Gutes Biogas Zum Heizen und Kochen - PRODUKTIONSWEG, HINTERGRÜNDE, KLIMASCHUTZWIRKUNG - Green Planet Energy
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Gutes Biogas
Zum Heizen und
Kochen
PRODUKTIONSWEG, HINTERGRÜNDE,
KLIMASCHUTZWIRKUNG
Mein Strom. Mein Gas.
Meine Entscheidung.
INHALT
Executive Summary ............................................................................................. 3
Biogas – Nebenprodukt des Nährstoffkreislaufes.............................................. 4
Welche Substrate werden in Biogasanlagen hauptsächlich eingesetzt?
Und was sind ihre Vor- und Nachteile? ............................................................. 6
Maissilage.............................................................................................................. 7
Grassilage..............................................................................................................
Gülle.......................................................................................................................
Mist........................................................................................................................
Bioabfälle...............................................................................................................
Die Diskussion um „Tank oder Teller“................................................................. 8
Energiegewinnung aus organischer Substanz................................................... 9
Biogasbildung.......................................................................................................
Strom und Wärme aus Biogas............................................................................ 10
Biogas aus dem Erdgasnetz...............................................................................
Biogas in meiner Heizung und unter meinem Kochtopf?................................ 11
Wie hoch ist der Beitrag von Biogas zum Klimaschutz?.................................. 12
Warum wird nicht mehr Biogas produziert?
Ist Biogas knapp?................................................................................................ 14
Quellenverzeichnis.............................................................................................. 19
Greenpeace Energy EG 2
EXECUTIVE SUMMARY
Die Produktion von Biogas ist eine seit 100 Jahren etablierte Technik,
die seit dem Inkrafttreten des Erneuerbare-Energien-Gesetzes zu einem
starken Ausbau der Biogasanlagen geführt hat. Um Biogas zu gewinnen,
werden neben Reststoffen wie Bioabfällen, Gülle, Mist, Klärschlamm
und Pflanzenschnitt auch nachwachsende Rohstoffe wie Mais, Getreide
oder Gras eingesetzt. Diese Substrate unterscheiden sich nicht nur in
der Wirtschaftlichkeit, sondern auch in der Klimabilanz sowie hinsicht-
lich ihrer ökologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen. So ver-
drängt der Anbau von Energiepflanzen die Nahrungs- und Futtermittel
von den Flächen, weshalb der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen
seit einiger Zeit sehr kritisch hinterfragt wird. Der Einsatz von Rest- und
Abfallstoffen in Biogasanlagen führt dagegen nicht zur Flächenkonkur-
renz und steht auch aus Klimasicht besser da. Biogas spielt im Konzert
mit anderen erneuerbaren Energien eine wichtige Rolle für das Gelingen
der Energiewende. Wie groß – oder klein – der ökologische Vorteil des
Einsatzes von Biogas im Vergleich zu fossilem Erdgas tatsächlich aus-
fällt, hängt ganz wesentlich auch von den eingesetzten Substraten ab.
Greenpeace Energy EG 3
BIOGAS – NEBENPRODUKT DES
NÄHRSTOFFKREISLAUFES
Die Produktion von Biogas verbindet das Notwen- bei der Kompostierung, wieder direkt in die Atmo-
dige mit dem Nützlichen. Abfälle enthalten noch sphäre entlassen. Das Methan ist Abfallprodukt des
eine Menge an Nährstoffen, die zu wertvoll „für die Stoffwechsels der Mikroorganismen und aufgrund
Tonne“ sind. Dazu gehören Pflanzenschnitt, Ernte- des Kohlenstoffkreislaufes „erneuerbar”.
reste, Biomüll, verdorbene oder überlagerte Lebens- Das gleiche Kohlenstoffatom kann immer wieder
mittel, tierische Exkremente und organische Indust- durch Pflanzen aus der Luft gebunden, zum Aufbau
rieabfälle. Um die Nährstoffe wieder in den Kreislauf von Biomasse genutzt, in Methan umgewandelt
bzw. auf den Acker zurückzubringen, müssen die und als Methan wieder zu Kohlendioxid verbrannt
Abfälle gesammelt, gelagert und transportiert werden.
werden. Der Kohlenstoff, der darin enthalten ist,
würde normalerweise durch Bakterien vollständig Der Vorteil von tierischen und menschlichen Ab-
in Kohlenstoffdioxid (CO2) gewandelt und in die fällen gegenüber nachwachsenden Rohstoffen ist,
Atmosphäre abgegeben. Das passiert zum Beispiel dass die Abfälle ohnehin anfallen und verwertet
bei der Kompostierung. Dieses Kohlendioxid wird werden müssen. Es entstehen also keine zusätz-
später durch die Photosynthese der Pflanzen wieder lichen Emissionen. Durch den Anbau von nach-
aufgenommen und bleibt im Kreislauf, ohne zum wachsenden Rohstoffen auf Äckern, Pflege und
Treibhauseffekt beizutragen. Ernte treten dagegen zusätzliche Emissionen auf.
