Biogas einfach erklärt
Vereinfacht gesagt ist Gas zunächst ein Energieträger, bei dessen Verbrennung Energie entsteht. Wir können es zum Heizen und Kochen, zur Wassererwärmung oder zum Antrieb von Kraftwerken und Fahrzeugen nutzen. Mit Gas als Energieträger ist normalerweise Erdgas gemeint. Chemisch besteht das vor allem aus der Kohlenwasserstoffverbindung CH4, also Methan, mit ein paar kleinen Beimischungen bzw. Verunreinigungen. Dieses Methangemisch kommt tief aus dem Boden und ist dort vor Jahrmillionen aus den Ablagerungen von toten Pflanzen und Tieren entstanden – daher die Bezeichnung „fossiler“ Energieträger. Der Vorrat an fossilen Brennstoffen ist aber nicht unerschöpflich, man könnte auch sagen, nicht erneuerbar: Die Reserven werden irgendwann aufgebraucht sein. Demgegenüber lässt sich Biogas in Biogasanlagen aus der Vergärung (das bedeutet „im luftdichten Raum zersetzen“) von Pflanzen- und Tierreststoffen gewinnen und somit kontinuierlich neu erzeugen. Biogas enthält ebenfalls einen hohen Methan-Anteil, aber auch große Anteile von Kohlendioxid und daneben weitere Bestandteile wie Schwefelwasserstoffe.
Was ist der Unterschied zwischen Ökogas, Biogas und Biomethan?
Gas liegt immer als Gemisch vor. Es ist entscheidend, wie viel Prozent Methan enthalten ist, um es in unser Erdgasnetz einspeisen und nutzen zu können. Das bisher genutzte Erdgas enthält bis zu 99 Prozent Methan und nur kleine Anteile anderer Gase.
Biomethan ist im Prinzip Erdgas aus biogenen Quellen – Methan, das nicht fossilen Ursprungs ist und das in der Biogasanlage gewonnen und dann bereinigt von anderen Gasen wie Kohlenstoffdioxid (CO2) und Schwefelwasserstoff zu Biomethan aufbereitet wurde. Durch den vorherigen kurzfristigen biologischen Kreislauf ist Biomethan klimaneutral, die aufwachsenden Pflanzen als Energie-Rohstoffe binden das bei der Verbrennung ausgestoßene CO2.
Ökogas- oder Klimagas-Tarife kennzeichnet meist nur ein nachträglicher Ausgleich der fossilen Emissionen: Es wird 100 Prozent Erdgas verkauft, die bei der Verbrennung entstehenden CO2-Emissionen jedoch durch den Kauf von Zertifikaten und eventuell über Investition in Erneuerbare Energien Anlagen ausgeglichen.
Darüber hinaus wird teilweise auch Windgas oder EE-Methan angeboten. Das meint ein synthetisch hergestelltes Methan, dessen Ausgangprodukt Wasserstoff ist, der in mit Ökostrom betriebenen Elektrolyseuren gewonnen wird. Das nennt man dann Power-to-Gas. Durch die Grünstromnutzung sind diese Produkte prinzipiell auch klimaneutral, bislang gibt es sie aber nur in sehr kleinen Mengen und die Produktion braucht auch viel Energie, weshalb der Einsatz im Massenmarkt auch nicht besonders effizient ist.
Wie werden Erdgas und Biogas benutzt?
ein brennbares, fossiles Naturgas, das in unterirdischen Lagerstätten vorkommt. Es tritt häufig zusammen mit Erdöl auf, da beides auf ähnliche Weise vor Jahrmillionen entstanden ist. Erdgas bildet sich unter Luftabschluss, erhöhter Temperatur und hohem Druck aus abgestorbenen und abgesunkenen marinen Kleinstlebewesen, also Mikroorganismen, Algen und Plankton. Und das nicht mal eben so, denn die mikrobielle Zersetzung organischer Stoffe an Ort und Stelle braucht Zeit. Viel Zeit. So viel Zeit, dass Erdgas mit einer Entstehungszeit von etwa 20 Millionen Jahren nicht nur als jung, sondern sogar als sehr jung gilt.
