Biogas: Chancen nutzen, Herausforderungen meistern

Mit der erneuerbaren Energie Biogas verfügt Deutschland über einen heimischen Energieträger mit immensem Potenzial für die Transformation zur Klimaneutralität. Auch wenn die Biogasproduktion auf Basis regionaler Ressourcen seit 2022 an Bedeutung gewonnen hat, wird das Potenzial für die Energiewende und die Versorgungssicherheit Deutschlands aktuell nicht vollständig ausgeschöpft.

Die Politik ist gefordert, das neue Gas durch konsequente Richtungsentscheidungen deutlich stärker in den Energiemix einzubeziehen, bestehende Hemmnisse abzubauen und das Potenzial des witterungsunabhängigen erneuerbaren Energieträgers zu heben.

Sie sind immer häufiger auf landwirtschaftlichen Betrieben zu sehen: Die Silos mit den markanten Folienkuppeln, die auf die Biogas-Erzeugung hinweisen. Mit der Biogas-Produktion können sich Landwirte eine verlässliche Einnahmequelle erschließen und bei der Energiewende eine entscheidende Rolle spielen. Biogas entsteht optional aus unterschiedlichen Ausgangssubstanzen. Organische Materialien wie Pflanzenabfälle, Hühnertrockenkot und Gülle, wie sie im Rahmen der landwirtschaftlichen Produktion entstehen, sind einige Beispiele. Landwirtschaftliche Betriebe können so sinnvoll ihre Abfallprodukte verwerten. Daneben stehen Bioabfälle und eigens für die Biogasproduktion angebaute Energiepflanzen zur Verfügung.

Auch eine Blühwiese kann als Substrat für Biogas dienen – und zugleich den Erhalt der Insektenvielfalt fördern. Für die Herstellung der erneuerbaren Energie wird kontinuierlich an der Weiterentwicklung der Produktionsprozesse gearbeitet, so werden zum Beispiel die landwirtschaftlichen Einsatzstoffe zunehmend diverser.

Biogas: dezentral, klimaneutral, flexibel einsetzbar

Durch die Vergärung der Ausgangsstoffe entsteht ein methanhaltiges Gasgemisch, auch Roh-Biogas genannt. Dieses Biogas lässt sich bereits als Energieträger einsetzen, ein Großteil wird aktuell direkt vor Ort in angeschlossenen Blockheizkraftwerken (BHKW) verstromt. Aufbereitet zu Biomethan entspricht es von seiner chemisch-physikalischen Struktur herkömmlichem Erdgas und kann deshalb überall dort eingesetzt werden, wo Erdgas zum Einsatz kommt. Dabei ist Biomethan weiterhin klimaneutral. In Form von Biomethan kann das neue Gas daher unbegrenzt über das bestehende Gas-Versorgungsnetz transportiert und und in allen Verbrauchssektoren – Stromerzeugung, Industrie, Mobilität und Wärmeerzeugung – eingesetzt werden. Biomethan ist witterungsunabhängig und somit plan- und regelbar sowie langfristig speicherbar. Das macht das neue Gas zu einem nicht fluktuierenden erneuerbaren Energieträger, der die Volatilität anderer natürlicher Energiequellen ausgleichen kann. Zudem ist es ein erneuerbarer Energieträger, der einen hohen Anteil an gesicherter Leistung zur Verfügung stellt und so das Energiesystem stützt. Im Jahr 2021 betrug die gesicherte Leistung aller Biogas-Blockheizkraftwerke und aller mit Biomethan betriebenen Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen in Deutschland 7,1 GW_el.

Der Beitrag von Biogas zur Erzeugung grünen Stroms

Bis zum Jahr 2030 soll der regenerative Anteil am Bruttostromverbrauch in Deutschland bei mindestens 80 Prozent liegen. So sieht es das 2023 novellierte Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vor. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein massiver Ausbau der Wind- und Sonnenenergie notwendig. Scheint die Sonne nicht oder herrscht Windstille, können große Erzeugungsleistungen wegbrechen. Diese müssen dann kurzfristig durch regelbare Energieträger wie Biogas und Biomethan ausgeglichen werden.

