Mit einer Biogasanlage lässt sich wetterunabhängig und passgenau Energie produzieren. Wie diese Technik funktioniert und welche Rolle diese Art der Energiegewinnung zukünftig im Rheinischen Revier spielen könnte, das haben wir Isabelle Grudda gefragt. Sie studierte Biotechnologie an der Fachhochschule Aachen mit Schwerpunkt Reststoffverwertung und hat sich im Laufe der Jahre ein umfassendes Fachwissen zum Thema Fermentation von Biomasse angeeignet. Bei der NRW.Energy4Climate ist sie Referentin für Bioenergie und regenerative Wärmeerzeugung in der Kommunalen Kompetenz- und Beratungsstelle des Gigawattpakts.
Frau Grudda, wissen Sie, wie viele Biogasanlagen es im Rheinischen Revier gibt?
Im Rheinischen Revier gibt es etwa 120 Biogasanlagen, die überwiegend im landwirtschaftlichen Umfeld betrieben werden.
Wie funktioniert eine Biogasanlage?
Eine Biogasanlage nutzt den Prozess der anaeroben Vergärung, um aus organischen Stoffen Energie zu gewinnen. Dabei erfolgt die Zersetzung ohne Sauerstoff, vergleichbar wie in Sümpfen oder im Verdauungstrakt von Kühen.
Das Herzstück der Biogasanlage ist der Fermenter, ein gasdichter, beheizbarer Behälter mit Rührwerk. Er sorgt für optimale Bedingungen für Mikroorganismen. Eine flexible Gashaube speichert das entstehende Biogas, während Sensoren Temperatur und pH-Wert überwachen. Vor dem Fermenter werden Substrate wie Gülle, Mist, Energiepflanzen oder Bioabfälle gesammelt, zerkleinert und homogenisiert.
Das erzeugte Biogas besteht überwiegend aus dem energiereichen Methan und Kohlendioxid und wird nach Aufbereitung zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt oder zu Biomethan veredelt und ins Erdgasnetz eingespeist.
Ein Nachgärer erhöht die Gasausbeute, indem er komplexe Bestandteile weiter abbaut. Das verbleibende Gärprodukt dient als nährstoffreicher Dünger in der Landwirtschaft und schließt den Kreislauf zwischen Energieproduktion und nachhaltiger Nährstoffnutzung.
Mit welchen Materialien kann eine Biogasanlage „gefüttert“ werden?
Biogasanlagen benötigen Biomasse – organisches Material aus pflanzlichem oder tierischem Ursprung wie Holzreste, landwirtschaftliche Produkte, organische Abfälle oder tierische Nebenprodukte. Der Vorteil: Die Anlage verwertet Stoffe, die sonst keine Nutzung finden und oft teuer entsorgt werden. So entsteht aus „Abfall“ Energie und Emissionen werden reduziert.
Zu den wichtigsten Substraten zählen landwirtschaftliche Reststoffe, Energiepflanzen, Bioabfälle und industrielle Nebenprodukte. Zusätzlich werden Blühpflanzen als Material für die Bioenergieanlage genutzt. Diese Blühpflanzen verbessern zuvor auf den Feldern die Humusbildung, schützen vor Bodenerosion und bieten Lebensraum für Wildtiere und Insekten. Damit fördern Biogasanlagen die Biodiversität, unterstützen die Kreislaufwirtschaft und verringern Abfallmengen.
Dank ihrer Vielseitigkeit leisten Biogasanlagen mehr als nur Energiegewinnung: Sie verwerten Reststoffe nachhaltig, senken Treibhausgasemissionen und tragen zum Artenschutz bei.
Wie wird das erzeugte Gas verwertet?
Es gibt zwei Hauptwege, das erzeugte Biogas zu nutzen. Zum einen kann es in Blockheizkraftwerken (BHKW) in Strom und Wärme umgewandelt werden. In Kombination mit Wärme- und Gasspeichern kann das BHKW flexibel Strom ins Netz einspeisen und sorgt so für Netzstabilität. Gleichzeitig ermöglicht der Wärmespeicher eine kontinuierliche Versorgung von Wärmenetzen.