Zudem entsteht ein Konkurrenzdruck um die global
Der natürliche Vorgang der Vergärung ist im Prin- begrenzte Ackerfläche.
zip die Grundform einer Biogasgewinnung. Dabei
wandeln Bakterien den in der Biomasse enthaltenen Ein wesentlicher Anteil der Biomasse wird in
Kohlenstoff in einem kontrollierten Prozess haupt- einer Biogasanlage nicht in Biogas umgewandelt.
sächlich in Methan um. Der Mensch verwendet Das ist der sogenannte Gärrest. Er enthält alle
Methan, um daraus mit Hilfe von Blockheizkraft- Nährstoffe, wie Stickstoff, Phosphor und Kali.
werken Strom- und Wärme zu erzeugen. Dadurch Der Gärrest wird – genau wie Kompost aus der
bleibt der Kohlenstoff im natürlichen Kreislauf – Kompostierung – als organischer Dünger zurück
ohne zum Treibhauseffekt beizutragen. Letzteres auf die Felder gebracht. Dadurch ließe sich der
ist nur bei fossilen Rohstoffen wie Erdöl, -gas und Nährstoffkreislauf zu 100 Prozent schließen,
Kohle der Fall. Ein Teil des Kohlenstoffs aus der sofern es gelingt, alle nicht als Nahrungsmittel
Biomasse wird von den Bakterien zu Kohlendioxid genutzten organischen Reste sauber getrennt von
verstoffwechselt. Dieser geringere Teil wird, wie den Restabfällen diesem Kreislauf zuzuführen.
Greenpeace Energy EG 4
GASGEWINNUNG
Vergleich der Kreisläufe
ERDGAS BIOGAS
CO 2
CO 2 CO 2
CO 2- BINDUNG
CO 2
EROSION DRUCK
HEBUNG SENKUNG
METHAN
CO 2
METHAN
DRUCK DRUCK GÄRMASSE
ERDGAS
NÄHR-
STOFFE GÄRREST
BLOCKHEIZ- BLOCKHEIZ-
KRAFTWERK KRAFTWERK
200 Mio. Jahre 1 Erntezyklus
Die Biogasproduktion ist eine seit 100 Jahren eta- Der in solchen Anlagen insgesamt gewonnene
blierte Technik, welche in Deutschland heute in Strom deckt den Bedarf von über neun Millionen
mehr als 9.500 Biogasanlagen und über 1.000 Haushalten (von 41,5 Millionen Haushalten) in
Kläranlagen praktiziert wird. Das aus der Vergärung Deutschland. Die Wärme dient zum Heizen von
gewonnene Methan wird zum überwiegenden Gebäuden, Ställen, Gewächshäusern oder zur Trock-
Teil in großen Motoren von Blockheizkraftwerken nung. Gut 200 Biogasanlagen speisen in Deutsch-
verbrannt, wobei Strom und Wärme entstehen. land ihr Biogas ins Erdgasnetz, so dass es prinzipiell
jeden Haushalt mit Gasanschluss erreichen kann.
Greenpeace Energy EG 5
Ausgangstoffe für Biogasanlagen sind üblicherwei- Grassilage, Ganzpflanzensilage und Getreidekörner.
se zum einen Abfallstoffe wie Gülle, Mist, Silo- Alle Ausgangsstoffe – Substrate genannt – werden
abfälle, Bioabfälle, Schlachtabfälle und Stroh; zum vergoren und zu Biogas und Gärrest umgewandelt.
anderen nachwachsende Rohstoffe wie Silomais,
WELCHE SUBSTRATE WERDEN BIOGASANLAGEN HAUPTSÄCHLICH EINGESETZT?
UND WAS SIND IHRE VOR- UND NACHTEILE?
BIOABFÄLLE MAIS
MIST GRAS
GÜLLE
Greenpeace Energy EG 6
MAISSILAGE GÜLLE
Maissilage ist ein beliebtes Futtermittel in der kon- Bei der energetischen Verwertung von Gülle handelt
ventionellen Rinderhaltung und aufgrund seines es sich um einen Reststoff, der aufgrund der inten-
Stärkegehalts im Maiskorn sehr energiereich. Aus siven Fleisch- und Milchproduktion in Stallanlagen
diesem Grund – und wegen der hohen Produktivität ohnehin anfällt. Aufgrund der in den vergangenen
von Maispflanzen – dient Maissilage auch als Subs- Jahren angestiegenen Fleisch- und Milcherzeugung
trat in Biogasanlagen. Sie ist gut vergärbar und er- und dem Umbau von Ställen ist die Güllemenge an-
möglicht insgesamt eine hohe Ausbeute an Biogas. gewachsen. Der Einsatz in der Biogasanlage erfor-
Mit dem Anbau von Mais sind jedoch auch gravie- dert keine weitere Aufbereitung und die Vergärung
rende Nachteile verbunden. Mais ist ein Humuszeh- mindert zugleich die Geruchsbelästigung. Außer-
rer, vermindert also den Kohlenstoffgehalt in den dem ist sie klimafreundlicher als die Lagerung von
Ackerböden. Der großflächige Monokulturanbau Gülle unter freiem Himmel oder in nicht gasdichten
führt in manchen Regionen zu einer „Vermaisung“ Behältern, denn das setzt Treibhausgase frei.
der Landschaft. Zudem werden Maisäcker meist in- Der Nachteil von Gülle ist jedoch, dass sie insbeson-
tensiv gedüngt und mit Herbiziden behandelt. Beim dere in der Schweinehaltung und der Rindermast
Anbau kommt es häufiger zu Bodenerosionen. meist aus der Intensivtierhaltung stammt. Die geht
Die Ausdehnung des Maisanbaus hat die Artenviel- bekanntermaßen mit schlechten Haltungsbedin-
falt reduziert. Die intensive Düngung belastet das gungen und einer Überdüngung der Böden einher;
Grundwasser und damit unsere Trinkwasserreserven zudem ist bei der Rinderhaltung per se mit hohen
mit Nitrat und trägt zur Überdüngung von Seen, Emissionen von Treibhausgasen verbunden. In einer
Flüssen und Meeren bei. Außerdem konkurrieren Biogasanlage ist die Ausbeute von Biogas aus Gülle
diese Flächen mit jenen zum Anbau von Nahrungs- geringer als die von nachwachsenden Rohstoffen.
