Was Biogasanlagen künftig leisten sollten

Will Deutschland den Bereich der erneuerbaren Energien ausbauen, darf auf den weiteren Ausbau der Biogaserzeugung nicht verzichtet werden. Darauf verweist der Leiter der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie der Universität Hohenheim, Hans Oechsner. Nach seiner Auffassung gibt es vor allem drei Bereiche, in denen für Biogasanlagen weiterer Handlungsbedarf besteht:

Flexible Stromproduktion sowie Pufferung von überschüssigem Strom:

Wind und Sonne erzeugen nur dann Energie, wenn die Sonne scheint oder Wind weht. Dabei entstehen auch Stromspitzen an überschüssigem Strom, der nicht gespeichert werden kann. Bei Biogasanlagen dagegen kann die Stromproduktion flexibel und an den Bedarf angepasst werden.

Eine weitere Lösung ist laut Oechsner das System „Power to Gas“ direkt im Bereich der Biogasanlage. Hierbei wird überschüssig produzierte Energie von Sonne und Wind dazu verwendet, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff elektrolytisch zu trennen. Der Wasserstoff wird in die Biogasanlage eingespeist. Dort nutzen ihn spezielle Methanbakterien zusammen mit Kohlendioxyd und produzieren zusätzliches Methan. Damit wird die Gasproduktion erhöht. Das entstehende Biogas enthält zudem einen höheren Methananteil, was dessen Aufbereitung zu Biomethan erheblich erleichtert.

„Dieses Biogas lässt sich je nach Bedarf direkt zur Stromproduktion verwenden oder zu Bio-Erdgas reinigen, in das Gasnetz einspeisen und dort für längere Zeit speichern oder als regenerativer Kraftstoff Erdgas-Autos antreiben“, erklärt Oechsner. Der Prototyp einer solchen Anlange soll im Zuge eines Forschungsprojekts an der Universität Hohenheim entwickelt werden.

Größere Bandbreite bei den Ausgangsstoffen:

Der Hauptanteil der Biomasse für Biogasanlagen komme aktuell von Energiepflanzen, so Oechsner. Mehr von ihnen für Biogasanlagen anzubauen, sei jedoch derzeit nicht möglich. „Wir nutzen in Deutschland bereits 11 Prozent der Ackerflächen, um Pflanzen für Biogasanlagen zu erzeugen. Diese Fläche kann nicht beliebig gesteigert werden, da wir die anderen Flächen für die Erzeugung von Nahrung und Futtermitteln benötigen.“

Derzeit gibt es eine Reihe von Forschungsprojekten zu alternativen Ausgangsstoffen für Biogas. Dazu gehören Reststoffe wie Bioabfälle, Pferdemist, Stroh oder Landschaftspflegegras. Ein hohes Potenzial sieht Oechsner bei den Kommunen und Landkreisen: „Derzeit werden Bioabfälle meist nur kompostiert, wobei keine Energie entsteht. Es gibt in Deutschland über 1.000 kommunale Kompostierungsanlagen aber nur 100 kommunale Biogasanlagen für die Behandlung von Bioabfällen. Dies muss sich schnell ändern. In Stuttgart wird derzeit eine solche Anlage geplant.“

Mehr Effizienz von der Aufbereitung bis zur Anlagentechnik:

Außerdem ließe sich der gesamte Prozess der Biogasproduktion noch effizienter gestalten. Das beginne bei Lagerung und Aufbereitung von Substrat. „Eine schlechte Lagerung kann zu einem Ertragsverlust führen. Damit verlieren wir jährlich ca. 10 bis 20 Prozent der Energiepflanzenmasse“, erklärt Oechsner.

Neue Ausgangsstoffe wie Pferdemist oder Landschaftspflegegras seien oft sehr faserreich. „Die Biogasanlage kann diese langen Fasern nicht optimal zu Biogas verarbeiten. Hier müssen die Anlagen verbessert werden. Ein Ansatz ist es, wie beispielsweise in einem Forschungsprojekt an der Forschungsbiogasanlage am Unteren Lindenhof untersucht, die Fasern vor Zugabe in den Fermenter mit dem sogenannten Querstromzerspaner zu zerkleinern. Schon nach 30 Sekunden Vorbehandlung steigt die Gasproduktion bei Pferdemist sogar um bis zu 24 Prozent.“

Auch die Anlagen selbst seien verbesserungsfähig. Ansatzpunkte seien eine verbesserte Homogenisierungstechnik, ein optimaler Einsatz von Spurennährstoffen, anaeroben Pilzen oder eine verbesserte Prozessüberwachung und –regelung. Damit, so Oechsner, könnte die Ausbeute nochmals gesteigert werden.