Biogas und Biomethan: Grüne Energie mit Potenzial

Deutschland hat sich im Zuge der Energiewende einen ambitionierten Wechsel der Energieträger vorgenommen. Dazu zählt nicht nur der Ausstieg aus Kernkraft und Kohle, sondern auch der Übergang von fossilem Erdgas hin zu klimaneutralen gasförmigen Energieträgern wie Biogas und Biomethan. Doch was macht diese Energieträger so attraktiv, und welche Rolle können sie in einer nachhaltigen Energiezukunft spielen?

Ein Kreislaufmodell für die Umwelt

Biogas und Biomethan können einen wertvollen Beitrag zur Energiewende leisten. Biogas wird in Biogasanlagen durch den mikrobiellen Abbau von organischem Material gewonnen. Je nach eingesetztem Substrat und Verfahren besitzt es einen Methananteil von 50–75 Vol.-%. Biogas wird zumeist direkt vor Ort zur Strom- und Wärmeerzeugung in speziell dafür ausgelegten Blockheizkraftwerken genutzt. Als Substrat werden beispielweise nachwachsende Rohstoffe, Gülle, organische Reststoffe und Bioabfälle genutzt. Biogas lässt sich durch die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid und anderer Reststoffe weiter aufbereiten zu Biomethan mit einem Methananteil von mindestens 96 Vol.-%. Dadurch ist Biomethan chemisch fast identisch zu konventionellem Erdgas und kann problemlos und unbegrenzt in das bestehende Gasnetz eingespeist oder bspw. als Kraftstoff im Mobilitätssektor verwendet werden. Der große Vorteil von Biogas und Biomethan: Sie basieren auf einem geschlossenen Kohlenstoffkreislauf. Die bei der Verbrennung entstehende Menge an CO₂ wurde zuvor von den Pflanzen während ihres Wachstums aus der Atmosphäre aufgenommen. So wird kein zusätzliches Kohlendioxid freigesetzt, was Biogas zu einer klimafreundlichen Energiequelle macht.

Um dieses Potenzial auszuschöpfen, ist eine Erhöhung der Produktionskapazitäten durch Optimierung bestehender Anlagen und Umstellung auf Biomethaneinspeisung unter Berücksichtigung der lokalen Entwicklung der Gasnetze sowie bestehender Wärmenetze notwendig.

Gut zu wissen

Derzeit stellen in Deutschland etwa 9.600 Biogas-Blockheizkraftwerke eine elektrische Leistung von mehr als 5.600 Megawatt bereit und erzeugen 32 Terawattstunden (TWH) Strom (2022). Sie liefern damit Strom für mehr als neun Millionen Haushalte und decken rund 5,4 % des deutschen Stromverbrauchs ab. Hinzu kommt die erzeugte Wärme und Kälte aus Biogasanlagen in Höhe von rund 17 Terawattstunden, die überwiegend vor Ort in Haushalten, Gewerbe oder Industrie verbraucht wird.

Vielseitigkeit als Stärke

Biomethan überzeugt durch seine Vielseitigkeit. Es kann nicht nur zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden, sondern dient auch als Kraftstoff in der Mobilität oder als Rohstoff in der Industrie. Damit ist es eine flexible Alternative zu fossilen Energieträgern. Besonders im Schwerlastverkehr und in der Schifffahrt, wo Batterien und Wasserstoff bislang an technische oder wirtschaftliche Grenzen stoßen, bietet Biomethan – verflüssigt zu Bio-LNG – eine praktikable Lösung.

Unabhängigkeit und Versorgungssicherheit

Ein weiterer Pluspunkt ist die dezentrale Erzeugung von Biogas. Biogasanlagen können praktisch überall dort errichtet werden, wo organische Abfälle oder landwirtschaftliche Reststoffe anfallen. Das reduziert nicht nur die Abhängigkeit von Energieimporten, sondern stärkt auch die regionale Wirtschaft. Gerade in ländlichen Gebieten können Biogasanlagen einen wichtigen Beitrag zur Wertschöpfung leisten.

