Biomethan

Biogas im Tank

Biogas wird durch Vergärung von wasserhältiger Biomasse, landwirtschaftlichen Reststoffen wie Gülle und Mist, Energiepflanzen oder aus organischen Reststoffen in Biogasanlagen unter Sauerstoffabschluss gewonnen. Wird Biogas aufgereinigt so entsteht der Energieträger/Treibstoff Biomethan.

Das wassergesättigte Rohbiogas besteht zum Großteil aus Methan. Andere wichtige Bestandteile des Rohbiogases sind Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff und Ammoniak. Der Großteil dieser Stoffe wird im Zuge der Biogasaufbereitung entfernt. Der Methangehalt im Rohbiogas schwankt je nach Ausgangsressource und wird im Zuge der Biogasaufbereitung beinahe auf 100% erhöht. Biomethan kann sowohl in Blockheizkraftwerken als auch in Fahrzeugmotoren, die erdgastauglich sind, als Brennstoff verwendet werden.

Als Ausgangstoffe sind prinzipiell alle vergärbaren Reststoffe geeignet, etwa Klärschlamm oder Bioabfall, Gülle oder Tiermist sowie eigens angebaute Energiepflanzen. Entscheidend ist jeweils der Methangehalt, dieser liegt substratabhängig normalerweise zwischen 50 - 70%. 

Vor der Aufbereitung handelt es sich bei Biogas um eine wassergesättigte Gasmischung diverser Stoffe. Die einzelnen Nebenstoffe würden allerdings zu diversen Problemen während der Verwendung führen. Der Wassergehalt führt etwa unweigerlich zu Kondenswasserbildung, was sowohl im Fahrzeugmotor als auch in den Rohrleitungen von Blockheizkraftwerken problematisch ist. Das Biogas kann nach einer Teilaufbereitung (Entfernung von H2O und H2S) direkt in BHKWs oder Gasbrennern verwendet werden. Oder aber kann das Biogas weiter zu Biomethan aufbereitet werden, das letztlich fast zu 100% aus Methan besteht.

In einem der ersten Aufbereitungsschritte wird Schwefelwasserstoff, H2S, abgetrennt. Dies kann beispielsweise über Luftzufuhr in den Gärraum erfolgen, wodurch die Mikroorganismen den Schwefelwasserstoff in Wasserstoff und Schwefel aufspalten, aber auch über eine externe Entschwefelung erfolgen.

Der Wasserentzug gelingt durch Abkühlung des Gases, wodurch der Wasserdampf kondensiert und abgeleitet werden kann. Nachdem Ammoniak gut in Wasser löslich ist, kann er gemeinsam mit dem Wasserdampf abgetrennt werden. Letztlich muss noch der Kohlendioxidanteil minimiert werden, was beispielsweise über Membrantrennverfahren oder Absorptionsverfahren durchführbar ist.
Nach der Aufbereitung entspricht das Biomethan dem Erdgas und kann entweder in Blockheizkraftwerken oder im Fahrzeug verbrannt werden.

Treibstoff Biomethan und das Klima

Biomethan ist ein biogener Treibstoff, der aus Abfallstoffen wie Biomüll oder Gülle und Mist gewonnen werden kann. Die Gärprozesse, die in den Fäulnisbehältern von Biogasanlagen ablaufen, passieren genauso auf natürlichem Wege. Eine Kuh ist bildlich gesprochen ein kleines Biogaskraftwerk, produziert sie doch etwa 100 Liter Methan täglich.
Abgesehen vom vorhandenen Rohstoffpotenzial ist Methan über 20-mal schädlicher für unser Klima als Kohlendioxid. Wird nun der Methananteil, der durch natürliche Prozesse und diverse Abfallstoffe ohnehin anfällt, zu Kohlendioxid verbrannt, reduziert dies zum einen den klimaschädlichen Effekt der freiwerdenden Gase beträchtlich, zum anderen wird Energie gewonnen.

Für Biomethan, das aus Energiepflanzen gewonnen wird, liegt ein geschlossener CO2-Kreislauf vor, das bedeutet der Kraftstoff verbrennt im Fahrzeug CO2-neutral.

Biogas und Österreich

Biogas findet in Österreich besonders in Blockheizkraftwerken zur Stromerzeugung Verwendung. Mit Stand Februar 2010 gibt es 344 Biogasanlagen in Österreich, die gemeinsam über eine Engpassleistung von 93,4 MW verfügen. Durch verstromtes Biogas werden so cirka 525 GWh gewonnen, über verstromtes Klär- beziehungsweise Deponiegas steigt diese Energiemenge um weitere 44 GWh.

Im Jahr 2005 ging in Oberösterreich die erste heimische Biogasanlage in Betrieb, die durch Tierhaltung entstehendes Biogas zu Biomethan aufbereitet und direkt in das österreichische Erdgasnetz einspeist. Nach der Biogasaufbereitung liefert die Anlage in Pucking 6 m³ Biogas, das die für Erdgas geltende Norm erfüllt, stündlich. Somit ergibt sich eine jährliche Gesamtleistung von 400.000 kWh, wodurch 40 Wohnungen mit Energie versorgt werden können. Ebenso können 108 Tonnen CO2 eingespart werden.