Biogas ist eine vielseitig einsetzbare Energiequelle, die sowohl ins Gasversorgungsnetz eingespeist, als auch für die Erzeugung von Strom oder den Betrieb von Fahrzeugen herangezogen werden kann. Biogas gilt dabei als eine umweltfreundliche Alternative zu Erdgas und eine gute Ergänzung auf dem Markt der regenerativen Energien. Aus diesem Grund ist Biogas für viele Landwirte auch zu einer lukrativen und wichtigen Einnahmequelle geworden. Doch vielen Verbrauchern ist nicht ganz klar, was Biogas überhaupt ist, wie es hergestellt wird und wann Gas als Biogas bezeichnet wird. In unserem energis Ratgeber zum Thema Biogas möchten wir Sie daher umfassend aufklären über die Abläufe von der Herstellung von Biogas, die Zusammensetzung von Biogas sowie dessen Vor- und Nachteile. Nähere Produktinformationen zu Gas im Saarland finden Sie auf unserer Produktseite.
Was ist Biogas?
Bei Biogas handelt es sich um ein brennbares Gas, das bei der Vergärung von Biomasse entsteht. Dabei ist es unerheblich, um welche Art von Biomasse es sich handelt. So können für die Herstellung von Biogas sowohl nachwachsende Rohstoffe als auch Abfälle herangezogen werden. Zur Herstellung von Biogas finden daher die in der Landwirtschaft anfallenden Abfälle oder Reststoffe wie Gülle oder Pflanzenreste, aber auch Öle und Fette sowie Abfälle aus der Verarbeitung von tierischen Produkten Verwendung. Das ‚Bio’ in Biogas bezieht sich auf die Herstellungsweise und nicht auf die ökologische Herkunft der Biomasse. Biogas muss also nicht zwingend aus Abfällen von Biobauernhöfen produziert werden.
Die Biogas-Zusammensetzung
Die Zusammensetzung von Biogas kann relativ unterschiedlich ausfallen. Dies hängt meist mit der Substratzusammensetzung sowie der entsprechenden Herstellungsanlage, insbesondere des Faulbehälters, zusammen. Die Hauptkomponenten von Biogas sind in der Regel aber immer Methan und Kohlenstoffdioxid. Oftmals sind in einer Biogasmischung auch Anteile von Sauerstoff, Stickstoff, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserstoff vorhanden. Wichtig für die Verwertung von Biogas ist das Methan. Je höher der Anteil des Methans im Biogas ist, umso energiereicher ist es. Die anderen Komponenten des Biogases sind im besten Falle nicht nutzbar, können aber auch störend sein. Letzteres gilt insbesondere für Ammoniak oder Schwefelwasserstoff. Deshalb werden diese Bestandteile, sofern sie vorhanden sind, bei der Aufbereitung des Biogases auch entfernt.
Komponente | Anteil in Prozent |
|---|---|
Methan | 40-70 |
Kohlendioxid | 25-55 |
Wasserdampf | 0-10 |
Stickstoff | 0,01-5 |
Sauerstoff | 0,01-2 |
Ammoniak | 0-1 |
Wasserstoff | 0-1 |
Schwefelwasserstoff | 0,005-0,5 |
Die Biogas Vor- und Nachteile: Ist Biogas eine umweltfreundliche Energiequelle?
Biogas gilt als eine umweltfreundliche Energiequelle aus nachwachsenden und regional vorhandenen Rohstoffen. Nicht umsonst ist Biogas daher eine der wichtigsten regenerativen Energie in Deutschland. Doch es gibt auch beim Thema Biogas, wie bei fast allen Energiequellen, einige Kritiker und Vorbehalte.
Vorteile
Die Erzeugung und Nutzung von Biogas bringt viele Vorteile. So gehört Biogas zu den regenerativen Energiequellen und hat zudem gegenüber der Sonnen- oder Windenergie den Vorteil, dass die Abhängigkeit von der Witterung vergleichsweise gering ist. Noch dazu kann es, dem tatsächlichen Bedarf entsprechend, sehr planbar produziert werden. Die Nutzung von Biogas gilt als besonders ökologisch, da hierbei kein zusätzliches Kohlendioxid (CO2) freigesetzt wird. Lediglich bei der Verbrennung des Gases kommt es zu einem CO2-Ausstoß. Anders als bei den fossilen Brennstoffen, bei denen seit Jahrhunderten gebundenes CO2 freigesetzt wird, handelt es sich bei Biogas nur um Methan-Mengen, die wenige Monate zuvor noch in der Luft vorhanden waren. Der CO2-Kreislauf bei Biogas ist daher sehr viel kürzer als bei fossilen Brennstoffen. Deshalb wird Biogas in der Regel als CO2-neutral bezeichnet. Ein großer und entscheidender Vorteil von Biogas ist, dass diese Energiequelle im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen unbegrenzt zur Verfügung steht. Außerdem kann Biogas in fast allen Regionen in Deutschland lokal erzeugt werden und muss nicht über weite Strecken transportiert werden, wie es oftmals bei Erdgas der Fall ist. Viele Landwirte freuen sich zudem über eine zusätzliche Einnahmequelle, die sie dank der staatlich geförderten Biogaserzeugung nutzen können. Dies ermöglicht ihnen, überschüssige oder nicht für den Verkauf geeignete Erzeugnisse sowie anfallende Exkremente mithilfe einer Biogasanlage zu attraktiven Bedingungen weiterzuverarbeiten. Zudem gilt Biogas als weitaus sicherer als Erdgas, da von ihm eine sehr viel geringere Explosionsgefahr ausgeht. Das liegt vor allem daran, dass Biogas unter einem geringeren Druck steht.
