Biomethan – die entscheidende Schlüsseltechnologie zur Energiewende

Die EEG Reform 2014 bleibt hinter den Erwartungen zurück und wird zum Reförmchen. Die Reduzierung der Strompreise ist so nicht machbar. So organisieren wir Wertschöpfung in Russland und anderen Ländern. Ein Beitrag von Dr.-Ing. Lothar Günther, Dipl.-Ing. Heike Ernst  (DGE GmbH), Dr. rer. nat. Jörg Hofmann (INC)*):

Die Entwicklung der letzten Jahre wird vom IWR in vielen Pressemitteilungen mehr als kritisch betrachtet. Während der Strompreis mittlerweile an der Börse mit drei bis fünf Eurocent pro Kilowattstunde gehandelt wird und somit so billig wie noch nie ist, steigen die Strompreise für die Bürger ungeachtet weiter. Der derzeitige Anteil an fossiler und alternativer Stromerzeugung zeigt, dass während der Tageszeit bereits ein hoher Anteil an alternativer Stromerzeugung erfolgt.

Leider fehlt im neuen EEG ein einfacher Regelmechanismus, der eine entscheidende Kostenreduzierung und Steigerung der Effizienz bewirkt. Die alternative Stromerzeugung aus Biogas erfolgt nach aktuellen Angaben bereits mit installierten Kapazitäten von über 3.500 Megawatt. Dazu kommen noch die Biogasanlagen im Bereich der Klärwerkstechnik. Diese nehmen der Stromerzeugung aus Solarstrom die Kapazität, und es führt zu einer nicht mehr zu vertretenden Schieflage in der Stromerzeugung. Unkontrollierte Preistreiberei ist die Folge.

Dies muss dringend beseitigt werden. Durch einfache Umlage der Biogasverstromung auf die Zeiten, wo keine Sonne scheint, kann die Kapazität der Solarverstromung angemessen gesteigert werden. Gleichzeitig können die vorhandenen Kapazitäten der Biogaserzeugung zur zusätzlichen Reduzierung der fossilen Stromerzeugung sofort genutzt werden. Der Effekt dieser Maßnahme ist in den Abbildungen 1 und 2 (Seite 8 oben) deutlich dargestellt. Dies zeigt nun mehr als deutlich, dass die Strategie des Ausbaus alternativer Energie mit Solar und Biogas war nur in Bayern richtig verstanden wurde. Es fehlt hier jetzt nur die richtige Verwendung vom Biogas oder Biomethan.

Flexibilisierung schafft neues bürokratisches Regelwerk

Die mit dem EEG 2014 vorgesehenen Flexibilitätsmechanismen für Biogas werden dazu nicht greifen und sind unzureichend. Biogas darf eben am Tag an zehn bis zwölf Stunden nicht verstromt werden. Dazu reichen die Speicherkapazitäten nicht aus. Biogas kann aber zu Biomethan aufbereitet und in das Erdgasnetz eingespeist werden. Dies liefert dazu den unbegrenzten Speicher. Das Erdgas kann dann entnommen werden, wenn es real benötigt wird. Mit diesem System kann sofort eine massive Reduzierung der CO2-Belastung erreicht werden. Der bürokratische Aufwand der Flexibilitätsmechanismen ist überflüssig. Dieser wirkt ohnehin nur sehr begrenzt, da die erforderlichen Zusatzspeicher für Biogas sehr schnell voll sind.

Was passiert dann? Wird das Gas abgefackelt? Es sind praktische Maßnahmen erforderlich, die sicher und ohne Kompromisse erfolgen. Die Verstromung von CO2-lastiger fossiler Kohle wird aber durch die Einspeisung von Biomethan überflüssig. Kohle ist ein wertvoller Rohstoff der Zukunft für die Erzeugung chemischer Rohstoffe, und für die Verbrennung viel zu schade. Die Aufgabe der Politik ist es, ordnend im Interesse der Gemeinheit einzugreifen und nicht einseitig Lobbyinteressen zu vertreten. Mit der Flexibilitätsregelung wird der KWK-Bonus ohnehin mehr als fragwürdig, da sich beides nicht auf Zuruf verbinden lässt. Damit wird mit der geplanten Flexibilisierung ein neues bürokratisches Regelwerk geschaffen, dessen es im Grund nicht bedarf.

Biomethananlagen werden immer ausgereifter

Die drucklose Aminwäsche nach dem BCM-Sorb-Verfahren konnte in den letzten Jahren deutlich weiter entwickelt werden. Das System BCM-Sorb-2020 konnte so auch für Kleinanlagen mit einer Kapazität von 50, 100 und 150 Normkubikmeter pro Stunde Biogas umgesetzt werden. Anlagensysteme für die Einspeisung in ein Erdgasnetz mit 100 mbar sind bereits für deutlich unter 500.000 Euro lieferbar. Nachweisbare Effekte der Prozessoptimierung des Systems BCM-Sorb-2020 gegenüber dem Stand aus dem Jahr 2008 für eine Aufbereitungsanlage mit 100 Normkubikmeter pro Stunde Biogas sind:

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Mit der BCM-Sorb-Technik werden alle Auflagen des Umweltschutzes eingehalten und es entstehen keine Emissionen an Waschmittel durch Waschmittelregeneration unter Druck.

Andere Länder haben vieles voraus

Wie will eine politische Vorgabe von Subventionsverteilungen der technischen Entwicklung und Schutzrechten daraus gerecht werden? Technischer und wissenschaftlicher Fortschritt bleiben hier eindeutig auf der Strecke, da nur Profit auf Basis einer künstlichen ökonomischen Bewertung, die nicht real ist, zählt. Im Einzelfall ist dies sicher tolerierbar, als Massensubvention jedoch nicht. Es bestätigt sich auch hier die allgemeine Feststellung, dass durch technische Weiterentwicklung alle fünf Jahre eine neue, verbesserte Generation von Anlagensystemen entsteht. Dem steht die Langzeitförderung des EEG mit 20 Jahren diametral entgegen und blockiert damit neue Entwicklungen massiv und nachhaltig. Das BCM-Sorb-2020-Verfahren wurde auch bereits in Österreich erfolgreich realisiert. In Bezug auf Energieeffizienz haben uns andere Länder vieles voraus. Nicht Masse, sondern Klasse sollte die Zielstellung sein. So ist es doch beschämend, dass eine der derzeit effektivsten Biomethananlagen mit der BCM-Anlage mit deutscher Technik in Österreich steht.

Aus der Abbildung 2 wird weiter deutlich, dass eine Steigerung der Methanausbeute bei der Biogasproduktion doppelt wirkt, da deren Verwendung im Verbund auf die halbe Zeit umgelegt werden muss. Der Stellenwert der Leistungssteigerung von Biogasanlagen gewinnt damit eine völlig neue Bedeutung. Welche Steigerungen sich bei der Biogasproduktion mit Gülle und Hühnertrockenkot erreichen lassen, wird an anderer Stelle behandelt. Eine Nachahmung derzeitiger deutscher Gesetzgebung im Ausland erscheint damit wohl kaum realistisch. Leider wird so auch in Deutschland an der erforderlichen effizienten technischen Umsetzung vorbei entwickelt. Dem Ausbau der Windenergie wird an vielen Stellen, wie Untersuchungen zeigen, eine viel zu große Bedeutung zugemessen. Die Erzeugung von Methan aus Überschussstrom ist gegenüber Biomethan nicht annähernd wettbewerbsfähig. Der übereilte Netzausbau zum Transport von Windstrom ist auch im Grunde nicht erforderlich. Eine Vorbildwirkung für andere Länder kann so nicht erkannt werden. Das einzig belastbare Konzept ist hier die Ansiedelung von Industrie im Bereich von Offshore-Windenergie, die dort vor Ort ohne Umwandlungsverluste verwertet werden kann. Die derzeitige Praxis der Gesetzgebung lässt die Strompreise in unkalkulierbare Dimensionen steigen.