und Futtermitteln. Die Reduktion von Treibhaus-
gasen fällt geringer aus als bei einer Nutzung von MIST
Rest- und Abfallstoffen zur Biogasproduktion. Die Vor- und Nachteile von Mist ähneln denen der
Gülle. Auch hier gibt es keine Flächenkonkurrenz
GRASSILAGE zur Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln;
Grassilage hat ebenfalls eine hohe Produktivität, und es ist besser für Klima und Umwelt, den Mist
allerdings ist sie geringer als die von Mais. Im Ver- in Biogasanlagen zu vergären als ihn unter freiem
gleich zu tierischen Exkrementen ermöglicht sie eine Himmel oder in nicht gasdichten Systemen zu
hohe Gasausbeute. Weil das Gras meist von Grün- lagern. Auch Mist ist ein Reststoff, der aufgrund
landflächen stammt und nicht von Ackerflächen des aktuellen Konsumverhaltens ohnehin anfällt;
gibt es keine Konkurrenz zu Ackerflächen für den ebenfalls vermehrt. Er eignet sich für die Energie-
Anbau von Nahrungsmitteln. Der Nachteil besteht gewinnung; die Gasausbeute ist aber geringer als
aber auch hier im Einsatz von Dünger und Pestizi- bei nachwachsenden Rohstoffen. Der Nachteil liegt
den; außerdem besteht eine Flächenkonkurrenz zur auch hier in der vorgelagerten Produktionskette,
Produktion von Futtermitteln. Auch fällt die Reduk- weil Mist ebenfalls oft aus der Massentierhaltung
tion von Treibhausgasen geringer aus als bei einer stammt – mit den oben bereits genannten negati-
Nutzung von Rest- und Abfallstoffen zur Erzeugung ven Folgen für Tiere, Umwelt und Klima. Auf der
von Biogas. anderen Seite ist guter Mistkompost geeignet, die
Bodeneigenschaften zu verbessern und langfristig
den Boden mit Kohlenstoff in Form von Dauer-
humus anzureichen.
Greenpeace Energy EG 7
BIOABFÄLLE
Auch Bioabfälle sind Reststoffe, die ohnehin anfal- Der Anbau von Energiepflanzen ist mit einem
len und sich zur Energiegewinnung eignen. Je nach hohen Aufwand an Energie, Dünger und Pestiziden
ihrer Zusammensetzung sind hohe bis sehr hohe Er- verbunden. Daher ist die Reduktion von Treibhaus-
träge an Biogas möglich. Auch Bioabfälle beanspru- gasen bei der Nutzung von Biogas aus Energiepflan-
chen keine Flächen zur Nahrungs- oder Futtermittel- zen deutlich geringer als bei Biogas aus Reststoffen
produktion. Und ihre Vergärung reduziert sowohl und Abfällen. Aber immer noch höher als bei der
Geruchsbelastungen als auch Treibhausgase, die bei Nutzung fossiler Energieträger.
Lagerung in nicht gasdichten Systemen entweichen
würden. Rund 45 Prozent der eingesetzten Biogassubstrate
Bislang sind Bioabfälle aber nur in begrenzter sind Exkremente in Form von Gülle und Mist. Die
Menge verfügbar. Außerdem benötigen sie vor dem stammen allerdings oft aus Massentierhaltung. Die
Einsatz in der Biogasanlage eine zusätzliche Auf- Lagerung und Ausbringung von Gülle und Mist sind
bereitung. So müssen etwaige Störstoffe entfernt eine bedeutende Quelle für den menschengemach-
werden, die Masse muss hygienisch behandelt und ten Treibhauseffekt. Bei aller Kritik an Massentier-
ggf. auch zerkleinert werden. haltung können diese Emissionen durch die Nut-
zung der Exkremente in Form von Biogas immerhin
reduziert werden. Die Vergärung von Gülle und Mist
DIE DISKUSSION UM in Biogasanlagen vermeidet diese Emissionen fast
„TANK ODER TELLER“ vollständig und verringert darüber hinaus massiv die
Geruchsbelästigungen bei der Gülleausbringung.
Etwa die Hälfte der in Deutschland eingesetzten Trotzdem werden bisher nur ca. 30 Prozent des
Substratmenge besteht aus Reststoffen und Wirtschaftsdüngers in Biogasanlagen in Deutschland
Exkrementen. Aber auch nachwachsende Roh- genutzt. Hier bietet sich ein großes Potenzial für
stoffe kommen zum Einsatz, hauptsächlich Mais einen Ausbau der Biogasproduktion. Allerdings soll-
als Maissilage, mit der auch Kühe gefüttert wer- te die vorteilhafte Nutzung von Gülle als Rohstoff
den. Maispflanzen bilden besonders viel Biomas- für Biogasanlagen nicht darüber hinwegtäuschen,
se und liefern bei Vergärung entsprechend hohe dass die industrielle Massentierhaltung erhebliche
Gaserträge. Durch den Maisanbau für die Biogas- ökologische Schäden verursacht, etwa den Ver-
produktion sind in Deutschland viele Flächen für brauch landwirtschaftlicher Flächen für Futtermit-
den Nahrungsmittelanbau nicht mehr nutzbar. tel oder die Nitratbelastung des Grundwassers.
Allerdings dient fast doppelt so viel Fläche für den
Maisanbau zur Fütterung von Rindern. Falsche Aus kommunalen Bioabfällen stammen nur etwa
agrarpolitische Anreize haben in den Viehhaltungs- vier Prozent der Substrate von Biogasanlagen. Die
regionen in Deutschland lokal zu einem übermäßi- Vergärung von Bioabfällen vermeidet Klimagas-
gen und nicht nachhaltigen Maisanbau geführt. emissionen und den erheblichen Energieaufwand
aus der intensiven Kompostierung. Die in Deutsch-
land anfallenden Bioabfälle werden bisher nur zur
Hälfte erfasst, die andere Hälfte landet in der Rest-
mülltonne. Von den erfassten Bioabfällen werden
erst 35 Prozent zur Biogasproduktion genutzt.
Hier besteht noch erhebliches Ausbaupotenzial.1
1 www.umweltbundesamt.de/publikationen/aktuelle-entwicklung-perspektiven-der
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ENERGIEGEWINNUNG
AUS ORGANISCHER SUBSTANZ
BIOGASBILDUNG
Biogasanlagen für die Vergärung von Gülle ste- Substraten. In mehreren Prozessschritten ent-
hen meist direkt neben den Tierställen, weshalb steht Biogas, als Nebenprodukt der „Verdauung“
der Transport dieses Substrats entfällt. Alle ande- bzw. des Stoffwechsels von Mikroorganismen.
ren Substrate müssen am Entstehungsort erfasst
und zur Biogasanlage transportiert werden. Der flüssige Rest der ausgegorenen Substrate wird
dann in sogenannten Gärrestlagern gespeichert.
Feste Ausgangsstoffe werden mittels Radlader Gärrest ist deutlich geruchsärmer als Gülle oder
in einen Fütterungsbehälter gegeben. Bioabfälle Mist. Er enthält wichtige Nährstoffe wie Stick-
aus Haushalten müssen nach der Bioabfallverord- stoff, Phosphor und Kalium aus den eingebrachten
nung hygienisch behandelt werden, um die Aus- Substraten. Deshalb eignet er sich gut als Dünger
breitung von Krankheitskeimen zu verhindern. und wird auf umliegende Felder ausgebracht.
Die Substrate werden in sogenannte Fermenter ein- Das gebildete Gas besteht hauptsächlich aus
gebracht. Das sind die runden Behälter mit einer Methan (40 - 75 %) und Kohlenstoffdioxid
Folien-Halbkugel oder einem spitzen Folienkegel als (25 - 55 %). Geringere Mengen Wasserdampf,
Dach, die man in ländlichen Regionen häufig sieht. Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff
sind auch im Gasgemisch enthalten und werden
Im Fermenter leben Bakterien unterschiedlicher durch Kühlung und Gasreinigung teilweise
Art, und die ernähren sich von den eingebrachten entfernt.
ZUSAMMENSETZUNG DES BIOGASES (ROHBIOGAS)
0-1
0-2
0-5 Methan CH4
Kohlenstoffdioxid CO2
25 - 55
Wasserdampf H2O
0-10
% Stickstoff N2
Sauerstoff O2
Wasserstoff H2
Ammoniak NO3
Schwefelwasserstoff H2S
40 -75
Quelle: www.asue.de
Greenpeace Energy EG 9STROM UND WÄRME AUS BIOGAS BIOGAS AUS DEM ERDGASNETZ
Das gereinigte Biogas wird in fast allen Biogas- Um Biogas ins Erdgasnetz einspeisen zu kön-
anlagen in Deutschland in Blockheizkraftwerken nen, muss im Wesentlichen Kohlendioxid vom
(BHKW) verbrannt, um Strom und Wärme zu erzeu- Methan getrennt werden. Das Erdgasnetz trans-
gen. Der produzierte Strom wird in das öffentliche portiert nahezu reines Methan. Deshalb muss
Stromnetz eingespeist. Die im BHKW anfallende Biogas die gleiche Qualität aufweisen. Für dessen
Wärme wird für Heizzwecke genutzt (Wirtschafts- Aufbereitung stehen eine Reihe unterschied-
gebäude, Ställe, Nahwärmeleitungen) oder für licher Verfahren zur Verfügung, die bereits in
weitere Prozesse wie z.B. eine Getreidetrocknung. vielen Anlagen in der Praxis erprobt sind.
Das Biogas aus dem Erdgasnetz kann zum Heizen
von Wohnungen, zum Kochen oder über eine der
knapp 1.000 CNG-Tankstellen2 als Kraftstoff in
Autos mit Erdgasmotor (sogenannte CNG-Fahr-
zeuge) verwendet werden.
2 CNG-compressed natural gas – auf ca. 250 bar komprimiertes Erdgas bzw. Biogas
BIOGAS IM NATÜRLICHEN KREISLAUF DER ENERGIE
NATÜRLICHE ORGANISCHER
DÜNUNG MÜLL
NUTZUNG
KOMPOSTIERUNG SAMMLUNG
AUFBEREITUNG
UND EINSPEISUNG
INS GASNETZ
VERTEILUNG
ALS MULCH
GÄRRESTLAGER BIOGSANLAGE MÜLLABFUHR
Greenpeace Energy EG 10BIOGAS IN MEINER HEIZUNG UND
UNTER MEINEM KOCHTOPF?
