Biogaserzeugung in der Landwirtschaft
Fachportal "Zukunft Biogas" BIOKRAFT - Biomethan als Geschäftsfeld für landwirtschaftliche Biogasanlagen Biomethan als Kraftstoff Anpassung Biogas Emissionen Biogasproduktion Biomethaneinspeisung Wärmenutzung Gaserträge Gülle- und Gärrestaufbereitung Phytohygienische Aspekte in der Biogasprozesskette Biogas Progressiv Biogas - TRANSBIO Ringversuch Biogas BioEnergy Farm 2 KTBL/FNR-Kongress "Biogas in der Landwirtschaft" Das könnte Sie auch interessieren
Landwirtschaftliche Biogasanlagen erzeugen regeneratives Biogas, aus dem Strom, Wärme und Biomethan (Erdgas-Substitut) produziert wird. Als Rohstoffe kommen Biomasse wie Energiepflanzen, Wirtschaftsdünger und Reststoffe zum Einsatz. In einem Gärprozess wird daraus Biogas erzeugt. Die dabei anfallenden Gärreste werden dem Kreislaufgedanken folgend als organische Düngemittel verwendet.
Ein Vorteil von Biogas ist, dass es sich speichern und bedarfsgerecht zur Energieproduktion nutzen lässt. Biogasanlagen sorgen für stabile Versorgungsnetze und nehmen damit eine wichtige Rolle im Energiesystem ein. Dabei sind die technischen und betrieblichen Voraussetzungen für eine optimale Vergärung, maximale Gasausbeuten und die intelligente Nutzung der erzeugten Energie zu schaffen.
Weite Verbreitung fanden Biogasanlagen mit Einführung des Stromeinspeisungsgesetzes 1991. Mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) von 2000 erhielt die Biogasbranche einen weiteren Schub. Mit voranschreitendem Alter der bestehenden Anlagen und der nach 20 Betriebsjahren auslaufenden Vergütung des eingespeisten Stroms nach den Regeln des EEG muss die Wirtschaftlichkeit vieler Anlagen geprüft werden. Weitere Herausforderung für die Biogaserzeugung sind aktuell der nachhaltige Anbau von Energiepflanzen, z.B. die Förderung der Biodiversität und die Erschließung weiterer Substrate für die Vergärung, insbesondere von Wirtschaftsdüngern und organischen Reststoffen.
Auf dieser Seite finden Sie folgende Abschnitte mit detaillierten Informationen:
Zukunft Biogas - Fachportal
Biomethan als Geschäftsfeld für landwirtschaftliche Biogasanlagen
Biomethan als Kraftstoff
Anpassung Biogas
Emissionen Biogasproduktion
Biomethaneinspeisung
Wärmenutzung
Gaserträge
Gülle- und Gärrestaufbereitung
Phytohygienische Aspekte in der Biogasprozesskette
Zukunftsweisende Strategien für landwirtschaftliche Biogasanlagen
Biogas - TRANSBIO
Ringversuch Biogas
Energie aus Gülle und landwirtschaftlichen Reststoffen
KTBL/FNR-Kongress "Biogas in der Landwirtschaft"
Fachportal "Zukunft Biogas"
Nach 20 Jahren der garantierten Einspeisevergütung für Strom endet für ältere Biogasanlagen die EEG-Förderperiode. Diese als "Post-EEG-Problematik" bezeichnete Situation wird sich im Verlauf der 2020er-Jahre weiter verschärfen. Das neue Biogas-Fachportal des KTBL bündelt Projektergebnisse und weitere abgesicherte Informationen rund um das Themenfeld "Post-EEG" und mögliche Zukunftsoptionen für landwirtschaftliche Biogasanlagen.
BIOKRAFT - Biomethan als Geschäftsfeld für landwirtschaftliche Biogasanlagen
Das KTBL befasst sich intensiv mit der Energiewende - Biomethan spielt dabei eine wichtige Rolle. Als regenerativer Kraftstoff hilft es, den Ausstoß von Kohlendioxid und Luftschadstoffen im Vergleich zur Verbrennung fossiler Brennstoffe wesentlich zu verringern. Damit kann ein positiver Beitrag zur Energiewende, zum Klimaschutz und zur Luftreinhaltung geleistet werden. Darüber hinaus bietet die Erzeugung von Biomethan Betreiberinnen und Betreibern landwirtschaftlicher Biogasanlagen ein neues Geschäftsfeld. In dem 2022 gestarteten Verbundvorhaben "BIOKRAFT" werden ein Leitfaden und eine Web-Anwendung zur Produktion und Bereitstellung von Biomethan als Kraftstoff erarbeitet.
Biomethan als Kraftstoff
Für den Ersatz von fossilem Diesel gibt es auf landwirtschaftlichen Betrieben verschiedene Möglichkeiten. Eine davon ist der Einsatz von Biomethan aus landwirtschaftlichen Biogasanlagen als Kraftstoff in dafür geeigneten Landmaschinen. Damit eröffnet sich für Biogasanlagenbetreiber eine Vermarktungsoption oder auch die Möglichkeit den eigenen Betrieb mit Biokraftstoff zu versorgen.