Chemisch gesehen handelt es sich bei Erdgas um ein Gasgemisch, das zu 75 bis 99 Prozent aus hochentzündlichem Methan (CH4) besteht. Die genaue Zusammensetzung hängt vom Entstehungsort und der Umgebung ab: Neben Methan kann Erdgas auch aus Ethan, Propan, Butan und Ethan, aber auch aus Schwefelwasser- und Stickstoff, Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie Wasserdampf bestehen.
Erdgas ist übrigens ungiftig, brennbar, farb- und geruchlos. Und der typische Gasgeruch, der an faule Eier erinnert? Der wird absichtlich beigemischt, damit wir eventuell austretendes Gas bemerken. Denn auch wenn Erdgas an sich ungiftig ist: Zu viel davon einatmen sollten wir nicht – geschweige denn es versehentlich anzünden, denn es bildet mit Luft explosive Gemische.
Mit (Bio-)Gas heizen
Immer mehr Haushalte beziehen (echten) Ökostrom. Klimaschutz bei der Wärmeversorgung bleibt daneben leider häufig auf der Strecke. Dabei kann nicht nur der Bezug von Ökostrom beträchtliche Mengen an CO2 einsparen. Mit Biogas lassen sich sogar die noch höheren Emissionen aus der meist für die Wärmeerzeugung genutzten Gasheizung auf Null stellen. Auch generell schlummert noch viel CO2-Einspar-Potenzial in (deutschen) Haushalten.
Fakt ist: Mehr als zwei Drittel der Energie werden in deutschen Haushalten dafür genutzt, Räume zu heizen. Daher ist Sparen beim Heizen das beste Mittel, um CO2 zu reduzieren. Das klingt zwar schwierig, ist aber recht einfach umzusetzen. Senkt man die Raumtemperatur nämlich um nur ein Grad, spart man schon bei einer 60 qm großen Wohnung im Jahr nicht nur 500 kg CO2, sondern auch knapp 140 Euro Heizkosten. Übrigens: Das Umweltbundesamt empfiehlt für Wohnbereiche eine Maximaltemperatur von 20 Grad. Für alle anderen Räume, wie z. B. Küche oder Schlafzimmer, sind sogar schon 17 bis 18 Grad optimal.
Zum Heizen wird in den allermeisten Haushalten konventionelles (Erd-)Gas benutzt: Mit einem Anteil von fast 50 Prozent ist Erdgas somit der weitverbreitetste Energieträger im privaten deutschen Wärmemarkt. Auf Platz zwei liegen die noch klimaschädlicheren Ölheizungen und auf Platz drei die Nutzung von Fernwärme. Der Anteil Erneuerbarer Energien im Wärmesektor stagniert seit Jahren bei rund 15 Prozent. Die Wärmeversorgung birgt daher noch ein erhebliches Klimaschutzpotenzial: Der Effekt durch den Bezug von echtem Biogas ist enorm, denn ein durchschnittlicher Drei-Personen-Haushalt kann allein dadurch drei Tonnen CO2 pro Jahr einsparen.
Was unterscheidet echtes Biogas von konventionellem Gas?
Gas ist nicht gleich Gas. Als erster Energieversorger Deutschlands bietet beispielsweise NATURSTROM seit 2009 ein hundertprozentiges Biogas-Produkt an. Das naturstrom biogas ist klimaneutral und unabhängig von der Kohle-, Öl- und Atomindustrie produziert. Es wird ausschließlich aus regionalen Rest- und Abfallstoffen hergestellt und hat damit keine Probleme mit Monokulturen, Gentechnik oder Flächenkonkurrenz zur Landwirtschaft, wie sie ansonsten teilweise der Bioenergie vorgeworfen werden. Wirklich nachhaltig orientierte Anbieter setzen daher auch beim Biogas auf eine regionale und ökologisch verträgliche Produktion.
Biogas im Strommarkt
Gut zu wissen: Auch im Strommarkt spielt Biogas eine wichtige Rolle als erneuerbarer und zudem speicher- und regelbarer Energieträger: Durch seine Flexibilität kann genau dann Strom eingespeist werden, wenn wenig Wind und Sonne vorhanden sind. So ist es der ideale Ausgleich für die fluktuierenden Erneuerbaren und garantiert gemeinsam mit Speichertechnologien eine sichere Stromversorgung auch nach dem Abschalten der fossilen und nuklearen Kraftwerke.