Vor der Einspeisung ins Erdgasnetz wird Kohlen- – analog zum Transport von Ökostrom im Strom-
stoffdioxid aus dem Biogas, in dem es zu ca. 30-45 netz. Das Bilanzierungssystem garantiert, dass die
Prozent vorhanden ist, abgetrennt. Das verbleiben- Energiemenge des an der Biogasanlage eingespeis-
de Methan wird in Gasqualität und Druck an das ten Biogases mit der beim Verbraucher ausgespeis-
Gas in der nächstliegenden Erdgasleitung angepasst ten Gasmenge übereinstimmt. Die Energiemengen
und dort eingespeist. Dabei wird es mit dem Erdgas werden mit geeichter Messtechnik nachgewiesen.
in der Leitung gemischt. Eine Entnahme von reinem Es erfolgt eine lückenlose und zertifizierte Nach-
Biogas ist technisch nicht möglich. Somit wird es weisführung der eingespeisten Biogasmengen von
immer ein Gemisch sein. der Substratbereitstellung für die Biogasanlage bis
Der Aufbau eines eigenen Biogasnetzes ist aber hin zur Nutzung beim Verbraucher. Dies kann bei-
auch nicht sinnvoll. Das Biogas wird bilanziell erfasst spielsweise über das Biogasregister3 erfolgen, das
von der Deutschen Energieagentur geführt wird.
3 www.biogasregister.de/startseite.html
BILANZIELLER BIOMETHANTRANSPORT
BIOMETHAN-
VERWERTUNG
Einspeisung ins
Gasnetz zu
festgelegten Anteilen
GAS-FERNLEITUNGSNETZ
BLOCKHEIZ-
KRAFTWERK
REGIONALE
VERSORGUNGSLEITUNGEN
Übersicht
ERDGAS BIOGAS
Greenpeace Energy EG 11WIE HOCH IST DER BEITRAG VON Werden nachwachsende Rohstoffe wie Mais, Gras
BIOGAS ZUM KLIMASCHUTZ? oder Getreide zur Herstellung von Biogas einge-
setzt, ist die CO2 - Reduktion gegenüber fossilen
Die Minderung von Treibhausgasen bei der Nut- Energieträgern nicht ganz so groß wie bei Abfällen,
zung von Biogas gegenüber fossilen Energie- da die Rohstoffe erst angebaut werden müssen.
trägern hängt sehr davon ab, welche Arten Trotzdem mindert die Produktion von Strom und
von Biomasse in der Biogasanlage einsetzt wer- Wärme aus nachwachsenden Rohstoffen die
den und wie die Anlagen ausgelegt sind. CO2 - Emissionen deutlich gegenüber der Verbren-
nung von fossilen Energieträgern. Eine Ausnahme
Die Tierhaltung hat einen großen CO2 -Fußabdruck. bildet der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen
Um diesen zu verringern, muss der gesamte Tier- auf entwässerten Moorflächen. Hier ist der Ausstoß
bestand reduziert werden. Darüber entscheidet von Treibhausgasen durch die Entwässerung der
auch das Verhalten der Verbraucher an der Laden- Flächen und den sich verringernden Moorboden so
theke. Solange diese weiter Fleisch- und Milchpro- hoch, dass der insgesamt verursachte CO2 - Ausstoß
dukte in großer Menge zu niedrigen Preisen kaufen, je Energieeinheit höher liegt als beim Einsatz fossiler
ändert sich an der Tierhaltung nichts. Allerdings Energieträger.
kann die Nutzung von tierischen Exkrementen in
der Biogasanlage den CO2 -Fußabdruck der Tier- gp-e.de/paludi
haltung erheblich verkleinern. Durch die Abdeckung
der Biogasbehälter werden viel weniger Methan-, Die Reduktion von Treibhausgasen hängt auch vom
Ammoniak- und Lachgasemissionen in die Umwelt Aufbau einer Biogasanlage ab. Zum Beispiel soll-
freigesetzt, als wenn diese Stoffe einfach unter frei- te das Gärrestlager gasdicht überdacht sein, um
em Himmel gelagert würden. Zudem verringert sich Restgase aus der vergorenen Biomasse aufzufangen
die Geruchsbelästigung. Der Einsatz von Gülle weist und diese nicht in die Umwelt freizusetzen. Zudem
eine gemischte ökologische Bilanz auf: sollten gasführende Anlagenteile regelmäßig gewar-
Auf der einen Seite verringert ihre Nutzung als tet und undichte Stellen im Gassystem regelmäßig
Biogas-Substrat ganz praktisch die negativen Aus- entdeckt und geschlossen werden. Die technischen
wirkungen der existierenden Massentierhaltung. Anforderungen an Biogasanlagen wurden hier
Doch andererseits wäre es ökologisch viel sinnvoller, immer weiter verschärft, um sicherzustellen, dass
auf Massentierhaltung zu verzichten, wodurch die alle Biogasanlagen bestimmte Umweltstandards
problematische Gülle gar nicht erst entstünde. wie etwa ein geschlossenes Gärrestlager und eine
lange Verweilzeit der Substrate in der Biogasanlage
Auch Bioabfall ist ein Produkt, welches normaler- erfüllen. Alle diese angesprochenen Punkte ent-
weise in einer Kompostierungsanlage mit hohem scheiden über das gesamte Einsparpotenzial des
Stromaufwand zu Kompost umgewandelt wird. Biogases gegenüber einem fossilen Energieträger.
