Es wird fossiles Erdgas für viel Geld hergeholt, aber beim Biogas-Strom, der ist auf einmal zu teuer. Wir verbrauchen mit dieser Entwicklung weniger fossile Energie. Ich bin überzeugt, dass das der erste Schritt in eine nachhaltigere Zukunft im Energiesektor ist. In Deutschland spielt Biogas im Energiemix quasi keine Rolle.
Das geht sogar so weit, dass einzelne Betreiber ihre Anlagen schließen. Hier in Dänemark sieht das anders aus. Hier ist man überzeugt von dem Potenzial von Biogas. Wieso eigentlich? Und könnte Biogas nicht auch uns helfen, unabhängig zu werden von Gasimporten?
Wie viel produzieren wir in Deutschland überhaupt? Und ist Biogas immer nachhaltig? Bevor es nach Dänemark geht, schauen wir erstmal nach Deutschland. Ich treffe einen Landwirt, der mittlerweile mit Biogas statt mit Schweinen sein Geld verdient. Wir haben lange Jahre Mastschweine gehalten, was Anfang der 2000er Jahre schwieriger wurde, wegen zunehmender Auflagen, aber auch wegen schwieriger wirtschaftlicher Lage.
Und dann kam eben die Variante Biogasanlage auf, war ja relativ neu zu dem Zeitpunkt. Thomas Mayer zur Hartlage produziert mit seinem Biogas Strom und versorgt so 750 umliegende Haushalte. Seine Anlage ist direkt an den landwirtschaftlichen Betrieb angeschlossen.
Alles, was er hier vergärt, wird in einem Umkreis von sechs Kilometern angebaut. Kurz die Basics. Biogas entsteht, wenn organisches Material, also zum Beispiel Gülle, Mais oder Bioabfälle, unter Luftabschluss von Bakterien zersetzt wird. Dabei entsteht ein Gasgemisch. Die Hauptbestandteile Methan und Kohlenstoffdioxid.
Dieses Gas treibt wiederum ein Blockheizkraftwerk an. Das Blockheizkraftwerk funktioniert so ähnlich wie ein Auto. Das Gas wird verbrannt, damit wird ein Motor angetrieben und der erzeugt wiederum Strom.
Das Blockheizkraftwerk von Thomas Mayer zur Hartlage sieht so aus. Der hier erzeugte Biogas-Strom ergänzt sich eigentlich gut mit Solar-und Windenergie. Biogas ist nämlich speicherbar.
Das Gas kann so lange in der Kuppel bleiben, bis der Markt zusätzliche Energie braucht. Aber Biogas-Energie ist teuer, eben weil die Rohstoffe in der Herstellung ziemlich aufwendig sind. Hauptrohstoff, mit dem der Landwirt arbeitet, ist Mais.
Die ganze Pflanze wird gehäckselt und landet dann als sogenanntes Futter in der Biogasanlage. Von vielen wird Mais mittlerweile kritisch gesehen. Der Anbau in Monokulturen schadet der Umwelt. Deswegen dürfen die Rohstoffe in den Anlagen nur noch zu 40 Prozent aus Mais bestehen.
Für den Landwirt ein Problem. Man muss bestimmte Bedingungen einhalten. Zum Beispiel den sogenannten Mais-und Getreidedeckel oder Maisdeckel. Dass zukünftig maximal 30 Prozent des Futters der Biogasanlage Mais und Getreide sein dürfen, das mag in Gegenden, wo es ganz viel Wirtschaftsdünger, also Mist und Gülle gibt, gut funktionieren. Bei uns hier in der Region gibt es so viel Wirtschaftsdünger, so viel Mist und Gülle gar nicht.
Von daher hätten wir Schwierigkeiten, das Futter überhaupt zusammenzukriegen, um die Biogasanlage weiter betreiben zu können. Fast 20 Jahre hat sich Biogas für den Landwirt gelohnt. So lange hatte er finanzielle Sicherheit, weil sein Strom durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz gefördert wurde.
2025 ändert sich das. Ab dann gelten strengere Auflagen. Die kann Thomas Mayer zur Hartlage nicht mehr erfüllen.
Seine Anlage fällt dann aus der Förderung raus. Ob sich Biogas für ihn danach weiter rechnet? Er weiß es nicht. Diese Unsicherheit haben auch andere Betreiber. In Zeiten der Energiekrise für ihn ein Widerspruch.
