder negative Auswirkungen auf die Anbaugewohnheiten seien schon deswegen nicht möglich, weil nur 650.000 ha der insgesamt 18,7 Mio ha landwirtschaftlich genutzter Fläche in Deutschland zum Anbau von Pflanzen für die Biogasproduktion verwendet werde.

Grund für die "Vermaisung" sei weniger die Biogas- als die Futtermittelproduktion. In Veredelungs- und Milchviehregionen steige der Maisanteil auf bis zu 50% der Gesamtanbaufläche an und sei eine Bedrohung für Bodenbeschaffenheit und Artenreichtum, so der Biogasrat.

Wie grün ist Biogas wirklich?

Nicht nur grünen Strom gibt es. Rund 30 bundesweite Gasanbieter verkaufen Erdgas mit einem Biogas-Zusatz. Doch daran scheiden sich die Geister: Für die einen ist es der Hoffnungsträger schlechthin, für die anderen das Übel in Person. Informationen und Fakten zum Thema.

(3. September 2011) Pflanzen wandeln Sonnenlicht in chemische Energie um – die Biomasse. Was liegt näher, als diesen Prozess einfach umzukehren, also aus Biomasse wie Holz, Stroh oder Pflanzenresten wieder Energie zu gewinnen? Energie aus Biomasse stellte 2009 70 Prozent der Energieerzeugung aus Erneuerbaren.

Biogas ist ein Gemisch aus 60 Prozent Methan (CH₄), 35 Prozent CO₂, drei Prozent Wasserdampf sowie geringe Anteile von Schwefel und Ammoniak. Die Zusammensetzung hängt sehr stark vom eingesetzten Rohstoff ab. Es ähnelt damit dem Erdgas, das zu rund 95 Prozent aus Methan besteht, jedoch nur einen geringen CO₂-Anteil hat.

Erzeugung von Biogas

Biogas entsteht aus der Vergärung nachwachsender Rohstoffe wie zum Beispiel Mais, zu geringen Teilen auch landwirtschaftliche Reststoffe wie Gülle, Mist, Schlachthofabfällen, Essens- und Pflanzenresten. Es werden aber auch gezielt deshalb Pflanzen angebaut (nachwachsende Rohstoffe), um sie dann zu Biogas zu vergären. Es gibt in Deutschland rund 7.000 Biogasanlagen. Ihre Zahl wächst rasant: Im Jahr 2009 waren hierzulande erst 4.671 solcher Anlagen in Betrieb.

Verstromung von Biogas

Das Biogas wird vielfach direkt am Erzeugungsort in einem Motor verstromt. Die dabei entstehende Wärme nutzt man entweder zum Heizen oder kühlt sie weg. Im Jahr 2011 wurden rund 13 Terawattstunden oder elf Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien aus Biogas erzeugt. Wer Strom aus Biogas produziert, erhält nach dem neuen EEG ab dem 1. Januar 2012 eine über 20 Jahre feste Einspeisevergütung, wenn mindestens 60 Prozent der entstehenden Wärme genutzt werden. Doch im Umkreis von Biogasanlagen finden sich häufig nur Felder und Wälder. Nur wenige Siedlungen könnten die Überschusswärme aus der Biogasverstromung verwerten.

Biogas ins Erdgasnetz

Kann die Abwärme der Stromerzeugung nicht genutzt werden, sollte man das Biogas ins Erdgasleitungsnetz einspeisen. Es muss allerdings zuvor aufbereitet werden: Das Biogas muss dazu gereinigt werden, CO₂ muss herausgetrennt werden und man muss es auf den Druck der Erdgasleitung bringen. Man spricht dann von „Biomethan". Biomethan und Erdgas sind chemisch identisch, stammen jedoch aus unterschiedlicher Kinderstube.

2010 wurden von 44 Anlagen bereits drei Terawattstunden aufbereitetes Biogas ins Erdgasnetz eingespeist. Das sind 0,3 Prozent der fossilen Erdgasmengen. Bis 2020 sollen es nach den Zielen der Bundesregierung 60 Terawattstunden sein.

Die Herstellungskosten für Biomethan liegen laut dem Biogas-Monitoring-Bericht 2011 der Bundesnetzagentur zwischen 1,3 Cent und 9,3 Cent je Kilowattstunde. Der Erdgasimportpreis lag 2010 bei durchschnittlich zwei Cent je Kilowattstunde.

Anders als bei der Einspeisung von erneuerbarem Strom ins Stromnetz gibt es für die Einspeisung von Biomethan ins Erdgasnetz derzeit keine Mindestvergütung. Allerdings sind die Gasnetzbetreiber dazu verpflichtet, Biomethan in ihr Gasnetz aufzunehmen, und müssen die Betriebskosten der Gasaufbereitung sowie die Netzanschlusskosten übernehmen.

Wer Biogas einspeisen will, muss also selbst einen Käufer oder Händler für sein Biomethan finden, der einen akzeptablen Preis zahlt. Dabei muss er Verträge mit dem Gasnetzbetreiber, mit dem Gashändler und eventuell mit dem Gaskäufer aushandeln und abschließen – ein komplexes Geschäft, für das Biogas-Produzenten meist einen Anwalt benötigen. Man stelle sich vor, die Windkraftbetreiber und PV-Anlagenbesitzer müssten sich selbst ihre Stromkäufer suchen.

Warum Strom und Gas derart unterschiedlich behandelt werden, ist nicht nachvollziehbar: Nur eine gesetzlich garantierte Mindestvergütung analog zum Strom könnte den Ausbau der Biogaserzeugung und Einspeisung verstetigen und beschleunigen.

Vermarktung von Biomethan

Biomethan findet im Gasnetz verschiedene Abnehmer: die Betreiber von Blockheizkraftwerken, die Beimischung zu Gaskraftstoffen für Fahrzeuge und Heizgasabnehmer, etwa Privathaushalte. Die Betreiber von Blockheizkraftwerken stehen vor der Wahl: Sie können Biomethan aus dem Gasnetz beziehen und sich ihren Strom nach dem EEG vergüten lassen. Dazu müssen sie jedoch mindestens 60 Prozent der entstehenden Wärme nutzen. Alternativ können sie sich nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz vergüten lassen. Finden sie einen Stromabnehmer, ist letztere Variante für sie meist günstiger.

Bei Fahrzeugen, die mit Autogas fahren, ist ein Biomethan-Anteil von zehn Prozent möglich und führt zu einer Steuerbefreiung für das getankte Gas. Die Abnahmemengen sind aber nur gering.

Der mit Abstand wichtigste Absatzmarkt ist Heizgas. 38 Gasanbieter verkaufen Erdgas mit einer Beimischung von Biomethan. Die Beimischung liegt zwischen zehn und 100 Prozent, etwa bei der Bodensee Energie Friedrichshafen. Andere Gasanbieter vermarkten Erdgas, das sie auf dem Papier „klimaneutral" gemacht haben, in dem sie entsprechende Zertifikate zukauften. Der Nutzen dieser Vorgehensweise ist jedoch äußerst fraglich. Lichtblick vermarktet Gas mit einem Biomethan-Anteil von fünf Prozent, bei Naturstrom kann man zwischen zehn, 20 und 100 Prozent Biomethan wählen. Viele Anbieter bleiben aber auf dem teuren Biomethan sitzen.

Wer als Verbraucher Biomethan bezieht, bekommt – genau wie bei Öko-Strom – genau denselben Gasmix aus der Leitung wie zuvor. Doch anders als bei Ökostrom führt jeder Kubikmeter gekauftes Biomethan dazu, dass mehr Biogas ins Netz eingespeist wird.

Synthetisches Erdgas

Überflüssiger Strom kann auch dazu dienen, Methan beziehungsweise Erdgas künstlich herzustellen: Elektrizität spaltet Wasser auf in Wasserstoff und Sauerstoff (Elektrolyse). Aus Wasserstoff und CO₂ wird dann Methan und Sauerstoff erzeugt. Man spricht von synthetischem Erdgas (SNG) oder – wenn der Überschuss-Strom aus Photovoltaik – beziehungsweise Windkraftanlagen stammt – von Solar- beziehungsweise Windmethan. Für die Entwicklung dieses Verfahrens erhielt der französische Chemiker Paul Sabatier im Jahr 1923 den Chemie-Nobelpreis. Das Verfahren wird derzeit unter der Bezeichnung „Solarfuel" in Testanlagen beim Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung (ZSW) in Stuttgart erprobt. 2013 soll die erste große Anlage in Werlte im Emsland in Betrieb gehen. Sie schluckt 6,3 Megawatt Strom und ist 250-mal größer als die Testanlage von ZSW. Die Förderung von synthetischem Erdgas soll künftig der Förderung von Biogas gleichgestellt werden.

Bis zu 15 Prozent Wasserstoff kann man auch direkt ins Erdgasnetz einspeisen, ohne das Gas zuvor in Methan umzuwandeln. Das früher übliche Stadtgas hatte sogar einen Wasserstoffanteil von 50 Prozent und wurde durch Vergasen von Kohle erzeugt. Später verdrängte das günstigere Erdgas diese Mischung.

Das Gasnetz als Speicher

Der enorme Charme von synthetischem Methan liegt in seiner guten Speicherbarkeit: Das Erdgasnetz ist ein ohnehin vorhandener riesiger Speicher. Es könnte den gesamten Windstrom eines Kalenderjahres aufnehmen. Seine Speicherfähigkeit entspricht dem Jahresstromverbrauch aller deutschen Haushalte.

Der große Nachteil ist jedoch der hohe Energieverlust bei der Umwandlung, die 20 bis 40 Prozent der eingesetzten Energie beansprucht. Bei der Rückwandlung von Methan in Strom gehen nochmals mehr als 60 Prozent Energie verloren. Die Umwandlungskosten für Power-to-Gas liegen derzeit bei rund sieben Cent je Kilowattstunde. Die Stromkosten fallen dabei jedoch nicht ins Gewicht, weil nur Strom genutzt wird, der ansonsten gar nicht erzeugt und ins Netz eingespeist werden würde. Das lässt auch die hohen Umwandlungsverluste verschmerzen. Wenn eine Umwandlungsanlage allerdings nur dann läuft, wenn zu viel Strom im Netz ist, arbeitet sie mit geringer Auslastung und entsprechend hohen Kosten.

Biokraftstoffe der zweiten Generation

Wenn eine Pflanze wächst, wandelt sie das Sonnenlicht in chemische Verbindungen um. Teilweise handelt es sich dabei um leicht verwertbare Zucker, etwa wie in Früchten, oder wertvolles Fett, etwa in den Samen der Rapspflanze. Doch wenn man nur das Pflanzenöl verwendet, bleibt der größte Teil der von der Pflanze durch Sonnenlicht erzeugten Biomasse-Energie ungenutzt, nämlich Wurzel, Stroh und Blätter.

Biokraftstoffe der zweiten Generation nutzen daher die gesamte Pflanze einschließlich der bisher ungenutzten Teile. Dadurch löst man das Dilemma zwischen der Nutzung der Pflanze als Nahrungsmittel und als Energielieferant: Das Korn dient als Nahrungsmittel, die restliche Pflanze als Energierohstoff.

Das klingt ideal, wird in der Praxis jedoch kaum gemacht, denn die Techniken zur Umwandlung von Pflanzenabfällen in Kraftstoff stecken noch in den Kinderschuhen. Beim Raps allerdings ist der sogenannte Rapskuchen schon heute ein beliebtes Futtermittel.