Die zweite Möglichkeit ist die Aufbereitung zu Biomethan – einem hochwertigen Energieträger, der fossilem Erdgas chemisch nahezu entspricht. Nach der Aufreinigung kann Biomethan ins bestehende Gasnetz eingespeist, als Heizenergie genutzt, gespeichert oder als Kraftstoff für Fahrzeuge verwendet werden. Besonders im Verkehrssektor bietet es eine klimafreundliche Alternative zu Diesel und Benzin, da die CO₂-Emissionen deutlich sinken. Durch die Einspeisung von Biomethan ins Gasnetz wird die Nutzung unabhängig vom Standort der Biogasanlage und macht aus regionaler Energie ein überregional nutzbares Produkt.
Die Aufbereitung zu Biomethan steigert die Wertschöpfung von Biogasanlagen und unterstützt die Dekarbonisierung verschiedener Sektoren. Damit ist Biomethan ein zentraler Baustein für die Energiewende und das Erreichen der Klimaziele.
Wie klimafreundlich sind Biogasanlagen im Vergleich zu fossilen Energien?
Biogasanlagen gelten als deutlich klimafreundlicher als fossile Energieträger wie Erdöl, Erdgas oder Kohle. Der entscheidende Unterschied liegt im Kohlenstoffkreislauf: Bei der Verbrennung von Biogas wird zwar CO₂ freigesetzt, doch dieses stammt aus Biomasse, welche zuvor CO₂ aus der Atmosphäre aufgenommen haben. Damit ist der Prozess weitgehend CO₂-neutral, sofern die gesamte Wertschöpfungskette nachhaltig gestaltet ist. Fossile Energien hingegen setzen Kohlenstoff frei, der über Millionen Jahre gebunden war, und erhöhen dadurch die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre.
Darüber hinaus tragen Biogasanlagen zur Reduzierung von Methanemissionen bei. Organische Reststoffe wie Gülle oder Bioabfälle würden ohne kontrollierte Vergärung oft ungenutzt verrotten und dabei Methan freisetzen. Durch die Nutzung in Biogasanlagen wird dieses Methan energetisch verwertet, anstatt unkontrolliert in die Atmosphäre zu gelangen.
Ein weiterer Vorteil ist die Vermeidung fossiler Brennstoffe. Strom und Wärme aus Biogas ersetzen Energie aus Kohle oder Erdgas, deren Förderung und Transport zusätzliche Emissionen verursachen. Zudem können Biogasanlagen durch die Aufbereitung zu Biomethan den Verkehrssektor dekarbonisieren und so die Klimabilanz weiter verbessern.
Welche Rolle spielt Biogas in zukünftigen Energiesystemen?
Biogas wird in zukünftigen Energiesystemen, wie bereits jetzt auch schon, eine Schlüsselrolle als flexible, speicherbare erneuerbare Energiequelle übernehmen. Anders als Wind- und Solarenergie kann es bedarfsgerecht erzeugt und gespeichert werden – ideal für Netzstabilität und Regelenergie. Mit Gasspeichern und flexiblen Anlagen lässt sich Biogas gezielt in Zeiten hoher Nachfrage oder geringer Einspeisung nutzen. Außerdem kann Biomethan fossiles Erdgas ersetzen und ist bei Einspeisung ins Erdgasnetz örtlich unabhängig und flexibel nutzbar wie zum Beispiel auch in hochflexiblen Gaskraftwerken oder in industriellen Hochtemperatur Prozessen.
Es wird deutlich, dass Biogas durch seine vielseitigen Einsatzmöglichkeiten ein unverzichtbarer Baustein für ein klimaneutrales Energiesystem und für die Einhaltung der Klimaschutzziele ist.
Beitrag zum Gigawattpakt
Biogas und Biomethan sind zentrale Bausteine für den Ausbau erneuerbarer Energien im Rheinischen Revier und leisten einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Ziele des Gigawattpakts. Als Referentin für Bioenergie und regenerative Wärmeerzeugung in der Kommunalen Kompetenz- und Beratungsstelle des Gigawattpakts berät Isabelle Grudda Kommunen praxisnah zu Einsatzmöglichkeiten, Potenzialen und Rahmenbedingungen der Bioenergie. Ihre Expertise verbindet technisches Fachwissen mit kommunaler Umsetzungsperspektive – genau an dieser Schnittstelle setzt der Gigawattpakt an, um Städte und Gemeinden beim Ausbau erneuerbarer Energien, der Nutzung regionaler Reststoffe und der Entwicklung zukunftsfähiger Energie- und Wärmekonzepte im Strukturwandel aktiv zu unterstützen.
