Biogas sichert die Energiewende

Biogas ist ein Multitalent, mit dem die Energiewende gut gelingen könnte, aber das hat den Gesetzgeber zunächst nicht dazu bewogen, Biogas auch weiterhin entsprechend zu fördern. Die Einschränkungen und Auflagen im neuen EEG werden den Zubau von Neuanlagen deutlich begrenzen. Die Branche steht vor einer neuen Herausforderung, die sie meistern muss. Betreiber von Altanlagen suchen derweil nach Lösungen, die Biogaserzeugung effizienter zu machen.

Es wird schwieriger: Das war bei der 21. Jahrestagung des Fachverbandes Biogas die überwiegende Meinung. Zwar wird die Branche damit kurzfristig nicht arbeitslos, denn aus 2011 liegen noch viele Aufträge vor, die abgearbeitet werden müssen. Außerdem sind viele Altanlagen mittlerweile „repowering-bedürftig“, was die Firmen auch eine Weile lang beschäftigen wird. Trotzdem muss sich die Branche ernste Gedanken machen, wie sie die 46.000 Arbeitsplätze sichern will. Hendrik Becker, Sprecher des Firmenbeirates im Fachverband Biogas, sprach vor der Fachpresse schon von einer unsicheren Lage bezüglich der Aufträge für neue Biogasanlagen. „Im Vertrieb ist die Euphorie vor allem mit Blick auf die zweite Jahreshälfte gewichen“, so der Geschäftsführer der PlanET Biogastechnik GmbH. Wie es für viele Firmen in 2013 weiterginge, sei unklar. Der Export bietet laut Becker nur bedingt eine Lösung für das Marktproblem hierzulande.

„Unsere Bibel hat sich grundlegend geändert“, ging Josef Pellmeyer, Präsident des Fachverbandes, auf das neue EEG ein. Leider habe man mit diesem Gesetzeswerk nicht den optimalen Weg gefunden. Die Branche müsste jetzt aus schlechteren Rahmenbedingungen das Beste machen, so der Verbandschef. Ob mit der schwierigeren Auftragslage in Zukunft Preissenkungen bei den Anlagen verbunden sind, so wie es in der Photovoltaikbranche auch geschehen ist, bleibt fraglich, denn Biogasanlagen müssen hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, und die kosten Geld. Wie weit die Preise bei den kleinen Gülleanlagen bis 75 kW noch nachgeben können, wird zurzeit von Branchenvertretern auch nur sehr ausweichend beantwortet. Es darf aber damit gerechnet werden, dass sich die Anlagenbauer sehr bemühen werden, hier noch preislich attraktiver zu werden, denn wenn überhaupt, dann wird gerade dieses Anlagensegment für die Landwirtschaft noch am interessantesten sein.

Es wird auch damit gerechnet, dass 50 % der Bestandsanlagen in die Direktvermarktung einsteigen werden, bei den Neuanlagen werden es sogar geschätzte 80 % sein. Da die Anlagen für die flexiblere Fahrweise zum Teil technisch aufgerüstet werden müssen, sind Mehrkosten vorprogrammiert. Diese der Biogaserzeugung alleine anzulasten, hält Pellmeyer für nicht gerechtfertigt, denn die Biogaserzeugung solle ja gerade mehr Flexibilität zeigen, um die Schwankungen bei PV- und Windstrom auszugleichen. Nur so könne die Wende hin zu den Erneuerbaren gelingen.

EU denkt zu „fossil“

Wie es um die erneuerbaren Energien in der EU bestellt ist, brachte Dr. Dörte Fouquet von der EREF (European Renewable Energies Federation), dem Interessen- sowie Lobbyverband der unabhängigen Hersteller von Strom und fossilem Brennstoff aus erneuerbaren Energien in Brüssel, auf den Punkt. Fouquet kritisierte in Bremen an der EU-Roadmap 2050, dass bei den darin aufgezeigten Szenarien mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien die technischen Fortschritte und Effizienzsteigerungen in diesem Bereich gar nicht berücksichtigt würden. Bei den konventionellen Energien seien dagegen Kosten, zum Beispiel für die atomare Sicherheit, überhaupt nicht berücksichtigt worden. Dieses mit zweierlei Maß messen erwecke den Eindruck, dass der EU-Energiekommissar zu sehr „fossil“ denke.

