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Biogas: Das Multitalent

Biogas entsteht bei der Vergärung von Biomasse. Es ist ein methanhaltiges Gas, das als erneuerbarer und vielseitiger Rohstoff für die Strom-, Wärme- und Kraftstoffproduktion entscheidend zu einer sicheren und umweltverträglichen Energieversorgung beiträgt. Biogas lässt sich speichern oder in das Erdgasnetz einspeisen und ist dadurch besonders flexibel. Als Multitalent für die Energieversorgung soll es nach den Zielen der deutschen Bundesregierung im Jahr 2020 rund sechs Prozent des Erdgasbedarfs decken und dabei Tausende neue Arbeitsplätze schaffen.

 

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Multitalent Biogas: Je nach Abnehmer der Wärme oder Einsatzzweck kann Biogas auf unterschiedlichste Art genutzt werden.

Biogas ist wie Erdgas ein Gasgemisch, das vor allem aus Methan besteht. Mikroorganismen bilden es, wenn sie Pflanzen, Mist oder Gülle zersetzen. Auch in Kläranlagen oder auf Mülldeponien entsteht Biogas. Zur energetischen Nutzung wird das Biogas in der Regel in sogenannten Blockheizkraftwerken (BHKW) in Strom und Wärme umgewandelt. Die Wärme lässt sich beispielsweise zur Beheizung von Gebäuden einsetzen. So wird die Energie doppelt und dadurch besonders effizient genutzt. Da bei der Biogasherstellung in etwa so viel Kohlendioxid (CO2) entsteht, wie die Energiepflanzen bei ihrem Wachstum aufgenommen haben oder bei der Verrottung von Abfällen ohnehin entweichen würde, sind Strom und Wärme aus Biogasanlagen besonders klimaverträglich.

 

Wärme und Strom aus einem Energieträger

Im Jahr 2011 erzeugten die Biogasanlagen-Betreiber in Deutschland rund 18 Millionen Megawattstunden (MWh)Biogas-Strom und verkauften ihn zu einem im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgelegten Preis an ihren zuständigen Energieversorger. Die Strommenge reicht aus, um 13 Prozent der rund 40 Millionen privater Verbraucher in Deutschland mit grünem Strom zu versorgen. Außerdem entspricht die Menge mehr als zwölf Prozent des durch Erneuerbare Energien produzierten Stroms – oder rund drei Prozent des deutschen Stromverbrauchs. Damit reduzierten sie die Kohlendioxidemission um knapp zwölf Millionen Tonnen (t) pro Jahr. Aber die Biogasproduktion hat auch eine indirekte Wirkung für den Klimaschutz: Die kontrollierte Vergärung von Gülle oder kompostierbaren Abfällen verhindert das Entweichen klimaschädlicher Gase wie Methan, das wesentlich stärker zum Treibhauseffekt beiträgt als etwa Kohlendioxid.

Eine Biogasanlage mit einer installierten elektrischen Leistung von rund 500 Kilowatt (kW) erzeugt aus rund zwei Millionen Kubikmetern (m3) Biogas etwa vier Millionen kWh Strom und 4,4 Mio. kWh Wärme im Jahr. Sie ersetzt damit umgerechnet 440.000 Liter Heizöl. Damit kann ein Landwirt in seinem Kraftwerk im Jahr genug Strom für mehr als 1.000 durchschnittliche Vier-Personen-Haushalte erzeugen. Gleichzeitig produziert das BHKW ausreichend Wärme, um 150 Haushalte zu beheizen.

 

Wärmetransport: Von der Biogasanlage ins öffentliche Fernwärmenetz

Während die Stromabnahme durch den Energieversorger gesetzlich geregelt ist, muss der Biogaserzeuger die Wärme auf eigene Faust vermarkten. Nur selten ist der Bedarf im eigenen landwirtschaftlichen Betrieb groß genug, um die gesamte Wärme das ganze Jahr hindurch zu verwerten. Stattdessen kann die Wärme zum Beispiel in ein Fernwärmenetz eingespeist werden. Neben Wohnhäusern sind vor allem jene Abnehmer interessant, die das ganze Jahr über Wärme benötigen – zum Beispiel Schwimmbäder, Gewächshäuser oder Fischzuchtbetriebe.

 

Mikrogasnetze: Von der Biogasanlage zum Blockheizkraftwerk

Wenn die Wärmeabnehmer zu weit entfernt von der Biogasanlage liegen, ist der Transport der Wärme aufwendig. Dann kann das Blockheizkraftwerk auch dort aufgestellt werden, wo die Wärme benötigt wird. Das Biogas wird einfach über eine eigene Leitung transportiert, wie beispielsweise im nordrhein-westfälischen Hollich. Dort gelangt das Gas über eine drei Kilometer (km) lange Mikrogasleitung zum Satelliten-BHKW in der Stadt und wird in Strom und Wärme umgewandelt. Die Abwärme versorgt unter anderem mehrere kommunale Verwaltungsgebäude, Schulen und ein Altenheim.

 

Biomethan ins Erdgasnetz

Biogas kann nach seiner Aufbereitung aber auch direkt in das vorhandene Erdgasnetz eingespeist werden. Dann nutzt es die vorhandene Infrastruktur und findet als Erdgas-Äquivalent (Biomethan genannt) Verwendung. Zurzeit speisen 57 Biomethananlagen Gas ins Erdgasnetz ein. Ende 2013 werden etwa 130 Anlagen in Deutschland knapp 6,2 Mrd. kWh Biomethan erzeugen und einspeisen. Das entspricht einer Energiemenge, um den Bedarf für Heizung und Warmwasser von 310.000 Vier-Personen-Haushalten zu decken.

 

Biogas als Kraftstoff

Würde diese Menge Biomethan als Kraftstoff eingesetzt, könnten damit 360.000 Erdgasfahrzeuge mit einer Laufleistung von 20.000 km pro Jahr fahren. Die Fahrleistung aus einem Hektar (ha) Mais liegt bei rund 70.000 km – das entspricht dem anderthalbfachen Weltumfang. Mit Biodiesel aus 1 ha Raps fährt ein Auto rund 22.000 km, mit Bioethanol aus 1 ha Getreide etwas über 40.000 km. In Deutschland existieren inzwischen drei Biogastankstellen, an denen Biomethan als Reinkraftstoff getankt werden kann.

Die erste reine Biogastankstelle Deutschlands wurde 2006 im niedersächsischen Jameln eröffnet. Die zweite befindet sich an einer Kläranlage in Bottrop im Ruhrgebiet (Nordrhein-Westfalen). Die dritte ist im Herbst 2011 in Dannenberg, ebenfalls in Niedersachsen, in Betrieb gegangen. Zusätzlich bieten mittlerweile knapp 20 Erdgas-Tankstellen 100-prozentiges Bio- methan in ihren Zapfsäulen an, rund 175 weitere mischen Biomethan zum Erdgas hinzu – mit einem Anteil zwischen fünf und 50 Prozent.

 

Speicherbare und jederzeit nutzbare Energie

Biogas ist problemlos speicherbar und kann dadurch jederzeit und unabhängig vom Entstehungsort genutzt werden. Diese Eigenschaft machen sich zum Beispiel Kombikraftwerke zunutze. Sie kombinieren verschiedene erneuerbare Energiequellen so, dass sie sich ergänzen und jederzeit die benötigte Energiemenge bereitstellen. Durch seine Speicherbarkeit spielt Biogas hier eine besondere Rolle: Es gleicht Schwankungen anderer Erneuerbarer Energien wie Wind- oder Sonnenenergie aus.