Ökonomische und ökologische Betrachtungen zur Erhöhung der Methanausbeute von Biogasanlagen

Abstract

Wie kann der erhöhte Anteil durch Photovoltaik und Windkraft fluktuierend erzeugter Energie im Stromnetz ausgeglichen werden? Biogas- und Biomethananlagen sind interessante technologische Lösungen zur Stabilisierung des Stromnetzes. Die Umsetzung der Biomasse zu Methan erfolgt aber aufgrund von Wasserstoffmangel im Biogasreaktor nicht vollständig. Daher werden derzeit verschiedene Ansätze verfolgt, die verwertbare Gasausbeute zu erhöhen.

In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, welche Möglichkeiten zur Erhöhung der Methanausbeute von Biogasanlagen bestehen und wie sich diese ökologisch und wirtschaftlich darstellen. Zunächst werden der aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstand zur Erhöhung der Methanausbeute in Biogasanlagen dargestellt und die verschiedenen Prozesse der Wasserstoffherstellung und Methanisierung beschrieben. In einem Vergleich werden die vorteilhaftesten Verfahren dargestellt. Diese bilden die Grundlage für die ökologischen und ökonomischen Betrachtungen zu vier ausgewählten Szenarien. Für das wirtschaftlich vorteilhafteste Szenario wird das CO2-Minderungspotential auf den gesamtdeutschen Markt skaliert. Abschließend werden der weitere Forschungs- und Entwicklungsbedarf in dem Themengebiet ermittelt, sowie politische Rahmenbedingungen und deren Auswirkungen auf die Biogastechnologie kritisch beleuchtet.