In Deutschland gibt es knapp 10.000 Biogasanlagen, die auch einen erheblichen Anteil am erneuerbaren Strom darstellen. Und wenn davon, sagen wir mal, die Hälfte aufhören sollte, wäre das schon ein Einbruch, der zu merken wäre. Und ja... Wind und Sonne können durchaus mehr Strom liefern, auch zu geringeren Kosten. Die stehen aber so schnell in der Größenordnung, die gebraucht wird, gar nicht zur Verfügung.
Also jetzt mutwillig einen Teil des erneuerbaren Stromes in die... In die Tonne zu treten, das halte ich für unverantwortlich. Ob er in Zukunft ohne Förderung mit seiner Anlage rentabel Strom herstellen kann? Klappt das nicht, dann wird sich Thomas Mayer zur Hartlage vermutlich vom Biogas verabschieden.
Sein Fall ist ein Beispiel von vielen. Endet so der Biogas-Boom? Begonnen hat der in den 2000er Jahren. Innerhalb von 20 Jahren kam es zu einer Verzehnfachung der Anlagen.
2021 konnte Biogasanlagen Strom für mehr als 9 Millionen Haushalte liefern und deckten rund 5,4 Prozent des deutschen Stromverbrauchs. Dazu kommt als Nebenprodukt Heizwärme, die bei der Stromerzeugung entsteht. Über zweieinhalb Millionen Haushalte wurden damit versorgt. Eigentlich doch eine gute Sache. Warum soll das enden?
Ich frage beim Umweltbundesamt nach. Zuständig ist dort Jan Seeven. Für ihn muss die Biogasproduktion wegkommen von Rohstoffen wie Mais.
Herr Seeven, was hat sich denn in Deutschland in Sachen Biogas in den letzten Jahren getan? Beziehungsweise wie hat sich auch die Einstellung dazu verändert? Also es gab da mal einen ganz anderen Fortschrittsglauben an der Stelle. Und da kommen wir langsam weg.
Wir sind jetzt auch ein bisschen schlauer. was wir da wollen. Wir können nicht mehr von dem Ausbau dieser Struktur ausgehen, sondern wir müssen die Struktur qualifizieren, wir müssen sie modernisieren, effizienter machen. Der Trend ist klar.
Weniger Anlagen, dafür modernere und effizientere. Und auch beim Substrat soll sich was ändern. Bezogen auf die Masse landeten 2020 fast 50% nachwachsende Rohstoffe in den Biogasanlagen. Der Anteil an industriellen Reststoffen und Bioabfall, der ist verschwindend gering.
Fast die Hälfte des Biogases wird also aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen und 70% davon sind Mais. Die Debatte, die immer wieder geführt wird, nennt sich Tank oder Teller. Es geht dabei letztlich um die Flächennutzung.
Also wird für die Produktion von Biogas wirklich wertvolle Landfläche verschwendet, die besser für die Produktion von Nahrungsmitteln genutzt würde? Schauen wir genauer hin. Nur ein Drittel des angebauten Mais wird für Biogas genutzt. Der bedeutend größere Teil, der landet in der Futtermittelproduktion. Das heißt, der geht in die Massentierhaltung.
Der Vorwurf, Biogas verursache eine Vermaisung der Landschaft, der stimmt so also nicht. Trotzdem, das kennt ihr. Der Anbau von Monokulturen wie Mais schadet der Umwelt.
Und daran hat eben auch die Biogas-Gewinnung ihren Anteil. Es geht aber auch anders. Die nächste Station auf meiner Reise ist Anklam in Mecklenburg-Vorpommern.
Eigentlich ist das hier eine Zuckerfabrik. Biogas entsteht als lukratives Beiprodukt. Und zwar aus dem, was von den Zuckerrüben übrig bleibt. Ziemlich effizient.
Und Biogas wird hier aufbereitet, wie es heißt. Und zwar zu Biomethan. Das ist im Gegensatz zu Biogas vielseitig einsetzbar.
Genauso wie fossiles Erdgas kann es ins Gasnetz eingespeist werden und ist damit ziemlich wertvoll. Wo das Biomethan aufbereitet wird, zeigt mir Daniel Fink. Erstmal folgen wir den Zuckerrüben auf dem Weg durch die Produktion.
Erste Station, eine riesige Waschtrommel. Der nächste Schritt, die Zuckerrüben werden gehäckselt. Die Rübenschnitzel werden zu Rübensaft verarbeitet, dem eigentlichen Endprodukt.
Der geht in die Nahrungsmittelindustrie. Was jetzt noch übrig ist, wird als Futtermittel verkauft oder zu Biogas vergehrt. Und dieser Rest, der sieht so aus. Und hier fehlt jetzt im Grunde der Zucker drin.
Der Zucker ist raus extrahiert und das jetzt im Grunde das, was übrig bleibt. Also das ist quasi Abfall. Kann man so sagen. Und es gibt noch mehr Reststoffe, die verarbeitet werden.
