Biogas und Biomethan: Funktion, Vorteile und Kosten

Biogas ist die unterschaetzte Schwester von Wind und Solar: Sie liefert rund um die Uhr, flexibel schaltbar und unabhaengig vom Wetter. Ueber 9.000 Anlagen produzieren in Deutschland Strom und Waerme, und ein wachsender Teil wird als Biomethan ins Erdgasnetz eingespeist. Wir erklaeren die Technik, die Vorteile und die Kosten im Detail.

Wie Biogas entsteht: die Technik erklaert

Biogas entsteht, wenn organische Materialien ohne Sauerstoff von Mikroorganismen vergaert werden - ein Prozess, der auch in der Natur stattfindet, etwa im Pansen von Kuehen oder in den Schlammschichten von Seen. In der Biogasanlage wird dieser Prozess technisch optimiert: In grossen, beheizten und dicht verschlossenen Behaeltern, den Fermentern, zersetzen Bakterienkulturen das Substrat ueber mehrere Wochen. Das Ergebnis ist ein Gasgemisch mit etwa 50 bis 65 Prozent Methan, dazu Kohlendioxid und Spurengase.

Als Substrate dienen ein breites Spektrum an organischen Materialien. In Deutschland dominieren nach wie vor Energiepflanzen wie Mais und Grassilage, dazu Guelle und Gulle aus der Tierhaltung, organische Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie, Bioabfall und in steigendem Umfang landschaftspflegerische Biomasse. Der Trend geht klar zu Rest- und Abfallstoffen, weil Energiepflanzen auf Ackerflaeche konkurrieren mit Lebensmittelproduktion und Biodiversitaet.

• Fermenter: grosser beheizter Behaelter, in dem das Substrat 20 bis 50 Tage vergaert.
• Gasanlage: faengt das Biogas auf und leitet es zur Weiterverarbeitung.
• BHKW: Blockheizkraftwerk, das Biogas vor Ort in Strom und Waerme umwandelt.
• Aufbereitung: trennt CO2 ab und erhoehnt den Methananteil auf rund 96 Prozent.
• Gaerereste: bleiben als hochwertiger organischer Duenger fuer die Landwirtschaft.

Rohbiogas versus Biomethan

Rohbiogas ist das Gas direkt aus dem Fermenter. Es brennt im Blockheizkraftwerk des Betriebes und erzeugt Strom und Waerme dort, wo die Anlage steht. Diese klassische Nutzung macht den ueberwiegenden Teil der deutschen Biogasanlagen aus - die Anlagen liefern nach EEG-Einspeiseverguetung Strom ins Netz und versorgen daneben Hof, Nachbargemeinden oder Gewerbe mit Waerme.

Biomethan ist etwas anderes: Hier wird Rohbiogas aufbereitet - Wasser und Kohlendioxid abgetrennt - bis das Gas die Qualitaet von Erdgas erreicht. Diese Qualitaet erlaubt die Einspeisung ins oeffentliche Erdgasnetz. Von dort kann Biomethan von Haushalten ueber Gasbrennwertkessel, von Kraftwerken, von Bussen und Lkw oder von Industrie als Brennstoff genutzt werden. Es ist ein anderes Produkt als Rohbiogas, mit deutlich groesserem Anwendungsraum.

Die Zahl der Biomethan-Einspeiseanlagen in Deutschland lag nach aktuellen Marktszenarien bei rund 350 bis 380, mit einer eingespeisten Menge von etwa 12 bis 13 Milliarden kWh pro Jahr. Das entspricht etwa einem Prozent des deutschen Erdgasverbrauchs - noch klein, aber mit klarem Wachstumspfad, gestuetzt durch die kommende Foerderung fuer Biomethan im Verkehr und im Heizmarkt.

Vorteile von Biogas fuer das Energiesystem

Der groesste Vorteil von Biogas ist seine Verfuegbarkeit: Waehrend Wind und Solar wetterabhaengig sind, laeuft eine Biogasanlage rund um die Uhr. Moderne Anlagen koennen ihre Produktion zudem flexibel steuern - die Fermenter wirken wie ein biologischer Speicher. Bei wenig Wind und Sonne wird mehr produziert, bei Stromueberschuss wird zurueckgeregelt. Das macht Biogas zu einem wertvollen Stueck in der Puzzle-Struktur der Energiewende.