In einer Biogasanlage kann daraus hingegen Biogas
als flexibel einsetzbarer Energieträger gewonnen Das nachfolgende Diagramm veranschaulicht die
werden. Zudem entsteht ein wertvoller Dünger, CO2 - Einsparung durch Biomethan aus verschiede-
der den Produkten aus der Kompostierungs- nen Substraten gegenüber einer Nutzung von
anlage hinsichtlich der Nährstoffkreislauffüh- Erdgas je produzierter Gigawattstunde Energie.
rung und Humusreproduktion ebenbürtig ist. Im Vergleich entstehen bei der Nutzung einer
Ähnlich verhält es sich mit den meisten organi- Energiemenge von einer Gigawattstunde (GWh),
schen Abfällen der Nahrungsmittelindustrie. die in Biogasanlagen aus Mist oder Gülle mit Abde-
ckung des Gärrestlagers und Abgasverbrennung
gewonnen wurde, ca. 600 t weniger CO2 -Emis-
sionen als bei der Verbrennung von Erdgas.
Greenpeace Energy EG 12TREIBHAUSGASEINSPARUNG DURCH BIOMETHAN
Vergleich verschiedener Substrate
EMISSIONEN IN CO 2- ÄQUIVALENTEN
400
350 MIST GÜLLE
300
+ 360 + 360
250
200
150
100
BIOAB- KLÄR- STROH MAIS
50 FÄLLE SCHLAMM
0
- 50 - 68 - 54 - 108
-50
-100
-150 ERDGAS
-200 - 240
-250
Emissionen in t CO2-Äquivalenten je Gigawattstunde (GWh) bereitgestellter Energie
78
1 GWh Energie versorgt mit Warmwasser & Heizung
HAUSHALTE in normal gedämmten Gebäuden
MIT 80 m 2 Durchschnittsverbrauch eines Haushalts mit 80m² =
12.800 kWh/a oder 160kWh/m² Wohnfläche
Datengrundlage der Grafik:
ERDGAS 240 g CO2-Äq. je kWh für Erdgas nach dem Kabi- KLÄRSCHLAMM Berechnungen des Institut für Biogas,
nettsentwurf des Gebäudeeinspargesetzes vom 28.5.2019 Kreislaufwirtschaft und Energie
GÜLLE UND MIST Emissionswerte nach RED II- bei geschlos- STROH Berechnungen des Fraunhofer-Institut für System-
senen bzw. offenen Gärrückstandslagern und Abgasverbren- und Innovationsforschung
nung (heute Stand der Technik und sollte auch als Standard in MAIS UND BIOABFALL Emissionswerte nach RED II
Biogasanlagen sein)
Greenpeace Energy EG 13Ausgehend von typischen Verbrauchskennzahlen WARUM WIRD NICHT MEHR BIOGAS
eines 80 m²-Haushalts mit 12.800 kWh je Jahr PRODUZIERT? IST BIOGAS KNAPP?
für Heizung und Warmwasser ergibt sich beim
Wechsel von Erdgas zu Biomethan aus Gülle oder Aus Biogas konnten im Jahr 2018 ca. 32.100
Mist aus Biogasanlagen mit Abdeckung des Gär- Gigawattstunden Strom produziert und zudem
restlagers und Abgasverbrennung eine jährliche 16.700 Gigawattstunden Wärme gewonnen
Treibhausgasminderung von ca. 7,7 t CO2 -Äquiva- werden. Mit dieser Strommenge können (bei
lenten. Diese CO2 -Menge entspricht einer Auto- einem durchschnittlichen Verbrauch von 4000
fahrt von ca. 60.000 km mit einem Mittelklasse- kWh/Jahr) ca. acht Millionen Vier-Personen-Haus-
Pkw, dessen CO2 -Ausstoß 125 g/km beträgt. halte versorgt werden. Allerdings wurden seit
2017 kaum neue Biogasanlagen gebaut, weil die
Ein großes Potenzial zur CO2 -Reduktion in Bedingungen des Erneuerbare-Energien-Geset-
Deutschland bietet zudem die Wiedervernässung zes (EEG) kaum wirtschaftliche Anreize bieten.
von Mooren. Ehemalige Moorflächen, die heu-
te landwirtschaftlich genutzt werden, emittieren Der massenbezogene Substrateinsatz von nach-
aufgrund natürlicher Prozesse im trockengelegten wachsenden Rohstoffen zur Biogasproduktion lag
Torfboden kontinuierlich Treibhausgase. Eine Wie- 2018 bei 48,9 Prozent und der Einsatz von Mais
dervernässung würde diese Emissionen stoppen. bei 33,7 Prozent. Durch das Ende der 2009 ein-
Danach sind solche Flächen allerdings nur noch geführten besonders hohen Förderung der Bio-
sehr eingeschränkt für die konventionelle Land- gasgewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen
wirtschaft nutzbar. Aus den Pflanzen, die auf den und den sogenannten „Maisdeckel“ wird der
wieder natürlich nassen Moorflächen wachsen, lässt Anteil der Energiepflanzen für die Biogasgewin-
sich aber Biogas produzieren. Durch die Umwand- nung in Deutschland nicht weiter zunehmen.
lung von einem Hektar Ackerland in eine Nasswiese
können so ca. 25 t CO2 -Äquivalente eingespart Biogas ist nicht automatisch „gutes Biogas“.