Grüner Strom aus Biogas und Biomethan ist grundlastfähig, das heißt, er kann immer dann produziert werden, wenn Bedarf besteht. Biogasbetriebene BHKW haben den Vorteil, dass sie dezentral an vielen Stellen des Stromnetzes platziert sind. So bieten sie die ideale Backup-Lösung für Erzeugungsanlagen wie regionale Windparks oder Solarmodule auf privaten Dachflächen. Die Stromproduktion aus Biogas und Biomethan soll in Deutschland daher auf 8,4 Gigawatt (GW_el) ausgebaut werden. Bis 2030 könnten dann etwa 42 Terawattstunden (TWh) Strom aus dieser regenerativen Quelle bereitgestellt werden. Das sind 10 TWh mehr, als die Biogasanlagen derzeit liefern.

Darüber hinaus hat die EU mit ihrem REPowerEU-Plan einen Ausbau der europäischen Biomethanproduktion auf 35 Milliarden Kubikmeter (bcm) festgelegt. Das entspricht einer Verzehnfachung der aktuellen Erzeugung in Europa. Umgelegt auf die Mitgliedsstaaten müsste Deutschland 2030 etwa 100 TWh Biomethan erreichen. Um dieses Biogas-Potenzial tatsächlich heben zu können, müssen die politischen Rahmenbedingungen eine ausreichend hohe Sicherheit für Investoren und Investorinnen bieten. Das ist unter anderem durch die Stärkung von Biogas im Erneuerbare-Energien-Gesetz oder im Rahmen der Treibhausgasminderungsquote für den Verkehr möglich.

Mit Biomethan zur erneuerbaren Wärme

Die Verstromung von Biogas ist allerdings nur eine Option. Neben der Stromerzeugung kann Biogas in zweifacher Weise einen Beitrag zu einem dekarbonisierten Wärmemarkt leisten. Option eins ist die Substitution von Erdgas durch Biomethan. Die Umstellung von konventionell auf erneuerbar kann direkt und ohne Veränderung an der vorhandenen Heiztechnik in den Haushalten erfolgen. Die Anerkennung von Biomethan als erneuerbare Energie, mit der sich die 65-Prozent-Vorgabe beim regenerativen Anteil der Heizwärmeversorgung abdecken lässt, sowie eine entsprechende Fördersystematik sind wichtige Voraussetzungen dafür, das Potenzial voll auszuschöpfen.

Die zweite Nutzungsoption für den Wärmemarkt besteht im Aufbau von regionalen Wärmenetzen auf der Basis von biogasbetriebenen BHKW. Solche Quartierslösungen können im Zuge der geforderten kommunalen Wärmeplanung eine Schlüsselposition einnehmen und eine Schnittstelle zwischen Wärmeversorgung und der Absicherung des Stromnetzes werden.

Wichtiger Beitrag für die innerdeutsche Energieversorgung

Im Rahmen einer zunehmenden dezentralen Strom- und Wärmeerzeugung können Biogas und Biomethan eine wichtige Rolle spielen. Der Output einer einzelnen Biogas-Anlage ist heute schon enorm: 4.000 Zwei-Personen-Haushalte können ein Jahr mit grünem Strom und klimaneutraler Wärme versorgt werden. Prognosen gehen davon aus, dass Energiemengen von 90 bis 102 TWh im Jahr 2030 und 154 bis 331 TWh im Jahr 2045 vorwiegend aus heimischer Biogas-Produktion verfügbar sein können.

In Deutschland gibt es knapp 10.000 Biogas-Anlagen, grundsätzlich lassen sie sich überall errichten. So lässt sich schnell eine dezentrale und regionale Energieversorgung ausbauen. Je mehr Energie innerdeutsch produziert wird, desto weniger Importe sind nötig und umso mehr CO₂ wird durch kürzere Transportwege eingespart.