Wie funktioniert eine Biogasanlage und was ist Biomasse?
In Biogasanlagen lässt sich ganz natürlich aus sogenannter Biomasse, also Gülle, pflanzlichen Quellen oder aus Biomüll, Biogas herstellen. Diese werden auch als Biogassubstrat bezeichnet. Bislang werden die Anlagen hauptsachlich aus landwirtschaftlichen Abfällen und vor allem aus Silomais gespeist. Mais wird traditionell als Biogassubstrat verwendet, weil er besonders ertragreich ist. Das Problem: Durch massenhaften Maisanbau entstehen teilweise Monokulturen, die dem fruchtbaren Boden und der Tierwelt zusetzen. Allerdings ist dazu zu sagen, dass der Großteil des Maisanbaus hierzulande als Tierfutter verwendet wird, vermehrte vegetarische Ernährung könnte das Problem also deutlich eingrenzen. Aber auch bei der Produktion von Biogassubstraten ist es daher umweltverträglicher, auf zum Beispiel Biomüll und Gülle oder eben alternative Pflanzen zum Mais zurückzugreifen. Eine mit viel Potenzial ist beispielsweise die „Durchwachsene Silphie“. Diese Pflanze kann den weitverbreiteten Silomais als Biogassubstrat ersetzen und ist langfristig nicht nur ertragreicher, sondern schont auch noch die Tier- und Pflanzenwelt. Neben dem hohen Ertragspotenzial bietet die Durchwachsene Silphie die ökologischen Vorteile einer Dauerkultur.
In Biogasanlagen wird Biomasse im luftdichten und sauerstoffarmen Raum vergärt. Dabei entsteht Biogas, welches oft vor Ort in einem Blockheizkraftwerk zur Energieerzeugung genutzt oder eben zu Biomethan umgewandelt wird, um es in das Erdgasnetz einzuspeisen. Biogasanlagen leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. 2020 waren in Deutschland ca. 9.400 Anlagen im Betrieb. Im Jahr 2019 betrug die kumulierte installierte Leistung aller Biogasanlagen in Deutschland rund fünf Gigawatt. Für das Jahr 2030 wird ein Wert in Höhe von 5,03 Gigawatt prognostiziert
Biogas und Klimaschutz
Zwar stimmt es, dass die Verbrennung von Erdgas im Vergleich zu Kohle nur etwa halb so viel CO2 freisetzt – wirklich klimafreundlich ist Erdgas trotzdem nicht: Zum einen wollen wir unseren Treibhausgasausstoß ja nicht nur um die Hälfte verringern, sondern laut Bundesregierung um 80-95 Prozent. Zum anderen ist Gas im Vergleich zu Öl oder Kohle relativ flüchtig, weshalb bei der Förderung und beim Transport oftmals große Mengen ungenutzt in die Atmosphäre entweichen – und Methan in seinem Rohzustand ist noch viel klimawirksamer als das bei seiner Verbrennung entstehende CO2. Laut Weltklimarat (IPCC) verursacht Methan in den ersten 20 Jahren nach seiner Freisetzung einen rund 87 Mal stärkeren negativen Klimaeffekt in der Atmosphäre als CO2.
Aber es gibt eine Alternative: Biogas ist in der Gesamtbilanz deutlich nachhaltiger als Erdgas und stärkt zudem die regionale Wertschöpfung sowie die Landwirtschaft vor Ort. Es unterscheidet sich in seiner Zusammensetzung von Erdgas, jedoch ist auch hier Methan Hauptbestandteil und Brennstoff, das bei der Verbrennung wiederum zusätzliches CO2 freisetzt.
Doch weil gleichzeitig die Reststoffe sowie die nachwachsenden Rohstoffe (wie Nutzpflanzen), die für die Gewinnung von Biogas zum Einsatz kommen, CO2 aus der Atmosphäre binden, handelt sich um einen natürlichen Kreislauf – quasi ein CO2-Nullsummenspiel.
