Eine Kuh steht vor der Biogasanlage in Jühnde, dem ersten Bioenergiedorf in Deutschland.

Bild: Dörthe Hagenguth, FNR

Güllevergärung Forscher wollen wirtschaftliche Biogaskleinanlage entwickeln

22.09.2020

Drei Institutionen prüfen die ökonomische Machbarkeit einer Biogaskleinanlage zur Güllevergärung. Sie soll für Betriebe in Frage kommen, für die sich eine Biogasanlage bislang aufgrund zu geringer Güllemengen nicht lohnte. Bei positiven Ergebnissen ist ein entsprechendes Anlagenkonzept geplant.

Bislang wird nur rund ein Drittel der Gülle, die in der Nutztierhaltung in Deutschland anfällt, zur Energieproduktion verwertet. Ein wesentlicher Grund: Das Gülleaufkommen der meisten Betriebe ist für einen wirtschaftlichen Biogasanlagenbetrieb zu gering. So gibt es nur in etwa zehn Prozent der rinderhaltenden Betriebe mehr als 200 Milchkühe. Mit dem Gülleaufkommen von 200 Tieren lässt sich aber lediglich eine 30-kW-Anlage betreiben.

Energie- und klimapolitisch folgt daraus zweierlei: Zum einen liegt das energetische Potenzial der nichtgenutzten Gülle brach. Allein die größte ungenutzte Güllefraktion, die Rindergülle, entspricht laut dem Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ) einer Leistung von 521 MW (Stand: 2019).

Zum anderen wäre die stärkere Güllevergärung auch ein Beitrag zur Senkung der besonders klimarelevanten Methan-Emissionen. Denn aus unvergorener, offen gelagerter oder als Dünger ausgebrachter Gülle entweicht Methan, das etwa 25-mal so klimaschädlich wie CO2 ist. In einer Biogasanlage würde es aufgefangen und zur Energieerzeugung genutzt.

Konzepte für ökonomisch tragfähige kleine Biogasanlagen fehlen aber bislang. Das wollen die Universität Hohenheim, der Ällgäuer Verein Renergie und der Maschinenbauer Hochland Natec nun ändern.

Zweistufige Vergärung sorgt für bedarfsgerechte Biogasproduktion

Die drei Partner wollen eine standardisierte Güllekleinanlage entwickeln, die für eine Betriebsgröße ab 150 Großvieheinheiten wirtschaftlich betreibbar ist. Das entspricht 150 Milchkühen oder Rindern beziehungsweise circa 1.250 Mastschweinen.

In der ersten einjährigen Projektphase soll eine Machbarkeitsstudie die ökonomischen Rahmenbedingungen klären. Zeichnet sich eine wirtschaftliche Machbarkeit ab, folgt in Phase zwei dann die Entwicklung eines Prototyps.

Die Kleinanlage soll nach dem an der Universität Hohenheim entwickelten Konzept der zweistufigen Vergärung aufgebaut sein, das aus einem Rührkessel- und einem Festbettreaktor besteht. Nicht abgebaute Faserstoffe aus dem Festbettreaktor werden dabei in die erste Prozessstufe zurückgeführt.

Das Konzept eignet sich vor allem für die bedarfsgerechte Biogasproduktion. Tests ergaben, dass der Festbettreaktor vergleichsweise schnell auf eine Veränderung der zugeführten Substratmengen reagiert und die Gasproduktion steigert oder absenkt.

Rohstoff Gülle wird nicht vollumfänglich genutzt

Seit 2012 existiert im Erneuerbare-Energien-Gesetz eine Sondervergütungsklasse für die Güllevergärung in Kleinanlagen. Mit dem erhöhten Vergütungssatz, der aktuell bei 23,14 ct/kWh für Anlagen mit mindestens 80 Prozent Gülleeinsatz liegt, will der Gesetzgeber die Güllevergärung anreizen. In der Folge wurden laut DBFZ bis heute etwa 800 Güllekleinanlagen gebaut (Stand: 2019), mit denen die Potenziale des Rohstoffs jedoch noch nicht ausreichend erschlossen werden konnten.

Mit der Entwicklung der wirtschaftlichen Anlagenklasse zur Vergärung kleiner Güllemengen soll sich das künftig ändern. Das Vorhaben wird im Rahmen des Förderaufrufs „Pilotprojekte zur Erprobung bioenergiebasierter Lösungen als Baustein der ländlichen Energieversorgung“ gefördert, den das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) Ende 2018 veröffentlicht hat. Insgesamt unterstützt das BMEL fünf Vorhaben, darunter ein weiteres zum Thema Güllekleinanlagen.

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