Biomethan ist Biogas, das auf Erdgasqualität aufbereitet wurde. Dazu werden Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Wasser abgetrennt, bis der Methangehalt den Anforderungen des Gasnetzes entspricht. Das Gas kann dann ins Erdgasnetz eingespeist, verflüssigt oder als Kraftstoff genutzt werden. Für eine einzelne Hofanlage ist dieser Weg meist zu teuer, weil Aufbereitung und Netzanschluss erst ab mehreren hundert Kubikmetern Rohbiogas je Stunde wirtschaftlich werden. Interessant wird Biomethan für Landwirte vor allem in Gemeinschaftsprojekten mit Rohgas-Sammelleitungen.
Vom Rohbiogas zum Biomethan
Rohbiogas aus landwirtschaftlichen Anlagen besteht je nach Substrat zu etwa 50 bis 65 Prozent aus Methan. Der Rest ist überwiegend Kohlendioxid, dazu Wasserdampf, Schwefelwasserstoff und Spuren weiterer Gase. Für die Verstromung im BHKW reicht eine Grobreinigung. Für die Einspeisung ins Gasnetz muss das Gas dagegen die technischen Regeln für Gasbeschaffenheit erfüllen, die in Deutschland vor allem in den Arbeitsblättern des DVGW festgelegt sind.
Die Aufbereitung umfasst in der Regel vier Schritte: Entschwefelung, Trocknung, Abtrennung des Kohlendioxids und schließlich die Konditionierung. Bei der Konditionierung wird der Brennwert an das Netzgas angepasst, in H-Gas-Netzen oft durch Zugabe kleiner Mengen Flüssiggas. Danach wird das Gas verdichtet, gemessen, odoriert und eingespeist. Verdichtung, Messung und Einspeisung übernimmt in vielen Fällen der Netzbetreiber.
Wichtig für die Planung ist auch, dass die Aufbereitung selbst Energie braucht. Je nach Verfahren wird Strom für Verdichter und Pumpen oder Wärme für die Regeneration von Waschlösungen benötigt. Eine Biomethananlage hat deshalb einen eigenen Energiebedarf, der in der Wirtschaftlichkeitsrechnung genauso auftauchen muss wie die Investition. Die Fermenter selbst müssen weiterhin beheizt werden, wofür ohne BHKW eine andere Wärmequelle nötig ist, etwa ein mit Biogas befeuerter Kessel.
Aufbereitungsverfahren im Vergleich
| Verfahren | Prinzip | Stärken | Grenzen |
|---|---|---|---|
| Druckwasserwäsche | Kohlendioxid löst sich unter Druck in Wasser | keine Chemikalien, robust, lange erprobt | höherer Methanverlust, Abgasnachbehandlung nötig |
| Aminwäsche | Kohlendioxid wird chemisch an eine Aminlösung gebunden | sehr geringer Methanverlust, nahezu drucklos | hoher Wärmebedarf für die Regeneration der Lösung |
| Membranverfahren | Kohlendioxid durchdringt Membranen schneller als Methan | modular, gut skalierbar, auch für kleinere Leistungen | mehrstufige Schaltung nötig, Strombedarf für Verdichtung |
| Druckwechseladsorption (PSA) | Kohlendioxid lagert sich unter Druck an ein Adsorbens an | trockenes Verfahren, ohne Waschflüssigkeit | gründliche Vorreinigung nötig, Methanverlust je nach Auslegung |
| Physikalisch-organische Wäsche | wie Druckwasserwäsche, mit organischem Lösungsmittel | höhere Aufnahmefähigkeit als Wasser | Wärmebedarf, Lösungsmittelmanagement |
Welches Verfahren passt, hängt vor allem von der Anlagengröße, der verfügbaren Wärme und dem Strompreis ab. Wo viel Abwärme vorhanden ist, kann die Aminwäsche ihre Stärken ausspielen. Für kleinere und mittlere Anlagen haben sich in den vergangenen Jahren Membranverfahren stark verbreitet, weil sie modular aufgebaut sind. Bei allen Verfahren ist der Methanverlust (Methanschlupf) ein wichtiges Kriterium, denn Methan ist ein starkes Treibhausgas. Genehmigung und Förderbedingungen setzen hier Grenzen, die Sie bei Angeboten ausdrücklich abfragen sollten.
Netzeinspeisung und Netzanschluss
Wer Biomethan einspeisen will, braucht einen Anschluss an ein Gasnetz mit ausreichender Aufnahmekapazität. Gerade in ländlichen Verteilnetzen ist der Gasverbrauch im Sommer gering, sodass nicht immer jederzeit eingespeist werden kann. Lösungen sind Rückspeisung in höhere Druckstufen oder ein Gasspeicher an der Anlage.
Die Kosten des Netzanschlusses waren bisher in der Gasnetzzugangsverordnung geregelt: Der Netzbetreiber trägt 75 Prozent, der Anschlussnehmer 25 Prozent, bei Leitungen bis zu einem Kilometer begrenzt auf 250.000 Euro. Diese Regeln befinden sich im Umbruch, weil das Gasnetzrecht neu geordnet wird. Prüfen Sie den aktuellen Stand vor einer Investitionsentscheidung auf der Biogas-Seite der Bundesnetzagentur und im Gespräch mit dem zuständigen Netzbetreiber.
Mindestgröße: warum die Einzelhofanlage meist zu klein ist
Aufbereitung, Einspeisestation, Verdichter und Netzanschluss verursachen hohe Fixkosten, die sich erst bei großen Gasmengen verteilen. In der Praxis werden Biomethanprojekte meist erst ab mehreren hundert Normkubikmetern Rohbiogas je Stunde wirtschaftlich. Eine Gülle-Kleinanlage mit rund 75 Kilowatt Bemessungsleistung erzeugt dagegen nur etwa 300.000 Kubikmeter Biogas im Jahr, das sind rund 30 bis 40 Kubikmeter je Stunde. Selbst eine größere Hofanlage erreicht die üblichen Schwellen oft nicht allein. Hinzu kommt, dass auch die laufenden Kosten für Strom, Wärme, Wartung und Messtechnik bei kleinen Gasmengen je Kubikmeter Biomethan deutlich stärker ins Gewicht fallen.
Für die meisten Betriebe mit Tierhaltung ist die Verstromung im BHKW am eigenen Standort deshalb der naheliegende Weg. Die Technik dazu beschreibt der Ratgeber zum BHKW für Biogas. Biomethan lohnt einen genaueren Blick, wenn mehrere Betriebe zusammenarbeiten oder eine bestehende größere Anlage eine Perspektive nach dem Ende der EEG-Vergütung sucht. Mehr dazu im Ratgeber Biogas nach dem EEG.
Hofgemeinschaften und Sammelleitungen
Ein Modell für kleinere Betriebe ist die gemeinsame Aufbereitung. Mehrere Höfe erzeugen Rohbiogas in eigenen Fermentern und leiten es über eine Rohgas-Sammelleitung zu einer zentralen Aufbereitungsanlage. Alternativ liefern sie Gülle und Mist an eine Gemeinschaftsanlage. So entstehen Gasmengen, die eine Aufbereitung tragen können, während die Gülle kurze Wege hat.
Solche Projekte sind organisatorisch anspruchsvoll. Zu klären sind unter anderem:
- Gesellschaftsform: häufig eine GmbH & Co. KG oder eine Genossenschaft, in der die Betriebe Anteile halten.
- Leitungsbau: Trassen, Wegerechte und die Kosten je Kilometer Rohgasleitung entscheiden über die maximale Entfernung zwischen den Höfen.
- Gasqualität und Messung: Jeder Betrieb liefert Gas unterschiedlicher Menge und Qualität, die Abrechnung braucht eine geeignete Messtechnik.