Benzin aus Sonnenkraft?

Bis vor kurzem waren sich Wirtschaft und Politik einig, dass die Zukunft dem Biomass-to-Liquid-Verfahren (kurz: BtL) gehört. Dabei werden Pflanzenreste vergast, um daraus Benzin zu gewinnen: das sogenannte „sun-fuel". Choren-Industries versuchte, eine Pilotanlage zur Verflüssigung von Pflanzenabfällen in Freiberg/Sachsen zu bauen. Doch im Juli 2011 musste das Unternehmen Insolvenz anmelden. Allerdings wollte man bei Choren Holz verflüssigen zu einem Preis von vier Euro je Liter. Das ist wenig sinnvoll, da Holz auch direkt in Heizungen Öl ersetzen kann. Für die Herstellung musste mehr Energie eingesetzt werden, als das Endprodukt später enthält.

Das Industrieunternehmen Verbio hat ein Verfahren entwickelt, um aus Stroh und anderen Pflanzenresten Biogas und Bioalkohol herzustellen. Es wird im industriellen Maßstab bereits in Zörbig und Schwedt eingesetzt. Dadurch steigt der Energieertrag je Flächeneinheit um 50 Prozent. Gleichzeitig verbraucht die Herstellung 40 Prozent weniger Energie.

Flüssiger Biotreibstoff: Bioethanol

Aus pflanzlichen Reststoffen oder Energiepflanzen kann durch Vergärung auch Ethanol - umgangssprachlich: Alkohol (C₂H₅OH) – erzeugt werden. Bioenthanol kann auch durch Vergasung aus Biomasse hergestellt werden.

Im Gegensatz zu gasförmigem Biogas ist Bioethanol flüssig und daher einfacher zu lagern und zu transportieren. Bioethanol kann einfach zum Kraftstoff zugemischt werden, es entsteht das vieldiskutierte E10. Aber es gibt auch E5, E20 oder sogar E100. 2010 stammten bereits ein Prozent des gesamten Kraftstoffverbrauchs aus Bioethanol. Und während sich die Gemüter noch um das verrufene E10 erhitzten, gibt es bereits zahlreiche Autos, die problemlos mit E85 fahren – sogenannte Flexible Fuel Vehicles, etwa von Ford.

Bioethanol kann übrigens ähnlich wie Methan auch synthetisch direkt aus Strom und CO2 erzeugt werden. Entsprechende Verfahren sind zwar im Labormaßstab verfügbar, großtechnisch jedoch nicht erprobt.

Pflanzenöl und Biodiesel

Werden Pflanzen nicht vergärt oder vergast, sondern deren Samen ausgepresst, entsteht Pflanzenöl. Das kann man bei Aldi oder einer Ölmühle kaufen und damit in der Küche braten. Genauso gut kann man es – theoretisch – in einem Diesel-PKW oder LKW in den Tank schütten. Daneben gibt es aus Pflanzenöl industriell hergestellen Biodiesel. Bereits gut vier Prozent des gesamten Kraftstoffverbrauchs stammen heute aus Biodiesel. Doch der Boom dieser Kraftstoffform ist vermutlich vorbei: War Pflanzenöl zunächst noch völlig von der Mineralölsteuer befreit, wurde 2006 die Steuerbefreiung aufgehoben. Ab dem 1. Januar 2012 unterliegen Pflanzenöl und Biodiesel sogar dem vollen Minerölsteuersatz (47 Cent je Liter). Das bedeutete den frühen und schnellen Tod für Pflanzenöl als Kraftstoff. Ab 2012 bekommt Strom aus Pflanzenöl nicht einmal mehr eine Vergütung aus dem EEG.

Literatur: Mediathek der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Anmerkung von Prof. Schrimpff:

Der öko-soziale Wert von Biogas-Anlagen

Biogas-Anlagen, die ausschließlich mit Mais- und /oder Hirse-Silage betrieben werden, sind problematisch:

• Sie stellen langjährige Monokulturen mit nur geringer Biodiversität dar,
• zusätzlicher Flächenanspruch führt häufig zu Pachtpreiserhöhungen.

Zur Zeit werden einige Alternativen angedacht bzw. schon umgesetzt.

Ebenfalls problematisch sind:

• Zucker- bzw. Energierüben anstelle von Mais auf Löß-Böden höchster Qualität
• Zwar erreicht man mit Rüben etwa die gleichen Biogas-Erträge, aber sie sind auch Monokulturen mit sehr geringer Biodiversität.
• Ferner führen sie zu mehr Problemen mit Bodenverdichtung wegen größerer Achslasten vor allem bei der Ernte (Gewicht der Rüben!).

Mais-, Hirse- und Rüben-Kulturen erfordern einen hohen Bearbeitungsaufwand, wurzeln nicht sehr tief und führen bei konventionellen Anbauverfahren zu erheblicher Bodenerosion.

Perspektivisch wesentlich vorteilhafter wären:

• Grünland-Schnitt als Biogas-Substrat (z.B. im Allgäu, nach Aufgabe von Milchkuh- oder sogar Rinderhaltung),
• Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.), ein mehrjährig. Korbblütler,
• Topinambur (Helianthus tuberosus L.), ebenfalls mehrjähriger Korbblütler,
• Artenreicher Kleegras-Anbau,
• Anbau von Wildkraut-Blühmischungen (z.B. in Veitshöchheim & Aulendorf).

Es handelt sich um mehrjährige Bestände, die nur anfangs Bodenbearbeitung und Düngung und über die Jahre kaum Pflege erfordern, die ganzjährig eine Boden-bedeckung ermöglichen, also bodenschonender sind, und deren Blühangebot und Bodenbiodiversität erheblich größer ist, als bei den vorgenannten einjährigen Kulturen. Die Bodendurchwurzelung ist tiefgründiger und Bodenerosion kommt so gut wie nicht vor.

Das gegenwärtige Problem ist, dass deren Ertragsleistung hinsichtlich Biogas bisher noch unter Mais und Rübe liegt. Die Erfahrungen mit den vier Letztgenannten sind noch gering, weitere Versuche bzw. Züchtungen werden aber Ertragssteigerungen in den nächsten Jahren bringen.

Die wahre Sinnhaftigkeit von Biogas-Anlagen

Immer noch wird in vielen Regionen die anfallende Rohgülle aus Ställen unvergoren auf die Felder ausgebracht. Diese Praxis ist besonders in Siedlungsnähe wegen des starken Gülle-Gestankes, der auf Mercaptane, Indole, Skatole, Schwefelwasserstoff und Ammoniak zurückgeht, sehr lästig und umweltschädlich (Ammoniak steht im Verdacht für das Waldsterben mitverantwortlich zu sein!).

Eine Vergärung der Rohgülle in Biogas-Anlagen sollte deshalb zur Pflicht gemacht werden, denn die Biogasgülle ist nahezu geruchsfrei, dünnflüssiger und für Boden und Umwelt wesentlich wertvoller, wie J.A. Lutzenberger (1997:2-4)2 belegt.

Grundsätzlich sollten Biogas-Anlagen weniger mit dafür angebauten Energiepflanzen sondern mehr mit Gülle und organischen Abfällen wie Brot- und Speiseresten und Schlachthofsabfällen betrieben werden, also zur Verwertung und energetischen Nutzung von wasserreichen Bioabfällen dienen (trockene und faserreiche Rück-stände sollten besser kompostiert werden!). Dabei wäre dem Wert der Biogasgülle als hochwertigem Dünger und Vitalisierer von Kulturpflanzen im Sinne von Lutzenberger endlich mehr mehr Beachtung zu schenken. Solche Anlagen sollten in einer nachhaltigen Gesellschaft und zukünftig absoluten Vorrang haben!

Allerdings müsste der Trend zu immer größeren Anlagen (vor allem im Zusammenhang mit der Massentierhaltung) gebrochen werden. Denn die Nährstoffkreislaufe können dann nicht mehr sinnvoll geschlossen werden, wenn große Transporte der Futtermittel einerseits und der Abfallstoffe (Biogasgülle) andererseits die Energiebilanz solcher Anlagen erheblich verschlechtern.

Sofern die Abwärme von Biogas-Anlagen nicht sinnvoll genutzt werden kann, sollte die Veredlung von Biogas in Biomethan (Erhöhung des Methan-Gehaltes von ca. 60% bei Biogas auf über 90% im Biomethan) vorgenommen werden und dieses ins Erdgasnetz eingespeist werden. Inzwischen gibt es Aufbereitungs-Technologien, die auch bei mittleren und kleinen Biogas-Anlagen Anwendung finden können (z.B. das Membran-Tennverfahren aus Österreich 3) . Damit würde schrittweise Erdgas im Erdgasnetz durch Biomethan ersetzt werden.

Inzwischen gibt es erste Vereinbarungen für naturverträglichen Energiepflanzen-Anbau zwischen dem Naturschutzbund Deutschland (NABU) und Biogasanlagen-Betreibern, die auf dem „10-Punkte-Papier Biogas" des NABU beruhen. Unter anderem soll die Lagerkapazität für Gärreste 9 Monate betragen, keine Fruchtart im Substratmix einen Anteil von mehr als 50% haben (Energiepflanzenvielfalt), kein Grünland umgebrochen werden sowie Extensivgrünland, Blühstreifen und ähnliche Ausgleichsflächen 10% der Anbaufläche ausmachen. Das ist sicher ein hoffnungs-voller Anfang, der mit der Forderung von mehrjährigen Mischkulturen ergänzt werden sollte.

Schlussfolgerungen

Im Kontext der zukünftigen Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien wird die Biogas-Erzeugung aus physikalischen Gründen (siehe 1. und 2.) eine untergeord-nete Rolle spielen. Dennoch ist und bleibt sie bedeutend, weil Biogas neben Holzgas (Gewinnung in Holzvergasungsanlagen) und Pflanzenölen (aus Samen & Früchten) gespeicherte Sonnenenergie darstellt, die dann gezielt und effizient eingesetzt werden kann, wenn Energie aus Sonne und Wind nicht verfügbar ist.

Zukünftige Biogas-Anlagen sollten vorrangig mit Gülle und Bioabfällen möglichst dezentral betrieben werden, um mit Hilfe der wertvollen Biogasgülle die kleinen Nährstoffkreisläufe vollständig schließen zu können und die Bodenfruchtbarkeit zu erhöhen. Sofern Energiepflanzen für die Biogas-Erzeugung angebaut werden, dürfen es in Zukunft keine einjährigen Monokulturen, sondern sollten es mehrjährige Mischkulturen (z.B. Kleegras, Wildkraut-Blühmischungen u.ä.) sein, die kaum Bodenbearbeitung und Düngung erfordern, dauerhafte Begrünung der Böden ermöglichen, daher keine nennenswerte Bodenerosion zulassen und größtmögliche Biodiversität in die Landschaft bringen.

Die Schließung von kleinen Nährstoffkreisläufen in einer naturnahen Landwirtschaft müsste Leitvorstellung sein. Biogas-Anlagen haben dann ihre volle Berechtigung!

Quellen

1 SCHRIMPFF, E. (2007): „Biomasse – massenhaft verfügbar?" in: bioland 10/2007, S. 8-9

2 LUTZENBERGER; J.A. (1997): „Gülle - Biogas - Pflanzengesundheit" unveröff. Manuskr., 10 Seiten

3 DANY, C. (2011): „Biomethan – Filtern auf molekularer Ebene" in: energie pflanzen 1/2011, S. 19-21

Prof. em Dr. Ernst Schrimpff, FH Weihenstepfan, 85350 Freising, eschrimpff@hotmail.com

EnBW speist direkt

(15. Oktober 2009) Die EnBW Gas GmbH, Stuttgart, entwickelt ein neues Verfahren zur Einspeisung von Bioerdgas ins Erdgasnetz. Bislang konnten Bioerdgasanlagen aus technischen Gründen nur an übergeordneten Hochdruck-Transportleitungen angeschlossen werden, die oft weit entfernt von möglichen Biogas-Erzeugungsstandorten verlaufen.

Mit dem neuen, zum Patent angemeldeten Verfahren, kann das aufbereitete Bioerdgas direkt ins örtliche, wesentlich engmaschigere Erdgasverteilnetz eingespeist werden. Dadurch verkürzt sich die Zuleitung, außerdem entfällt der Aufwand für die permanente Verdichtung des Bioerdgases auf den höheren Druck der Transportleitung.

Wenn das kontinuierlich eingespeiste Bioerdgas den Verbrauch im Ortsverteilnetz übersteigt, wird das überschüssige Gas durch einen neuen Verdichter am bestehenden Koppelpunkt zum übergeordneten Transportnetz zurück gespeist.

Durch das neue Verfahren rechnet EnBW Gas allein in Baden-Württemberg mit einer Verdopplung der wirtschaftlich interessanten Standorte für die Bioerdgaserzeugung. Derzeit in Planung ist eine Pilotanlage in Blaufelden-Emmertsbühl im Kreis Schwäbisch Hall, die ab Sommer 2010 rund 20 Mio kWh Bioerdgas erzeugen wird.

Gaswende: Bio-Gas als europaweiter Erdgasersatz

Erdgas kann in Europa bis 2020 vollständig durch Biogas ersetzt werden. Das ist das Ergebnis einer Studie im Auftrag der Grünen Bundestagsfraktion und der Stadtwerke Aachen. Angesichts der unmittelbar bevorstehenden Gasverknappung gehört dieses Thema auf Platz eins der europäischen Energieagenda. Die Studie hat gezeigt, dass eine europäische Bio-Gas-Einspeisungsstrategie möglich ist. Jetzt geht es darum, die Gaswende anzupacken!
Von Carsten Pfeiffer

Carsten Pfeiffer, wissenschaftlicher Mitarbeiter von Hans-Josef Fell MdB

(10. März 2007) - Bis vor kurzem dachten wir, Erdgas sei der fossile Energieträger der Zukunft und über Erdgasvorkommen müsse man sich keine Gedanken machen. Es gab zwar einige warnende Außenseiter, die einen Förderpeak für die USA und Großbritannien gleich zum Anfang des Jahrhunderts vorausgesagt hatten. Geglaubt hat es ihnen niemand.

Gasförderpeak verdrängt

Doch der Peak kam - in Nordamerika ebenso wie im Vereinigten Königreich. Alle Erdgaskraftwerke, die gerade gebaut wurden, mussten binnen kurzer Zeit mehrfach verteuertes Erdgas einkaufen. Wo es möglich war, wurde zum Teil wieder auf andere Rohstoffe umgestellt. In Festlandeuropa wurde das nicht wahrgenommen. Hier werden weiter Erdgaskraftwerke geplant und gebaut. Zusätzlich sollen auch Autos mit Erdgas fahren. Die Warner werden wenig ernst genommen. Doch wo soll das Erdgas herkommen? Diese Frage hat sich zugespitzt, seitdem Russland Anfang 2006 zunächst der Ukraine und Georgien den Erdgashahn abdrehte, Weißrussland für 2007 damit drohte und kurz darauf beim Erdöl sogar den Hahn zudrehte. Katar ist vorläufig ausverkauft und die Größe des gigantischen Erdgasfeldes mittlerweile fraglich. Turkmenistan? Die Pipeline führt durch Russland und die Russen brauchen das turkmenische Erdgas zum Teil schon für ihren eigenen Bedarf, da sie ihr Gas größtenteils nach Europa liefern und der Rest nicht mehr für den eigenen Verbrauch reicht! Und der Iran? Der beliefert Indien und China und braucht immer mehr Erdgas, um seine Erdölförderung aufrechterhalten zu können! Und Erdgas, das irgendwo auf den Weltmärkten zusätzlich auf den Markt kommt, weckt sogleich Bedürfnisse in den USA und China.

Prinzip Hoffnung als Strategie

Wenn die globale Nachfrage zukünftig das Angebot übertrifft, werden die Preise deutlich steigen. Der Traum vieler Verbraucher vom günstigen Erdgas wird sich nicht mehr erfüllen - selbst wenn die hohen inländischen Monopolgewinne der Erdgasanbieter abgeschöpft werden sollten. Die sogenannte Erdgas-Diversifizierungsstrategie der EU und der Bundesregierung ist nichts anderes als ein hilfloser Versuch, das Prinzip Hoffnung zur Strategie zu erklären.

Richtig: Sparen und Ersetzen

Eine richtige Strategie muss andere Wege einschlagen: Erdgas einsparen und ersetzen. Einsparen ist dabei am einfachsten, da Erdgas überwiegend zum Heizen dient. Hier gibt es sowohl in der EU als auch in GUS-Ländern sehr große Einsparpotenziale. Daneben kann die Wärme auch sehr gut über erneuerbare Energien wie zum Beispiel Sonnenkollektoren oder Holzpellets erzeugt werden. Ein Umstieg auf andere fossile Energieträger wäre nicht zu verantworten, da deren Energiebilanz noch schlechter ist als die von Erdgas.

Biogas ersetzt Erdgas

Dabei braucht niemand Erdgas! Benötigt wird der Brennstoff Methan, der Hauptbestandteil des Erdgases. Methan gibt es auch in anderen Gasen: vor allem Biogas und in verschiedenen Gasen, die aus Biomasse entweder anaerobisch oder thermochemisch erzeugt werden. Das Biomethan muss lediglich an das Niveau der heutigen Erdgasqualität angepasst werden, da sämtliche Parameter auf Erdgasverbrauchs-Geräte eingestellt sind. Technisch ist das alles kein Problem. In Schweden und in der Schweiz gibt es schon seit Jahren Biogasanlagen, die in das Erdgasnetz einspeisen. In Folge des Erneuerbare- Energien-Gesetzes erhielten jüngst in Deutschland die beiden ersten Biogasanlagen Anschluss ans Erdgasnetz.

Biogas statt Erdgas importieren

Doch wie groß ist das Biogaspotenzial in Deutschland und wie viel Erdgas kann hier ersetzt werden? Eine frühere Studie im Auftrag des Bundesverbandes Gas- und Wasserwirtschaft und des Fachverbands Biogas ergab ein Potenzial von rund zehn Prozent des deutschen Erdgasverbrauchs. Dies entspricht rund einem Viertel der russischen Erdgasimporte oder der Hälfte der rückläufigen hiesigen Erdgaserzeugung. Erdgas wird also zum überwiegenden Teil importiert. Was spricht dagegen stattdessen Biogas zu importieren? In Osteuropa gibt es gigantische große landwirtschaftliche Flächen, die oft nur schlecht genutzt werden und in Gesamteuropa große landwirtschaftliche Überschüsse, die vielen Landwirten die Preise und die wirtschaftliche Existenz ruinieren. Und es gibt in Osteuropa die Gaspipelines! Diese können aufbereitetes Biomethan aufnehmen und transportieren.

Gas selbst herstellen

So entstand die Idee, dass die europäischen Länder in großem Umfang das Gas, das sie verbrauchen, auch selbst erzeugen können. Dieser Gedanke hat eine Vielzahl von Vorteilen: Die Länder wären unabhängig von Importen und der Politik der Exportländer. Die ländlichen Räume Europas könnten ihre Wertschöpfung deutlich erhöhen. Klimagase könnten in großem Umfang eingespart werden. Und das alles über Jahre, Jahrhunderte, Jahrtausende hinweg, da das Biomethan jedes Jahr "nachwächst". Doch in welchem Umfang lässt sich Biomethan in Osteuropa erzeugen und in die Pipelines einspeisen? Und warum sollte man die Betrachtung auf Osteuropa konzentrieren, wo doch auch in West- und Mitteleuropa große Erzeugungspotenziale brachliegen und Regionen mit großem Verbrauch vorhanden sind? Was kostet das alles? Wie viele Arbeitsplätze könnten entstehen, und wie viel CO2 kann eingespart werden?

Studie beauftragt

Auf Anregung des Bundestagsabgeordneten Hans-Josef Fell gab die Grüne Bundestagsfraktion unter Beteiligung der Stadtwerke Aachen und des Fachverbands Biogas eine umfassende Studie in Auftrag. Wissenschaftler des Instituts für Energetik und Umwelt in Leipzig und des Ökoinstituts in Darmstadt trugen über Monate hinweg Daten zusammen, analysierten und fassten die Ergebnisse zusammen. Das Ergebnis ist erstaunlich:

Potenzial entspricht Verbrauch

Das europäische Biomethanpotenzial liegt bei rund 500 Milliarden Kubikmetern jährlich, was etwa dem Gasverbrauch der heutigen EU entspricht. Sogar der Erdgasverbrauch Gesamt-Europas bis hin zum Ural könnte durch Biomethan ersetzt werden! Wie? Indem man Erdgas spart und zusätzlich andere erneuerbare Energien wie Sonnenkollektoren Erdgas ersetzen. Durch den Ersatz von 500 Milliarden Kubikmetern klimaschädigendem Erdgas durch klimaneutrales Biogas können in der EU die Emissionen von Treibhausgasen um 15 Prozent gesenkt werden. Eine europäische Biogaseinspeisungsstrategie kann somit ein zentraler Baustein europäischer Klimaschutzpolitik werden. Gas-Versorgungssicherheit und Klimaschutz gehen Hand in Hand.

2,7 Millionen neue Arbeitsplätze

Mehr noch: Ersetzt man das zentral geförderte Erdgas durch das dezentral erschlossene Biogas, können bis 2020 europaweit 2,7 Millionen zusätzliche Arbeitsplätze entstehen - vor allem in der Landwirtschaft, im Anlagenbau und im Anlagenbetrieb.

Biogas in 15 Jahren wettbewerbsfähig

Noch liegen die Kosten für Biomethan über dem für Erdgas. Aber mit fortschreitender Entwicklung der Technologie auf der einen Seite und zu erwartenden stark steigenden Erdgaspreisen innerhalb der nächsten 15 Jahre auf der anderen Seite, dürfte Biomethan schon mittelfristig in großem Umfang wettbewerbsfähig sein. Bis dahin macht es Sinn, die günstigsten Potenziale zu erschließen und die Technik soweit voranzutreiben, dass Biomethan die Erdgasverknappungen entspannt. Der Einstieg sollte deshalb schon heute beginnen.

Was ist erforderlich?

Wir benötigen ein Biogaseinspeisungsgesetz, das wirksame Anreize zur Einspeisung von Biogas in das Gasnetz liefert, mit einer festgelegten Einspeisungsvergütung. Zudem muss die vorrangige Aufnahme und Durchleitung von Biogas festgeschrieben werden. Als Vorbild sollte das Erneuerbare-Energien-Gesetz des Strombereiches dienen. Möglichst parallel sollte eine europäische Bio-Gas-Einspeisungsstrategie initiiert und vorangetrieben werden. Dies ist eine immense Aufgabe, der sich sowohl die aktuell der EU vorsitzende Bundesregierung als auch die EU-Kommission widmen sollte. Dieses Projekt könnte Europa weiter zusammenwachsen lassen und europäische Konflikte um Erdgas verhindern.

 Download Teilbericht I Möglichkeiten einer europäischen Biogaseinspeisungsstrategie (1,42 MB)

 Download Teilbericht II Möglichkeiten einer europäischen Biogaseinspeisungsstrategie 

Biogas ins Erdgasnetz

(3. Januar 2006) - Die Stadtwerke Aachen planen in Kerpen den Bau eines Biomassekraftwerks. Ab Ende 2006 will man so Biogas ins RWE-Erdgasnetz einspeisen. Die Anlage hat eine Leistung von zwei Megawatt und erzeugt stündlich 1.000 Kubikmeter Gas. Vor der Einspeisung wird das Gas gereinigt und aufbereitet.

Ein Viertel österreichischen Benzins aus heimischem Biogas

(1. Dezember 2005) Nach einer Studie des österreichischen Umweltbundesamts lassen sich aus einem Hektar mehr als viermal soviel gasförmiger Kraftstoff herstellen wie Biodiesel. Unter optimalen Bedingungen könne Österreich ein Viertel des im Straßenverkehr verbrauchten Kraftstoffs durch aufbereitetes Biomethan aus heimischer Produktion ersetzen.

Damit würden langfristig Luftschadstoffe vermieden,Treibhausgas-Emissionen verringert und die Abhängigkeit vom Öl reduziert. Der Einsatz im Verkehrssektor könne die gesamten Treibhausgas-Emissionen eines Fahrzeugs um bis zu 75% verringern, so das Fazit.

Die deutsche Bundesregierung geht davon aus, dass Deutschland bis 2030 rund 15% seines Kraftstoffbedarfs aus Biomasse decken kann. Sie richtet ihr Hauptaugenmerk bisher zwar auf flüssige Biokraftstoffe, betont aber, dass in Deutschland durch die wachsende Erdgas-Infrastruktur gute Rahmenbedingungen für gasförmige Kraftstoffe herrschen und Biomethan als Biokraftstoff ganz von der Mineralölsteuer befreit ist.

Biomethan wird aus organischen Lebensmittelrest- und Abfallstoffen sowie aus nachwachsenden Energiepflanzen gewonnen, ist uneingeschränkt als Kraftstoff für Erdgasfahrzeuge geeignet und kann bei ihnen als Beimischung oder in Reinform genutzt werden.

IWR startet EEG-Rechner für Biogasanlagen

(7. April 2005) - Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) hat zu einem Boom bei der Errichtung von Biogasanlagen geführt. Im Jahr 2005 könnten nach verschiedenen Schätzungen 1.000 bis 2.000 neue Biogas-Anlagen in Deutschland errichtet werden. Das Internationale Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR), Münster, hat einen EEG-Vergütungsrechner Biogas online geschaltet. Mit diesem Rechner kann ein Investor die zu erwartenden Erlöse für eine geplante Biogasanlage in Abhängigkeit von der Anlagengröße und der Biogasproduktion oder jährlichen Benutzungsstundenzahl ermitteln.

Weitere Informationen finden Sie hier: http://www.iwr.de/bio/biogas

Biogas boomt

(8. August 2004) - Das Interesse der Bauern an Biogasanlagen habe stark zugenommen, so der Landvolk-Verband in Hannover. Grund sei die höhere Einspeisevergütung für die Stromerzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen im EEG. Vereinzelt zeichneten sich bereits Lieferengpässe bei den Anlagenherstellern ab.

Derzeit gebe es in Niedersachsen 300 Biogasanlagen mit 90 MW Gesamtleistung, die 2,5% des Strombedarfs abdecken. Nach Angaben des Verbands könnten in dem Bundesland bis zu 1500 Anlagen gebaut werden und 12% des Strombedarfs decken.

Grüne Woche: 15 Kühe produzieren Strom für 4 Haushalte

15 Kühe produzieren auf Grüner Woche Strom für vier Haushalte - auf Erlebnisbauernhof können Perspektiven von Biogas erfahren werden.

(16. Januar 2004) - Wie Kühe bereits heute Energie für Tausende von Haushalten produzieren, zeigt der Fachverband Biogas e.V. auf dem Erlebnisbauernhof in Halle 3.2 der Grünen Woche in Berlin.

Allein der Dung der 15 Erlebnisbauernhofkühe reicht nach Angaben des Verbandes aus, um vier Haushalte mit Strom zu versorgen. Besucherinnen und Besucher erfahren anschaulich, wie aus Gülle, Gras- und Maissilage Strom und Wärme produziert wird.

In Deutschland könnten 12 Millionen Haushalte mit Strom aus Biogas versorgt werden. "Die 2.000 in Deutschland betriebenen Biogasanlagen liefern heute schon Strom für 500.000 Haushalte" erläutert Claudius da Costa Gomez, Geschäftsführer des Fachverbandes Biogas e.V. anlässlich der Eröffnung des Erlebnisbauernhofes auf der Internationalen Grünen Woche.

Heimische Landwirte könnten den Strom für 12 Millionen Haushalte liefern. Dadurch würden immense Mengen Kohle, Öl und Gas gespart.

Der Landwirt der Zukunft werde nach Aussagen von da Costa Gomez immer mehr Energiewirt sein und weniger von den schwankenden Nahrungsmittelspreisen abhängen. Die Potenziale von Biogas verdeutlicht da Costa Gomez an weiteren Zahlenbeispielen: "Schon der Dung von 4 Kühen reicht, um einen Durchschnittshaushalt das ganze Jahr über mit Strom zu versorgen. Die Energie aus einem Ballen Grassilage reicht, um mit dem Auto von Berlin nach Barcelona zu fahren."

"Landwirtschaft zum anfassen" ist wieder der Grundsatz des Erlebnisbauernhofs in der Halle 3.2. Und so können die Besucher Gras- und Maissilage anfassen und daran riechen. Dass aus dieser Silage zusammen mit Gülle dann Strom und Wärme wird, erklären die Experten des Fachverband Biogas an dem sehr anschaulichen Modell einer Biogasanlage.

Beeindruckend ist auch das Blockheizkraftwerk, in dem aus dem durch Bakterien produzierten Biogas Strom und Wärme gewonnen wird. Biogas ist ein Gemisch aus: Methan (50 - 75 %), Kohlendioxid (25 - 50 %) sowie Spurengasen. Erzeugt wird Biogas von anaeroben Bakterien unter Luftabschluss. Die Bakterien leben in einem Fermenter, der vergleichbar mit dem Pansen einer Kuh ist. Genau wie die Kühe müssen auch die Mikroorganismen regelmäßig mit Biomasse gefüttert werden.

Biogas ins Erdgasnetz? Neue Studie veröffentlicht

Eine Studie der Bremer Energie Konsens hat die noch selten realisierte Möglichkeit der Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz untersucht. Obwohl es dafür bereits verschiedene erprobte Anlagen gibt, lohnt sich nach den Erkenntnissen der Studie diese Nutzung des Biogases wirtschaftlich noch nicht, eine Verwendung in Großkraftwerken oder Blockheizkraftwerken (BHKW) ist vorläufig effizienter.

(10. November 2003) Im Rahmen dieser Untersuchung sind zunächst Recherchen zu den aktuellen und den in der Vergangenheit durchgeführten Aktivitäten zur Aufbereitung von Biogas zu Erdgasqualität angestellt worden. Dabei konnten Erfahrungen aus mehreren europäischen Ländern hinzugezogen werden. Zudem sind von vornherein die Kriterien erfasst worden, die zu erfüllen sind, um aufbereitetes Biogas in Erdgasnetze einzuspeisen oder zu vermarktungsfähigem Kraftstoff aufzubereiten.

Zielsetzung der Studie

Zentrale Schritte dieser Aufbereitung liegen jeweils in der Entschwefelung des Biogases und der weitgehenden Abtrennung des Kohlendioxidanteiles. Während das Hauptaugenmerk der Untersuchung zunächst auf die verfahrenstechnischen Hintergründe gelegt wurde, stand im weiteren Fortgang vor allem die Erfassung der Kostensituation im Vordergrund. Dabei zeigte sich sehr bald, dass die Zahl der Hersteller und Entwickler sehr begrenzt ist. Zur Ermittlung der Kosten wurden die Hersteller um Orientierungsangebote gebeten, die auch Angaben zu den zu erwartenden Betriebskosten beinhalteten.

Aufbereitungskonzepte

Ingesamt gesehen sind zurzeit drei verschiedene Grundkonzepte am Markt verfügbar, für die hinsichtlich einer effektiven Kohlendioxidabtrennung hinreichende Erfahrungen gesammelt wurden: die Druckwasserwäsche, die Druckwechselabsorption an Kohlenstoffmolekularsieben und die chemische Absorption mit Hilfe eines Monoäthanolaminbades bzw. die ähnlich arbeitende physikalische Absorption mit Hilfe von Polyethylenglykol.

Ergebnisse

Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass nach den Angeboten der Hersteller dieser Aufbereitungsverfahren zu urteilen sich die Einspeisung von Biogas in das öffentliche Gasversorgungsnetz heute noch nicht lohnt: Meist existieren günstigere Nutzungsalternativen.

Unter wirtschaftlichen Kriterien käme beispielsweise die Beheizung anderer Betriebsteile oder eine Fortleitung des lediglich entschwefelten Biogases zur Versorgung eines externen Wärmegroßverbrauchers eher in Betracht. So würde sich die Möglichkeit bieted, auf der Basis eines BHKW die Einspeisevergütung für Strom aus regenerativen Quellen auszunutzen oder höhere Strombezugskosten zu verdrängen.

Das hohe Kostenniveau ist aber wohl auch darauf zurückzuführen, dass sich gegenwärtig aufgrund der geringen Zahl realisierter Anlagen (die oft mit öffentlichen Mitteln gefördert worden sind) keine echten Marktverhältnisse herausgebildet haben. Für Bereiche, in denen die Gaserzeugung nur zum Teil oder überhaupt nicht der Energieerzeugung angelastet werden muss (z. B. bei der Abwasser- oder Abfallbehandlung), könnte sich aber bereits auf der Basis der vorgelegten Angebote eine interessante Option ergeben.

Biogas als Energieträger

Biogas rückt als Energieträger immer stärker in das Interesse der Öffentlichkeit. Einer der Hauptgründe: Biogas ist klimafreundlicher als die meisten anderen Energieträger, da es weitgehend kohlendioxidneutral ist, d.h. es entsteht nur in etwa soviel Kohlendioxid, wie zuvor von den natürlichen Ausgangsstoffen gebunden wurde.

Ebenso wie das Interesse steigt auch die Produktion von Biogas kontinuierlich an. Verbunden ist hiermit aber direkt auch die Frage nach der Nutzung des Gases; übliche Optionen reichen von der Befeuerung von BHKWs bis zum Einsatz in Gasfahrzeugen. Sollte eine lokale Nutzung am Ort der Erzeugung nicht möglich oder sinnvoll sein, so könnte eine Einspeisung ins Erdgasnetz des Versorgers eine attraktive Variante sein unter der Bedingung, dass dies wirtschaftlich betrieben werden könnte.