werden. Weitere Hintergründe zum Thema Wie- Wird das Gas aus Gülle und Mist gewonnen, dann
dervernässung von Moorflächen finden sich in ist neben der Treibhausgasminderung zu beachten,
der Paludi-Broschüre von Greenpeace Energy. dass die meisten tierischen Exkremente aus der
Massentierhaltung stammen. Dieses Biogas kann
gp-e.de/paludi aus verschiedenen Gründen, wie zum Beispiel
Tierwohlgesichtspunkten, nicht als „gutes Biogas“
Die Energieproduktion aus Biomasse gegenüber fos- bezeichnet werden. Dasselbe gilt für übermäßige
silen Energieträgern lässt sich neben der hier detail- Mengen an Mais, welche zurzeit in der Biogas-
liert diskutierten Treibhausgaswirkung über weitere produktion eingesetzt werden. Die Vermaisung
Wirkungskategorien vergleichen. Wichtig sind dabei der Landschaft mindert zum Beispiel die Biodiversi-
die Anreicherung von Nährstoffen in Gewässern tät und verdrängt Nahrungsmittelproduktion. Auch
und im Grundwasser, der Wasserverbrauch während hier ist der Begriff „gutes Biogas“ fehl am Platz.
der Verarbeitung, die Erhöhung des Krebsrisikos,
der Abbau der Ozonschicht sowie der Flächenver- Um Biogas als verlässliche Energiequelle weiter aus-
brauch, um nur einige zu nennen. Diese Wirkungs- zubauen, was für die Energiewende wichtig ist,
kategorien werden in Ökobilanzen untersucht. bietet sich vor allem die Nutzung von Pflanzen aus
Blühstreifen an oder die erhöhte Verwertung von
Abfall- und Reststoffen.
Greenpeace Energy EG 14Die Gaspotenziale in Deutschland sind mengenmä- Biogas ist demnach auch in der Zukunft ein
ßig beschränkt durch die vorhandenen Flächen für begrenztes Gut. Würden in der Biogasproduk-
nachwachsende Rohstoffe und Futtermittel für die tion nur Substrate aus der Tierwohlhaltungsstu-
Tierhaltung sowie die begrenzten Mengen an Bio- fe vier eingesetzt, dann blieben nach Betrach-
abfällen jeglicher Art. Daneben werden die Bemü- tung des Angebotes an den Endverbraucher
hungen größer, den Fleischkonsum in Deutschland weniger als zehn Prozent der Substrate übrig,
zu verringern und den Einsatz nachwachsender wie die nachfolgende Grafik verdeutlicht.
Rohstoffe in Biogasanlagen zu deckeln.
FLEISCH AUS TIERKLASSENHALTUNGSFORMEN
Im Vergleich berücksichtigt
1,7
HALTUNGSFORM 1
8,2 Stallhaltung
Rinderhaltung
HALTUNGSFORM 2
Stallhaltung Plus
33,8
%
HALTUNGSFORM 3
Außenklima
Schweinehaltung
HALTUNGSFORM 4
Premium
Geflügelhaltung 56,3
gemischte Haltung Mehr Informationen zu den Haltungsformen:
https://www.haltungsform.de.
Quelle:
Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz e.V. (Hsrg.) (2019): Fleisch aus besserer Tierhaltung ist rar,
Marktcheck der Verbraucherzentralen zur Kennzeichnung „Haltungsform“, Mainz
Greenpeace Energy EG 15Zur Ermittlung der verfügbaren Biogasmengen in Daraus würden sich folgende Energiemengen-
Erdgasqualität, die sich ergeben, wenn an die Subs- potenziale in Form von Biogas ergeben:
trate unterschiedlich strenge Kriterien hinsichtlich
Klimaschutz, Tierwohl und Nachhaltigkeit gestellt 1. Kategorie: 4.600 GWh/ Jahr
werden sowie die Anforderung ‚vegan‘, lassen sie 2. Kategorie: 1.100 GWh/ Jahr
sich zum Beispiel in drei Kategorien einteilen: 3. Kategorie: 240 GWh/ Jahr 4
1. Kategorie: Biogas aus allen Substraten; Die Energiemenge der dritten Kategorie wäre
2. Kategorie: Biogasproduktion ohne nachwach- demnach ausreichend um ca. 19.000 Haushalte
sende Rohstoffe und mit artgerechter Tierhaltung mit einer Fläche von 80m² und einem Wärmebedarf
der Haltungsformen zwei und höher; von 12.800 kWh / Jahr zu versorgen.
3. Kategorie: nur veganes Biogas bei gleichzeiti-
gem Verzicht auf nachwachsende Rohstoffe wie Mais.
4 Quelle: IBKE 2020
ENERGIEGEWINN AUS KATEGORIEN
AUS KATEGORIE I AUS KATEGORIE II AUS KATEGORIE III
19.000
HAUSHALTE
MIT 80 m 2
Wärmebedarf von
12.800 kWh/Jahr
4.600 GWh pro Jahr 1.100 GWh pro Jahr 240 GWh pro Jahr
KATEGORIE I Biogas aus allen Substraten
KATEGORIE II Biogasproduktion ohne nachwachsende Rohstoffe und mit artgerechter Tierhaltung der Haltungsformen zwei und höher
KATEGORIE III nur veganes Biogas, also Biogas ohne Nutzung von tierischen Exkrementen oder Abfällen tierischen Ursprungs sowie ohne
nachwachsende Rohstoffe
Quelle: IBKE 2020
Greenpeace Energy EG 16„Gutes Biogas“ ist demnach ein knapper Energie- Die Aufbereitung des Biogases und dessen Ein-
träger und sollte deshalb so sinnvoll und effektiv speisung ins Erdgasnetz ist ein guter Weg, die
wie möglich genutzt werden. Aber es gibt auch Biogaspotenziale noch besser und energieeffizi-
noch Ausbaupotenzial für “gutes Biogas“, zum enter zu nutzen. Mit diesem Wandel besteht die
Beispiel durch große Mengen pflanzlicher Abfäl- Möglichkeit, den Einsatz von Energiepflanzen in
le in der schwarzen Tonne – und dieses sollte den Biogasanlagen zu reduzieren und gleichzeitig
erschlossen werden. Dies gilt in besonderem Maße vorhandene Potenziale an lokal verfügbaren beson-
auch für die Biogas-Produktion aus Paludikultu- ders klimafreundlichen Substraten zu erschließen.
