Biogas entsteht als Vergärung von Biomasse, es ist brennbar und hat teilweise einen außerordentlich guten Heizwert. Ein direkter Vergleich des Wirkungsgrades mit anderen Formen der Energieerzeugung ist problematisch, weil sehr viele Faktoren zu berücksichtigen sind (Wirkungsgradvergleiche bei Energieerzeugung und -Verbrauch sind generell als obsolet zu betrachten).

Es ist jedoch per se gesichert, dass Biogas umweltfreundlich ist, denn der bei der Verbrennung entstehende Kohlendioxidanteil wurde von den Pflanzen zuvor aus der Atmosphäre gebunden.

Nutzung und Ertrag von Biogas

Das biologisch erzeugte Gas wird für die Gasversorgung, zum Erzeugen elektrischer Energie und auch für Kraftfahrzeuge genutzt. Die Verbrennungsenergie entstammt dem enthaltenen Methan. Als biogene Materialien werden Bioabfälle, Klärschlämme, Gülle, Pflanzenreste und gezielt für die Erzeugung von Biogas angebaute Pflanzen genutzt. Diese Methode gilt allerdings nicht mehr als durchweg ökologisch.

Der Ertrag ist je nach Ausgangsmaterial höchst unterschiedlich, so entstehen bei der Verarbeitung von einer Tonne Maissilage 202 m³ Biogas, bei einer Tonne Rindergülle sind es nur 25 m³. Allerdings ist der Methangehalt bei der Rindergülle mit 60 Prozent etwas höher als beim Mais (52 Prozent). Das größte Potenzial für die Ausgangsstoffe bieten Reststoffe aus der Landwirtschaft, die auf diese Weise am besten verwertet werden können. Diese Stoffe sind prinzipiell kostenlos und überdies wirklich umweltneutral.

Entstehung von Biogas

Das Gas bildet sich durch den mikrobiellen Abbau der organischen Stoffe. Die Mikroorganismen in den biologischen Ausgangsstoffen wandeln Eiweiße, Fette und Kohlenhydrate in Kohlendioxid und Methan um, was nur unter Sauerstoffausschluss möglich ist (anoxisch). Der Prozess findet in mehreren biologisch-chemischen Stufen statt. Es entsteht in der Endkonsequenz ein Gemisch aus Methan und Kohlendioxid sowie geringeren Anteilen von Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und Ammoniak. Verwertbar ist hauptsächlich das Methan. Dessen Anteil liegt zwischen 45 bis 70 Prozent, gefolgt vom Kohlendioxid mit einem durchschnittlichen Anteil von 35 Prozent.

Alle anderen Anteile liegen im Bereich von unter einem Prozent, teilweise unter einem Promille. Die Zusammensetzung ist bei einzelnen Biogasen aufgrund der Ausgangsmaterialien und der Art der Gärung höchst verschieden, was sich auf seinen Energiegehalt auswirkt. Ebenso wirken einige Bestandteile auf technische Anlagen korrodierend, vor allem Ammoniak und Schwefelwasserstoffe im Zusammenhang mit Wasserdampf. Daher müssen diese Bestandteile bei der Rohbiogas-Aufbereitung entfernt werden. Das Kohlendioxid kann abgetrennt und ebenfalls verwertet werden, hierzu gibt es Studien aus dem Jahr 2007 und eine Realisierung zum Beispiel in der Biogasanlage in Jessen.

Effizienz beim Biogaseinsatz

Am effizientesten wird das natürliche Gas in KWK-Kraftwerken eingesetzt (Kraft-Wärme-Kopplung), die reine Verbrennung zur Stromerzeugung oder die rein thermische Nutzung erreicht bei Weitem nicht die Wirkungsgrade, die möglich sind. Auch hinsichtlich der Klimaneutralität, also der wirklich ökologischen Verwertung des Biogases, ist die KWK-Anlage der Königsweg. Es werden daher Biogasanlagen möglichst Erzeuger- und Verbrauchernah betrieben, um auch sämtliche Transportwege so kurz wie möglich zu halten (Transport der Rohstoffe und des Gases selbst).

Das geschieht am effizientesten in Produktionsanlagen der Landwirtschaft. Hier kommen die Rohstoffe von den Feldern oder aus den Ställen und werden unmittelbar in einer Biogasanlage verarbeitet. Diese Anlage betreibt ein KWK-Kraftwerk und beliefert den Produktionsbetrieb mit Heizung, der Strom wird ins Netz eingespeist (die Einspeisevergütung beträgt bis zu 18 Cent/kWh). Darüber hinaus ist aber auch die Aufbereitung auf Erdgasqualität möglich, dieses Gas wird in öffentlichen Netzen den Verbrauchern als ökologische Alternative zur Verfügung gestellt. Es gibt daher seit einigen Jahren Öko-Gastarife.