Gas neu denken: Erneuerbares Biogas

Auf fast 10.000 Biogas-Anlagen arbeitet die Gas-Branche an der klimaneutralen Energieversorgung, wie zum Beispiel in Vettin. So sorgen wir mit regional erzeugtem Biogas für Klimaschutz und Versorgungssicherheit. Mit einer erneuerbaren Energie zur Stromproduktion, zum Heizen und als Kraftstoff. Lasst uns gemeinsam #gasneudenken.

Gas neu denken

Die geologische Speicherung von CO2 ist notwendig zur Erreichung der Klimaneutralität

Aktiver Klimaschutz: Negative Emissionen erzielen

Neben der klimaneutralen Energieversorgung ermöglicht die Biogasnutzung negative CO₂-Emissionen. Das BECCS-Prinzip – kurz für Bioenergy and Carbon Capture and Storage – macht es möglich, der Atmosphäre aktiv CO₂ zu entziehen. Das Grundkonzept ist denkbar einfach: Bei der Aufbereitung von Biogas zu Biomethan ist die Abscheidung von CO₂ Teil des Prozesses. Der verbleibende hohe Methangehalt erlaubt eine Einspeisung in das Gas-Netz und die flexible dezentrale Nutzung. Das abgeschiedene CO₂ wird dauerhaft im geologischen Untergrund eingelagert, zum Beispiel in tiefen Steinschichten unter dem Meer (CCS). Alternativ kann es in technischen Anwendungen wie Feuerlöschern oder in der Lebensmittelindustrie als Kohlensäure Verwendung finden (CCU). Carbon Capture and Storage und Carbon Capture and Utilization mit Biomethan können sofort positive Klimaeffekte liefern.

CCS: CO2 speichern CCU: Rohstoff CO2

Zukunft Biogas

Die Politik ist gefordert

All diese Einsatzgebiete machen deutlich: Biogas und Biomethan sind flexible und klimaneutrale Energieträger, die für die Zukunft unerlässlich sind. Schon heute leisten diese grünen Gase einen wichtigen Beitrag zur Stabilisierung der Energieversorgung und zur Reduktion fossiler Energieträger.

Dennoch bleibt Deutschland bei diesen neuen Gasen hinter seinen Möglichkeiten zurück. Die Produktionskapazitäten und damit die Vorteile der knapp 10.000 Biogasanlagen und des weiteren Ausbaupotenzials in Deutschland werden nicht voll ausgeschöpft. Dies liegt unter anderem an der Deckelung der Strommenge, die aus dem erzeugten Biogas entstehen darf. Die Beschränkung müsste dauerhaft aufgehoben werden, um Investitionsanreize zu setzen und das Biogas- und Biomethan-Potenzial zu nutzen. Notwendig ist zudem eine Flexibilisierung der EEG-Förderung für Biogasanlagen, damit diese auf Volllast gefahren werden können.

Und auch das Ausschreibungsdesign geht am Bedarf des Marktes vorbei.

Damit Biogas dezentral in Form von Biomethan seinen Beitrag zur Energiewende leisten kann, bedarf es der Öffnung der Ausschreibung für Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK), die bisher mit Erdgas betrieben werden. Nur so kann der fossile Erzeugerpark sukzessive defossilisiert und auf erneuerbaren Betrieb umgestellt werden.
Außerdem müssen Biomethan-KWK-Anlagen wieder an der Biomasseausschreibung teilnehmen können (mit geringeren Höchstwerten, aber höheren Volllaststunden), um auch den wärmegeführten Betrieb an Wärmenetzen zu ermöglichen.
Die Beschränkung auf die Südregionen sorgt dafür, dass wirtschaftliche Projekte aktuell nicht realisiert werden können. Die Beschränkung muss gestrichen oder in eine Südquote gewandelt werden, um eine Erweiterung des Bieterkreises in den Ausschreibungen zu erreichen.