ren, die freilich erst technisch und wirtschaftlich
zur Anwendungsreife gebracht werden muss. Der wachsende Anteil fluktuierender Energie-
quellen wie Wind und Sonne sowie der Kampf
Die Anreize des Erneuerbare-Energien-Gesetzes gegen die Klimakrise macht Biogas als verläss-
sind bisher die wirtschaftliche Grundlage für den lichen, gut speicherbaren Energieträger zuneh-
Betrieb fast aller Biogasanlagen in Deutschland. mend wichtig. Mit einer gezielten Steigerung
Die EEG-Vergütung beschränkt sich auf eine Lauf- der Nachfrage nach besonders umweltfreund-
zeit von 20 Jahren. Durch das Auslaufen der Ver- lichem Biogas ist es möglich, diesen Prozess
gütung für die ersten Anlagen ab 2021 stellen hinsichtlich einer größtmöglichen Nachhaltig-
sich viele Anlagenbetreiber die Frage nach einem keit der Biogasproduktion zu beeinflussen.
sinnvollen und wirtschaftlichen Weiterbetrieb.
Greenpeace Energy EG 17BROSCHÜRENERSTELLUNG:
Greenpeace Energy eG
Hongkongstraße 10
20457 Hamburg
www.greenpeace-energy.de
Redaktion & Texte: Institut für Biogas, Kreislaufwirtschaft und Energie,
Prof. Dr. Frank Scholwin, Georg Siegert
Fotos: lensescape.org, www.pexels.com, Frank Scholwin
Grafiken: Diana Griesbach
Layout: grafikdesignerinnen / Griesbach & Tresckow
Stand: 6.11.2020
Für Greenpeace Energy als deutschlandweit engagierte Genossenschaft steht verantwortliches und nach-
haltiges Handeln seit jeher vor dem finanziellen Gewinn. Das Unternehmen versorgt fast 180.000 Kund*in-
nen, darunter rund 13.000 Geschäftskund*innen, mit sauberem Strom und dem innovativen Gasprodukt
proWindgas. Organisiert ist Greenpeace Energy als Genossenschaft mit mehr als 26.200 Mitgliedern. Deren
Einlagen sorgen für eine solide Eigenkapitalbasis, die die Unabhängigkeit sichert. Die Genossenschafts-
mitglieder sind nicht nur die Firmeninhaber, sondern gleichzeitig auch Kunden, was für gleichgerichtete
Interessen sorgt: an einer ökologisch ausgerichteten Geschäftspolitik, die nicht auf Profitmaximierung setzt.
Zudem planen, bauen, finanzieren und betreiben wir über die Tochtergesellschaft Planet energy selbst
Anlagen. Das Engagement von Greenpeace Energy geht aber noch weiter: Wir reden mit, wenn es dar-
um geht energiepolitische Rahmenbedingungen zu schaffen. Wir erproben neue Konzepte zum Beispiel
zur Elektromobilität oder zu Produktion und Einsatz von grünen Gasen. Wir setzen uns mit Forschungs-
projekten dafür ein, Innovationen zu fördern und den Weg in eine saubere Energiezukunft zu ebnen.
Greenpeace Energy EG 18QUELLENVERZEICHNIS
Scholwin et al. (2019): Aktuelle Entwicklung und Perspektiven der Biogasproduktion
aus Bioabfall und Gülle, Abschlussbericht. Hrsg. Umweltbundesamt. Dessau-Roßlau
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hsrg.) (2019): Basisdaten
Bioenergie Deutschland 2019, Festbrennstoffe, Biokraftstoffe, Biogas. Gülzow
Adler et al. (2014): Leitfaden Biogasaufbereitung und -einspeisung.
Hrsg. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). Förder-
kennzeichen(KKZ): 22008811. 5. vollständig überarbeitete Auflage
Internetseite des Biogasregisters der Deutsche Energie-Agentur
GmbH (dena): https://www.biogasregister.de
Gesetzentwurf der Bundesregierung (2019): Entwurf eines Gesetzes zur
Vereinheitlichung des Energiesparrechts für Gebäude. 28.05.2019
Amtsblatt der Europäischen Union (2018): Richtlinie (EU) 2018/2001 des
Europäischen Parlaments und des Rates zur Förderung der Nutzung von
Energie aus erneuerbaren Quellen (Neufassung). L 328/82. 21.12.2018
Wietschel et al. (2019): Klimabilanz, Kosten und Potenziale verschiedener
Kraftstoffarten und Antriebssysteme für Pkw und Lkw, Endbericht.
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI. Karlsruhe
Puxbaumer et al. (2011): Bio-Erdgas, Regenerative Energie mit Zukunft.
Hrsg. ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen
Energieverbrauch e.V.. Berlin
Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz e.V. (Hsrg.) (2019): Fleisch aus besserer
Tierhaltung ist rar, Marktcheck der Verbraucherzentralen zur Kennzeichnung
„Haltungsform“. Mainz
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