Öko-Gas

Biogas - Energieträger der Zukunft?

 

 

Biogas - Energiequelle der Zukunft

Unlängst zieht die Diskussion über alternative Energiequellen stets weitere Kreise und gehört deshalb schon längst zu einem der am heißesten debattierten Themen der (Welt-)Politik. Während gerade in den Anfängen der regenerierenden Energiequellen insbesondere die Sonnenenergie und die Nutzung des Windes zur Stromgewinnung im Fokus der Betrachtung standen und aufgrund ihrer lokalen Begrenztheit kritisiert wurden, konnte das Biogas sowohl hinsichtlich der Herstellung als auch hinsichtlich der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten überzeugen. Aus diesem Grund entstehen immer mehr Biogasanlagen und diverse Techniken, die das Biogas nutzbar machen. Dieser Prozess ist dabei nicht auf Deutschland allein beschränkt, sondern erfasst ganz Europa, sowie auch erste Ansätze in den USA erkennbar sind. Doch um die Vorzüge des Biogases zu verstehen muss man zunächst wissen, um was es sich dabei handelt.

Biogas - Herstellung und Zusammensetzung

Biogas ist ein Gas, das bei der Vergärung von Biomasse in Biogasanlagen hergestellt wird. Da das Biogas brennbar ist, kann es weiter zur Verwendung von Bioenergie genutzt werden. Als Biomasse werden dabei alle Ausgangsstoffe bezeichnet, die für die technische Produktion von Biogas genutzt werden können. Dabei handelt es sich um vergärbare Reststoffe, die selbst Biomasse enthalten, wie z.B. Speisereste oder Klärschlamm, um Wirtschaftsdünger, wie z.B. Gülle oder um Pflanzenteile. Letztere entstehen entweder unbeabsichtigt bei der Landwirtschaft, wie z.B. Kleegras im Biolandbau oder durch gezielten Anbau. Diese Biomasse wird in den Biogasanlagen durch luftunabhängige Mikroorganismen zersetzt, woraus das Biogas und der Gärrest, der als Dünger benutzt werden kann, entstehen.

Bei dem Biogas handelt es sich dabei um ein Gasgemisch, das durchschnittlich zu 60% aus Methan, zu ca. 35% aus Kohlenstoffdioxid,zu etwa 3,1% aus Wasserdampf, zu ungefähr 1% aus Stickstoff und zu den restlichen 0,9% aus Wasserstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff besteht. Die Prozentangaben sind abhängig von der Art der Biomasse und können deshalb nur als Durchschnittswerte betrachtet werden. Nach der Produktion schließt eine Reinigung an, die sowohl das brennbare und deshalb wertvolle Methan aus dem Biogas konzentriert als auch Schwefelwasserstoff und Ammoniak heraus filtert. Diese beiden Stoffe besitzen eine große chemische Aggressivität und würden bei der Verbrennung die Verbrennungsanlagen und Verbrennungsmotoren stark beschädigen.

Verbreitung des Biogases in der Technik

Die großen Vorteile des Biogases liegen offenbar auf der Hand: ein großer Teil der verwendeten Biomasse ist kostenlos, bis auf die Ausnahme des gezielten landwirtschaftlichen Anbaus. Auch ist die Verfügung des Biogases von keiner Schwankung der Sonne oder des Windes abhängig. Überdies kann das Biogas wie Erdgas verdichtet und im Anschluss daran transportiert werden, sodass es durchaus nicht nur lokal verwendet werden muss.

Blockheizkraftwerke

Diese grundsätzlichen Eigenschaften des Biogases werden in Deutschland vor allem durch Blockheizkraftwerke ausgenutzt. In den Blockheizkraftwerken treibt das gereinigte Biogas einen Motor an, der seinerseits durch einen Generator Strom produziert. Der erzeugte Strom wird in das Stromnetz eingespeist. Eine weitere mögliche Nutzung besteht darin, die entstehende Wärme nutzbar zu machen, z.B. indem man Wohn- und Wirtschaftsgebäude beheizt oder in ein Nahwärmenetz einspeist. Die Lukrativität des Blockheizkraftwerkes wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gesichert, welches mit festgelegten Boni eine erhöhte Vergütung gesetzlich zusichert.

