Biogasproduktion: Wie wird Biogas gewonnen und verwendet?

Im kuppelförmigen Behälter, auch Bioreaktor oder Fermenter genannt, werden organische Abfälle unter Ausschluss von Sauerstoff erwärmt und beginnen dabei zu gären. Bei diesen organischen Abfällen handelt es sich um Bioabfall, Lebensmittelreste, Grünschnitt, Schlachtabfälle oder sogenannten Festmist. Diese Abfälle werden auch als Substrat bezeichnet.

Während des Gärungsprozesses entsteht Biogas, das nach oben steigt und sich unter der gewölbten Haube des Behälters staut. Durch eine Öffnung in der Decke und ein angeschlossenes Rohrsystem gelangt das Gas zur Weiterverwertung in die Aufbereitungsanlage. Mithilfe eines chemischen Prozesses werden im Wesentlichen die im Biogas enthaltenen Gase Kohlenstoffdioxid und Schwefel entfernt. Das gereinigte Biogas kann wie Erdgas weiterverwendet werden.

Das Rohmaterial, das sogenannte Substrat oder auch Silage, fällt ohnehin an und kann durch Landwirte in der näheren Umgebung bereitgestellt werden. Biogasanlagen leisten somit einen wertvollen Beitrag zur alternativen und dezentralen Energiegewinnung und schließen Stoffkreisläufe durch die Verwertung biologischer Abfälle.

Als Restmaterial nach Abschluss der Biogasproduktion bleibt wertvolles Gärsubstrat übrig, das als Dünger in der Landwirtschaft wiederverwendet werden kann. So ist die Biogasproduktion eine zusätzliche Verwertungsmethode für Abfälle. Nur wenn Mais, Raps oder Sonnenblumen extra für den Einsatz in Biogasanlagen angepflanzt werden („Energiepflanzen“), steht die Biogasproduktion in Konkurrenz mit der Nahrungsmittel-Produktion.

Biogas erreicht seinen maximalen Wirkungs- und Versorgungsgrad, wenn es gleichzeitig zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt wird. In der sogenannten Kraft-Wärme-Kopplung weist es die beste Klimabilanz auf. Deshalb sind zum Beispiel in der GASAG-Biogasanlage im brandenburgischen Schwedt zwei Blockheizkraftwerke direkt an die Biogasanlage angeschlossen. In diesen Kraftwerken arbeiten effiziente Verbrennungsmotoren, die das Biogas verbrennen und in Bewegungsenergie und Abwärme umwandeln. Die entstehende Abwärme fließt zu großen Teilen in die Biogasanlage zurück, wo sie für den Prozess der Gärung im Fermenter genutzt wird. Der Motor treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Der Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Was geschieht mit dem Gärsubstrat in Biogasanlagen?

Das während der Biogasproduktion ausgegorene Gärsubstrat, das Endprodukt der Fermentation, wird von den Landwirten der Umgebung als hochwertiger biologischer Dünger genutzt. Ein Vorteil dieses fermentierten Düngers ist, dass er weniger stark riecht als Gülle, wenn er auf den Feldern verteilt wird. Zugleich werden Kosten und Umweltbelastung für Kunstdünger reduziert.