Die KTBL Schrift "Alternative Antriebssysteme für Landmaschinen" gibt einen Überblick über den Stand der Entwicklung von alternativen Antriebssystemen und unterstützt damit die Entscheidungsfindung, welche Antriebssysteme sinnvoll zum Einsatz kommen könnten. Eine Bewertungsmatrix bietet dem Leser eine zusammenfassende und systematische Einordnung der Energieträger und Antriebssysteme. Ein Auszug aus der KTBL-Schrift 519 zeigt, wie Klimaschutz und Kraftstoffnutzung in Beziehung zueinander stehen und welche rechtlichen Rahmenbedingungen bestehen: Auszug aus der KTBL-Schrift (PDF, 351 kB; nicht barrierefrei).
Anpassung Biogas
Neue Anforderungen aus dem EEG, steigende Substrat- und Pachtpreise sowie die Novellierungen im Wasser- und Düngerecht führen bei vielen Biogasanlagen zu Handlungsbedarf. Die Informationen im folgenden KTBL-Heft helfen den Betreibern von Bestandsanlagen ihren Handlungsspielraum zu erkennen und die richtigen Entscheidungen für die Zukunft zu treffen.
Emissionen Biogasproduktion
Methanverluste auf Biogasanlagen mindern nicht nur die Erlöse, sondern gefährden auch die Umwelt und das Klima. Das KTBL-Heft zeigt die wichtigsten Emissionsquellen, auch für weitere Schadstoffe wie z.B. Ammoniak oder Stickoxide, auf und benennt Möglichkeiten zur Emissionsminimierung entlang der Biogasprozesskette. Die Autoren greifen u.a. dabei auf Ergebnisse des von der FNR geförderten Verbundvorhabens "BetEmBGA - Betriebsbedingte Emissionen an Biogasanlagen" zurück. Ein Auszug aus dem Heft zeigt die Möglichkeiten zur Emissionsvermeidung beim Betrieb von Biogasmotoren: Auszug aus dem KTBL-Heft (PDF, 514 kB; nicht barrierefrei)
Emissionsarmer Betrieb von landwirtschaftlichen Biogasanlagen
Deutschland hat sich international verpflichtet, seinen Treibhausgas- und Ammoniak-Ausstoß zu mindern und regelmäßig Bericht zu erstatten. Zu diesem Zweck gibt es das Emissionsinventar für die Landwirtschaft. Grundlage für die Erstellung von Emissionsinventaren sind internationale Richtlinien. 2015 wurde die Biogaserzeugung einschließlich Energiepflanzen in das landwirtschaftliche Emissionsinventar integriert. Im folgenden Beitrag erläutern die Autoren die Emissionsquellen und Rechenmodelle.
Biomethaneinspeisung
Biomethan ist ein erneuerbarer Energieträger, der zur Erzeugung von Strom und Wärme sowie als Kraftstoff genutzt werden kann. Die KTBL-Schrift "Biomethaneinspeisung in der Landwirtschaft" erklärt die technischen Grundlagen der Biogasaufbereitung und -einspeisung, erläutert die zum Zeitpunkt der Veröffentlichung geltenden Vorschriften, beschreibt Verfahrenstechniken sowie mögliche Geschäftsmodelle. Die Schrift greift dabei auf Ergebnisse des von der FNR geförderten Verbundvorhabens "MONA - Monitoring des Biomethanproduktionsprozesses" zurück.
Wärmenutzung
Um eine möglichst ganzjährige und vollständige Nutzung thermischer Energie aus KWK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung) bei der Biogasverstromung zu erreichen, benötigen die Betreiber von landwirtschaftlichen Biogasanlagen detaillierte Angaben über den verfügbaren Wärmeüberschuss im Jahresgang, die Wärmebedarfe der in Frage kommenden Systeme zur Verwertung der Restwärme, wie beispielsweise die Versorgung eines Wohngebiets mit Nahwärme sowie die Möglichkeiten zur Kombination von Wärmenutzungen unter Berücksichtigung des Energiebedarfs der jeweiligen Wärmesenken im Jahresverlauf. Im Rahmen des von der FNR geförderten Forschungsvorhabens NABEL (Nutzung von Abwärme aus Bio-Energie in der Landwirtschaft) wurde der "Wirtschaftlichkeitsrechner Biogas" um ein umfassendes Wärmenutzungsmodul erweitert.
Gaserträge
Die erstmals 2005 erarbeiteten Richtwerte für die Gasausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen finden breite Anwendung in Praxis und Beratung. Seither beschäftigt sich das KTBL mit der Qualitätsverbesserung von Gasertragsversuchen und der Einordnung deren Ergebnisse. 2020 erfolgt in Abstimmung mit der KTBL-Arbeitsgruppe "Gaserträge" die 3. Auflage des gleichnamigen Hefts. Dabei soll auch die Qualitätsverbesserung bei Batchversuchen durch die KTBL/VDLUFA Ringversuche Biogas berücksichtigt werden.
