Strom aus Biogas

Was ist Biogas und wie wird es gewonnen?

Biogas ist ein Energielieferant, der durch den Abbau von Biomasse entsteht. In organischen Substanzen ist biochemische Energie gebunden, die durch die Photosynthese entstanden ist. Pflanzen können das Sonnenlicht aufnehmen und biochemisch umsetzten. Bei der Gewinnung von Biogas wird die Sonnenenergie indirekt zurückgewonnen. Biogas verfügt über eine ausgezeichnete Ökobilanz, weil nur so viel CO2 freigesetzt wird, wie auch entstehen würde, wenn die organischen Substanzen in der Natur verrotten würden.

Biogas wird durch anaerobe, sauerstofffreie Vergärung von organischem Material in entsprechenden Anlagen hergestellt. Als Ausgangsstoffe eignen sich Speisereste, Klärschlamm und Gartenabfälle. Der größte Produzent von Biomasse ist aber die Landwirtschaft mit Gülle, Mist und speziell angebauten Pflanzen mit einem hohen Energiepotenzial. Z.B besitzen Mais und Roggen eine hohe Bioenergie.

Biogasanlagen bestehen aus einem Reaktor aus Metall oder Beton, in dem das Biosubstrat bei ca. 35° ca. 3 Wochen bei Luftabschluss durchgewärmt wird. Während dieser Zeit muss die Biomasse immer wieder umgeschichtet werden, weil sich verschiedene Schichten wie Schwimm-und Sinkschichten absetzten können und so eine optimale Gasentwickung verhindert würde. Durch MiKroorganismen werden aus kompliziert aufgebauten Molekülen einfachere Strukturen entwickelt bis hin zur Gasbildung Das Gas steigt auf und wird durch eine Gasstrecke mit Zähler, Entschwefelungsvorrichtung und Kondensatabscheider abgeführt.

Das gewonnene Gas besteht zum größten Teil aus Methangas mit Werten zwischen 40% - 70%, Kohlendioxyd mit einem Anteil von 25 - 55%, Wasserdampf und geringen Werten von Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Der Anteil von CO2 entspricht dabei der Menge Kohlendioxyd, die bei der Photosynthese von den Pflanzen aus der Luft aufgenommen worden ist. Der Schwefelwasserstoff und die Anteile an Ammoniak erweisen sich für die Umwelt als problematisch. Sie müssen entfernt werden, weil sie die empfindlichen Gasmotoren angreifen und beschädigen könnten. Je mehr Methangas im Gasgemisch enthalten ist, desto wertvoller und energiereicher ist das Biogas.

Damit Biogas in der Praxis eingesetzt werden kann, muss es verschiedene Prozesse durchlaufen. Zunächst wird der Schwefelwasserstoff entfernt. Entweder wandert das Gas durch einen mit Eisen besetzten Filter oder es wird Sauerstoff in den Gärraum geleitet, wobei sich der Schwefel im Gasraum ablagert. Dann wird das Gas unter den Taupunkt gekühlt, sodass sich der Wasserdampf in Wasser umwandelt. Das Kondenzwasser wird gesammelt und abgeleitet.

Als nächster Schritt wird im Gas der Methangasanteil erhöht. Mit Hilfe eine Druckwasserwäsche entzieht man die Anteile an CO2 und O2. Zum Schluss muss das Biogas verdichtet werden, wenn es als Brennstoff für Autos dienen soll oder wenn es ins Erdgasnetz eingespeist werden soll. In mehreren Stufen wird das Gas auf 200 bar komprimiert. Nachdem das Biogas alle dies Verfahren durchlaufen hat, ist es dem Erdgas gleichwertig, was das Energiepotenzial angeht.

Es gibt drei Bereiche, wo die Energie von Biogas verwendet werden kann. z.B. wird mit Biogas Strom erzeugt. Immer mehr Bauern verdienen ihr Geld mit der Herstellung von Biogas. Für eine Kilowattstunde erhalten sie 11,5 Cent. Es lohnt sich für sie inzwischen mehr, eine Biogasanlage anstatt traditioneller Viehzucht zu betreiben. Die Landwirte bauen Roggen und Mais nicht mehr als Viehfutter an sondern ausschließlich für die Gewinnung von Energie. In der BRD existieren inzwischen etwa 2500 Biogasanlagen und die Tendenz ist steigend, weil es neben dem Anstieg an Bedarf an umweltfreundlicher Energie für den Bau von Biogasanlagen finanzielle Unterstützung vom Staat gibt. Im Jahr 2005 wurden in der BRD 2.500 GWh Strom durch Biogas erzeugt. Damit wurde die Emission von 2,5 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid verhindert. Zur Zeit beträgt der Umsatz der Biogas-Branche 370 Millionen Euro.

In der Schweiz und in Schweden wird Biogas schon weitgehend mit Erdgas vermischt und genutzt. Vor allem in der Automobilbranche wird Biogas immer mehr verwendet. Es gibt zunehmend Tankstellen die zum konventionellen LPG Autogas, nun auch Biogas anbieten. Im niedersächsischen Jameln befindet sich die erste deutsche Biogastankstelle, wo die Autos ausschließlich mit Biogas betankt werden können.

KFZ-Umrüstung: Mit Biogas günstiger tanken?

Bio-Gas, ist eine günstige und umweltschonende Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen, jedoch muss das Fahrzeug auf diese Technik umgebaut werden, was ein weiterer Kostenfaktor ist. Dies lohnt sich eigentlich nur bei Vielfahrern, aber für die Umwelt lohnt es sich in jedem Fall. Was die Wirtschaftlichkeit von Biogas als Autotreibstoff bei Neuwagen angeht, hat sich herausgestellt, dass zwar die Anschaffung eines Gasautos teurer ist aber dass auf längere Sicht das mit Gas betriebene Auto günstiger fährt. Nach einer Zeit von 8 Jahren erweist sich das Biogasauto einem herkömmliches Auto preislich überlegen. Je mehr Kilometer man verfährt, desto größer ist die finanzielle Ersparnis ganz abgesehen von der Umweltverträglichkeit.

Zukunft?

Für die Zukunft ist mit einer Zunahme an Biogastechnologie zu rechnen. Der Vorteil der positiven Ökobilanz liegt auf der Hand, was auch die Politiker allmählich umdenken lässt. Allerdings ist eher mit einer längerfristigen Umstellung auf regenerierbare Energien zu rechnen, weil viele andere wirtschaftliche Interessen dem gegenüberstehen. Da jetzt schon Biogasbrennstoffe wirtschaftlich günstiger sind, forscht man in die Richtung, Biogas auch in Brennstoffzellen einzusetzten. Diese Technologie hat den Vorteil geringer Schadstoffemissionen und einen hohen Wirkungsgrad von 60%. Wenn flächendeckend Tankstellen eingerichtet und die Preise der Motoren sinken würden, gäbe es eine erhebliche Zunahme von umweltfreundlichen Autos.

Umstritten: Die Herstellung aus Biomasse

Der Einsatz von Biomasse zur Biogasgewinnung ist strittig, da große Mengen Biomasse zur Energiegewinnung erzeugt werden müssen, und dies häufig durch den Einsatz von Chemie in Form von Pestiziden geschieht, welche wieder rum die Umwelt noch mehr belasten. Biomasse ist ein Abfallprodukt, welches bei der Nahrungsmittelgewinnung in der Landwirtschaft entsteht. Die Rohstoffe die der Mensch als Nahrungsmittel verwendet, nämlich pflanzliche u. tierische Rohstoffe, werden bei der Weiterver-arbeitung zunächst nicht vollständig verwertet.

Es fallen organische Abfälle an, die in Biokraftwerken verbrannt werden, wodurch dann Energie freigesetzt wird. Um den Bedarf der Weltbevölkerung an Energie aber aus Biomasse zu erzeugen muss mehr Biomasse erzeugt werden, welches aber in diesem Umfang nicht auf ökologischem Wege möglich ist. Dies einer der Hauptgründe, warum die Energiegewinnung aus Biomasse so umstritten ist. Dennoch werden aus Biomasse etliche Gase und Treibstoffe hergestellt.

Weitere Beispiele für die Verwendung von Biomasse als Energie: