Wie funktioniert eine Biogasanlage? Das werden wir sehr oft gefragt und wollen dies kurz und knapp erläutern. In einer Biogasanlage entsteht Biogas. Das geschieht in einem großen Rundtank oder Boxen (Feststoffvergärung) durch den natürlichen Abbau von organischen Abfällen. Diese Abfälle sind zum Beispiel Bioabfall, Grünschnitt, Lebensmittelreste, Schlachtabfälle und Festmist (Pferde, Rinder, Schwein, Geflügel). Aber auch mit Nutzpflanzen wird in einer Biogasanlage Biogas hergestellt. Jedoch ist diese Praxis verpöhnt und trifft meist auf herkömmliche Biogasanlagen mit Flüssigvergärung zu, welche noch zahlreiche weitere Nachteile mit sich bringen.

Wie funktioniert eine Biogasanlage für Feststoffvergärung – verständlich erklärt

  • In einer Biogasanlage werden organsiche Abfälle (s.g. Substrate) unter Ausschluss von Sauerstoff durch Bakterien abgebaut. Dabei werden Methan, Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff, Stickstoff produziert.
  • Zuerst werden in der Vorgrube Substrate angemischt. Danach werden diese in Boxen gefüllt, den sogenannten Fermenter.
  • Die Tore der Boxen werden luftdicht verschlossen und das eingelagerte Substrat wird in zeitlich regelmässigen Abständen mit flüssigen Perkolat (z.B. Gülle) besprüht.
  • Im Fermenter beginnt dann die Gärung. Die Gärung findet ohne Sauerstoff statt. Deshalb wird dieser Prozess auch anaerobe Vergärung genannt.
  • Bedinungen dafür sind zudem die konstante Temperatur und der pH-Wert.
  • Ist das Biogas aus dem Substrat entwichen, bleibt ein Gärrest zurück. Dieser kann als Kompost eredelt oder als organischer Dünger für die Landwirtschaft verwendet werden.
  • Das Biogas wird in einem Gasspeicher abgespeichert. Zur Verwndung von Biogas gibt es mehrere Möglichkeiten: Biogas für Strom und Wärme: einem Motor der Biogas (Biomethan) verbrennt, wird in regelmäßigen Abständen Gas zugeführt. Dieser Motor treibt einen Generator an der Strom erzeugt. Dieser Strom wird in das Stromnetz übertragen. Oder: Das Biogas wird in Bioergas (Biomethan) veredelt und ins Gasnetz eingespeist. Dieses kann in Haushalten zum Heizen oder Kochen verwendet werden.

Vorteile einer Biogasanlage

  • Ungenutzte organsiche Abfälle wie Biomüll, Grünschnitt, Festmist werden nachhaltig verwertet.
  • Die genutzte Energie kommt aus regenerativen Quellen.
  • Gärreste werden nach der Produktion von Biogas als günstiger, natürlicher organischer Landwirtschaftdünger verwendet.
  • Biogas kann zu Bioerdgas umgewandelt werden.
  • Meist kurze Transportstrecken, da die Biogasanlage und die genutzten Substate meist am gleichen Standort sind.

Weiterführende Informationen finden Sie auf unserer Webseite oder auf Wikipedia.

Biogas und Biogasanlagen in der Geschichte

Biogas ist keine Erfindung der Neuzeit – seit Leben auf der Erde existiert, wird auch Biogas gebildet. Unter Ausschluss von Luftsauerstoff wird organische Materie von Mikroorganismen abgebaut bzw. mineralisiert, um wieder für biologische Aufbauprozesse zur Verfügung zu stehen (Stoffkreislauf). Die dabei entstehenden Fäulnis-Gase werden als Biogas bezeichnet, wenn diese kontrolliert unter technischen Rahmenbedingungen entstehen. Das speicher- und transportierbare Biogas besteht zu etwa gleichen Teilen aus dem inerten Kohlenstoffdioxid und dem energiereichen Methan. Es lässt sich sowohl in elektrischen Strom als auch in „Bio-Erdgas“ (Biomethan) umwandeln und stellt somit eine flexible Energiequelle dar.

Basierend auf Erkenntnissen und Technologien der Klär- bzw. Abwasserbehandlung entwickelten sich in der tierhaltenden Landwirtschaft die bekannten konventionellen Biogas-Systeme (Flüssig-Vergärung). Während anfänglich vor allem tierische Exkremente (Gülle) vergoren wurden, kamen nach kurzer Zeit auch Feldfrüchte zum Einsatz, welche den Gasertrag steigern konnten.

Im Jahr 2009 wurden die Subventionen für Strom aus Biogas erhöht, festgelegt im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), was in Deutschland einen regelrechten Biogasboom auslöste. Innerhalb von 3 Jahren, zwischen 2009 und 2011, wurden mehr als 3.800 Biogasanlagen gebaut, ebenso viele wie in den letzten 15 Jahren davor. Der Landwirt, der sich zunehmend zum Energiewirt entwickelte, musste sich jedoch bald der „Tank vs. Teller“-Diskussion stellen (Anbau von Feldfrüchten zur Energieproduktion). Im Jahr 2012 wurden die Vergütungsstrukturen des EEG überarbeitet und die hohen Subventionen zurückgefahren. Darunter leidet die deutsche Biogasbranche seitdem massiv. Der Zubau war mit etwa 148 Anlagen im Jahr 2016 nur noch marginal. „Überlebensfähig“ sind in erster Linie nur noch sogenannte Gülleanlagen bis 75 kW installierter elektrischer Leistung, die in einer eigenen Kategorie des EEGs eine noch akzeptable Förderung erhalten.

Der deutsche Gesetzgeber hat dem unkontrollierten Zubau der großen zentralisierten Biogasanlagen mit ungeheurem Flächenbedarf (sowohl für Substrate wie auch für die Verwendung des Gärrests als landwirtschaftlicher Dünger) somit einen Riegel vorgeschoben und fördert gezielt nur noch Güllekleinanlagen, die eine dezentrale umweltverträgliche Verwertung von landwirtschaftlichen Abfällen ermöglichen. Bei Bioabfallvergärungsanlagen ist die Höhe der Abfall-Entsorgungsgebühren zusätzlich zum Stromverkauf entscheidend für einen wirtschaftlichen Betrieb. Hier besteht aber noch eine Konkurrenzsituation mit Kompostierbetrieben, solange bis der Gesetzgeber eine der Kompostierung vorgeschaltete Vergärung von Bioabfällen verpflichtend vorschreibt.

Durch diese Fehlentwicklung in Deutschland ist der Begriff Biogas in der Öffentlichkeit negativ besetzt, was sich leider auch auf nachhaltig erzeugtes Biogas aus organischen Abfallstoffen (wie z.B. Pferdemist, Grüngut und Bioabfälle) auswirkt.

Verlässt man nun Deutschland als Wiege der modernen Biogastechnologie und betrachtet die angrenzenden europäischen Länder, so finden sich weitere Biogasanlagen in Italien, gefolgt von den UK, Frankreich, Schweiz, Tschechien, Österreich, Schweden, Polen und den Niederlanden. Die Gesamtzahl der Anlagen in diesen Ländern reicht aber noch nicht an die in Deutschland heran.

Global betrachtet existieren wohl die meisten Biogasanlagen in China, gefolgt von Indien. Millionen von kleinen Haushalts-Biogasanlagen produzieren aus Essensresten und tierischen Exkrementen Biogas, um den täglichen Bedarf an Energie zum Kochen oder zur Beleuchtung bereitzustellen. Jedoch wurden die enormen Mengen an organischen Abfällen, die weltweit vor allem in den Ballungsgebieten tagtäglich produziert werden, noch nicht als Energiequelle erkannt. In erster Linie fehlen geeignete Lösungskonzepte und Technologien, um dieses Potential nutzbar zu machen