- Laufzeit und Ausstieg: Verträge sollten regeln, was bei Betriebsaufgabe, Hofübergabe oder Ausfall eines Partners geschieht.
- Genehmigung: Rohgasleitungen, Aufbereitung und Einspeisung bringen eigene Genehmigungsfragen mit sich.
Eine frühe Machbarkeitsstudie durch ein unabhängiges Planungsbüro ist hier besonders wichtig. Hinweise zum Vorgehen gibt der Ratgeber zur Planung einer Biogasanlage.
Vermarktung: Netz, Bio-CNG und Bio-LNG
Eingespeistes Biomethan wird über das Gasnetz bilanziell an Abnehmer geliefert. Typische Märkte sind Biomethan-BHKW an Standorten mit hohem Wärmebedarf, der Wärmemarkt und der Verkehr. Im Verkehrssektor kann Biomethan auf die Treibhausgasminderungsquote angerechnet werden, was je nach Quotenpreis zusätzliche Erlöse bringt.
Ohne Netzanschluss bleiben zwei Wege. Bio-CNG ist verdichtetes Biomethan, das an Tankstellen für Erdgasfahrzeuge oder methanbetriebene Landmaschinen abgegeben oder in Flaschenbündeln transportiert werden kann. Bio-LNG ist verflüssigtes Biomethan, das vor allem im Schwerlastverkehr eingesetzt wird. Die Verflüssigung ist technisch aufwendig und lohnt sich nur bei größeren Mengen. Für einen einzelnen Hof sind beide Wege bislang Nischen, die sich meist nur mit weiteren Abnehmern oder in einer Gemeinschaft tragen. Weil die Erlöse von Quotenpreisen, Förderbedingungen und Gaspreisen abhängen, die sich politisch und am Markt ändern können, sollte jede Planung mehrere Szenarien durchrechnen. Grundsätzliche Hinweise dazu gibt der Ratgeber zur Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen. Anbieter für Aufbereitung und Einspeisetechnik finden Sie in der Kategorie Biomethan und Gasaufbereitung.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Biogas und Biomethan?
Rohbiogas enthält je nach Substrat etwa 50 bis 65 Prozent Methan, dazu vor allem Kohlendioxid, Wasserdampf und Schwefelwasserstoff. Biomethan ist auf Erdgasqualität aufbereitetes Biogas mit einem Methangehalt, der den Anforderungen des jeweiligen Gasnetzes entspricht, in H-Gas-Netzen typischerweise deutlich über 90 Prozent.
Ab welcher Größe lohnt sich eine Biomethananlage?
Eine feste Grenze gibt es nicht. In der Praxis werden Aufbereitung und Netzanschluss meist erst ab mehreren hundert Normkubikmetern Rohbiogas je Stunde wirtschaftlich. Eine Gülle-Kleinanlage mit 75 Kilowatt erzeugt dagegen nur rund 30 bis 40 Kubikmeter Biogas je Stunde.
Wer trägt die Kosten für den Anschluss an das Gasnetz?
Nach der bisherigen Regelung der Gasnetzzugangsverordnung trägt der Netzbetreiber 75 Prozent der Netzanschlusskosten und der Anschlussnehmer 25 Prozent, bei Leitungen bis einen Kilometer gedeckelt auf 250.000 Euro. Die Regelung wird derzeit überarbeitet, der aktuelle Stand sollte bei der Bundesnetzagentur geprüft werden.
Kann ich Biomethan als Traktorkraftstoff nutzen?
Grundsätzlich ja, als komprimiertes Bio-CNG in methanbetriebenen Fahrzeugen. Dafür sind eine Aufbereitung, eine Verdichtung und eine Tankstelle nötig. Für einen einzelnen Hof ist das bislang eine Nische, die sich meist nur in Kombination mit weiteren Abnehmern trägt.
Wie viel Strom und Erlös bringt Ihr Tierbestand? Rechnen Sie es mit offenen Annahmen durch.
Zum Biogas-Rechner