Erdgasnetz

In anderen europäischen Staaten, in denen der Strompreis niedriger ist, Schweden beispielsweise gehört zu diesen Ländern, wäre eine solche Verwendung des Biogases unrentabel, sodass dort das Biogas nur auf andere Weise genutzt werden kann. Es besteht die Möglichkeit nach Entfernung von Wasser, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid das Biogas an den Heizwert des vorliegenden Erdgasnetzes anzupassen, um das Biogas dann in das Gasnetz einzuspeisen. Es bietet sich an jedoch keine großen Strecken zu überwinden, denn dieses bedeutet vor allem hinsichtlich des Druckerhaltes in der Gasleitung einen höheren technischen Aufwand. Das EEG sichert auch hier eine feste Vergütung an, die sich jedoch nur für sehr große Biogasanlagen lohnen.

Fahrzeugtreibstoff

Reinigt man das Biogas bis auf Erdgasqualität, so kann es zwischen 200 und 300 bar verdichtet und in umgebauten Kraftfahrzeugen als Treibstoff verwendet werden. Ebenso entfaltet Biogas in einer Brennstoffzelle hohe elektrische Wirkungsgrade, sodass es zukünftig auch dort Verwendung finden kann. Momentan verhindern noch die aufwändige Gasreinigung und der hohe Preis für Brennstoffzellen eine flächendeckende derartige Verwendung, allerdings liegt gerade hier die Möglichkeit einen noch nicht erschlossenen Markt zu erschließen, indem effizientere oder günstigere Technik entwickelt wird. Die Verbesserung der Blockheizkraftwerke kann ebenso große Gewinne ermöglichen, wenn eine längere Haltbarkeit und effektivere Ausbeute der Biomasse erreicht wird.

Verbreitung des Biogases in Europa

Fast in der gesamten EU, d.h. in allen bis auf wenige Ausnahmen, wird Biogas produziert und verwendet. Unterschiedlich sind jedoch Umfang und Herkunft des Biogases, so liegt in Deutschland und Österreich der Schwerpunkt auf nachwachsenden Rohstoffen. Bei der Nutzung von Klärgas ist Deutschland ebenfalls zusammen mit Frankreich führend. Betrachtet man die tatsächlich produzierten Gigawattstunden der einzelnen EU-Länder im Jahre 2006, so stellt man fest, dass absolut gesehen Deutschland mit 22370 GWh an der Spitze steht, dicht gefolgt von Großbritannien mit 19720 GWh. Erst mit weitem Abstand folgen Italien (4110 GWh) und Spanien (3890 GWh). Diese Zahlen werden vor allem dann interessant, wenn man die absolut erzeugte Menge mit der Anzahl der Einwohner vergelicht, denn dann stellt man fest, dass Großbritannien 327 Megawattstunden (MWh) je 1000 Bewohner produzierte, gefolgt von Deutschland mit 271 MWH je 1000 Bewohner. Auf dem dritten Platz befindet sich Luxemburg mit 226 MWh pro 1000 Bewohner.

Fazit

Bezüglich des Marktes lässt sich also feststellen, dass sowohl Großbritannien als auch Deutschland eine Spitzenstellung in der Energiegewinnung durch Erdgas einnehmen. Folglich kann die entwickelte Technik und die gesammelte Erfahrung genutzt werden, um in südlicheren Ländern wie Frankreich, Italien oder Spanien die Energiegewinnung durch Erdgas voranzutreiben, denn dort ist sie noch nicht so weit fortgeschritten und die Märkte erst im Aufbau. Auch wird dort aufgrund der günstigen klimatischen Verhältnisse genug Biomasse zur Verfügung stehen.