Wir haben jetzt hier im Grunde Fräswalzen und das ist unser Produkt. Das sieht jetzt schwarz aus, weil hier wir eine Mischung haben aus den Rüben. Rübenstützen, den weißen, den Sie gesehen haben, und Rübenkleinteile. Das ist im Grunde alles, was von der Rübe so abbricht. Da kommen ja Spitzen mit und so weiter.
Und der Prozess hier, diese ganze Abgekippe, Hochschieben mit den Radladern und alles, da bricht eben auch immer ein Stück Rübe ab. Und diese ganzen Sachen wollen wir natürlich auch verwerten. Das alles landet im Fermenter. Dort zersetzen verschiedene Mikroorganismen das Substrat.
Das entstandene Gas wird weitergeleitet zum entscheidenden Schritt. In dieser Anlage wird das Biogas veredelt, wie es heißt. Dabei verdoppelt sich der Methangehalt. Das entstandene Biomethan kann ins Erdgasnetz eingespeist werden.
Aber könnten wir diese Produktion steigern? Da geht jetzt nicht mehr. Vom Substrat her hätten wir deutlich mehr hier am Standort, auch wenn wir sehen, dass die Zuckerfabrik in Zukunft wachsen wird.
Dazu wollen wir die Anlage auch erweitern, die Pläne sind auch da. Natürlich wird die ganze Sache einfacher, wenn dementsprechend durch den Staat... Förderungen wieder kommen, da ist im Moment nichts zu sehen leider. Und so eine Anlage dann ganz ohne Förderung zu bauen, ist schon eine Aufgabe. Aber eine Aufgabe, die sich im industriellen Maßstab vermutlich lohnen wird.
Diese Strategie ist vergleichsweise nachhaltig, eben weil hier Reststoffe genutzt werden, um die Energie zu produzieren. Aber wie häufig gibt es solche Anlagen in Deutschland? Von den knapp 10.000 Biogasanlagen produzieren etwa 240. 40 Biomethan.
Und nur 17 davon erzeugen Biomethan aus Abfallstoffen. Den anderen Anlagen fehlt entweder der Anschluss an das Erdgasnetz oder die Veredelungsanlage. Kein Wunder also, dass Biomethan keine wirkliche Rolle spielt im deutschen Energiemix.
Gerade mal ein Prozent unseres jährlichen Gasverbrauchs ist durch Biomethan gedeckt. Und hier ist es nochmal wichtig, zwischen Biogas und Biomethan zu unterscheiden. Das meiste Biogas wird regional produziert und auch regional genutzt.
Nur 10% der produzierten Biogasmenge in Deutschland wird zu Biomethan aufgearbeitet. Aber eigentlich muss da doch mehr gehen. Ein Mehr an Biomethan würde schließlich ein Mehr an Unabhängigkeit bedeuten. Meine Reise geht weiter. Ich treffe Peter Kornatz.
Im Biomasse-Forschungszentrum arbeitet er mit seinem Team daran, Biogasanlagen zu optimieren. Das fängt im ganz kleinen Maßstab an. Neben den Mini-Reaktoren hängen Mini-Gassäcke.
In den Räumen sammelt sich das entstandene Biogas. Im Prinzip ist es wie ein Haustier. Unsere Mikroorganismen sind unsere Haustiere, um die wir uns gut kümmern müssen.
Die brauchen ihre Wärme. Wir brauchen eher Futter. Wenn wir kontinuierliche Versuche haben, ist diese tägliche Fütterung angesagt. Je nachdem, was verfüttert wird und wie viel verfüttert wird, entsteht eine andere Gasmenge und eine andere Zusammensetzung im Gasgemisch.
Wir leiten daraus erst mal ab, wie viel Methan. Das ist das eine. Methan ist das, was die Energie nachher liefert.
Wie viel Methan ein bestimmtes Substrat wird. und was das nachher für die Verwertung bedeutet. Manches Futter bringt mehr Energie als anderes. Je höher der sog.
Methanwert, desto besser. Um ins Erdgasnetz eingespeist werden zu können, muss der Methangehalt bei 98% liegen. Aber ließe sich die Produktion von Biomethan in Deutschland denn so steigern?
Aktuell deckt Biomethan ja gerade mal 1% unseres Gasverbrauchs. Wir gehen jetzt davon aus, dass wir etwa die Menge, was wir an Erdgas ersetzen können, etwa auf 3 bis maximal 4% erhöhen können mittelfristig, also innerhalb der nächsten 5 bis 8 Jahre. Mehr ist nicht drin in der Zeit, das muss man ganz klar sagen. Es ist also so, vielen Biogasanlagen in Deutschland fehlt es an Infrastruktur, dem Anschluss ans Gasnetz und der Veredelungsanlage. Gleich.
Gleichzeitig gibt es in Sachen Substratnachholbedarf. Die Tendenz geht klar in Richtung Abfall und Reststoffe aus Landwirtschaft und Privathaushalten. Dadurch wäre weniger Landfläche gebunden, die dann zum Beispiel für die Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung stehen könnte. Aber ganz wichtig, wir könnten die Produktion von Biomethan steigern auf drei bis vier Prozent unseres Verbrauchs.
Das klingt erstmal nicht viel, aber es ist ein Baustein im Energiemix, der sogar klimaneutral ist. Gleichzeitig hat die EU letztes Jahr den Repower-EU-Plan vorgelegt. Der sieht unter anderem vor, dass die EU-weite Biomethan-Produktion massiv hochgefahren wird. Bis 2030 auf 350 Terawattstunden. Das ist zehnmal so viel wie heute.
Wie soll das innerhalb der nächsten sieben Jahre funktionieren? Nabil Abdallah hat mit anderen Forschenden genau das in einer Studie des EFOY-Instituts untersucht. Wie viel Biomethan wären denn in so kurzer Zeit realistisch?
Also unter der Voraussetzung, dass es massive Investitionen in entsprechende Upgrading-Anlagen und auch in entsprechende Netze gibt, sind realistisch und nachhaltig zu produzieren ungefähr die Hälfte dieser 35 Milliarden Kubikmeter. Das sind ungefähr 18 Milliarden. Ich denke, das ist ein realistisches Ziel. Die 35 Milliarden erachten wir.
Als Co-Autoren in dieser Studie als nicht besonders realistisch ein, da eben noch deutlich mehr Infrastruktur notwendig wäre und auf der anderen Seite die Nachhaltigkeitsaspekte des Anbaus von Mais oder anderen Feldfrüchten zur Umwandlung in Biogas bzw. Biomethan eben sehr schwerwiegend sind. Also nur 18 Milliarden Kubikmeter, das entspricht 180 Terawattstunden. Und das, wenn gerade mal 4 bis 5 Prozent Vom aktuellen Gasverbrauch in der EU. Ein Land, was in Sachen Biomethan immer wieder von den Medien gehypt wird, ist Dänemark.
Haben die Dänen das Potenzial von Biogas und Biomethan erkannt und ziehen mit ihrer Strategie an uns vorbei? Letzter Stopp auf meiner Reise, Sönneborg in Dänemark. Ich möchte wissen, was hier anders läuft als bei uns.
Ziemlich was los hier. Und alles wirkt perfekt aufeinander abgestimmt. Derselbe Ablauf, 50 Mal pro Tag. Erst lädt der LKW-Substrat ab, dann wird er direkt wieder befüllt, und zwar mit dem Gärrest.
Den bekommen Landwirte als Biodünger zurück. Mein Eindruck, alles ist irgendwie größer. Nur 4% sind Energiepflanzen, das heißt 96% des Futters in den Anlagen bestehen aus Rest-und Abfallstoffen, aus Industrie, Landwirtschaft und Privathaushalten. Ein krasser Unterschied zu Deutschland. Im Gegensatz dazu landet bei uns der wertvolle Biomüll meistens auf Kompostieranlagen, ohne dass die Energie vorher genutzt wird.
Für Martin Jeppesen fehlt in Deutschland politischer Wille. Ich glaube, große Anlagen sind die Zukunft. So holt man das meiste aus der Biomasse raus. Und es braucht Bioenergie-Spezialisten. Dann können die Landwirte auch wieder das machen, worin sie wirklich gut sind.
Die Dänen produzieren, anders als wir, seit 2018 mehr Biomethan als rohes Biogas. Damit können sie schon jetzt über ein Drittel ihres Gasbedarfs decken. Bis 2028 wollen sie das weiter steigern, auf 100 Prozent.
Biomethan, Wind und Solarenergie für Dänemark die ideale Kombination. Es ist wichtig, dass man das System als Ganzes betrachtet. Man muss nicht zwischen Wind, Sonne und Biomethan wählen.
Man muss diese drei als Einheit begreifen, die als Lösung für den gesamten Energiemarkt zusammenspielt. Bei all dem Hype um Dänemark fehlt ein Blick auf die absoluten Zahlen. Im Länderranking zeigt sich, 2021 war Deutschland der größte Produzent von Biomethan.
