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Biomethan

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Definition: auf Erdgasqualität aufbereitetes Biogas

Englisch: biomethane

Kategorien: Energieträger, erneuerbare Energie

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 04.01.2013; letzte Änderung: 23.12.2014

Biogas (auch Klärgas und Deponiegas) enthält zwar wie Erdgas hauptsächlich Methan, aber zu einem geringeren Anteil als bei Erdgas; es hat dafür höhere Gehalte an Kohlendioxid und Wasserdampf, dazu noch Verunreinigungen wie Schwefelwasserstoff (H2S) und Ammoniak (NH3). Auch nach einer ersten Reinigung hat Rohbiogas noch nicht die Qualität und den Heizwert von Erdgas. Eine Einspeisung in das Erdgasnetz ist jedoch möglich nach einer weiteren Aufbereitung, die den Methangehalt weiter anhebt. Dieses Produkt wird als Biomethan oder auch Bioerdgas bezeichnet. Es kann genauso wie Erdgas verwendet werden, obwohl es kein fossiler Energieträger ist, sondern erneuerbare Energie enthält. Außer der Einspeisung in das Erdgasnetz ist auch die direkte Nutzung als Biokraftstoff in Erdgasfahrzeugen möglich. Die Flächenerträge, berechnet in Kilometer Fahrleistung pro Hektar und Jahr, sind bei Biomethan aus Biogas wesentlich höher als z. B. bei der Herstellung von Biodiesel oder Bioethanol.

Herstellung von Biomethan

Für die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan werden unterschiedliche Verfahren verwendet. Für die Abscheidung des Kohlendioxids verwendet man die Druckwasserwäsche, die Druckwechseladsorption, die Aminwäsche oder die Seloxolwäsche. Hierbei entsteht je nach Verfahren ein gewisser Methanschlupf: Ein kleiner Teil des Methans (manchmal sogar rund 10 %) entweicht über die Abluft. Dies ist nicht in erster Linie wegen des Energieverlusts, sondern hauptsächlich wegen der Klimaschädlichkeit des Methans ein Problem; Biomethan ist dadurch nicht mehr CO2-neutral. Der Artikel über Methanschlupf erklärt weitere Details.

Eine neuere Idee ist die Umwandlung des Kohlendioxids nach Zugabe von Wasserstoff in Methan. Der Wasserstoff könnte durch Elektrolyse mit elektrischer Energie erzeugt werden, und zwar bevorzugt mit zeitweise anfallenden Stromüberschüssen. Diese Methanisierung würde nicht die vorherige Abtrennung des Kohlendioxids erfordern, die oben genannten Gaswäscheverfahren also überflüssig machen. Das Verfahren befindet sich noch in der Erprobung.

Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz

Wenn die Zusammensetzung des Biomethans recht ähnlich zu der des jeweiligen Erdgases ist, kann es als sogenanntes Austauschgas dieses komplett ersetzen. Bei etwas größeren Abweichungen ist nur der Einsatz als Zusatzgas möglich, d. h. die Zumischung mit begrenztem Mengenanteil.

Die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan lohnt sich nur, wenn größere Mengen anfallen – entsprechend einer elektrischen Leistung von mindestens ca. 1 MW im Falle der Verstromung. Andernfalls ist eine direkte Verstromung, idealerweise in einem Blockheizkraftwerk (mit Abwärmenutzung) ökonomisch sinnvoller. Dies hängt allerdings auch von der Möglichkeit der Abwärmenutzung ab.

In Deutschland wird die Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz subventioniert; dies ist durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz geregelt. Die Einspeisung anstatt der direkten Verstromung bringt gewisse energiewirtschaftliche Vorteile:

Bezug von Biomethan über das Erdgasnetz

Es ist möglich, Erdgas mit einem beliebigen Anteil von Biomethan über das Erdgasnetz zu beziehen. Dies bedeutet allerdings nicht etwa, dass physisch wirklich der entsprechende Anteil von Biomethan geliefert wird – was wegen der sehr ähnlichen Gasqualitäten auch nicht relevant wäre. Vielmehr bedeutet es ähnlich wie beim Bezug von Ökostrom, dass die entsprechende Menge von Biomethan eingespeist wird und dass ein entsprechender Anteil von der Gasrechnung den jeweiligen Erzeugern zugute kommt. Auf diese Weise fördert der Bezieher die Produktion von Bioerdgas.

Ein solcher Bezug von Biomethan wird in Deutschland beispielsweise für viele Blockheizkraftwerke vorgenommen, weil dies nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz mit höheren Stromvergütungen honoriert wird.

Erdgas mit z. B. 10 % Biomethan kann auch für Gasheizungen bezogen werden, um die Nutzungspflicht gemäß dem Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich [2] zu erfüllen, wenn nicht beispielsweise eine solare Heizungsunterstützung eingerichtet wurde.

Es gilt in Deutschland eine Pflicht zur Massenbilanzierung des Biomethans, um sicherzustellen, dass nur die Mengen verkauft werden, die auch tatsächlich hergestellt wurden. Hierzu dient das Biogasregister Deutschland der Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) [3].

Literatur

[1]dena: Biogaseinspeisung – die intelligente Lösung für die Zukunft
[2]Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich
[3]Biogasregister der dena

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Methan, Biogas, Erdgas, Methanisierung, Biokraftstoff
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieträger, erneuerbare Energie

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