Biogas-Nutzungspfade im Vergleich: KWK-Anlagen sind am wirkungsvollsten

Wenn Biogas einen höheren Beitrag zur Strom- und Wärmeversorgung leisten soll, so ist nicht nur die Mobilisierung von zusätzlichen Mengen von Biomasse für die Verwertung in Biogasanlagen notwendig. Entscheidend ist zudem ein effizienter Einsatz des erzeugten Biogases in sogenannten Kraft-Wärme-Kopplungs- beziehungsweise KWK-Anlagen. Die eingesetzte Primärenergie wird in KWK-Anlagen mit einem sehr hohen Wirkungsgrad genutzt, so dass größere Verluste auf dem Weg zum Endverbraucher vermieden werden können.

Biogas erreicht seinen maximalen Wirkungs- und Versorgungsgrad, wenn es gleichzeitig zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt wird. Wird es in KWK-Anlagen genutzt, weist es zudem die beste Klimabilanz auf. Aufgrund des begrenzten Flächenpotenzials für den Anbau von Energiepflanzen sollte Biogas so effizient wie möglich, also in KWK-Anlagen eingesetzt werden. Eine Stromerzeugung außerhalb von KWK-Anlagen oder die rein thermische Verwendung von aufbereitetem Biogas in Erdgasthermen sind hingegen aus dieser Sicht suboptimal.

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Dies ermittelte die Agentur für Erneuerbare Energien in einem Vergleich unterschiedlicher Nutzungspfade von Biogas hinsichtlich ihrer Strom- und Wärmeerträge, ihrer Wirkungsgrade, der Zahl der versorgten Haushalte und der jeweiligen Klimabilanz. Im Ergebnis schnitten die untersuchten Nutzungsvarianten mit KWK-Anlagen in allen Kategorien am besten ab. Schlusslicht des Vergleichs ist die reine Wärmeproduktion mit aufbereitetem Biogas in haushaltsüblichen Erdgasthermen ohne die Nutzung von KWK-Anlagen. „Die Ergebnisse zeigen, dass eine eindimensionale Nutzung von Biogas lediglich zur Strom- oder Wärmeerzeugung nur zweite Wahl sein kann“, bilanziert Jörg Mayer, Geschäftsführer der Agentur für Erneuerbare Energien.

Folgende Nutzungspfade von Biogas wurden verglichen:

1. KWK-Anlagen vor Ort: Biogas wird in KWK-Anlagen für die Strom- und Wärmeerzeugung genutzt; der Strom wird vollständig ins Netz eingespeist, die Wärme zu 60 Prozent vor Ort verbraucht.

2. Einspeisung + KWK-Anlagen: Das Biogas wird auf Erdgasqualität aufbereitet, ins Erdgasnetz eingespeist und andernorts in KWK-Anlagen für die Strom- und Wärmeerzeugung genutzt; der Strom wird vollständig ins Netz eingespeist, die Wärme zu 100 Prozent vor Ort verbraucht.

3. Rein thermische Nutzung: Das Biogas wird auf Erdgasqualität aufbereitet, ins Erdgasnetz eingespeist und andernorts in einem Erdgasheizkessel zu Wärme, nicht jedoch zu Strom umgewandelt.

4. Rein elektrische Nutzung: Das Biogas wird in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) für die Stromerzeugung genutzt; der Strom wird vollständig ins Netz eingespeist, die anfallende Wärme bleibt ungenutzt.

KWK-Anlagen sind am wirkungsvollsten

Verglichen wurden jeweils die Erträge aus Biogas von einem Hektar Maisanbau. Mit dieser Menge lassen sich beim Nutzungspfad „KWK-Anlagen vor Ort“ statistisch 4,3 Haushalte mit Strom und 0,5 Haushalte mit Wärme versorgen. Bei der rein thermischen Nutzung kann mit derselben Menge Biogas lediglich der Wärmebedarf von 1,4 Haushalten gedeckt werden.

Ähnlich sind die Größenverhältnisse auch in der Kategorie Klimaschutz: Gegenüber den Nutzungspfaden „KWK-Anlagen vor Ort“ und „Einspeisung + KWK-Anlagen“ kann bei der rein thermischen Nutzung von Biogas weniger als die Hälfte der Treibhausgase eingespart werden. Jörg Mayers Fazit: „Angesichts der begrenzten Agrarfläche in Deutschland muss das Ziel sein, den wertvollen erneuerbaren Energieträger Biogas möglichst in KWK-Anlagen mit optimalem Wirkungsgrad zu nutzen.“