Kreislaufwirtschaft: Welche Vorteile hat Biogas als Energiequelle?

Biogas ist eine der umweltfreundlichsten Energiequellen, die es gibt. Doch was genau ist Biogas eigentlich? Wie entsteht es, wie kann man es einsetzen, und warum ist es so umweltfreundlich? Wir haben die Antworten.

Die wichtigsten Fragen zu Biogas – ein Q&A rund um die ökologische Energiequelle.

Was ist eigentlich Biogas? Und woraus besteht es?

Biogas ist ein energiereiches, brennbares Gas, das durch die Vergärung von organischem Material unter Sauerstoffabschluss entsteht. Das Gas entsteht in speziellen Biogasanlagen, die meist industriellen Maßstab haben. Daneben gibt es aber auch Mini-Biogasanlagen, die das technische Prinzip in den privaten oder lokalen Bereich übertragen.

Biogas entsteht allerdings auch auf natürliche Weise, etwa als Sumpf- oder Faulgas in stehenden Gewässern. Nicht zuletzt sind auch die Flatulenzen von Tieren und Menschen Faulgas – vor allem Rinderherden sind massive Methan-Emittenten.

Die exakte Zusammensetzung des Gases hängt von der verwendeten Biomasse und der Art der Produktion ab. Die beiden wesentlichen Komponenten sind jedenfalls Methan (CH₄, rund 50%–70% Anteil) und Kohlenstoffdioxid (CO₂, rund 30%–50%). Hinzu kommen meist die Komponenten Stickstoff (N₂), Sauerstoff (O₂), Schwefelwasserstoff (H₂S), Wasserstoff (H₂) und Ammoniak (NH₃). Der Methan-Anteil bestimmt, wie energiereich das Biogas ist.

Biomethan und CO₂? Das schadet doch der Atmosphäre?

Methan ist tatsächlich ein potentes Treibhausgas, das massiv zum Treibhauseffekt beiträgt. Bei industriellen Biogasanlagen wird daher großer Wert darauf gelegt, möglichst wenig davon entweichen zu lassen. Im Falle von Mini-Biogasanlagen wie HomeBiogas von Renergize entsteht dieses Problem allerdings nicht: Da das Biogas unmittelbar zur Beheizung einer Kochplatte eingesetzt wird, also verbrennt, gelangt kein Methan in die Atmosphäre.

Bei der Verbrennung von Biogas entsteht außerdem kein neues CO₂. Hier werden nur jene Mengen an Kohlenstoffdioxid freigesetzt, die zuvor von den Pflanzen aus der Luft gebunden wurden.

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

Biogasanlagen sind so genannte anaerobe Fermenter – in ihnen zersetzen Mikroorganismen unter Luftabschluss organisches Material. Das geschieht in unterschiedlichen Phasen, an denen mehrere Arten von Bakterien und Archaeen beteiligt sind.

Als Ausgangsstoffe dienen viele verschiedene organische Materialien. Im industriellen Maßstab dienen als Rohstoff etwa Pflanzen wie Mais, Gras oder Zuckerrüben, aber auch Gülle und Tiermist aus der Landwirtschaft. Für Mini-Biogasanlegen eignen sich in erster Linie Küchenabfälle und Speisereste.

Das entstandene Biogas sammelt sich im oberen Bereich des Fermenters und wird dort entweder zwischengespeichert oder gleich für die Nutzung abgeleitet. Durch den anaeroben Gärprozess entstehen nicht nur Biogas, sondern auch die so genannten Gärreste: ein meist flüssiger Rückstand, der äußerst nährstoffreich und daher ein hervorragender Dünger ist.

Was bedeutet Aufbereitung?

Wenn Biogas in das Erdgasnetz eingespeist werden soll, muss es aufbereitet werden. Dabei entschwefelt man das Rohbiogas, entzieht Wasserdampf, trennt Kohlenstoffdioxid und Methan und konditioniert das Gas – bringt es also auf das Qualitätslevel, das für das Erdgasnetz vorgeschrieben ist. Das Ergebnis nennt sich Bioerdgas und wird zu einem ökologisch wertvollen Beitrag im Gasnetz.

