Das Potenzial der Biogasanlagen:Mist statt Mais
Biogas hat einen schlechten Ruf, weil großflächig Mais zur Energiegewinnung angebaut wird. Dabei liefert es grünen Strom, wenn Sonne und Wind fehlen.
16.4.2024, 12:43 Uhr
Späht man lange genug durch die Luke, sieht man es blubbern und brodeln. Was man nicht sieht, auch wenn man die Augen noch so sehr zusammenkneift: wie aus der braunen Masse Gas nach oben steigt; und den grünen Strom, der daraus entsteht.
Jürgen Frenzel knipst die Beleuchtung hinter dem Guckloch wieder aus und lehnt sich gegen das Geländer des erhöhten Stegs rund um seine Biogasanlage. Auf Frenzels olivgrünem Baseballcap steht "Landwirt". Präziser wäre "Landwirt mit nachhaltiger Biogasanlage". Das unterscheidet ihn von den meisten in Deutschland. Denn Frenzel baut keine Energiepflanzen wie Mais an, um daraus Strom zu erzeugen. Was hier, in einem Ortsteil der Gemeinde Nuthe-Urstromtal südlich von Berlin, vor sich hin gärt, ist der Mist von 450 Bullen und altes Stroh aus dem Stall.
Gülle und Mist setzen das besonders klimaschädliche Methan frei, aber auch Kohlenstoffdioxid. Ohne die Biogasanlage würden die Gase in die Atmosphäre gelangen und dort ihre Wirkung entfalten. So wird aus ihnen in einem anliegenden Blockheizkraftwerk Strom. Bei der Verbrennung des gewonnenen Gases gelangt zwar auch CO₂ in die Umwelt; dieses hatten Pflanzen ihr allerdings entzogen, bevor sie in den vielen Mägen der Rinder landeten.
Vereinfacht betrachtet erscheint die Verstromung von Biogas CO₂-neutral. Doch Äcker emittieren Treibhausgase, Traktoren verbrauchen Treibstoff, in der Praxis entweicht immer wieder Gas. Die tatsächliche CO₂-Bilanz einer Biogasanlage hängt also stark davon ab, wie sie geführt wird. Bei einer modernen Anlage, wie der von Frenzel, die zudem auf sogenannte Reststoffe setzt, dürfte die CO₂-Bilanz annähernd neutral oder sogar negativ sein.
Das ist keine Selbstverständlichkeit. Denn die Förderpolitik durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) führte dazu, dass Landwirte Anfang der 2000er-Jahre begannen, im großen Stil Mais für ihre Anlagen anzubauen. Flächen, die eigentlich für Lebensmittel vorhergesehen waren, wurden für den Anbau von Energiepflanzen genutzt – weil es finanziell Sinn ergab. Es entstand sogar ein Wort für die neuen Landschaften: Maiswüsten.
"Vom Ausmaß der Entwicklung waren viele überrascht", sagt Daniela Thrän vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung. Wobei das Schlimmste dabei nicht einmal die Nahrungsmittelkonkurrenz sei, sondern "die Auswirkung auf die Biodiversität" – die Lebensräume etwa von Insekten werden durch Mais-Monokulturen kleiner.
Angesichts der Maiswüsten versuchten die folgenden Bundesregierungen nachzusteuern. Sie führten 2012 einen Maisdeckel ein und beschlossen weniger zu zahlen. Der Ausbau von Biogasanlagen geriet ins Stocken, seit Jahren stagniert ihre Anzahl. Und mit dem Auslaufen der ersten EEG-Förderperiode nach 20 Jahren droht vielen nun das Aus.
Ist Biogas als erneuerbare Energie also ein Auslaufmodell? Sein Image ist schlechter als das von Solar- oder Windkraft, und wer an die Energiewende denkt, dem kommen wohl eher Batterien und Wasserstoff in den Sinn als Strom aus Stroh. Zu Unrecht, heißt es etwa aus dem Bundesverband Erneuerbare Energie. Denn Biogas sei auch dann verfügbar, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht; zudem ließe sich damit fossiles Erdgas ersetzen. Daher sei Biogas vielmehr das fehlende Puzzlestück für das Energiesystem der Zukunft. Wie steht es also wirklich um die vernachlässigte erneuerbare Energie?
Wer an die Energiewende denkt, dem kommen eher Batterien und Wasserstoff in den Sinn als Strom aus Stroh
Die stärksten finanziellen Kürzungen beschloss 2014 der damalige Wirtschaftsminister Sigmar Gabriel (SPD), gerade als Jürgen Frenzel den Bau seiner Biogasanlage plante. Plötzlich sollte er für seinen Strom nur noch knapp die Hälfte des Geldes erhalten, erzählt der heute 71-Jährige. "Ich konnte das nicht glauben und dachte, die Politik käme schon noch zur Vernunft." Frenzel hielt an seinem Vorhaben fest. 2016 ging die Biogasanlage dann in Betrieb, kleiner als ursprünglich angedacht.
Mit den Kürzungen habe es in seinem Fall den Falschen getroffen, meint Frenzel. Denn in seine Anlage kommt kein Korn Mais. Gelb ist hier nur das Stroh – und der Frontlader, der festen Stallmist in einen großen Auffangbehälter lädt. Darin wird die Mischung aus Kot und Stroh zerkleinert, bevor eine Förderschnecke sie in den Fermenter schiebt. Dessen geschwungenes und spitz zulaufendes Dach erinnert an einen Zwiebelturm.
Aus der danebenliegenden Betongrube wird flüssige Jauche hinzugepumpt, ein tiefes Brummen ertönt, wenn das Ruder diese Masse verrührt. 42,7 Grad zeigt ein Display an – die Mikroorganismen mögen es warm. Im Dunkeln machen sie sich über die Exkremente her. Dabei entsteht das Biogas.
Frenzel grüßt einen Mann, der einen alten Traktor mit leerem Hänger vom Hof fährt. Der Nachbar hat Pflanzenschnittreste bei ihm abgeladen. Neben dem großen Misthaufen liegt nun ein Häufchen Grün. Auch das lässt sich vergären, sagt Frenzel. Er habe den Leuten im Ort angeboten, ihren Bioabfall bei ihm zu entsorgen.
Solche Verwertungen sehen auch Naturschutzverbände wie der BUND positiv. Werner Neumann, Sprecher des Arbeitskreises Energie, sagt: "Der BUND spricht sich für die energetische Nutzung der Biomasse aus, wenn dies unter Wahrung ökologischer Kriterien erfolgt." Und das heißt unter anderem eben: Weg vom Mais und hin zur Nutzung von Rest- und Abfallstoffen, wie bei Landwirt Frenzel. Denn nachwachsende Rohstoffe liefern nach wie vor die Hälfte des Vergärungsmaterials für Biogasanlagen und sind verantwortlich für zwei Drittel der so erzeugten Energie. "Deshalb sind die Bedenken gegenüber Biogas nach wie vor berechtigt", sagt Umweltforscherin Daniela Thrän.
Es sind nicht nur Abfälle, die Mais ersetzen können. Um die Artenvielfalt auf seinen Feldern zu fördern, hat Frenzel einen kleinen Teil seiner Äcker zu einer Blühfläche umgewidmet. Auch bei der Pflege solcher Schutzgebiete fällt Biomasse an, die sich vergären lässt. Hinzu kommen Zwischenfrüchte wie Klee oder Lupine. Diese Pflanzen werden angebaut, um die Bodenqualität zu verbessern. Auch aus ihnen kann Energie erzeugt werden – ohne zusätzlichen Flächenverbrauch. Außerdem hat die Landwirtschaft kein Monopol auf die Biogaserzeugung. Kläranlagen oder die kommunale Abfallwirtschaft können sie ebenso leisten.
Ungenutzte Potenziale
Daniela Thrän hat mit einem Team vom Deutschen Biomasseforschungszentrum berechnet, wie viel Potenzial in bisher ungenutzter Biomasse schlummert. Nebenprodukte und Abfälle könnten den gegenwärtigen Einsatz von Energiepflanzen wie Mais "langfristig zu nennenswerten Anteilen" ersetzen, heißt es in einem Positionspapier. In der Praxis erweist sich das als herausfordernd: Zwischenfrüchte können auch verfüttert werden, statt im Fermenter zu landen. Wenn sich dank sinkendem Fleischkonsum die Tierbestände verringern, gibt es weniger Mist.Wenn Mais als Substrat für Biogasanlagen weitestgehend wegfällt, rechnet Thrän deshalb damit, dass deutlich weniger Biogas erzeugt wird als heute.
Umso wichtiger ist es, diese Energie sinnvoll zu nutzen. Im Unterschied zu Wind- und Solarkraft ist die Produktion von Strom aus Biogas nicht abhängig vom Wetter oder der Uhrzeit. Es lässt sich speichern und gezielt einsetzen. Anstatt also rund um die Uhr Strom zu produzieren, könnten Biogasanlagen die gleiche Menge Strom also in den kurzen Zeiträumen bereitstellen, in denen die restlichen Erneuerbaren nicht genügend Strom liefern.
Dafür müssten sie ihre Leistung um ein Vielfaches steigern. Notwendig sind Investitionen: die Betreiber brauchen größere Motoren, müssen sich Wärmespeicher anschaffen und womöglich ihre Gasspeicher ausbauen. Wohl auch deshalb sind derzeit gerade einmal 300 von den insgesamt 9.000 Biogasanlagen in Deutschland flexibilisiert.
Frenzels Anlage ist eine davon. Neben den großen Kuppeln wirken die beiden Container fast unscheinbar. Im selben Nadelwaldgrün gehalten, setzen sie sich nur durch die hohen Edelstahlschornsteine ab. Es sind die Blockheizkraftwerke, die aus dem Gas Strom erzeugen. Jetzt, um 16.45 Uhr, rattert es laut aus beiden Containern: nachmittags ist der Stromverbrauch in Deutschland verhältnismäßig hoch, bevor er in den Abendstunden sinkt – und sich Frenzels Anlage herunterregelt.
Bei der Verstromung entsteht auch Wärme. Jürgen Frenzel heizt damit die Gebäude des Betriebes, wärmt Milch für die Kälber auf und trocknet Pflanzen. Andere Biogasanlagen nutzen sie gewinnbringender und sind an ein Wärmenetz angeschlossen, das Haushalte versorgt.
Bei der Verstromung entsteht Wärme. Jürgen Frenzel heizt damit die Gebäude und Milch für die Kälber auf
Bei größeren Anlagen kann es sich lohnen, das Biogas zu Biomethan aufzubereiten. Dieses ist chemisch gleichzusetzen mit Erdgas und kann in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Aktuell gibt es rund 250 solcher Anlagen, die ein Prozent des deutschen Gasverbrauchs abdecken. Laut einem Bericht von Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme wird es aber in Zukunft eine wichtigere Rolle spielen. Denn nicht alle Prozesse in der Industrie und im Verkehr können mittelfristig elektrifiziert werden, etwa wenn höhere Temperaturen in der Produktion benötigt werden. Da kann das Biomethan eine nachhaltige Alternative zu fossilem Erdgas sein.
Für das Klima ist die Veredelung zu Biomethan noch aus einem weiteren Grund vorteilhaft. Denn Biogas besteht hauptsächlich aus Methan und Kohlenstoffdioxid. Bei der Aufbereitung wird CO₂ abgeschieden, das sich speichern lässt. Auch wenn das Methan anschließend verstromt wird, kann bei der Verbrennung anfallendes CO₂ abgefangen werden. In beiden Fällen wird CO₂ dem Stoffkreislauf entzogen. Noch ist nicht immer klar, wie es gelagert oder weiterverarbeitet werden sollte. Was aber klar ist: Solche negativen Emissionen sind notwendig auf dem Weg zur Klimaneutralität.
Flexible Energiegewinnung
Im Vergleich zur Abscheidung von CO₂ aus der Umluft hat diese sogenannte Bioenergy with Carbon Capture and Storage einen deutlichen Vorteil: Sie ist günstiger. Im bayerischen Reimlingen steht eine solche Biogasanlage, die CO₂ speichern kann. Je nach Bedarf liefert sie Gas oder Strom. Wenn gerade ein Überschuss an Strom herrscht, stellt sie aus dem Biogas Methan oder Wasserstoff her und speichert dabei das CO₂. Wird der Strom hingegen direkt benötigt, kann das Gas auch ohne Aufbereitung verstromt werden, auch hierbei wird das CO₂ abgefangen.
"Die Studien gehen weitestgehend davon aus, dass die Nutzung von Biomasse zur Stromerzeugung sinkt", sagt Andreas Löschel, Vorsitzender der Expertenkommission Energie der Zukunft der Bundesregierung. "Dafür nimmt der Einsatz in nicht oder schwer zu elektrifizierenden Bereichen zu." Etwa in der Chemieindustrie oder beim Maschinenbau.
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Auch wenn sie nur begrenzt verfügbar ist, kann Biomasse also eine wichtige Rolle auf dem Weg zur Klimaneutralität spielen. Und das nicht nur als Energieträger. "Wertvoll ist Biogas auch, weil es größtenteils im ländlichen Raum verankert ist", sagt Umweltforscherin Thrän. Das sei nicht nur aus Gründen der Teilhabe wichtig, ergänzt Werner Neumann vom BUND.
"Wenn die Stabilisierung des Stromnetzes dezentral mit flexibel betriebenen Biogasanlagen verteilt erfolgen kann, könnte das den überdimensionierten Stromnetzausbau deutlich mindern", sagt er. "Man könnte sich dutzende Erdkabelschneisen sparen, die einen immensen Umweltschaden bedeuten." Die sinkenden Investitionskosten würden sich sogar auf den Strompreis auswirken.
Auch heute genießen Biogasanlagen auf dem Land schon eine höhere Anerkennung als in der Stadt. Einer Umfrage der Agentur für Erneuerbare Energien zufolge sind sie unter jenen Befragten beliebter, die eine solche Anlage in der Nachbarschaft haben. Womöglich auch, weil dank Biogasanlagen ein frischerer Wind auf dem Land weht. Denn tierische Ausscheidungen riechen nach der Vergärung weniger streng. Wertvolle Nährstoffe enthalten die Gärreste dennoch, weshalb sie als Dünger eingesetzt werden können.
Landwirt Frenzel nutzt sie auf noch eine Art. Etwas abseits steht eine Metallkonstruktion, die wie selbstgebastelt aussieht. Auf den ersten Blick könnte man sie für ein kleines Silo mit Förderband halten. Doch es handelt sich um einen sogenannten Pyrolyseofen, entstanden im Rahmen eines Forschungsprojekts. Damit kann Frenzel die festen Gärreste unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzen.
Stolz greift er in einen schwarzen Haufen. "Dieses Mal ist mir die Biokohle besonders gut gelungen." Die ist eine echtes Multitalent: im Stall verbessert sie die Luft, indem sie Ammoniak bindet, in der Biogasanlage regt sie die Vergärung an und auf dem Feld fördert sie die Bodenqualität. Frenzels Experimentierfreude zeigt: Im Umgang mit Biogas gibt es noch viel zu entdecken. Das reicht vom Einsatz anderer Rohstoffe bis zum Abschöpfen von Chemikalien, die sonst aus importiertem Palm- oder Kokosöl gewonnen werden.
Doch mit dem Auslaufen der ersten Förderperioden des EEG sehen viele Biogasanlagenbetreiber ihre Existenz bedroht. In Bayern plant laut einer aktuellen Umfrage ein Drittel, den Betrieb einzustellen. In Niedersachsen stehen sogar zwei Drittel der Biogasanlagen vor dem Aus. Die Fachverbände fühlen sich von der Politik hängen gelassen; vor allem, wo es durch den Ausstieg aus den fossilen Energien doch jetzt einen wachsenden Bedarf an flexiblen Stromerzeugern gibt.
Um Biogas als Säule der Versorgungssicherheit zu etablieren, fordert der Bundesverband Erneuerbare Energien Anreize, die auch die Eigenheiten von Biogasanlagen berücksichtigen, etwa dass diese im Vergleich zu herkömmlichen Gaskraftwerken deutlich kleiner seien. Aus Lobbyverbänden kommt die Forderung, ressourcenschonende Alternativen zu Mais stärker zu entlohnen. Ressourcenökonom Andreas Löschel sieht punktuelle Forderungen kritisch, weil sie sich in der Vergangenheit als wenig effektiv erwiesen haben. Er betont aber: Auch Biogas sollte eine Chance in einem technologieoffenen Verfahren bekommen.
Landwirt Jürgen Frenzel wünscht sich von der Politik Verlässlichkeit. Die schlechten Erfahrungen mit dem Bau und der Finanzierung seiner Biogasanlage hängen ihm nach. Selbst nach der Fertigstellung kamen noch neue Auflagen auf ihn zu, erzählt er. Die zusätzlichen Kosten musste er tragen. Das Belastendste für ihn: Die unwirtschaftliche Biogasanlage hält ihn von seiner Rente ab. Denn die Suche nach einem Nachfolger gestaltet sich schwer.
Doch Frenzel ist vorsichtig optimistisch, dass es bald zu einer Einigung kommt. Dann schweift sein Blick auf die Wiese vor seiner Biogasanlage. Frenzel bückt sich und rupft Blätter aus dem Boden: Wegerich und Löwenzahn. Aus ihnen wird kein Biogas. Er beißt zu.