Ein zweiter Vorteil ist die Flexibilitaet im Nutzungsweg. Biomethan kann als Kraftstoff fuer Lkw und Busse dienen, als Brennstoff fuer Heizungsanlagen oder in Gaskraftwerken fuer Spitzenlast eingesetzt werden. Es ermoeglicht damit eine Nutzung, die Solar und Wind nicht anbieten koennen: Der Brennstoff ist lagerbar und ueber das Gasnetz ueberall verfuegbar. Fuer die Waermewende in Bestandsgebaeuden, wo Waermepumpen nicht immer die erste Wahl sind, bietet Biomethan eine relevante Alternative.

• Grundlastfaehig: konstante Produktion unabhaengig von Wetter und Tageszeit.
• Flexibel schaltbar: Anlagen koennen Produktion und Verbrauch anpassen.
• Speicherfaehig: Gas ist lagerbar, keine teure Batterie noetig.
• Nutzt Gasnetz: bestehende Infrastruktur kann weiterverwendet werden.
• Kreislaufwirtschaft: Gaerereste ersetzen mineralischen Duenger.

Der Klimabeitrag ist abhaengig vom Substrat. Bei Guelle, Bioabfall und Reststoffen ist das Methan aus der Vergaerung klimaneutral im Sinne der Bilanzierung, weil es sonst als klimawirksames Methan in die Atmosphaere entweichen wuerde. Bei Energiepflanzen auf Ackerflaeche ist die Bilanz weniger eindeutig - deshalb gibt es Kriterien und Foerderstufen, die Reststoff-Anlagen belohnen.

Kosten und Wirtschaftlichkeit

Die Investitionskosten einer Biogasanlage haengen stark von Groesse und Technik ab. Eine typische landwirtschaftliche Anlage mit 500 kW elektrischer Leistung kostet nach Branchenberichten etwa 4 bis 6 Millionen Euro; Biomethan-Aufbereitung kommt mit 1,5 bis 3 Millionen Euro hinzu, abhaengig von Kapazitaet und Reinigungsgrad. Die Lebensdauer betraegt in der Regel 20 bis 25 Jahre mit regelmaessiger Instandhaltung.

Die Wirtschaftlichkeit haengt entscheidend von der Foerderung ab. Bestandsanlagen nach dem EEG erhalten Einspeiseverguetung fuer den Strom, gestaffelt nach Anlagengroesse und Inbetriebnahmejahr. Der erste Foerderzeitraum endet nach 20 Jahren - deshalb stehen in den naechsten Jahren viele Bestandsanlagen vor der Entscheidung: Weiternutzung ohne Foerderung, Umstellung auf flexible Vermarktung oder direkter Verkauf als Biomethan. Fuer die Waermewende ist der Biomethan-Preis von 9 bis 14 Cent pro kWh relevant, das ist deutlich teurer als Erdgas, aber vergleichbar mit Heizstab-Elektrizitaet in bestimmten Szenarien.

Ausblick: die Rolle von Biogas bis 2030

Die Bundesregierung und die Biogasbranche sehen in Biomethan einen relevanten Baustein fuer die Dekarbonisierung von Verkehr, Industrie und Bestandsgebaeuden. Das Potenzial wird auf 80 bis 100 Milliarden kWh pro Jahr geschaetzt - also deutlich mehr als die heute eingespeiste Menge. Der Ausbau haengt von drei Faktoren ab: Foerderinstrumente fuer Biomethan im Verkehr, Kriterien fuer nachhaltige Substrate und die Netzzugaenglichkeit kleinerer Aufbereitungsanlagen.

1. Substrat-Wende: mehr Reststoffe und Abfallstoffe, weniger Mais-Monokultur.
2. Flexibilisierung: Anlagen als Systemdienstleister im Strom- und Waermemarkt.
3. Biomethan im Verkehr: Foerderung fuer Lkw und Busse mit Biogas-Brennstoff.
4. Waermewende in Bestandsgebaeuden: Biomethan als Ergaenzung zur Waermepumpe.
5. Industrie: Prozesswaerme und Rohstoffersatz, wo Elektrifizierung schwierig ist.

Fuer Verbraucher bedeutet das: Biomethan-Tarife fuer Gasheizungen werden in den naechsten Jahren attraktiver und breiter angeboten. Sie sind nicht die Loesung fuer jede Immobilie - Waermepumpen bleiben in vielen Faellen effizienter - aber sie schliessen eine Luecke dort, wo Elektrifizierung technisch oder wirtschaftlich schwierig ist. Wer heute Gasheizung hat und nicht sofort tauschen kann, kann mit einem Biomethan-Tarif seinen CO2-Fussabdruck deutlich senken, ohne Heizungstausch.

Häufige Fragen