Biomethan aus landwirtschaftlichen Reststoffen weist als Kraftstoff unter allen erneuerbaren Kraftstoffen die beste Treibhausgasbilanz auf. Das schreibt die Universität Hohenheim. Bei der Produktion aus Gülle wird die CO₂-Bilanz von Biomethan sogar negativ, weil Emissionen vermieden werden, die bei der Lagerung und Ausbringung von unbehandelter Gülle entstehen.
 
„Eine vielversprechende und kostengünstige Alternative zu fossilen Energieträgern wie Öl oder Gas sind alternative Kraftstoffe auf Basis von Biomethan“, sagt PD Dr. Andreas Lemmer von der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie an der Universität Hohenheim.
 
„Dies gilt vor allem für Bereiche, in denen die fortschreitende Elektromobilität nur schwer Einzug halten wird, wie im Schwerlastverkehr oder bei Bau- und Landmaschinen. Hier kann die verstärkte Verwendung von Biomethan – sei es als Bio-CNG (komprimiertes Biomethan) oder Bio-LNG (verflüssigtes Biomethan) – zu einer deutlichen Reduzierung des CO₂-Ausstoßes führen“, fährt der Experte fort.

Negative CO₂-Bilanz

 Mit regenerativ erzeugtem Bio-LNG als LKW- und Landmaschinen-Treibstoff lasse sich der CO₂-Ausstoß im Schnitt um mehr als 65 Prozent verringern. „Verwenden wir ausschließlich Gülle als Ausgangsmaterial, dann ist die CO₂-Bilanz sogar negativ“, so Lemmer.

Die verkehrsbedingten Emissionen von Kohlendioxid (CO₂), Stickoxid und Feinstaub in Deutschland sind zu hoch. Vor allem in städtischen Ballungsgebieten ist dies deutlich zu spüren. Eine Ursache hierfür ist der immer noch sehr geringe Anteil an erneuerbaren Energien im Verkehrssektor. Einschließlich des Stromverbrauchs im Schienen- und Straßenverkehr lag ihr Anteil von 2008 bis 2021 nur zwischen 5,0 und 7,6 Prozent.

Pilotanlage Bio-LNG

Gleich in zwei Projekten beschäftigen sich die Forschenden mit der Umsetzung in die Praxis. Im Verbundprojekt probioLNG (Innovative Prozesskette zur ressourceneffizienten Erzeugung von Bio-LNG) bauten sie gemeinsam mit weiteren Projektbeteiligten aus Wissenschaft, Industrie und Praxis eine Pilotanlage zur Bio-LNG-Erzeugung auf. Das Vorhaben erhält vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eine Förderung.
 
Diese Anlage wurde gemeinsam mit dem KIT konzipiert und ist auf der Forschungsstation „Unterer Lindenhof“ der Universität Hohenheim stationiert. Sie ermögliche es erstmals, neue Verfahren der Biogasherstellung und Aufbereitung zu einer vollständigen Prozesskette zu kombinieren. Der Clou dabei: eine zweistufige Druckfermentation.
 
„Im Vergleich zur üblichen Biogasproduktion trennen wir zwei Schritte räumlich, zeitlich und prozesstechnisch voneinander“, beschreibt Elena Holl, Doktorandin in der Arbeitsgruppe. Zunächst zerlegen Mikroorganismen in der sogenannten Hydrolyse feuchte Biomasse, wie beispielsweise Gülle, organische Reststoffe oder Energiepflanzen in kleinere Moleküle. Im zweiten Schritt wandeln spezielle Mikroorganismen diese Bausteine in Methan um.
 
„Durch die Trennung der beiden Vorgänge können wir die Bedingungen, wie beispielsweise Temperatur und pH-Wert, ideal an die Bedürfnisse der verschiedenen Mikroorganismen anpassen und so die Methanproduktion deutlich erhöhen“, erklärt Elena Holl. Diese steigt noch weiter, wenn zusätzlich Wasserstoff eingeleitet wird: „Auf diese Weise erzeugen wir Biogas mit einem Methangehalt von über 90 Volumenprozent“, so die Wissenschaftlerin.

Biomethan als Treibstoff für Linienbusse

Mit einer der vielen Verwendungsmöglichkeiten des so erzeugten Biomethans befasst sich das Verbundprojekt „NEOBus – negative Emission ÖPNV“. Dieses erhält vom Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR) eine Förderung. Dabei geht es um Biomethan als klimafreundlicher Treibstoff für Linienbusse im ÖPNV.
 
Dafür lasse es sich in zwei Varianten eingesetzen, die die Forschenden miteinander vergleichen. Bei der Verdichtung von Methan mit einem Druck von 350 bar entsteht Bio-CNG. Dies lasse sich in gasförmiger Form speichern. Bei der Herstellung von Bio-LNG hingegen werde Methan auf -162 °C abgekühlt und dadurch verflüssigt. Es kommt somit als gekühlter, flüssiger Treibstoff zum Einsatz.
 
In der Praxis diene das verflüssigte Methan ferner als Kraftstoff für einen Bio-LNG-Hybridbus, den ein Busunternehmer auf der Strecke Münsingen-Reutlingen im Praxisalltag testet. Parallel erprobe die Firma Duelli an einer Biogasanlage eine neuartige Gasaufbereitung und setze das so erzeugte Bio-CNG in einem Bus in der Region Ravensburg ein.

Weniger Stickoxide

Dabei führt der Biomethan-Kraftstoff nicht nur zu geringeren Treibhausgasemissionen, auch der Ausstoß von Schadstoffen nimmt ab. So reduziert verflüssigtes Methan den Ausstoß von Stickoxiden im Vergleich zu einem Euro VI Dieselbus um 60 Prozent, während die Feinstaubbelastung im Vergleich zu konventionellen Dieselbussen um 90 Prozent sinkt.
 
PD Dr. Lemmer sieht in der Biomethanproduktion auch eine gute zusätzliche Einnahmequelle für landwirtschaftliche Betriebe: „Der Zusammenschluss von Verkehrsunternehmen mit einem oder mehreren lokalen Biogasanlagenbetreibern eröffnet im ländlichen Raum ein vielversprechendes Geschäftsmodell für beide Seiten.“
 
„Biomethan ist einer der wenigen erneuerbaren Energieträger, der bereits derzeit in großer Menge zur Verfügung steht, der auf eine vorhandene Infrastruktur zurückgreifen kann und der bei intelligenter Herstellung die beste Treibhausgasbilanz aller erneuerbaren Treibstoffe aufweist“, ist der Experte überzeugt.

4.7.2023 | Quelle: Uni Hohenheim | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH