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Mögliche Entwicklung: Jährliche Biomethaneinspeisung basierend auf einer Fortschreibung der Einspeisemengen der bestehenden Aufbereitungsanlagen. Vereinfacht wurde angenommen, dass 2015 nur die bereits geplanten und danach keine neuen Anlagen zugebaut werden. Bild: IÖW
Bioenergie

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Brauchen wir morgen noch Biomethan?

Neue Studie vergleicht Biogas-Aufbereitungsverfahren

Einen Überblick darüber, wie sich Biomethan im zukünftigen Energiesystem nutzen lässt sowie über verschiedene Aufbereitungsverfahren unter ökologischer und ökonomischer Perspektive und mit Blick auf Auswirkungen des EEG 2014 bietet eine neue Studie des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW).

Biomethan ist vielseitig einsetzbar und kann wichtige Funktionen im zukünftigen Energiesystem übernehmen: Es kann etwa Regelenergie im Stromnetz bereitstellen oder als Kraftstoff eingesetzt werden, wo Alternativen fehlen. Gegenüber Biogas weist es den Vorteil auf, dass es ins vorhandene Gasnetz eingespeist, dort gespeichert und zu geeigneten Nutzern transportiert werden kann. Viele Energieszenarien gehen deshalb auch für die Zukunft von relevanten Mengen an Biomethan aus.

In der nun veröffentlichte IÖW-Studie werden die verschiedenen Biogas-Aufbereitungsverfahren aus ökologischer und ökonomischer Sicht verglichen und die Auswirkungen aus den sich veränderten Rahmenbedingungen durch die Novellierung des EEG aufgezeigt. Bis 2014 wurden die Biogaserzeugung und -aufbereitung zu Biomethan indirekt durch das EEG vergütet. Der bis dahin stetige Zubau ist durch den Einschnitt in den Förderbedingungen zum Erliegen gekommen.

Aufbereitung im Vergleich

Die Studie ist ein Ergebnis aus dem Vorhaben „Optimierung des innovativen Einsatzes eines Membranverfahrens zur Aufbereitung von Biogas zur Einspeisung ins öffentliche Erdgasnetz (Megas)" (FKZ-Nr. 03KB068), gefördert durch das BMWi. Das Vorhaben untersuchte, welche Verfahren sich bei welchen Rahmenbedingungen eignen und inwiefern die Aufbereitung Vorteile gegenüber der Vor-Ort-Verstromung von Biogas hat.

Im Fokus standen die Aufbereitungsverfahren Aminwäsche, Druckwechseladsorption, Druckwasserwäsche, Membrantrennverfahren sowie ein innovatives Membranverfahren. Die Projektpartner des Ingenieurbüros Buse beschäftigten sich vor allem mit der Weiterentwicklung und Optimierung eines neuen Membranverfahrens zur Aufbereitung von Biogas zu Methan. Die Aufbereitung erfolgt mittels Einsatz von Membrankontaktoren, wobei enthärtetes und vollentsalztes Wasser als Medium zum Entfernen des Kohlenstoffdioxids dient. Da das Verfahren bei geringen Drücken sowie ohne Einsatz von Chemikalien arbeitet, weist es ein hohes Klimaschutzpotenzial auf.

Alle Verfahren können im Vergleich zur fossilen Energieerzeugung Klimagase vermeiden. Damit Treibhausgase im Vergleich zur direkten Biogas-Vor-Ort-Verstromung vermieden werden, muss der Wärmenutzungsgrad im Fall der Aufbereitung allerdings um etwa 35 bis 50 Prozent höher sein. Die Aminwäsche ist ein besonders robustes Verfahren, das auch ohne Behandlung des Schwachgases sehr geringe Methanemissionen von 0,2 Prozent stabil einhalten kann. Bei den anderen Verfahren muss eine funktionierende Schwachgasbehandlung gewährleistet sein, um den Klimavorteil durch die Aufbereitung nicht zu gefährden. Im Schwachgas wird im Wesentlichen das vom Methan abgetrennte Kohlendioxid abgeführt, es kann je nach Aufbereitung noch geringe Mengen an Methan enthalten und darf nicht ohne weiteres an die Umgebungsluft abgegeben werden.

Ein Großteil der Treibhausgasemissionen stammt aus der Biogas- oder Substratbereitstellung. Insbesondere der Maisanbau geht mit hohen Emissionen einher. Die EEG-Novellierung von 2014 ist bezüglich der Streichung der Einsatzstoffklasse I, wozu unter anderem Mais, Getreide und Zuckerrüben zählten, daher aus ökologischer Perspektive zu begrüßen. Dass pauschal die übrigen Einsatzstoffklassen gestrichen wurden, ohne hinreichend alternative Anreize zu setzen, vergibt jedoch die Chance die Biogaserzeugung nachhaltiger zu gestalten, indem landwirtschaftliche Reststoffe oder alternative Einsatzstoffe eingesetzt werden.

Abhängigkeit vom Wärme- und Kraftstoffmarkt

Die am Markt verfügbaren Aufbereitungsverfahren sind in der Lage kostendeckend zu arbeiten. Letztlich bestimmen jedoch die Erlösmöglichkeiten, ob ein Anlagenkonzept wirtschaftlich darstellbar ist oder nicht. Ob sich die Vermarktungsrichtungen „KWK-Nutzung“, „Wärmemarkt für Haushaltskunden“ und „Einsatz als Kraftstoff“ lohnen, wird stark durch die Förderbedingungen beeinflusst. In keiner der Anlagenvariationen ist die KWK-Nutzung derzeit wirtschaftlich.

Der Einschnitt in den Förderbedingungen durch die EEG-Novellierung gefährdet deshalb den bisher größten Absatzmarkt für Biomethan. Der Wärmemarkt für Haushaltskunden bleibt jedoch für mittlere und größere Anlagenkonzepte wirtschaftlich. Da die Überlebensfähigkeit der Biogasaufbereitung nun von den Vermarktungsmöglichkeiten im Wärme- und Kraftstoffmarkt abhängt, sind die Entwicklungen der Rahmenbedingungen auf diesen Absatzmärkten in Zukunft von besonderer Bedeutung.

Aus regionaler Perspektive könnten positive Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte Argumente für die Unterstützung von Biogasaufbereitungsanlagen sein. Planung, Wartung, Betrieb und Finanzierung der Anlage können gut von regional ansässigen Akteuren übernommen werden. Dieses Potenzial für die Generierung regionaler Wertschöpfung kann unter den derzeitigen Förder- bzw. Erlösbedingungen nicht ausgeschöpft werden.

Die Studie ist als IÖW-Schriftenreihe 207/15 erschienen und steht kostenlos zum Download zur Verfügung.

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