methangf4In keiner Ökobilanz berücksichtigt

Biogas muss so zu Biomethan aufbereitet und in das Erdgasnetz eingespeist werden. Erdgas wird an den Endverbraucher zu einem Preis von etwa sieben Eurocent pro Kilowattstunde verkauft. Bei einem Einkaufspreis von zwei bis drei Cent pro Kilowattstunde verbleiben vier bis fünf Cent pro Kilowattstunde für Aufwendungen der Energieversorger, Netzbetreiber und Steuern. Für den Transport von einem Normkubikmeter Erdgas aus Russland müssen 0,3 Normkubikmeter, also 30 Prozent zur Energieversorgung für den Transport verbrannt werden. Dies wird bisher in keiner Ökobilanz berücksichtigt. Wird Biogas zu Biomethan aufbereitet, kann dies für sieben Cent pro Kubikmeter ebenfalls dem Endverbraucher verkauft werden, worauf ebenfalls Steuern anfallen. Die Wertschöpfung aus der Herstellung bleibt aber im Land. Bei einer Produktion von zehn Milliarden Normkubikmetern pro Jahr an Biomethan kann der Import von Erdgas im Wert von über drei Milliarden Euro pro Jahr reduziert und durch Wertschöpfung im Land erzeugt werden. Die gezielte Verwendung dieses Biomethans als Energiequelle für Wärme, Kraftstoff oder zur Stromerzeugung, wenn die Sonne nicht scheint, ist die Alternative der Zukunft. Wie dies technisch realisiert werden kann, ist seit vielen Jahren bekannt. Die diskriminierungsfreie Einspeisung von Biomethan muss genau wie die Einspeisung von Strom zu festen Preisen gesichert werden. Es geht nicht an, dass der Einspeiser von Biomethan sich um dessen Verwendung kümmern und nach Kunden suchen muss, die vielleicht über eine KWK-Anlage dies mit einem Bonus vorteilhaft verwenden können.

methangf3Technische Lösungen sind gefragt

Ist dies bei der Stromeinspeisung durch die Energieversorger auch so? Der Markt für die Erzeugung von speicherbarer alternativer Energie, die unbegrenzt verwendbar ist, wenn die Sonne nicht scheint, muss vorangetrieben werden, damit die Grundlast aus fossiler Energie reduziert werden kann. Wie dies bereits in fünf Jahren realisiert werden kann, zeigt die Abbildung unten. Wenn es uns gelingt, am Tag mehr Strom aus alternativer Energie zu erzeugen als wir verbrauchen, gibt die Anwendung der Power-to-Gas-Technik einen technisch begründbaren Sinn. So kann dann mit dieser Überschussenergie dezentral Methan produziert werden, was wieder speicherbar ist, und nachts fossile Energieträger ablösen. Derzeit machen wir aber den dritten und vierten Schritt vor dem zweiten. Die Struktur der Energieerzeugung, die Verwendung von Energieträgern und vor allem die Energieeffizienz müssen als Grundlage dienen, um den gestellten Anforderungen gerecht zu werden. Hier ist die bestehende Kappung der Einspeisung von Strom der vorhandenen PV-Anlagen kleiner Betreiber auf 70 Prozent nicht mehr zeitgemäß. Stattdessen sind technische Lösungen gefragt und erforderlich, die dieses Potenzial nutzen.

methangf2Es werden die falschen Hebel angesetzt

Zusammenfassend bestätigt sich, dass eine Energiewende ohne intelligente Speichersysteme nicht möglich ist. Die entscheidende Rolle werden dabei die Gasspeicher haben, da hier die größte Speicherdichte für universelle Anwendungen gegeben ist. Dazu hat Deutschland mit 22,8 Milliarden Normkubikmetern die mit Abstand größten Speicherkapazitäten für Erdgas in Europa und damit die besten Voraussetzungen für eine erfolgreiche Energiewende. Was machen wir aber mit diesem einzigartigen Vorteil? Informationen zufolge haben wir allein 20 Prozent dieser Speicherkapazität an Russland verkauft. Auch Frankreich und Saudi Arabien sind in diesem Kaufgeschäft aktiv. Wer den Gasspeicher besitzt, hat letztendlich den „Daumen auf der Energiewende“. Die Gestaltung einer erfolgreichen Energiewende ist somit der Politik völlig aus den Händen geraten, und es werden die falschen Hebel angesetzt. Das Ausland und vor allem deren Energiekonzerne haben längst verstanden, was für eine erfolgreiche Energiewende nötig ist. Wenn diese Entwicklung so weitergeht, werden wir uns in Deutschland selbst die Basis für eine planbare Wirtschaftsführung entziehen. Und diese Basis ist nun einmal die Energie und vor allem deren Verfügbarkeit mit ungehindertem Zugriff. Energieversorgung ist eine Maßnahme und Aufgabe der Infrastruktur. Wie diese realisiert wird, ist die Visitenkarte einer Regierung.

*) Für den Inhalt sind die Autoren verantwortlich. Die Redaktion behält sich Textkürzungen vor. Fußnoten konnten aus Platzgründen nicht berücksichtigt werden.

(EUR1014S6)-Meinung

Biomethananlage Meilen, Schweiz – Foto/Grafik: DGE GmbH