Wofür kann man den Energieträger Biogas einsetzen?

Biogas ist vielfältig einsetzbar, sowohl im großen Maßstab als auch bei kleinen Anlagen für Privathaushalte oder kleine Communities.

In Blockheizkraftwerken wird das Rohbiogas verbrannt, um zugleich Strom und Wärme zu erzeugen. Die Wärme kann entweder lokal genutzt werden – etwa zur Beheizung von Gebäuden oder als Prozesswärme für die Industrie –, oder aber man speist sie in Wärmenetze ein. Bei kleinen Anlagen wie HomeBiogas von Renergize ist der Fermenter über einen Schlauch mit einer Kochplatte verbunden. Das Biogas wird durch Verbrennung also unmittelbar genutzt.

Nach der Aufbereitung zu Biomethan kann das Gas in das öffentliche Erdgasnetz eingespeist werden. Das aufbereitete Biomethan ist dann als Erdgasersatz nutzbar, etwa für Heizzwecke, Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung als Kraftstoff für gasbetriebene Fahrzeuge.

Und warum gilt die Herstellung von Biogas als umweltfreundlich?

Biogas hat seinen Ruf als nachhaltige Energiequelle nicht zu Unrecht. Es ist auf mehreren Ebenen ein Beitrag zu einer ökologischeren Lebensweise und Wirtschaftswelt.

·      Ersatz fossiler Energieträger: Der Einsatz von Biogas zur Energieerzeugung substituiert Erdgas, Kohle und Erdöl. Diese fossilen Energieträger sind nicht nur hochpotente CO₂-Senken, ihre Förderung hinterlässt auch relevante Umweltschäden und hat weite und teure Transportwege zur Folge. Die Produktion von Biogas ist zudem ein Betrag zu größerer Unabhängigkeit. Das gilt für die einzelnen Verbraucher:innen ebenso wie für die Volkswirtschaft.

·      Verringerung der Methanemissionen: Methan ist ein Gas, das den Treibhauseffekt in der Atmosphäre massiv verstärkt. Es entsteht unter anderem, wenn organische Abfälle, Gülle und andere Biomasse offen gelagert werden. In Biogasanlagen wird dieses Methan aufgefangen und energetisch genutzt, wodurch die Treibhausgasemissionen vermindert werden.

·      Intelligenter Umgang mit Abfällen: Die Vergärung organischer Abfälle in Biogasanlagen verhindert nicht nur Methanemissionen aus Deponien, sondern trägt auch zur Lösung des Abfallproblems bei. Küchenabfälle zum Beispiel landen häufig im Restmüll und damit letztlich in der thermischen Verwertung. Die Sammlung über die Biotonne ist zwar sinnvoll, kostet aber Geld. Landen Küchenabfälle hingegen in der Biogasanlage, so ist das ein unmittelbar wirksamer Beitrag auf dem Weg zu Energiewende und Circular Economy. Hinzu kommt: Aus den Gärresten entsteht hochwirksamer Pflanzendünger – und damit werden Nährstoffkreisläufe effizient geschlossen.

·      Versorgungssicherheit: Biogasanlagen machen nicht nur von fossilen Energieträgern unabhängig (die noch dazu irgendwann ausgeschöpft sein werden). Die Biogasproduktion ist darüber hinaus – anders als Solar- oder Windenergie – witterungsunabhängig und auch nicht von Tages- oder Jahreszeiten abhängig.

So weit zu den Vorteilen. Gibt es auch Nachteile bei der Nutzung von Biogas?

Kleine Anlagen wie HomeBiogas von Renergize haben keine nennenswerten Nachteile – im großen, industriellen Maßstab wird oft das Argument vorgebracht, dass der Anbau spezieller Energiepflanzen wie Mais zu Monokulturen und Bodenverarmung führen kann.

Große Anlagen erzeugen außerdem manchmal für die Anwohner störende Gerüche. Zudem kann der Transport der benötigten Biomasse wiederum zu CO₂-Emissionen führen.