Bioerdgas-Lexikon

Es gibt eine Energie, die sich immer wieder erneuert und nur so viel CO2 freisetzt, wie sie der Natur entnommen hat: Biogas. Wussten Sie, dass Biogas ganz einfach zu Bioerdgas aufbereitet und dem herkömmlichen Erdgas beigemischt werden kann? Aus dem Ertrag eines Fußballfeldes mit Energiepflanzen lässt sich so viel Bioerdgas erzeugen, dass ein sparsames Erdgasauto damit 1- bis 1,5-mal die Welt umrunden könnte. Sie möchten noch mehr über Biogas erfahren? Die Erklärung der wichtigsten Fachbegriffe finden Sie in unserem kleinen Bioerdgas-Lexikon.

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B

BIOERDGAS

Bioerdgas ist Biogas, das auf Erdgasqualität aufbereitet wird. Bioerdgas ist damit besonders vielseitig und kann zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden genau wie Erdgas. Auch als Kraftstoff für Erdgasautos wird es zunehmend
verwendet. Die Anwendung von Bioerdgas ist besonders einfach: Im Gegensatz zu anderen umweltschonenden Ressourcen wie Geothermie oder Solarenergie erfordert
der Einsatz von Bioerdgas keine Umbauten oder spezielle Heizsysteme. Bioerdgas wird dem herkömmlichen Erdgas beigemischt und in das bestehende Erdgasnetz eingespeist.

BIOGAS

Biogas ist ein Naturprodukt, das zum Beispiel in Sümpfen oder Mooren vorkommt. Es entsteht bei der Vergärung von Biomasse unter Ausschluss von Licht und Sauerstoff. Biogasanlagen ahmen diesen Prozess nach, um umweltfreundliches Biogas zu erzeugen. Ausgangsstoffe für die technische Produktion von Biogas sind Reststoffe wie Klärschlamm, Bioabfall oder Speisereste, Wirtschaftsdünger (Gülle, Mist) oder speziell gezüchtete Energiepflanzen wie z. B. Mais oder bestimmte Getreide- und Schilfarten. Bei seiner Verbrennung produziert Biogas nur so viel Kohlendioxid (CO2) wie die Biomasse zuvor der Umwelt entzogen hat. Damit ist Biogas fast CO2-neutral, weil bei Produktion und Verarbeitung nur wenig Energie verbraucht wird.

BIOGASANLAGE

Eine Biogasanlage dient der Erzeugung von Biogas aus Biomasse. In einem großen Behälter, dem so genannten Fermenter, werden nachwachsende Rohstoffe wie speziell gezüchteter Mais oder Gülle und Biomüll gesammelt. Bakterien zersetzen diese Biomasse. Es entsteht Biogas. Die verbleibenden Gärreste werden als Dünger verwendet. Im nächsten Schritt kann das Biogas durch Anpassung von
Methangehalt und Qualität an herkömmliches Erdgas zu Bioerdgas aufbereitet werden. Das entstandene Bioerdgas kann nun direkt in das bestehende Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff für erdgasbetriebene Fahrzeuge genutzt werden.

BIOgasaufbereitung

Unter Biogasaufbereitung werden Verfahren verstanden, mit denen Biogas so verarbeitet wird, dass es im Anschluss als Bioerdgas direkt in das bestehende Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff für erdgasbetriebene Fahrzeuge genutzt werden kann. Bei dem Verfahren werden Methangehalt und Qualität des Biogases an herkömmliches Erdgas angeglichen. Hierzu werden Kohlendioxid, Wasser, Schwefelverbindungen und andere Verunreinigungen entfernt und der Druck entsprechend angepasst. Die Biogasaufbereitung geschieht nach der Erzeugung in der Biogasanlage.

BIOmasse

Biomasse ist eine durch Pflanzen, Tiere oder Menschen anfallende organische Substanz. Neben den Pflanzen selbst, zählen dazu auch Abfallstoffe aus Land- und Forstwirtschaft, Küchen- und Gartenabfälle oder tierische Exkremente wie Gülle oder Mist. Durch Vergärung und Aufbereitung von Biomasse entsteht Bioerdgas – eine nachhaltige Energie, die sowohl zur Wärme oder Stromerzeugung als auch für die Kraftstoffproduktion genutzt werden kann.

BIOmasseverordnung

(BiomasseV)

Die Biomasseverordnung regelt für den Anwendungsbereich des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG), wann Stoffe als Biomasse gelten. Sie legt fest, welche technischen Verfahren zur Stromerzeugung aus Biomasse in den Anwendungsbereich des Gesetzes fallen und welche Umweltanforderungen bei der Erzeugung von Strom aus Biomasse einzuhalten sind. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) regelt die Förderung für den Einsatz der verschiedenen Verfahren.

