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Welche Eigenschaften hat Biogas?
Nach der Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2000 wurde die Biogasproduktion in Deutschland stark ausgebaut. Besonders viele Anlagen entstanden zwischen 2004 und 2011. Biogas lässt sich zur Strom- und Wärmeerzeugung sowie als Kraftstoff nutzen. Zugleich können der Anbau von Energiepflanzen, Flächenkonkurrenzen und die beim Anlagenbetrieb entstehenden Emissionen mit Nachteilen für Umwelt und Landwirtschaft verbunden sein.
Ende 2025 gab es in Deutschland insgesamt 9.605 Biogasanlagen, darunter 9.315 Anlagen zur Stromerzeugung vor Ort und 290 Anlagen zur Aufbereitung von Biogas zu Biomethan. Biogas kann zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt oder zu Biomethan aufbereitet werden. Biomethan lässt sich in das Gasnetz einspeisen und unter bestimmten Voraussetzungen als Kraftstoff einsetzen.
Entwicklung der Biogasproduktion in Deutschland
Landwirtschaftliche Biogasanlagen waren in Deutschland bereits vor Einführung des EEG verbreitet. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) aus dem Jahr 2000 schuf feste Rahmenbedingungen für die Vergütung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen und erleichterte Investitionen in neue Anlagen. Besonders zwischen 2004 und 2011 nahm der Anlagenbestand deutlich zu. Spätere Änderungen der Förderbedingungen führten dazu, dass sich der Neubau von Anlagen verlangsamte.
Wie unterscheiden sich Biogas und Erdgas?
Was ist Erdgas?
Erdgas ist ein fossiler und begrenzt verfügbarer Energieträger. Es wird sowohl aus reinen Erdgaslagerstätten als auch gemeinsam mit Erdöl gefördert. Bei der Erdgasförderung mittels Fracking wird unter hohem Druck ein Gemisch aus Wasser, Stützmitteln und chemischen Zusätzen in tief liegende Gesteinsschichten eingebracht.
Abhängig vom Verfahren und vom Standort kann Fracking unter anderem Risiken für das Grund- und Trinkwasser mit sich bringen. Unkonventionelles Fracking in Schiefer-, Mergel-, Ton- und Kohleflözgestein ist in Deutschland zu kommerziellen Zwecken derzeit nicht zulässig. Konventionelle Fracking-Vorhaben unterliegen strengen gesetzlichen Anforderungen und sind in besonders geschützten Gebieten verboten.
Fossile Energieträger entstehen über geologische Zeiträume und stehen daher nur begrenzt zur Verfügung.
Was ist Biogas?
Erneuerbare Energiequellen wie Sonnenenergie und Windenergie stehen fortlaufend zur Verfügung. Biomasse kann nachwachsen, ist jedoch aufgrund begrenzter Flächen und konkurrierender Nutzungsmöglichkeiten nur eingeschränkt verfügbar. Ihre Nutzung kann dennoch mit Flächenbedarf, Emissionen und weiteren Umweltwirkungen verbunden sein.
Biogas wird durch die Vergärung von Biomasse, das heißt von organischen Materialien, erzeugt. Als Substrate dienen unter anderem Energiepflanzen, Gülle, Mist sowie biogene Abfälle und Reststoffe. Auch getrennt gesammelte organische Haushaltsabfälle werden zur Biogasproduktion genutzt.
Wie wird Biogas hergestellt?
Ein zentraler Bestandteil vieler Biogasanlagen ist der Fermenter. In diesem Behälter bauen Mikroorganismen organische Ausgangsstoffe unter Ausschluss von Sauerstoff in einem mehrstufigen biologischen Prozess ab. Dabei entsteht Biogas, das zu 50 bis 75 Prozent aus Methan (CH4) besteht. Weitere Bestandteile sind vor allem Kohlendioxid sowie geringe Mengen Wasserdampf, Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und andere Spurengase.
Das Biogas kann in einem Blockheizkraftwerk zur Strom- und Wärmeerzeugung eingesetzt oder gereinigt und zu Biomethan aufbereitet werden. Biomethan besitzt Erdgasqualität und kann in das Gasnetz eingespeist werden. Die bei der Vergärung entstehenden Gärprodukte können unter Einhaltung der düngerechtlichen Vorgaben als organische Düngemittel eingesetzt werden.
