Wohin mit dem Biogas nach dem Fermenter? Nutzungsmöglichkeiten im Überblick

Die Wahl der Gasnutzung beeinflusst nahezu die gesamte Anlage: den Grad der Biogasreinigung, benötigte Speicher, Anschlüsse, den Eigenenergiebedarf und die Erlöse. Zur Auswahl steht daher nicht nur ein Gerät, sondern die ganze Kette von der Gaserzeugung bis zum Energieabnehmer.

Der kürzeste Weg: direkte Wärmeerzeugung

Nach dem Entfernen von Kondensat, Partikeln und Schwefelwasserstoff kann Biogas in einem angepassten Kessel, Brenner oder Trockner verbrannt werden. Die Wärme dient zur Beheizung von Fermenter und Gebäuden, für Warmwasser, Trocknung oder Dampferzeugung. Die Technik ist in der Regel einfacher als bei der Stromerzeugung; das Projekt braucht aber einen ausreichend großen und verlässlichen Wärmeabnehmer.

Kraft-Wärme-Kopplung: Strom und nutzbare Wärme

Der bekannteste Weg ist ein Gasmotor mit Generator. Der Strom wird am Standort verbraucht oder ins Netz eingespeist; Wärme aus Motorkühlung und Abgasen gelangt zurück zum Fermenter oder zu einem anderen Abnehmer. Ein hoher Gesamtnutzungsgrad ist nur bei tatsächlicher Wärmenutzung möglich. Ein Kühler, der die Wärme an die Umgebung abgibt, schafft keine Erlöse.

Gasturbinen und Mikrogasturbinen

Eine Turbine verdichtet Luft, verbrennt vorbehandeltes Gas und treibt über die Expansion heißer Gase einen Generator an. Größere Gasturbinen eignen sich vor allem für größere, gleichmäßige Brennstoffströme; Mikrogasturbinen gibt es als kleinere modulare Einheiten. Ihre Abgaswärme kann für Dampf, Prozesswärme oder Trocknung wertvoll sein. Gasverdichtung und Anforderungen an die Reinheit am Eintritt gehören jedoch in die Energiebilanz.

Brennstoffzellen: elektrochemische Umwandlung

Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie des Gases ohne klassischen Motor oder Turbine in Strom um. Sie können einen hohen elektrischen Wirkungsgrad, geringe Vibrationen und niedrige lokale Emissionen bieten, reagieren aber empfindlich auf Verunreinigungen. Eine einfache Biogasbehandlung reicht nicht aus: Brennstoffaufbereitung, Reformierung und Wartungskonzept bilden ein gemeinsames System.

Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung: wenn Kälte tatsächlich gebraucht wird

Wenn ein Standort zugleich Strom, Wärme und Kaltwasser benötigt, kann ein Teil der Abwärme des BHKW eine Absorptionskältemaschine antreiben. Diese Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung kann die Wärmenutzung im Sommer verbessern, etwa in der Lebensmittelindustrie oder bei der Lagerung. Die Kälte entsteht jedoch nicht ohne weiteren Aufwand: Erforderlich sind eine geeignete Quellentemperatur, ein Rückkühlsystem und genügend Betriebsstunden.

Aufbereitung zu Biomethan

Durch das Entfernen des größten Teils von CO₂ und der Verunreinigungen entsteht Biomethan, ein Gas mit Eigenschaften in der Nähe von Erdgas. Damit können Erzeugungs- und Verbrauchsort getrennt werden: Es lässt sich ins Gasnetz einspeisen, als Bio-CNG verdichten, als Bio-LNG verflüssigen oder an Industriekunden liefern. Das erweitert den Absatzmarkt, erfordert aber zusätzliche Technik für die Gasaufbereitung, Verdichtung, Messung und Qualitätsnachweise.

Wovon hängt die Entscheidung ab?

• Jahresmenge, Druck und Schwankungen der Biogaszusammensetzung
• Wert von Strom, Wärme und Kälte am konkreten Standort
• Entfernung zum Gasnetz, Industriekunden oder zur Tankstelle
• erforderlicher Reinigungsgrad und Eigenenergiebedarf des gewählten Verfahrens
• Serviceunterstützung, Anlagenverfügbarkeit und vertragliches Risiko des Abnehmers

Die beste Lösung ist nicht zwingend die mit dem höchsten Nennwirkungsgrad. Entscheidend ist eine Prozesskette, die die tatsächliche Gasmenge ganzjährig zuverlässig in ein Produkt mit stabiler Nachfrage umsetzt.