Blockheizkraftwerk

(BHKW)

Ein Blockheizkraftwerk ist eine Anlage zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird. Sie kann aber auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz einspeisen. Dazu wird das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt. Durch die gleichzeitige Erzeugung und Nutzung von Strom und Abwärme wird die eingesetzte Primärenergie zu 80 bis über 90 Prozent genutzt. Blockheizkraftwerke können daher im Vergleich zu konventionellen
Kraftwerken fast die Hälfte an Primärenergie einsparen. Das Kernstück eines Blockheizkraftwerks ist normalerweise ein Verbrennungsmotor, ähnlich einem Automotor, oder eine Gasturbine.

Brennwert

Der Brennwert ist ein Maß für die in einem Stoff enthaltene thermische Energie. Er gibt die Wärmemenge an, die bei Verbrennung und anschließender Abkühlung von Gasen freigesetzt wird. Bei jedem Verbrennungsprozess entsteht durch die Verbindung von Sauerstoff aus der Verbrennungsluft und Wasserstoff aus dem Brennstoff auch Wasserdampf. Die im Wasserdampf und damit im Abgas enthaltene
Energie geht bei herkömmlicher Technik durch den Kamin verloren. Moderne Brennwerttechnik kondensiert den im Abgas enthaltenen Wasserdampf.

Brennwerttechnik

Die Brennwerttechnik bezeichnet eine bestimmte Technik bei Heizungsanlagen.
Brennwertsysteme sind in der Lage, Abgase, die durch Verbrennung von Öl oder Gas entstehen, so weit abzukühlen, dass der im Abgas vorhandene Wasserdampf kondensiert und dabei die Kondensationswärme freigesetzt wird. Diese Energie wird
dann durch das System nutzbar gemacht. Der Mehrgewinn an Nutzenergie macht bei Ölanlagen bis zu sechs Prozent, bei Gasanlagen bis zu elf Prozent des Heizwertes aus. Diese Energie entweicht bei den „normalen“ Heizungsanlagen ungenutzt durch den Schornstein.

Bundesnetzagentur

Die Bundesnetzagentur übernimmt seit 2006 die Aufsicht über die deutsche Energiewirtschaft für die Strom- und Gasmärkte. Ihre wesentlichen Aufgaben sind dabei die Kontrolle und Genehmigung der Netznutzungsentgelte und der Zugangsbeschaffung zu Stromversorgungs- und Gasnetzen, die im Besitz der Energieversorgungsunternehmen sind. Unternehmen mit weniger als 100.000 Kunden und mit Versorgungsnetzen innerhalb der Landesgrenzen werden von den
Landesbehörden reguliert, alle übrigen – ca. 80 Prozent des Gas- und 90 Prozent des Strommarktes – von der Bundesbehörde.
C

CO2

(Kohlendioxid oder wissenschaftl.: Kohlenstoffdioxid)

CO2 ist eigentlich für ein gutes Klima auf der Erde verantwortlich. Es gehört (neben Methan, Wasserdampf und anderen Gasen) zu den so genannten Treibhausgasen. Sie sorgen dafür, dass ausreichend Wärmestrahlen in der Atmosphäre zurückgehalten werden. Nur dadurch haben wir auf der Erde eine „angenehme“ Durchschnittstemperatur von 15 °C. Sonst wären es etwa –18 °C. Das farb- und
geruchlose Gas entsteht hauptsächlich bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger
Substanzen wie Holz, Kohle, Erdöl oder Erdgas. Zu viel Kohlendioxid schadet aber dem ökologischen Gleichgewicht. Denn seit Jahrzehnten produzieren die Menschen mehr CO2 als abgebaut werden kann. Das führt zum Anstieg der Durchschnittstemperatur auf der Erde.
D

DVGW – Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.V.

Der DVGW fördert als gemeinnütziger Verein das Gas- und Wasserfach in technischer und wissenschaftlicher Hinsicht. Seit 150 Jahren setzt sich der DVGW für Sicherheit und Qualitätsstandards ein und ist eine Plattform für den fachübergreifenden, technikorientierten Erfahrungsaustausch in dieser Branche.
E

Emission

Emission bezeichnet die Abgabe von Schadstoffen an die Umgebung. Der wesentliche Umweltvorteil bei der Verwendung von Bioerdgas liegt in der Verminderung treibhauswirksamer Emissionen, vor allem Kohlendioxid (CO2). Auch die Emission von Methan und Lachgas wird bei der Biogasproduktion aus Gülle deutlich verringert. Bei der Biogastechnologie wird im Wesentlichen nur so viel CO2 freigesetzt, wie die Biomasse zuvor der Umwelt entzogen hat. Bioerdgas ist also
praktisch CO2-neutral.

