„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 verpönt und trifft meist auf herkömmliche Biogasanlagen mit Flüssigvergärung zu, welche noch zahlreiche weitere Nachteile mit sich bringen.

Biogasanlage – Funktionsweise verständlich erklärt

  • In einer Biogasanlage werden organische 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.
  • Bedingungen 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 veredelt oder als organischer Dünger für die Landwirtschaft verwendet werden.
  • Das Biogas wird in einem Gasspeicher zwischengespeichert.
  • Zur Verwendung von Biogas gibt es mehrere Möglichkeiten: 1. Biogas für Strom und Wärme –  einem Motor (BHKW), 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: 2. Biogas wird in Bioerdgas (Biomethan) veredelt und ins Gasnetz eingespeist. Dieses kann in Haushalten zum Heizen oder Kochen verwendet werden.

Vorteile einer Biogasanlage

  • Ungenutzte organische 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 Landwirtschaftsdünger verwendet.
  • Biogas kann zu Bioerdgas umgewandelt werden.
  • Meist kurze Transportstrecken, da die Biogasanlage und die genutzten Substrate meist am gleichen Standort sind.
  • Vorbildliche Kreislaufwirtschaft: Der Kreislauf schliesst sich, wenn der organische Rest, das Gärgut, nach der Vergärung mit den darin befindlichen Nährstoffen, wieder dem Boden zurückgegeben wird. Neben der Düngewirkung durch Nährstoffe zeigt sich in der praktischen Anwendung, die eine Verbesserung der Bodenstruktur mitsamt der stetigen Erhöhung des Humusanteils auf den Ackerflächen. Dieser Humusaufbau verbessert dabei die Wasserspeicherkapazität des Bodens drastisch. Deshalb werden in trockenen Zeiten mehr als 70% der Ernteausfälle vermeidbar.

Vorteile von Biogas

  • Biogas ist unabhängig von Wetter oder Saison, permanent verfügbar, transportier- und speicherbar, und somit flexibel einzusetzen – so zum Beispiel zur lokalen oder regionalen Energie-Bereitstellung oder als Energieträger im Mobilitätssektor.
  • Biogas ist CO₂ neutral ist. Biomasse, die in der Biogasanlage vergoren wird, in der Vergangenheit in Pflanzenform genau die Menge an C02 gebunden hat, die bei der Verbrennung des späteren Biogases wieder freigesetzt wird. Das Biogas verursacht somit keinen zusätzlichen Ausstoss von CO₂. Ein weiterer Pluspunkt in der allgemeinen Klimabilanz ist, dass Biogas vor Ort produzierbar ist.

Biogasanlagen und Biogas 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 Tier-haltenden 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. (s.a. Artikel: Wie funktioniert eine Biogasanlage?)

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 / 150 kW installierter elektrischer Leistung, die in einer eigenen Kategorie des EEG 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 Biogasanlagen für Bioabfall ist die Höhe der Abfall-Entsorgungsgebühren zusätzlich zum Stromverkauf entscheidend für einen wirtschaftlichen Betrieb. Hier besteht aber noch eine Konkurrenzsituation mit Kompostier-Betrieben, 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 Potenzial nutzbar zu machen.

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

Weiterführende Informationen „Wie funktioniert eine Biogasanlage?“ oder „Was kostet eine Biogasanlage?“ finden Sie auf unserer Webseite oder auf Wikipedia.