Nachteile
Ein Nachteil von Biogas richtet sich oftmals gegen die staatliche Förderung und die damit in Zusammenhang stehende Attraktivität für Landwirte zulasten der Nahrungsmittelproduktion. Da viele Bauern auf die Produktion von Biogas umgestiegen sind, werden dadurch immer mehr landwirtschaftliche Flächen für Biogasanlagen genutzt sowie immer mehr Pflanzen zur Energiegewinnung statt zur Nahrungsmittelgewinnung angebaut. Das hat zum Teil großangelegte Monokulturen sowie einen Anstieg der Preise für Grundnahrungsmittel zur Folge. So werden beispielsweise 90 Prozent der Biogasanlagen in Deutschland größtenteils mit Mais betrieben. Somit steigt der Anbau von Mais auf Kosten der Artenvielfalt und zulasten einer abwechslungsreichen Ackergesellschaft. Das wirkt sich negativ auf den Boden aus, der durch die einseitige Nutzung an Nährstoffen verarmt. Des Weiteren kann eine falsche Lagerung der Biomasse negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Etwa, wenn die Biogasanlagen nicht regelmäßig gewartet werden oder nur unzureichend den Sicherheitsrichtlinien entsprechen. Dann kann es passieren, dass klimaschädliches Methan aus den Anlagen entweicht.
Biogasanlage: Wie wird Biogas gewonnen?
Biogas entsteht bei der Vergärung von Biomasse. Unter Vergärung versteht man dabei den Vorgang des mikrobiologischen Abbaus von organischen Stoffen in einer feuchten Umgebung unter Abschluss von Luft. Bei dieser Art des Zersetzungsprozesses wird die ursprüngliche Biomasse in Gas, Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Damit dies auch funktioniert ist allerdings ein mehrstufiger und recht komplexer Prozess notwendig. Hier wird oftmals von vier Phasen der Biogaserzeugung gesprochen. In diesen vier Phasen wird mithilfe einer >> Biogasanlage die verwendete Biomasse erst entsprechend aufbereitet und dann mithilfe von Mikroorganismen zersetzt sowie zur Faulung beziehungsweise Gärung gebracht. Dabei entstehen Gärreste, die in einem Gärrestlager gelagert werden müssen, und Biogas, welches dann zur Erzeugung von elektrischer Energie oder Wärme verbrannt und gespeichert wird.
Was ist eine Biogasanlage?
Biogas wird in der Regel in sogenannten Biogasanlagen hergestellt. In einer Biogasanlage werden die eigentlich natürlichen Faulungs-, Zersetzungs- und Umwandlungsprozesse kontrolliert und besonders effizient durchgeführt. Die natürlichen Prozesse lassen sich dabei mithilfe innovativer Technologien unterstützen. Das Prinzip der Biogasanlage ist recht einfach: In ihr kann die Biomasse unter Abschluss von Sauerstoff abgebaut und zur Gärung gebracht werden. Dazu werden verschiedene Arten von Mikroorganismen eingesetzt. Durch den Ausschluss von Sauerstoff können die eingesetzten Organismen nur einen geringen Teil der bei der Zersetzung erhaltenen Energie nutzen. Zurück bleibt dann die von den Organismen ungenutzte Energie in Form von Methan, welches für die Erzeugung von Strom und Wärme so wertvoll ist. Eine Biogasanlage besteht generell aus einer Vorgrube, aus einem Faulbehälter, einem Gastank, einem Gasrückstandslager sowie gegebenenfalls einem Blockheizkraftwerk. In der Vorgrube wird die Biomasse zunächst gelagert und dann in den Faulbehälter gepumpt, wo es mit den Mikroorganismen vermischt wird, die den Faulungsprozess auslösen. Das bei der Faulung und Gärung entstehende Gas wird im Gastank aufgefangen und dort gereinigt. Erst dann wird es über einen Zwischenspeicher in das Erdgasnetz oder das entsprechende Blockheizkraftwerk geleitet.
Gewinnung von Biogas
Biogas wird im Grunde genommen auf dieselbe Weise gewonnen, wie es auch in der Natur vorkommt – nämlich mittels natürlicher Faulungs- und Zersetzungsprozesse. Die Entstehung von Gas – insbesondere des wertvollen Methangases – ist ein Endprodukt dieser Vorgänge.
Wie wird Biogas hergestellt? Das Biomethan ist maßgebend
Die industrielle Herstellung von Biogas ist an den natürlichen Vorgang des Zersetzung und Methanfreisetzung angelehnt. So wird energiereiche und für die Erzeugung von Biogas geeignete Biomasse in einer Biogasanlage gelagert und mit verschiedenen Mikroorganismen angereichert. Diese Mikroorganismen bauen die Biomasse ab und setzen dabei eine Art Faulungs- und Zersetzungsprozess in Gang. Wichtig ist dabei allerdings, dass dieser Vorgang in der Biogasanlage unter Ausschluss von Sauerstoff stattfindet. Denn nur bei der anaeroben Zersetzung können die Organismen nur einen kleinen Teil der dadurch entstehenden Energie nutzen. So bleibt Methan als eine Art Abfallprodukt zurück. Dieses Methan ist der wichtige und wertvolle Bestandteil im Biogas. Bei der Verbrennung des energiereichen Methans können elektrische Energie und Wärme erzeugt werden.
Welche Biomasse wird für Biogas benötigt?
Aufgrund des mehrstufigen Zersetzungs- und Umwandlungsprozesses ist nicht jede Form von Biomasse für die Erzeugung von Biogas geeignet. So kann Holz beispielsweise nur sehr schwer umgewandelt werden. Zudem sind die für den Faulungsprozess benötigten Bakterien bei der Biomasse sehr wählerisch. Deshalb können auch Verunreinigungen in der Biomasse zu Problemen bei der Biogaserzeugung führen.
Typen der Biomasse
Es gibt verschiedene Arten von Biomasse, die für die Herstellung von Biogas geeignet sind. Ein wichtiges Unterscheidungskriterium ist dabei die Herkunft. So kann Biomasse beispielsweise aus Pflanzen oder tierischen Erzeugnissen bestehen.
Phytomasse
Beim Biomasse-Typ Phytomasse handelt es sich um Pflanzen. Zur Herstellung von Biogas wird dabei vor allem tote Biomasse in Form von abgestorbenen und abgestoßenen Teilen von Pflanzen verwendet.
Zoomasse
Bei der Zoomasse handelt es sich um Biomasse, die von Tieren gewonnen wird. Bei der Zoomasse wird vor allem tote Biomasse in Form von Exkrementen für die Erzeugung von Biogas verwendet.
Mikrobielle Biomasse
Die mikrobielle Biomasse wird von Mikroorganismen einschließlich Pilzen gewonnen. Zur mikrobiellen Biomasse gehören auch die für die Erzeugung des Biogases so wichtigen Mikroorganismen.
Ist Ökogas ein anderer Begriff für Biogas?
Neben Biogas wird von vielen Energielieferanten auch das sogenannte Ökogas angeboten. Dabei handelt es sich jedoch um zwei in der Regel unterschiedliche Energieträger, weshalb die Begriffe nicht synonym gebraucht werden können. Die Bezeichnung ‚öko’ bezieht sich nämlich weder auf die Herstellung noch auf die Zusammensetzung des angebotenen Gases. Ökogas kann somit auch aus ganz normalem Erdgas bestehen. Bei Ökogas wird lediglich garantiert, dass der Anbieter die verbrauchte Menge an Gas CO2-neutral stellt – etwa indem er regenerative Energien fördert oder entsprechende Emissionszertifikate kauft. Bei Biomasse handelt es sich hingegen immer um ein aus Biomasse erzeugtes Gas. Biogas ist daher eine regenerative und ökologische Energiequelle. Erfahren Sie Wissenswertes über die Energiewende Deutschland und den Ökostrom.
Fazit zum Thema Biogas
Biogas gehört in Deutschland zu den wichtigsten regenerativen Energiequellen. Biogas, das nicht mit Ökogas gleichzusetzen ist, wird in entsprechenden Biogasanlagen bei der Zersetzung von Biomasse hergestellt. Diese Energieproduktion gilt als besonders umweltfreundlich, da sie zum einen CO2-neutral ist und zudem auch noch dezentral sowie mit regional verfügbaren Rohstoffen realisiert werden kann. Mit der Verwendung von Biogas aus unbegrenzt zur Verfügung stehenden Rohstoffen lassen sich somit große Mengen an fossilen Brennstoffen einsparen und die Energiewende weiter vorantreiben. Aus diesem Grund wird die Produktion von Biogas auch nach wie vor von der Bundesregierung gefördert. Wegen dieser staatlichen Förderung ist die Herstellung von Biogas daher für viele Landwirte zu einem lukrativen Zusatzerwerb geworden.
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