Energiepflanzen

Energiepflanzen, wie Mais, Gräser oder Zuckerrüben, werden speziell für die energetische Nutzung angebaut. Durch Vergärung der Energiepflanzen in einer Biogasanlage können Strom, Wärme sowie Biokraftstoffe erzeugt werden.

Erdgas

Erdgas ist ein brennbares natürliches Gas, das aus dem Erdinneren gefördert wird. Es entsteht aus organischen Substanzen (abgestorbenen Kleinorganismen) unter Druck und Luftabschluss. Erdgas zählt zu den fossilen Energieträgern und ist damit – im Gegensatz zu erneuerbaren Energien – erschöpflich.

Erdgasauto

Bioerdgas kann als umweltfreundlicher Kraftstoff für Erdgasautos genutzt werden. Die Verbrennung von Bioerdgas ist CO2-neutral und verursacht kaum Feinstaub: Die Partikel-Emissionen sinken um rund 80 Prozent. Zudem ist Bioerdgas besonders effizient. Aus dem Ertrag eines Fußballfeldes mit Energiepflanzen lässt sich so viel Bioerdgas erzeugen, dass ein sparsames Auto damit 1- bis 1,5-mal die Welt umrunden könnte. Deutschlandweit gibt es bereits 90 Tankstellen, die Erdgas mit einer Beimischung des ökologisch verträglichen Bioerdgases anbieten.

Erneuerbare Energie

Erneuerbare Energie ist Energie, die nicht „verbraucht“ wird. Sie entsteht immer wieder neu – weil sie aus unserer Umwelt gewonnen wird: aus Wind- und Wasserkraft, Sonneneinstrahlung, Pflanzen oder Erdwärme. Der Vorteil dieser Energiequellen gegenüber fossilen Brennstoffen: Sie versiegen nicht. Außerdem sind erneuerbare Energien nahezu CO2-neutral. Bei der Verwendung fossiler Brennstoffe,
wie Kohle oder Erdöl, wird dagegen immer CO2 freigesetzt. Dies trägt zur Erwärmung der Erdatmosphäre bei, dem so genannten Treibhauseffekt. 2008 lag der Anteil regenerativer Energien am gesamten Endenergieverbrauch in Deutschland bei 9,5 Prozent. 2020 soll er 25 Prozent betragen.

Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz

(EEWärmeG)

Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) ist ein Bundesgesetz,
das den Ausbau erneuerbarer Energien im Wärmesektor vorantreiben soll. Häuslebauer müssen seit dem 1. Januar 2009 ihre Wärme anteilig aus erneuerbaren Energien beziehen. Bei der Nutzung von Bioerdgas gilt die Pflicht als erfüllt, wenn der Wärmeenergiebedarf zu 30 Prozent aus dieser Energiequelle gedeckt und
die Wärme in einem Blockheizkraftwerk erzeugt wird. Alternativ können auch andere regenerative Energieträger wie Solarenergie oder Geowärme eingesetzt werden, oder die Gebäude müssen zusätzlich gedämmt werden.

Erneuerbare-Wärme-Gesetz

(EWärmeG)

In Baden-Württemberg gilt seit dem 1. Januar 2010: Wer seine Heizungsanlage
saniert, muss mindestens zehn Prozent des jährlichen Wärmebedarfs aus regenerativen Quellen decken. Bei Heizsystemen mit Brennwerttechnik kann dem herkömmlichen Erdgas zehn Prozent Bioerdgas beigemischt werden. Damit sind
die Anforderungen des Gesetzes erfüllt. Ein Blockheizkraftwerk zur Wärmeerzeugung ist in diesem Fall nicht gesetzlich gefordert, es reicht auch ein Heizkessel.
F

Fermenter

Der Fermenter (auch Bioreaktor oder Gärbehälter genannt) ist das Kernstück jeder Biogasanlage. Darin findet der eigentliche Biogasprozess statt, bei dem viele Milliarden Bakterien die leicht abbaubaren organischen Bestandteile des Eingangsstoffes, auch Substrat genannt, abbauen und dabei in Biogas umwandeln.
G

Gärrest

Als Gärrest wird der flüssige oder feste Rückstand bezeichnet, der bei der Vergärung von Biomasse in einer Biogasanlage zurückbleibt. Wegen seines hohen Nährstoffgehaltes wird er meist als landwirtschaftlicher Dünger verwendet. Dieser ist weit weniger aggressiv als unbehandelte Gülle, die Stickstoffverfügbarkeit besser und der Geruch schwächer

Gülle

Gülle besteht hauptsächlich aus Urin und Kot landwirtschaftlicher Nutztiere und wird als Wirtschaftsdünger in der Landwirtschaft genutzt. Aus organischen Verbindungen in der Gülle kann Biogas erzeugt werden. Dabei wird Gülle als Substrat im Fermenter einer Biogasanlage durch Mikroorganismen abgebaut. Gülle wird zur Biogasherstellung meist nur in kleineren Anlagen direkt bei den landwirtschaftlichen Betrieben verwendet.
H

Heizwert

Ein wichtiges Kriterium für einen Brennstoff ist der Heizwert. Er gibt an, welche Wärmemenge aus einem Brennstoff gewonnen werden kann. Erdgas hat einen Heizwert von ca. zehn kWh/m3. Bioerdgas hat durch die Aufbereitung denselben Heizwert, während er bei Biogas bei etwa fünf bis sieben kWh/m3 liegt. Eine ähnliche Aussage wie der Heizwert liefert der Brennwert. Der Heizwert üblicher Brennstoffe
liegt bis zu zehn Prozent unter dem Brennwert, abhängig von seinem Anteil an Wasserstoff.
K

Kraft-Wärme-Kopplung

Normalerweise geht bei der Erzeugung in herkömmlichen Kraftwerken viel „Energie“ (Abwärme) verloren. Oft kommen nur rund 35 Prozent der Energie des eingesetzten Brennstoffes als elektrischer Strom beim Verbraucher an. Kraft-Wärme-Kopplung bedeutet, dass die Abwärme bei der Stromerzeugung auch genutzt wird. Über 90 Prozent der eingesetzten Energie können verwertet werden. Besonders effizient sind Blockheizkraftwerke, in denen das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung angewendet wird.

Kraft-Wärme-Kopplungsanlage

Durch das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung werden in diesen Anlagen gleichzeitig nutzbare Wärme und Strom erzeugt, wie beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk oder in großen Heizkraftwerken. Je nach Anlagentyp können in Blockheizkraftwerken unter anderem Biogas, Klärgas, Deponiegas, Pflanzenöl oder Bioethanol als Energieträger eingesetzt werden.
M

Methan (CH4)

Methan ist ein ungiftiges, farb- und geruchloses Gas, das zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser verbrennt. Es gehört neben CO2, Wasserdampf und anderen Gasen zu den so genannten Treibhausgasen. Methan ist Hauptbestandteil von Erdgas und Bioerdgas und entsteht bei allen organischen Gär- und Zersetzungsprozessen,
wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, wie beispielsweise in Sümpfen oder bei der Viehhaltung im Magen der Tiere.
N

Nachhaltigkeitsverordnung

(NachhaltigV)

Auf Initiative der Bundesregierung hat sich die Europäische Union auf Nachhaltigkeitsanforderungen für die energetische Nutzung von Biomasse verständigt. Dies betrifft alle Formen flüssiger Biomasse, also insbesondere Pflanzenöle wie Palm-, Soja- und Rapsöl. Im Interesse des Umwelt-, Klima- und Naturschutzes darf der Anbau der Pflanzen keine besonders schützenswerten Flächen (z. B. Regenwälder) oder Flächen mit hohem Kohlenstoffbestand (z. B. Feuchtgebiete, Torfmoore) zerstören.

Nachwachsende Rohstoffe

(NaWaRo)

Nachwachsende Rohstoffe sind organische Rohstoffe, die aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion stammen. Dazu zählen vor allem Holz, Naturfasern, Pflanzenöle und Kohlenhydrate (Zucker, Stärke, Cellulose) oder Energiepflanzen wie Mais oder Miscanthus (auch Chinaschilf genannt). Als Biomasse, aber auch als Abfallstoffe aus der Landwirtschaft können sie unter anderem in nutzbare Energieträger wie Biogas umgewandelt werden
O

Odorierung

Bei der Odorierung werden Gasen Riechstoffe hinzugefügt. Durch diese Sicherheitsmaßnahme sollen Lecks oder defekte Anlagen schneller bemerkt werden, denn normalerweise sind Gase – auch Bioerdgas – geruchsneutral. Üblicherweise verwendet man bei der Odorierung organische Schwefelverbindungen, deren Geruch an faule Eier erinnert und sehr schnell wahrgenommen wird.

Organische Reststoffe

Organische Reststoffe sind beispielsweise Speise- und Gartenabfälle aus Haushalten (Biomüll), Kantinen und Gastronomie sowie tierische Nebenprodukte. Dazu gehören Gülle, Magen- und Darminhalte, Schlachtkörperteile, Blut, Häute und Federn. Sie alle eignen sich zur Biogaserzeugung, müssen aber je nach Kategorie vorher hygienisch behandelt werden.
S

Silage

Silage ist Grünfutter, das durch bestimmte Verfahren so haltbar gemacht wurde, dass es auch nach langer Zeit noch verfüttert werden kann. Der Vorteil gegenüber Heu ist, dass es wesentlich mehr Nährstoffe enthält. Silage eignet sich auch als Konservierungsmethode für nachwachsende Rohstoffe, die als Energiequelle für Biogasanlagen dienen. Für diese Art der Konservierung sind grundsätzlich alle Grünfuttermittel geeignet, unter anderem Gras, Mais, Klee, Luzerne, Ackerbohnen, Getreide. Häufig wird Maissilage eingesetzt, da Mais bei der Vergärung einen hohen
Gasertrag liefert. Durch diese Konservierung kann eine Biogasanlage das ganze Jahr über gleichmäßig mit Substrat versorgt werden.

Substrate

Am Beginn des Biogasprozesses steht immer ein natürlicher Rohstoff. Als Substrate können Produkte aus der Landwirtschaft, Bioabfall aus Haushalten (Grüne/Braune Tonne) oder Abfälle aus der Lebensmittelproduktion, aber auch Gülle verwendet werden. Für landwirtschaftliche Biogasanlagen ist es naheliegend, so genannte
NaWaRo (nachwachsende Rohstoffe) einzusetzen. Die am häufigsten angebaute Pflanzenart ist Silomais. Dies ist einerseits auf standardisierte, ausgereifte Produktionstechniken zurückzuführen, wird aber auch wesentlich vom hohen Gasertrag bestimmt.
T

Treibhauseffekt

Die Atmosphäre, die unsere Erde umhüllt, besteht aus Stickstoff, Sauerstoff und anderen Gasen. Wie bei einem Treibhaus lassen zusätzliche Bestandteile der Atmosphäre wie CO2, Methan und Wasserdampf die Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre, aber nicht wieder zurück. Nur deshalb haben wir auf der Erde eine „angenehme“ Durchschnittstemperatur von 15 °C. Sonst wären es etwa –18 °C. Dies nennt man auch den natürlichen Treibhauseffekt. Doch seit Jahrzehnten produzieren die Menschen zu viel CO2, das zudem nicht schnell genug abgebaut werden kann. Dies führt zu einem zusätzlichen Anstieg der Durchschnittstemperatur auf der Erde, auch „anthrophogener Treibhauseffekt“ genannt.
V

Verdichtung von BIOgas

Biogas wird bei einem geringen Umgebungsdruck produziert und kann deshalb nicht ohne Weiteres ins Erdgasnetz eingespeist werden. Nach seiner Aufbereitung wird das Biogas auf einen höheren Druck verdichtet und kann dann in eine Erdgasleitung eingespeist und mit dem Erdgas vermischt werden. Auf diesem Weg kann es nun auch zu Gastankstellen gelangen und als Biokraftstoff in dafür geeigneten
Fahrzeugen verwendet werden. Abhängig vom jeweiligen Netz sind niedrige bis mittlere Drücke bis etwa 20 bar notwendig. Für die Nutzung als Treibstoff ist an der Tankstelle eine zusätzliche Verdichtung auf über 200 bar erforderlich, um eine ausreichende Energiedichte im Fahrzeugtank zu erhalten.

Vergärung

Alle organischen Stoffe, wie Pflanzen, Gülle oder Biomüll, können zur Vergärung genutzt werden. Beim Gärprozess unter Luftabschluss im Fermenter werden die komplexen Verbindungen dieser Stoffe von verschiedenen Bakterienarten abgebaut und in Biogas umgewandelt.
W

Wobbe-Index

Der Wobbe-Index (auch Wobbe-Wert, Wobbe-Zahl) ist ein korrigierter Heizwert, der die Qualität von Brenngasen kennzeichnet. Nur Brenngase von gleicher Qualität können problemlos ausgetauscht werden – ohne dass beispielsweise die Düse eines Brenners ausgewechselt werden muss. Brenngase mit gleichem Wobbe-Index
erzeugen den gleichen Brennwert und haben einen identischen Düsendruck. Auf jedem Brenner ist deshalb der Wobbe-Wert angegeben.

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