Herausforderungen

Trotz seiner Vorteile steht Biogas vor Herausforderungen. Eine zentrale Debatte adressiert die Nutzung von Energiepflanzen wie Mais. Der großflächige Anbau kann zu Monokulturen führen, die Böden belasten und die Artenvielfalt gefährden. Um diese Problematik zu umgehen, wird verstärkt auf Abfall- und Reststoffe gesetzt. Als organisches Ausgangsmaterial für Biogas dienen unter anderem nachhaltig und gewässerverträglich angebaute Energiepflanzen, tierische Exkremente (Gülle, Mist) sowie kommunale und industrielle Abfall- und Reststoffe. In Deutschland werden derzeit ca. 8% der landwirtschaftlich genutzten Fläche für Energiepflanzen zur Biogas-Erzeugung genutzt. Das sind rund 1,4 Mio. Hektar. Neben Mais werden insbesondere Stroh, Weizen, Gräser und durchwachsene Silphie als nachwachsende Rohstoffe zur Biogaserzeugung genutzt. Biogas ist aktuell noch teurer als Erdgas. Doch politische Maßnahmen wie CO₂-Bepreisung und Förderprogramme könnten die Wettbewerbsfähigkeit steigern. Zudem könnte eine Ausweitung der Kapazitäten zu Skaleneffekten führen.

Ein Pfeiler für die Energiewende

Experten sehen in Biogas und Biomethan einen unverzichtbaren Baustein für die Energiewende. Besonders in Zeiten schwankender Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie kommen die Eigenschaften von Biomethan zum Tragen: Es bietet die Möglichkeit, überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf ins Netz einzuspeisen – ein entscheidender Vorteil für die Stabilität des Energiesystems.

Politische Unterstützung als Schlüssel

Damit Biomethan sein Potenzial entfalten kann, ist eine klare politische Unterstützung notwendig. Europaweit setzen Länder auf ambitionierte Pläne: Deutschland will die Einspeisung von Biomethan ins Gasnetz ausbauen, und beispielsweise in Dänemark deckt Biogas bereits einen signifikanten Teil des Gasverbrauchs. Strategien zur Förderung von Reststoffnutzung und die Verbesserung der Effizienz von Biogasanlagen könnten das Wachstum weiter beschleunigen.

Ein zukunftsfähiger Energieträger

Biogas und Biomethan stehen vor einer entscheidenden Phase. Ihr Beitrag zur Klimaneutralität, Versorgungssicherheit und Energievielfalt ist unbestritten. Klar ist: Mit Biogas und Biomethan steht eine Lösung bereit, die nicht nur grün ist, sondern auch pragmatisch und nachhaltig.

So entsteht Biogas

Schema zur Erzeugung von Biogas und Biomethan: Abfall- und Reststoffe sowie Mist und Gülle werden in einer Biogasanlage zu Biogas verarbeitet. Das Biogas wird in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt oder in einer Aufbereitungsanlage zu Biomethan veredelt. Biomethan wird ins Gasnetz eingespeist und dient als Kraftstoff, Industrie-Energiequelle oder Heizenergie für Haushalte.
  • Als organisches Ausgangsmaterial für die Biogaserzeugung dienen nachhaltig und gewässerverträglich angebaute energiepflanzen, tierische Exkremente (Gülle, Mist) sowie kommunale und industrielle Abfall- und Reststoffe wie z. B. Speisereste
  • Biogas entsteht bei der Vergärung von Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff und Licht in sogenannten Fermentern. In einem mehrstufigen Prozess werden die Substrate mithilfe von Mikroorganismen aufgespalten und so Biogas erzeugt (siehe Grafik links Biogasanlage). 
  • Das entstandene Biogas wird entweder direkt in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt oder zu Biomethan aufbereitet (siehe Grafik mittig Biogasaufbereitungsanlage). Bei der Aufbereitung zu Biomethan wird Biogas getrocknet und entschwefelt, außerdem wird das enthaltene CO2 abgeschieden.
  • Biomethan hat die gleichen chemischen und brenntechnischen Eigenschaften wie Erdgas und ist in der Anwendung (Anwendungsfälle siehe Grafik rechts oben) genauso effizient und zudem nahezu klimaneutral. Dann das bei der Verwendung anfallende CO2 stammt aus den organischen Einsatzstoffen, die das CO2 zuvor aus der Atmosphäre aufgenommen haben. 

Möglichkeiten von Biogas in Gewerbebetrieben

  • Biogas kann vor Ort in Blockheizkraftwerken (BHKWs) genutzt werden, um Strom und Wärme zu erzeugen. Dies ermöglicht eine dezentrale Energieversorgung.
  • Gewerbebetriebe mit hohem Wärmebedarf, wie beispielsweise Molkereien, Brauereien oder Gewächshausbetriebe, können die anfallende Wärme effizient nutzen.
  • Biogas lässt sich in bestehende Gasnetze einspeisen (nach Aufbereitung zu Biomethan). Es kann daher als Ersatz für fossiles Erdgas in Heizungssystemen, Produktionsprozessen oder Fahrzeugen verwendet werden.
  • Gewerbebetriebe, insbesondere in der Lebensmittel- und Agrarwirtschaft, können organische Abfälle wie Speisereste, Produktionsabfälle oder Gülle nutzen, um Biogas zu erzeugen. Dies reduziert Entsorgungskosten und schafft eine Kreislaufwirtschaft.
  • Biogas kann als alternativer Kraftstoff für betriebliche Fahrzeugflotten genutzt werden. Biomethan ist mit Erdgasfahrzeugen kompatibel und reduziert CO₂-Emissionen im Vergleich zu Diesel oder Benzin.
  • Durch Speicherung kann Biogas flexibel genutzt werden, um Nachfragespitzen auszugleichen oder Schwankungen bei der Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie auszugleichen.

Auf einen Blick: Vorteile von Biogas für Gewerbebetriebe

Klimafreundlichkeit:

  • Biogas ist weitgehend CO₂-neutral, da bei der Verbrennung nur so viel CO₂ freigesetzt wird, wie die eingesetzten Pflanzen beim Wachstum aufgenommen haben.

Kostenersparnis:

  • Reduzierte Entsorgungskosten für organische Abfälle.
  • Einsparungen durch die Eigenproduktion von Strom und Wärme.
  • Geringere Energiepreise durch steuerliche Vorteile bei der Nutzung von Biogas (EEG-Umlagebefreiung, Steuervorteile bei Biomethan).

Energieunabhängigkeit:

  • Gewerbebetriebe können ihre Abhängigkeit von fossilen Energieimporten verringern, insbesondere in Zeiten schwankender Gaspreise.

Fördermöglichkeiten:

  • Biogasprojekte profitieren in Deutschland von staatlichen Förderungen, wie z. B. durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG).

Abfallverwertung und Ressourcenschutz:

  • Durch die Nutzung organischer Abfälle wird die Kreislaufwirtschaft gestärkt und Deponien sowie die Umweltbelastung durch unkontrollierte Methanemissionen reduziert.

Positive Ökobilanz:

  • Gewerbebetriebe können durch die Nutzung von Biogas ihre CO₂-Bilanz verbessern und sich als umweltbewusst positionieren, was Wettbewerbsvorteile in Märkten schaffen kann.

Fazit: Biomethan – der Allrounder im Team der Erneuerbaren Energien

Biomethan ist nicht die einzige erneuerbare und klimaneutrale Energiequelle. Doch gegenüber Windkraft und Sonnenenergie hat es einen entscheidenden Vorteil: Es ist immer verfügbar, auch bei Flaute und bedecktem Himmel. Mit Biomethan steht rund um die Uhr und über das gesamte Jahr klimaneutrale Energie für Strom, Wärme und Mobilität flexibel und bedarfsgerecht zur Verfügung. So kann Biomethan die anderen erneuerbaren Energiequellen sinnvoll ergänzen, um die ehrgeizigen nationalen und internationalen Klimaziele zu erreichen – heute, morgen, übermorgen.

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