Dänemark steht auf Platz 3. What? Das heißt, wir produzieren mehr als die Dänen, haben aber auch insgesamt einen deutlich höheren Verbrauch. Wir verbrauchen nämlich 40 Mal so viel Gas. Ich war ja jetzt auch in Dänemark und die setzen ja eigentlich nur noch auf Biomethan. Sollte das auch Deutschland machen?
Also sollte Deutschland seine Strategie dahingehend ändern? Prinzipiell glaube ich kann man das. man Dänemark und Deutschland relativ schlecht nur vergleichen in dieser Frage.
Denn zum einen ist der Bedarf an Erdgas im Vergleich in Deutschland deutlich, deutlich größer als in Dänemark. Zum anderen ist Dänemark deutlich kleiner als Deutschland, ist deutlich kompakter vor Ort, gibt es deutlich bessere infrastrukturelle Voraussetzungen als das Bauhaus. uns der Fall ist. Wir produzieren Biogas, das dann später umgewandelt werden könnte, in Biomethan immer sehr dezentral, also an Orten, an denen Landwirtschaft stattfindet.
Das sind aber nicht zwangsläufig Ballungszentren oder Industrieregionen, in denen auch dieses Methan nachgefragt würde. Das heißt, man müsste, um mit Dänemark gleichzuziehen, massiv in Netze und Upgrading-Anlagen investieren. Und dieses Potenzial sehe ich in Deutschland ehrlich gesagt nicht. Was die Infrastruktur angeht, da werden wir wohl nicht auf das Niveau von Dänemark kommen.
Eine Lösung für die Zukunft könnte z.B. diese Anlage sein. Nach dem Bau versteht sich.
Hier soll Biogas mithilfe von grünem Wasserstoff methanisiert werden. Brian Jünsen hat dazu seine Doktorarbeit geschrieben. Und nun zeigt er mir stolz, was im industriellen Maßstab daraus geworden ist.
Es fühlt sich surreal an, aber auch richtig gut. Ich bin begeistert zu sehen, wie groß die Anlage ist. Ich wusste zwar, wie groß sie sein wird, aber jetzt hier drin zu stehen, ist natürlich was ganz anderes. Ich bin sehr aufgeregt.
Das Gasgemisch in den Biogasanlagen besteht ja zu 40 Prozent aus CO2. Bisher wird das in die Umwelt entsorgt. Dabei kann man daraus Methan machen.
Brines Anlage. Eine sogenannte Power-to-X-Anlage soll die Biomethanproduktion massiv erhöhen. Und das geht so.
Aus überschüssigem Strom wird grüner Wasserstoff produziert. Parallel dazu wird CO2 aus dem Biogasgemisch abgespalten und aufgefangen. Das CO2 wird umgewandelt. Dabei helfen sogenannte methanogene Mikroorganismen.
Sie produzieren dann aus CO2 und Wasserstoff das Methan. Und das kann wiederum ins Erdgasnetz eingespeist werden. Der Prozess ist also eine Alternative zu der bisherigen Aufbereitung von Biogas und bringt eine deutlich höhere Ausbeute.
Aber geht da nicht bei jedem Produktionsschritt Energie verloren? Wir haben letztlich einen Wirkungsgrad von 50 Prozent. Natürlich verlieren wir in den Zwischenschritten viel Energie, aber...
Wir möchten der Welt zeigen, dass man eine biologische Power-to-X-Anlage im industriellen Maßstab schon jetzt in Betrieb nehmen kann. Mit neuen Entwicklungen ist es doch immer so, dass bei den ersten Anlagen der Wirkungsgradverlust am größten ist. Aber sie zeigen, dass das Prinzip funktioniert.
Das Hochskalieren, Optimieren und Perfektionieren der Technologie kommt später. Und es wird kommen. An Zuversicht mangelt es also nicht. Noch in diesem Sommer soll die Anlage in Betrieb gehen. Auch in Deutschland gibt es ähnliche Ansätze der biologischen Methanisierung, doch die sind noch nicht im industriellen Maßstab im Einsatz.
Ein Markt dafür ist aber auf alle Fälle da. Mir ist klar geworden, bei uns ist zwar in Sachen Biomethan noch Potenzial, aber ob wir das hinbekommen, das ist fraglich. Es ist auch nicht klar, wohin uns die Technologie überhaupt noch führen kann. Wenn wir aber unsere Klimaziele schaffen wollen, dann müssen wir insgesamt unseren Gasverbrauch runterfahren. Wir müssen elektrifizieren, wo es nur geht.
Und da, wo das nicht funktioniert und wo uns auch Wasserstoff nicht helfen kann, da müssen wir Biogas und Biomethan nutzen.