Biogas-Anlagen – CleanTech Lexikon

Biogas: BHKW, Einspeise-Vergütung, Biogasanlage

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Was ist Biogas?

Biogas ist ein brennbares Gas, das im Prozess der Vergärung von Biomasse jeglicher Art hergestellt werden kann. In so genannten Biogasanlagen kann Biogas sowohl durch die Vergärung von organischen Abfällen als auch durch die Vergärung eigens produzierter Energiepflanzen produziert werden. Biogas kann zur Erzeugung elektrischer Energie, aber auch zum Betrieb von Fahrzeugen Verwendung finden. Für die Nutzung von Biogas ist besonders der Methan-Anteil bedeutsam: Seine Verbrennung setzt Energie frei.

Produktion von Biogas: Wir entsteht Biogas?

Als Ausgangsstoffe für die technische Produktion von Biogas eignen sich insbesondere biogene Materialien:

  • vergärbare, biomassehaltige Rest- und Abfallstoffe wie Bioabfall, Speisereste oder Klärschlamm
  • Wirtachaftsdünger wie Gülle und Mist
  • Bislang ungenutzte Pflanzen sowie Pflanzenteile (Zwischenfrüchte, Pflanzenreste etc.)
  • gezielt angebaute Energiepflanzen (Nachwachsende Rohstoffe)

Das größte Potenzial zur Biogas-Produktion liegt in der Landwirtschaft. Dies ist damit zu begründen, dass es dort natürlich anfallende Ausgangsstoffe gibt: Wirtschaftsdünger, Pflanzenreste oder aber (nicht kostenlos) Energiepflanzen.

Biogas entsteht durch den natürlichen Prozess des mikrobiellen Abbaus organischer Stoffe unter Bedingungen, in denen kein Sauerstoff vorhanden ist. Dabei setzen Mikroorganismen die enthaltenen Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette in die Hauptprodukte Methan und Kohlenstoffdioxid um. Der Biogas-Prozess besteht aus mehreren Stufen, die jeweils von Mikroorganismen verschiedener Stoffwechseltypen durchgeführt werden.

Erzeugung von Biogas: Wie funktioniert eine Biogasanlage?

Eine Biogasanlage dient der Erzeugung von Biogas durch Vergärung von Biomasse. In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden meist tierische Rückstände wie Gülle odér Festmist sowie Energiepflanzen als Ausgangsstoff eingesetzt. In einer Biogasanlage erfolgt der anaerobe (ohne Sauerstoff) mikrobielle Abbau (Vergärung) des eingesetzten Substrats. Dieses besteht meist aus gut abbaubarer Biomasse wie Gülle, Energiepflanzen (vor allem Mais-, Getreide- und Grassilage), landwirtschaftlichen Nebenprodukten oder Bioabfällen.

Biogasanlagen in Deutschland

Im Jahr 2009 waren in Deutschland 4.671 Biogasanlagen in Betrieb, die schon rund 11 Prozent des Stroms aus erneuerbare Energien produzierten. 2010 stieg die Zahl auf mehr als 6.000. Insgesamt wächst die Zahl der Biogasanlagen in Deutschland rasant: Zwar ist die Energiepflanzenprämie wieder abgeschafft worden – dennoch sind insbesondere größere Investoren in den vergangenen Jahren in das Geschäft mit den Biogasanlagen eingestiegen.

Biogas BHKW: Gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung möglich

Zumeist wird das Biogas in der Nähe der Biogasanlage zur dezentralen, gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung (Kraft-Wärme-Kopplung) genutzt. Hierfür ist ein Blockheizkraftwerk (BHKW), ein so genanntes Biogas BHKW nötig. Dazu wird das Gasgemisch getrocknet, entschwefelt und dann einem Biogasmotor zugeführt, der einen Generator antreibt. Der so produzierte Strom wird in das Netz eingespeist. Die in Abgas und Motorkühlwasser enthaltene Wärme wird im Wärmeaustauscher zurückgewonnen. Ein Teil der Wärme wird benötigt, um die Fermenter zu beheizen, da die Mikroorganismen, die die Biomasse abbauen, am besten bei Temperaturen zwischen 30 und 37 °C oder 50 und 60 °C  wachsen.

Überschüssige Wärme des Motors kann etwa zur Beheizung von Gebäuden, zum Trocknen der Ernte (Getreide) oder den Betrieb von Aquakultur-Anlagen verwendet werden. Besonders wirtschaftlich und energieeffizient arbeitet die Anlage, wenn die überschüssige Wärme ganzjährig genutzt oder verkauft werden kann.

Einspeise-Vergütung für Biogas nach dem EEG

Die Einspeise-Vergütung für aus Biomasse gewonnenen Strom nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz orientiert sich an der Kraftwerkskapazität. Für 2011 gelten folgende Vergütungssätze:

  • bis 500 kW Leistung: 9,2 Cent
  • bis 5000 kW Leistung: 8,1 Cent
  • größer 5000 kW Leistung: 7,6 Cent

Einspeise-Vergütung: Nawaro-Bonus

Der Nawaro-Bonus von zuletzt 6 Cent je Kilowattstunde wird gezahlt, wenn in der Biogasanlage nur Pflanzen oder pflanzliche Bestandteile verwendet werden, die in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft, im Gartenbau oder in der Landschaftspflege anfallen und keinen anderen Zweck als die Verwertung in der Biogasanlage haben. Darüber hinaus darf auch Gülle in einer Nawaro-Anlage verwendet werden. Bei mindestens 30 Prozent Gülleanteil am Substrat (jederzeit) wird zudem ein Gülle-Bonus gewährt, der bei Anlagen bis 150 kWel 4 Cent, bei Anlagen bis 500 kWel 1 Cent/ kWhel beträgt.

Einpeise-Vergütung: KWK-Bonus

Der so genannte KWK-Bonus wurde Ende 2010 abgeschafft. Zuvor lag der auf zehn Jahre gewährte KWK-Bonus bei 1,59 Cent bzw. 1,94 Cent je Kilowattstunde (je nach Anlagentyp).

Quellen:

  • Fachverband Biogas e.V. (insbesondere Zahlen und Grafiken)
  • Bundesregierung
  • Agentur für Erneuerbare Energien
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