Biogas und Biomethan müssen im Erneuerbare-Energien-Gesetz somit eine entsprechende Bedeutung einnehmen.

THG-Quote: Biomethan als Kraftstoff

Um den Verkehr, insbesondere den Schwerlastverkehr zu defossilisieren, ist Biomethan als erneuerbarer Kraftstoff eine Option zur Erfüllung der Verpflichtungen zur Minderung der Emissionen im Kraftstoffmarkt (THG-Quote). Vor allem ein ambitionierterer Hochlauf der THG-Quote ist ein wichtiges Instrument, um die Nachfrage nach Biomethan als Kraftstoff anzukurbeln. Der jährliche Anstieg der THG-Quote sollte sich insbesondere kurzfristig verdoppeln und der Mindestanteil für fortschrittliche Kraftstoffe auf 5,5 Prozent bis 2030 erhöht werden, um das Emissionslevel des Verkehrssektors schneller zu senken. Um eine ambitioniertere THG-Quote nachhaltig zu erfüllen, muss der Anteil nachhaltiger, auf Rest- und Abfallstoffen wie Gülle basierender Biokraftstoffe (Biomethan) hochgeregelt werden – und steht damit auch in einer Linie mit den REPowerEU-Plänen zur Produktionssteigerung. Darüber hinaus sollte schon jetzt ein Fahrplan für nach 2023 entwickelt werden. Das bringt der Branche Planungssicherheit, um den erforderlichen Anteil erneuerbarer Energien bereitzustellen.

Nachhaltig mobil

LNG und Bio-LNG bieten viele Vorteile, insbesondere im Schwerlasttransport

Klimaneutraler Schwerlastverkehr nach dem Kreislaufprinzip

Auch für den Mobilitätssektor ist Biomethan als Alternative für fossile Kraftstoffe eine wertvolle Option. Während sich Pkw vergleichsweise leicht elektrifizieren lassen, scheidet E-Mobilität für den Schwerlastverkehr weitgehend aus. Mit Biomethan betriebene Lkw können die CO₂-Emissionen in diesem Bereich senken, entweder gasförmig als Bio-CNG oder in verflüssigter Form als Bio-LNG. Im Rheinland zeigt ein Entsorgungsunternehmen im Rahmen eines Pilotprojekts diese Möglichkeit: Aus gesammelten Bioabfällen wird Biogas produziert, das schließlich wieder als Antriebsenergie für die Entsorgungsfahrzeuge dient. Die Vorteile der Biogasanlagen ermöglichen in diesem Fall sogar eine Kreislaufwirtschaft.

Bio-LNG im Transportwesen

Darüber hinaus muss auch Deutschland den europäischen Vorgaben zur internationalen Zusammenarbeit beim Klimaschutz Rechnung tragen und die europäischen Anstrengungen bündeln: Dafür muss ein internationaler Handel mit Biomethan uneingeschränkt ermöglicht werden. Zugleich müssen unregulierte Einfuhren von Biokraftstoffen aus Drittländern kontrolliert und gedeckelt werden.

Auch weitere bürokratische Hürden wie zum Beispiel im Bau- und Genehmigungsrecht, die die Einrichtung und den Betrieb von Biogasanlagen in den vergangenen Jahren sukzessive erschwert haben, müssen weiter reduziert werden. Nur dann kann Biogas seine bedeutende Rolle als wichtiger Baustein des klimaneutralen Energiesystems der Zukunft voll erfüllen.

Potenziale jetzt nutzen: Aufbau der Deutsch-Ukrainischen Biomethan-Kooperation

Biomethan hat ein großes Potenzial für unsere Energieversorgung, das häufig unterschätzt wird. Eine Biomethan-Partnerschaft zwischen Deutschland und der Ukraine hätte für beide Seiten große Vorteile. Für einen florierenden Biomethan-Handel gilt es jedoch noch einige Hürden zu überwinden. Das Policy Paper beleuchtet die Chancen und Hindernisse einer Deutsch-Ukrainischen Biomethan-Partnerschaft.

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