Hilfe für die Einordnung individueller Laborergebnisse und deren Übertragbarkeit in die Praxis liefert der im FNR-Verbundvorhaben SubEval (Abschlussbericht) erarbeitete Leitfaden. Dieser gibt außerdem einen Überblick über weitere Ansätze zur Ermittlung der Gasausbeute und deren Eignung für die Praxis.
Gülle- und Gärrestaufbereitung
Die Vorgaben der Düngeverordnung haben zu einer zunehmenden Konkurrenz von unvergorenen Wirtschaftsdüngern und Gärresten um Flächen für die Ausbringung insbesondere in Intensivtierhaltungsregionen geführt. Dadurch ist die Gülle- und Gärrestaufbereitung wieder stärker in den Fokus der Diskussion gerückt. Aufgrund der Volumenreduktion und der gezielten Auftrennung der Nährstoffströme wird in der Gärrestaufbereitung eine Möglichkeit zur Nährstoffentfrachtung von Überschussregionen gesehen. Diesen Vorteilen der Aufbereitung stehen jedoch Kosten, Energieeinsatz und Treibhausgasemissionen aus der Errichtung und dem Betrieb der Aufbereitungsanlagen gegenüber.
Das KTBL hat im Verbundvorhaben GärWert die Kosten und Treibhausgasemissionen verschiedener Aufbereitungsverfahren betrachtet und diese einer Verwertung des unbehandelten Gärrests gegenübergestellt. Dabei wurde der Einfluss der Transportentfernung untersucht, aber auch der Effekt unterschiedlicher Entfrachtungsziele, bei denen nur ein Teil der im Gärrest enthaltenen Nährstoffe überregional verwertet werden mussten.
GärWert (Abschlussbericht)
Rahmenbedingungen für die Wirtschaftlichkeit der Gärproduktaufbereitung (PDF, 890 kB; nicht barrierefrei)
Im Projekt GaWiB (Aufbereitung von Gülle mit zielgerichteter und ressourceneffizienter Wertstoffrückgewinnung - wissenschaftliches Begleitprogramm) begleitet das KTBL die Umsetzung eines Gülleaufbereitungskonzepts im Landkreis Borken, für das sich 90 Landwirte zusammengeschlossen haben. Mit verschiedenen Szenarien, die mögliche Entwicklungen in den regionalen und überregionalen Rahmenbedingungen abbilden, werden die Chancen und Risiken der Aufbereitung am konkreten Beispiel abgeschätzt. Ergänzende bzw. alternative Verfahren und Konzepte zur regionalen und überregionalen Verwertung von Wirtschaftsdüngern werden analysiert und damit das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft in Fragen seiner "Wirtschaftsdüngerstrategie" unterstützt.
Phytohygienische Aspekte in der Biogasprozesskette
Pflanzliche Biomasse, die in die Biogasprozesskette gelangt, kann Pathogene und Unkrautsamen enthalten. Was aber passiert mit diesen im Biogasprozess? Wie aktiv sind sie noch im Gärprodukt und wie groß ist somit die Gefahr der Verschleppung bei der Ausbringung von Gärprodukten als Düngemittel?
Phytohygienische Aspekte in der Biogasprozesskette (PDF, 300 KB; nicht barrierefrei)
Biogas Progressiv - zukunftsweisende Strategien für landwirtschaftliche Biogasanlagen (ProBiogas)
Im Projekt "ProBiogas" erarbeitet das KTBL zusammen mit der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie der Universität Hohenheim und der Landwirtschaftskammer Niedersachsen praxistaugliche und zukunftsweisende Betriebsmodelle für Biogasanlagen nach Ablauf der garantierten EEG-Vergütungsansprüche (Post-EEG).
Biogas - TRANSBIO
Nach 20 Jahren der garantierten Einspeisevergütung für Strom endet für ältere Biogasanlagen die 1. EEG-Förderperiode.
Das Vorhaben "TRANSBIO - Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem" dient dazu, Perspektiven von Bioenergieanlagen in Deutschland aufzuzeigen.
Ringversuch Biogas / Proficiency Test Biogas
Seit 2006 führen KTBL und VDLUFA den Ringversuch Biogas durch, um eine systematische, laborübergreifende Verbesserung der Qualität von Gasertragsversuchen in Biogaslaboren zu erreichen.
Since 2006 KTBL and VDLUFA have been organizing the proficiency test biogas in order to establish a network for the a systematic, laboratory-wide quality improvement of the biogas laboratories in the determination of the gas yield. This also helps to continuously improve KTBL’s standard biogas yields which are widely used for the planning and layout of biogas plants.
BioEnergy Farm 2 - Energie aus Gülle und landwirtschaftlichen Reststoffen
Das EU-Projekt "BioEnergy Farm 2" informiert Landwirte unabhängig über die bestehenden Optionen zu Gülle‐Kleinanlagen und unterstützt sie bei ihrer individuellen Planung.
KTBL/FNR-Kongress "Biogas in der Landwirtschaft"
Seit 2009 widmet sich der in zweijährigem Turnus stattfindende Kongress "Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven" relevanten Aspekten der landwirtschaftlichen Biogaserzeugung und -nutzung.