Die Ausführungen von Fouquet machten deutlich, dass der Umbau der bisherigen Energieversorgung auf eine dezentrale Form mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien in der EU so leicht nicht zu schaffen ist. Bis 2030 sollen in der EU mit öffentlicher Förderung 20 bis 30 neue Atomkraftwerke gebaut werden. Vor diesem Hintergrund hofft Fouquet, dass Deutschland bei der Energiewende standhaft bleibt. Die Zusammenarbeit mit dem Fachverband Biogas bezeichnete die EU-Kennerin als hervorragend. Er sei europaweit sehr aktiv und auch beharrlich, lobte Fouquet.

Verantwortung steigt

Die Herausforderungen, denen sich die Energiewende in Deutschland gegenübersieht, formulierte Harald Uphoff, stellvertretender Geschäftsführer des Bundesverbandes Erneuerbare Energie e.V. (BEE). Im Stromsektor werden noch etwa 80 % des Verbrauchs fossil bzw. atomar gedeckt, im Wärmesektor noch 90 % vor allem über Öl und Gas und im Verkehrssektor ebenfalls noch 90 % fast ausschließlich über Öl. Bis 2020 könnten 50 % des Stromverbrauchs über Erneuerbare gedeckt werden, so Uphoff. Mit dem Anstieg der Erneuerbaren nehme auch die Verantwortung zu. Das bedeute mehr Netze, mehr Speicher, mehr Lastmanagement und mehr Systemdienstleistungen. Um Investitionen in diesen Bereichen zu fördern, würden aktuell zu wenig Anreize gegeben. Ein Investitionsstau bestünde auch beim Heizungsbestand, der überaltert sei, so Uphoff.

Während die Stromgestehungskosten bei Biogas bis 2050 laut BEE-Vertreter kaum sinken werden, ist bei den anderen Erneuerbaren mehr oder weniger mit sinkenden Kosten zu rechnen. Die konventionellen Energieträger wie Steinkohle und Erdgas werden dagegen teurer, so Uphoff. Damit seien die Erneuerbaren in den nächsten Jahren wettbewerbsfähig. Mit der Zunahme der Erneuerbaren würden auch die Akteursvielfalt und der Wettbewerb in Deutschland zunehmen. Zurzeit liege der Anteil der vier großen Energieerzeuger bei der Netto-Stromerzeugung noch bei über 80 %. Bei den Erneuerbaren liege die Hälfte der Stromerzeugung dagegen schon in Bürgerhand.

Da Biogas aus relativ teurer Biomasse erzeugt wird, macht es laut Dr. Bernd Krautkremer vom IWES (Frauenhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik) Sinn, Biogas nur dann zu erzeugen, wenn Wind- und PV-Strom nicht fließen. Damit müsse Biogas stärker bedarfsorientiert erzeugt werden und würde so zur Absicherung der Bereitstellung von Energie aus erneuerbaren Quellen beitragen. Krautkremer schätzt, dass etwa 10 bis 15 % der benötigten Leistung über Biogasanlagen abgesichert werden müssten.

Um Biogas bedarfsorientiert zu erzeugen, gibt es laut Krautkremer zwei Einsatzprofile für Biogasanlagen: die flexible Vor-Ort-Verstromung und die Einspeisung in das Erdgasnetz. Vor allem für die flexible Vor-Ort-Verstromung müssen noch einige Maßnahmen ergriffen werden, um diese möglich zu machen. Das erforderliche Anlagenpotenzial sei schon heute aufzubauen, so der Referent. Die dazu geschaffenen Instrumente im EEG 2012 (Flexibilitätsprämie, Marktprämie) würden kritisch begleitet, um Fehlentwicklungen zu vermeiden.

Speichern statt leiten

Der Vermarktungsweg von Biogas über das Gasnetz sei aufgrund der möglichen Kraft-Wärme-Kopplung der energieeffizienteste, den es zurzeit gibt. Das betonte Dr. Jürgen Lenz vom DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches) vor dem Plenum in Bremen. Nur durch die Nutzung des Gasnetzes als Speicher sei es möglich, die gesamte, erzeugbare erneuerbare Energie auch zu nutzen. Dabei sollte der regenerative Stromüberschuss solange wie möglich im Stromnetz genutzt werden. Bevor man aber die Stromnetze ausbaue, kämen Wasserstoff-Elektrolyse (Kerntechnologie zur Wasserstoffproduktion aus Windstrom) und Einspeisung in das Gasnetz bzw. Methanisierung als Speicherformen infrage.

Die Struktur des Energiebedarfes in den deutschen Haushalten sei noch stark vom Wärmebedarf geprägt, so Lenz weiter. Die Bemühungen um die Dämmung von Altbauten hält der Referent für eher contraproduktiv hinsichtlich einer sinnvollen Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung. Sie sei auch mit erheblichen Kosten verbunden, während die gleichen CO2-Ziele über neue Technologien günstiger zu erreichen seien. Lenz formulierte zukünftige Anforderungen an die Kraft-Wärme-Kopplung: stromgeführte Fahrweise zur Ausregelung der regenerativen Stromquellen und Integration in Smart-grid-Systeme, intelligente Abwärmenutzung mit Ersatz heutiger Stromanwendungen sowie die Stromerzeugung mit vergleichbarem elektrischen Wirkungsgraden wie bei Gaskraftwerken. Bei Kleinstanlagen sieht Lenz auch gute Möglichkeiten für Brennstoffzellen, die hier Wirkungsgrade von 60 % erreichen können.

Thema Hygiene

Ein Themenblock auf der Jahrestagung war den Aspekten zur Hygiene bei Biogasanlagen gewidmet. In jüngster Zeit waren immer wieder Zweifel an der hygienischen Unbedenklichkeit des Biogas-Prozesses laut geworden. Dabei ging es vor allem um das mögliche Risikopotenzial durch sporenbildende Toxine wie der Gattungen Clostridium. Kürzlich konnte eine vom niedersächsischen Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz geförderte Untersuchung abgeschlossen werden, in der die mikrobiologische Diversität in den Gärsubstraten und in den Gärprodukten im Hinblick auf das Vorkommen von Sporenbildnern untersucht wurde. In keiner der Proben aus insgesamt 15 Biogasanlagen in Niedersachsen konnte dabei Clostridium botulinum nachgewiesen werden. „Das ist der wichtigste Befund“, sagte Prof. Dr. Gerhard Breves vom Physiologischen Institut der Tierärztlichen Hochschule Hannover. Der Leiter der Untersuchung wies darauf hin, dass in den Proben ebenfalls keine Salmonellen und Escherichia coli gefunden wurden. Mit diesen Befunden können Befürchtungen, die Biogasanlagen ein Risikopotenzial zuschreiben, nachdrücklich widerlegt werden.

Dennoch gibt es je nach eingesetztem Substrat mögliche Gefährdungen der Gesundheit bei der Arbeit auf der Biogasanlage. Auf dieses vielfach vernachlässigte Thema machte Simone Schreiber von der für die Arbeitssicherheit auf Biogasanlagen zuständigen Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse aufmerksam. Gelangen biologische Arbeitsstoffe in den Körper, ist eine gesundheitliche Gefährdung nicht auszuschließen. Das gilt besonders bei Tätigkeiten auf der Anlage wie Probenahme und Überwachung, Wartung, Reparatur und Reinigung des Fermenters. Dabei sind schon relativ einfache Maßnahmen wirkungsvoll. So sollte auf der Anlage eine Wasch- und Duschgelegenheit vorhanden sein und Desinfektions- und Hautpflegemittel bereitgestellt werden. Auf der Anlage sollte möglichst nicht gegessen und getrunken werden.
Als simple Maßnahme gegen Stäube empfahl Schreiber, bei der Fütterung die Kabine des Radladers geschlossen zu halten. Eine weitere Maßnahme ist, dass die Straßen- und die Arbeitsbekleidung in zwei getrennten Spinden aufbewahrt wird. Damit wird verhindert, dass Verunreinigungen in den privaten häuslichen Bereich getragen werden.

Baurecht und Anlagen-Repowering

Das neue Baugesetzbuch enthält wichtige Änderungen, die sich sowohl auf die Planung neuer Anlagen als auch die Weiterentwicklung von Bestandsanlagen auswirken. Darauf ging Michael Hammon, Sprecher des Arbeitskreises Genehmigung und Genehmigungspraxis im Fachverband Biogas, ein. Der Klimaschutz wurde jetzt als eigenständiges Leitziel städtebaulicher Ordnung in das Gesetz aufgenommen. Das hat zur Folge, dass im Flächennutzungsplan Anlagen zur dezentralen Energieerzeugung ein stärkeres rechtliches Gewicht erhalten.

Durch die Umstellung des Zulassungskriteriums auf die Feuerungswärmeleistung von maximal zwei MW und die Jahresgasproduktion von 2,3 Mio. Nm³ ergibt sich für einige Bestandsanlagen die Chance, die Leistung zu erhöhen und mit einer flexiblen Fahrweise einen höheren Erlös zu erzielen. Allerdings ist dafür ein neues genehmigungsrechtliches Verfahren erforderlich.

Bei der Leistungssteigerung von Biogasanlagen werden verschiedene Maßnahmen diskutiert. Ein erster Schritt ist die Bewertung des Ist-Zustandes anhand von Kennzahlen und Prozessindikatoren wie der Biogas-/Methanausbeute und Säureparametern, verdeutlichte Dr. Mathias Effenberger von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL). Denn sind wesentliche Leistungskennwerte der Biogasanlage im aktuellen Zustand nicht bekannt, lässt sich nur schwer das Ziel einer Repowering-Maßnahme definieren. Anhand von zwei Fallbeispielen stellte Effenberger geeignete Repowering-Maßnahmen vor. So wurde an einer Biogasanlage mit Einsatz von Schweinegülle und Energiepflanzen eine Ultraschall-Desintegrationseinheit zur Substrataufbereitung nachgerüstet. Das kann sich lohnen, wenn der zusätzliche Strombedarf für das Aufbereitungsaggregat durch eine Erhöhung der Stromausbeute und eine Verringerung des Strombedarfs für das Rühren kompensiert wird.
Im zweiten Fallbeispiel wurde die BHKW-Kapazität einer bestehenden Biogasanlage erheblich erweitert (von 329 auf insgesamt 855 kW). Das bestehende Gärproduktelager wurde in einen zweiten Nachgärbehälter umgewandelt. Die Methanproduktivität hielt mit der Erweiterung der Anlage aber nicht Schritt, so dass eine geringere Netto-Stromausbeute erzielt wurde. Die Ausnutzung der BHKW-Kapazität sank von 98 auf 81 %.

Strom direkt vermarkten

Eine wichtige Neuregelung im EEG 2012 sind die Instrumente der Direktvermarktung. Bei der Vermarktung des Stroms an ein Stromhandelsunternehmen wird die Marktprämie gezahlt. Über das EEG wird dabei die Differenz zwischen dem Marktwert und der anlagenspezifischen EEG-Vergütung zuzüglich einer Managementprämie (in diesem Jahr 3 €/MWh) für die Anbindung an einen Stromhändler und für das Erfüllen eines vom Netzbetreiber vorgegebenen Fahrplans vergütet. Damit soll die Stromproduktion aus Zeiten niedrigen Bedarfs und niedriger Preise in Zeiten hohen Strombedarfs und hoher Preise verschoben werden.

Für Biogasanlagen kann die Kombination der Marktprämie mit der Flexibilitätsprämie (130 € jährlich über einen Zeitraum von zehn Jahren) und eventuell der zusätzlichen Bereitstellung von Regelenergie interessant sein, so Uwe Holzhammer, Gruppenleiter am Fraunhofer-Institut für Energiesystemtechnik in Kassel. Voraussetzung, um die Flexibilitätsprämie zu erhalten, ist die Bescheinigung eines Umweltgutachters, dass die Anlage über die technische Fähigkeit zur bedarfsgerechten Stromerzeugung verfügt. Das ist im Rahmen eines dreitägigen Demonstrationsbetriebs nachzuweisen, erläuterte Daniel Hölder, Vorstandsmitglied des Bundesverbandes BioEnergie (BBE).