Wie hoch ist der Biogasertrag verschiedener Substrate?
Der Biogasertrag hängt vom eingesetzten Substrat, dessen Zusammensetzung und Trockenmassegehalt sowie von den Betriebsbedingungen der Anlage ab. Rindergülle liefert je Tonne in der Regel weniger Biogas als Maissilage. Dafür fällt sie als Wirtschaftsdünger ohnehin in landwirtschaftlichen Betrieben an. Maissilage erreicht höhere Gaserträge, erfordert jedoch den gezielten Anbau entsprechender Energiepflanzen. Die angegebenen Ertragswerte sind daher als Richtwerte zu verstehen.
Wie kam es zum Ausbau der Biogasproduktion?
Das Erneuerbare-Energien-Gesetz aus dem Jahr 2000 schuf feste Rahmenbedingungen für die Vergütung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Die in der Regel auf 20 Jahre angelegte Förderung erleichterte Investitionen und trug wesentlich zum Ausbau der Biogasproduktion bei. Für viele ältere Anlagen endet die ursprüngliche Förderperiode im Verlauf der 2020er-Jahre.
Das am 25. Februar 2025 in Kraft getretene Biomassepaket verbessert unter bestimmten Voraussetzungen die Möglichkeiten einer Anschlussförderung für bestehende Biogasanlagen und setzt stärkere Anreize für eine flexible Stromerzeugung. Geeignete biogene Abfälle und Reststoffe sind jedoch nur begrenzt verfügbar. In Biogasanlagen kommen deshalb auch eigens angebaute Energiepflanzen wie Mais, Getreide und Rüben zum Einsatz. Ihr Anbau kann landwirtschaftliche Flächen beanspruchen und mit der Nahrungs- und Futtermittelproduktion sowie anderen Nutzungsformen konkurrieren.
Die Vor- und Nachteile von Biogas
Biogas kann aus Biomüll, Wirtschaftsdüngern, landwirtschaftlichen Reststoffen und eigens angebauten Energiepflanzen erzeugt werden. Welche Vor- und Nachteile damit verbunden sind, hängt insbesondere von den eingesetzten Substraten und dem Betrieb der Anlage ab.
Vorteile:
- Organische Abfälle und Reststoffe können zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden.
- Biogas lässt sich speichern und bedarfsgerecht zur Energieerzeugung einsetzen.
- Die bei der Vergärung entstehenden Gärprodukte können unter Einhaltung der düngerechtlichen Vorgaben als organische Düngemittel verwendet werden.
Nachteile:
- Der Anbau von Energiepflanzen kann die Nachfrage nach landwirtschaftlichen Flächen erhöhen und mit der Nahrungs- und Futtermittelproduktion konkurrieren.
- Einseitige Fruchtfolgen und intensiver Maisanbau können die Bodenqualität und die biologische Vielfalt beeinträchtigen.
- Eine unsachgemäße oder übermäßige Ausbringung von Gärprodukten kann zu Nährstoffüberschüssen, Ammoniakemissionen und Nitratbelastungen führen.
- Der Transport der Substrate verursacht zusätzliche Emissionen. Die Transportwege hängen von der Größe der Anlage, ihrem Substratbedarf und der regionalen Verfügbarkeit geeigneter Rohstoffe ab.
Welche Zukunft hat Biogas?
Das Umweltbundesamt empfiehlt, für die Energiegewinnung aus Biomasse vorrangig geeignete Abfall- und Reststoffe zu nutzen. Der Anbau von Energiepflanzen wird unter anderem wegen möglicher Flächenkonkurrenzen, der begrenzten Flächeneffizienz und weiterer Umweltwirkungen kritisch bewertet.
Die aktuellen Regelungen fördern insbesondere den flexiblen Betrieb von Biogasanlagen und sehen besondere Vergütungsbedingungen für kleine Anlagen mit einem hohen Gülleanteil vor. Biogas lässt sich speichern und in entsprechend ausgestatteten Anlagen bedarfsgerecht zur Stromerzeugung einsetzen. Dadurch kann es die wetterabhängige Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie ergänzen.