Biogas aus Getreidestroh:
Kein Gold, aber Potenzial

Hallo zusammen,

finden Sie auch, dass es viel zu früh dunkel wird? 16 Uhr geht ja schon die Sonne unter! Also für mich ist das aktuell sogar ganz schön spät, denn vor einigen Tagen war ich noch zu Besuch ganz im Norden Norwegens und dort gab es nur rund drei Stunden Tageslicht.

Doch als ich da so saß und kurz nach dem Mittag die Farben des Sonnenuntergangs 350 Kilometer nördlich des Polarkreises bestaunte, beschlich mich eine Frage: Wie machen die das eigentlich mit dem vielen Strom, der hier in diesen dunklen Zeiten gebraucht wird? Immerhin hat Norwegen - meine geschätzte Kollegin Katja Evers wird das bereits in einer ihrer Ausgaben dieses Newsletters erwähnt haben - eine Nettostromerzeugung, bei der der Anteil erneuerbarer Energien bei rund 99 Prozent liegt. Doch dann dämmerte (no pun intended) es mir: Klar, hier am Nordpolarmeer pfeift der Wind und Wasser gibt es auch zur Genüge. 

Deutschland dagegen ist nicht Norwegen - hier sind die Bedingungen genauso anders, wie es eben länger hell ist. Wobei: Erst Anfang November gab es eine sogenannte Dunkelflaute. Ja, genau das Szenario, das Gegner erneuerbarer Energieerzeugung oft heraufbeschwören: Die Sonne schaffte es tagelang nicht durch die dichte Wolkendecke und es wehte auch so gut wie kein Wind. Energiegewinnung? Fehlanzeige! 

Brauchen wir hier in Mitteleuropa also doch fossile Energiequellen, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten? Oder gibt es da noch andere Optionen? Eine solche wäre ja zum Beispiel Biogas. Denn das könnte anders als bisher üblich auch aus einem Restprodukt der Landwirtschaft gewonnen werden - aus ganz normalem Stroh nämlich. Wir schauen uns heute mal genauer an, wie groß das Potenzial dieser Biogas-Produktion sind und wie klimafreundlich das Ganze tatsächlich ist. 

Aber erstmal zur...

… Millionen Euro Mehrkosten pro Jahr aufgrund ansteigender notfallbedingter Krankenhauseinweisungen sind in den vergangenen Jahren durch besonders heiße und kalte Tage entstanden. Das ist das Ergebnis einer Untersuchung des Hamburg Center for Health Economics an der Universität Hamburg. Die Forschenden haben vor dem Hintergrund des Klimawandels analysiert, wie sich extreme Temperaturen und andere Umweltfaktoren auf die Gesundheit auswirken. Besonders gefährdet seien demnach vulnerable Gruppen wie chronisch Kranke, Ältere, Schwangere und Kinder. Außerdem seien im untersuchten Zeitraum von 2010 bis 2019 auch mehr Todesfälle registriert worden: Bei extremer Hitze starben den Forschenden zufolge jährlich rund 1.300 Personen und bei extremer Kälte rund 3.600 Personen im Krankenhaus. Die Untersuchung zeige, dass extreme Temperaturen nicht nur der Gesundheit schadeten, sondern auch hohe Kosten im Gesundheitswesen verursachten, so das Fazit.

Biogasanlagen kennen wohl fast alle, die schon einmal durch ländliche Regionen Deutschlands gefahren sind: große, kreisrunde Anlagen mit kuppelartigen Dächern. Hier wird seit Jahren Strom und Wärme aus nachwachsenden Rohstoffen produziert – allen voran aus eigens dafür angebautem Mais. Doch das Problem ist naheliegend: Der Anbau von Maispflanzen extra für die Energieproduktion verbraucht wertvolle Flächen. Aber was ist, wenn man nutzt, was bereits da ist? Die Rede ist von einem Restprodukt der Landwirtschaft – dem Stroh.

Aber wie funktioniert das eigentlich mit diesem Biogas? Das Prinzip entspricht in etwa dem, was im Magen einer Kuh passiert: Biomasse (Substrat) wird in den luftdichten Tanks – sogenannten Fermentern – durch Bakterien vergärt. Dabei entsteht unter Ausschluss von Sauerstoff ein Gas, das sich in der Kuppel des Fermenters sammelt. Ist diese wiederum an ein Blockheizkraftwerk angeschlossen, kann aus diesem Biogas Strom und Wärme erzeugt werden. Doch das Gas kann noch weiter zu Biomethan aufbereitet werden, das die gleiche Qualität wie fossiles Erdgas hat. 

Am Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ) in Leipzig wird mit weiteren Projektpartnern daran geforscht, für diesen Prozess das zu nutzen, was nach der Getreideernte auf den Feldern übrigbleibt. "Stroh ist einfach in großen Mengen vorhanden und Stroh hat sehr großes Potenzial zur Erzeugung von Biogas", sagt Walter Stinner. Er erklärt, dass Stroh sogar den Vorteil habe, dass die Reste des Gärprozesses anschließend wieder als nährstoffreicher Dünger auf die Felder ausgebracht werden könnten. So werde nicht nur Energie gewonnen, sondern auch der landwirtschaftliche Stoffkreislauf geschlossen und die Fruchtbarkeit des Bodens erhalten. Neben Mist und Gülle sieht er im Stroh das größte Potential für die Energieerzeugung.

Doch um Stroh für die Biogasanlage aufzubereiten ist etwas Aufwand nötig. Deshalb untersuchen die Fachleute, wie es kostengünstig aufbereitet werden kann, erläutert Stinner. Das Problem: "Wenn wir Stroh einfach so in eine Biogasanlage geben, dann wird das aufschwemmen und Rührwerk und Pumpen blockieren." Durch die sogenannte Silierung quillt das Stroh bereits vorher auf und dieser Effekt sei weniger stark. Außerdem mischen die Forschenden spezielle Enzyme für eine bessere und schnellere Wirkung bei. Technisch bekäme das Forschungsteam das auch schon hin, ergänzt Stinner. Aber: "Die Kostensenkung ist der entscheidende Punkt. Das heißt, das muss konkurrenzfähig sein."

"Wir wollen keine Verfahren für ein Wolkenkuckucksheim entwickeln. Wir wollen Verfahren entwickeln, die im Hier und Jetzt funktionieren, die also auch bezahlbar sind für die Landwirte, die das in ihren Biogasanlagen umsetzen." (Prof. Dr. Walter Stinner)

Dieses Ziel sei auch absehbar, sagt der DBFZ-Forscher. "Die Perspektive ist auf jeden Fall so, dass es machbar ist." Mit dem Blick auf die Zukunft schätzt Stinner, dass das neue Aufbereitungsverfahren in etwa viereinhalb Jahren verfügbar sein kann. Damit sich die Technologie dann bei den Landwirten durchsetze, brauche es aber stabile Rahmenbedingungen von der Politik, die für Planungssicherheit sorgten, so der Forscher. "Es ist schwer nachvollziehbar, warum diese Technologie, die die Energiesicherheit ermöglichen und Brückentechnologie sein kann, um die Wasserstofftechnologie wirklich groß werden zu lassen, im Moment so schlecht planbare Rahmenbedingungen hat, dass wir aktuell Anlagen in zunehmendem Maße verlieren."

Doch da gibt es aktuell noch einen Haken: Biogas ist teurer als fossiles Erdgas. Dieses Argument lässt Forscher Stinner aber nicht gelten: "Wir haben nach dem nach dem Überfall auf die Ukraine gesehen, dass Biogas auf einmal gar keine so teurere Energiequelle war. Wir erzeugen derzeit in Deutschland eine Biogasmenge, die etwa 10-12 % des in Deutschland verbrauchten Erdgases entspricht. Das ist also gar nicht mal wenig." Nur etwa ein Zehntel dieser Biogas-Menge wird anschließend zu Biomethan weiterverarbeitet.

Das ist so wenig, weil es sich schlichtweg aktuell nicht lohnt, heißt es auf Nachfrage vom Zörbiger Biomethan-Produzenten Verbio, der bereits auf den Agrar-Reststoff Stroh setzt: "Leider sind die Rahmenbedingungen in Deutschland nicht stabil und attraktiv genug für weitere Investitionen. In Deutschland läuft nach wie vor eine Stroh-Biomethan-Anlage. Weitere Anlagen dieser Art haben wir in den USA und Indien gebaut und in Betrieb genommen. Diese Märkte bieten derzeit größeres Potenzial für unsere Technologie." Doch aus Forschungssicht muss das nicht so bleiben. Denn eigentlich, so Stinner, könnte das Biogas aus Reststoffen die preiswerten erneuerbaren Energien aus Wind und Sonne ideal ergänzen: "Weil es speicherbar ist und weil es genau in die Lücken stößt. Deshalb ist es nicht mehr so problematisch, wenn das ein bisschen teurer ist. Gaskraftwerke werden auch irrsinnig teuer sein in Zukunft, weil die nur wenige Stunden im Jahr laufen. Und deswegen kommt es auf die Brennstoffkosten nicht mehr so sehr an, wenn Wind und Solar preiswert verfügbar sind und das gesamte System kostengünstig machen."

Das klingt, als könnte das Stroh-Biogas eine entscheidende Rolle in der Energiewende spielen. Doch da ist Jan Seven, Experte für Erneuerbare Energien beim Umweltbundesamt (UBA) zurückhaltend. "In den Szenarien des UBA kommt Biogas nur als Teillösung und zwar in aufbereiteter Form als Biomethan in größeren, schnell anlaufenden Gaskraftwerken vor. Dabei zweifelt der UBA-Fachmann nicht die Möglichkeiten an und betont, dass Biogas eine gute Technologie mit vielen Vorteilen sei, aber dennoch ordnet er die Potenziale deutlich zurückhaltender ein. Zum Beispiel beim Thema Wasserstoff: "Klar kann ich aus Biogas Wasserstoff machen und ich kann mit Wasserstoff mehr Biogas in Biogasanlagen produzieren. Das lässt sich alles verfahrenstechnisch sicherlich darstellen. Die Frage ist, ob es Sinn ergibt im Energiesystem." 

Und dann ist da noch die Frage nach der Verfügbarkeit. Gibt es wirklich so viel Stroh, das ungenutzt als Reststoff herumliegt? "Daran, ob der Rohstoff tatsächlich in der verlässlichen Menge nachhaltig zur Verfügung steht, haben wir so unsere Zweifel." Zumal es beim Stroh bereits Konkurrenz gibt: Auch andere Branchen interessieren sich für den Reststoff, erklärt Seven: "Wir haben inzwischen Anfragen aus allen industriellen Bereichen, also von der chemischen Industrie, der Papierindustrie, der Zellstoffindustrie." Deshalb müsse man sich schon heute entscheiden, wie der Reststoff künftig am sinnvollsten genutzt werden sollte, so UBA-Experte Seven. Allerdings gebe es aus UBA-Sicht ein deutliches Argument gegen die stofflich-energetische Nutzung von Stroh: "Wenn eine langfristige stoffliche Nutzung solcher Rohstoffe möglich ist, genießt die Vorrang", sagt er. "Wenn jemand aus dem Stroh im großen Stil Dämmmaterialien machen würde, die sehr energieaufwendige fossilbasierte Stoffe ersetzen, dann wäre das Stroh noch Jahrzehnte in dieser gebundenen Form sinnvoll genutzt und ich würde den Kohlenstoff nicht gleich über eine Verbrennung wieder in die Luft pusten."

Denn natürlich entstehen auch beim Biogas Treibhausgase, wenn es verbrannt wird. Klar, der Effekt ist nicht so gravierend wie bei fossilem Gas, da die Kohlenstoffe ja zuvor in der Pflanze gebunden waren, aber klimaneutral ist das natürlich nicht. Dennoch gibt es Unterschiede: Biogas aus Reststoffen sorgt für deutlich weniger Emissionen als klassisches Biogas. Grund dafür ist vor allem, dass die Emissionen aus dem Anbau wegfallen, erklärt UBA-Experte Seven. "Die Emissionen von Biogas aus Abfall sind etwa halb so groß wie die Emissionen von Biogas, das aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird. Wir haben hier Werte von 12 bis 14 g CO2 pro Megajoule Biogas aus Abfällen und Reststoffen und die stehen Emissionen von 26 bis 29 g CO2 pro Megajoule Biogas aus Anbaubiomasse gegenüber." Die fossilen Energieträger verursachen Forscher Stinner zufolge allerdings das Fünffache an Treibhausgasemissionen im Vergleich zu Biogas.

Das "Centre for Planetary Health Policy" lädt zu einer Online-Diskussion zum Thema Klimaschutz und Gesundheit. Teilnehmen werden daran unter anderem auch mehrere Abgeordnete aus dem Bundestag. Wer dabei sein möchte, muss sich bis zum Sonntag hier anmelden.

In Dresden arbeitet der BUND seit einiger Zeit im Projekt "Biodiverse Schwammstadt". Dabei wurden sechs Pilotmaßnahmen und Anschauungsbeispiele umgesetzt. Die Ergebnisse werden jetzt bei der Abschlussveranstaltung präsentiert und diskutiert. Dabei soll auch das Publikum die Möglichkeit haben, sich einzubringen. Auch für diese Veranstaltung wird um Anmeldung gebeten.

Das Thema E-Auto sorgt bei vielen Menschen für Unsicherheit und Verwirrung. Deshalb bringt Dr.-Ing. Alex Eichenberger bei seinem Vortrag "Umweltaspekte von E-Autos - oder sind Wasserstoff und synthetischer Sprit bessere Alternativen?" Licht ins Dunkel. Hier geht es zu dem kostenfreien Angebot der Münchner Volkshochschule.

Eine Mehrheit der Deutschen sieht keine Verbesserung bei der Anbindung an den Bus- und Bahnverkehr. Das geht aus dem Mobilitätsbarometer 2024 hervor. Demnach sehen sich 80 Prozent der Menschen in Deutschland nicht besser an den ÖPNV angebunden, jeder Dritte ist unzufrieden mit dem Bus- und Bahn-Angebot am eigenen Wohnort. Bundesweites Schlusslicht bei der Zufriedenheit ist Sachsen-Anhalt. Auch die gefühlte Sicherheit auf Radwegen und zu Fuß hat sich der repräsentativen Umfrage zufolge in den vergangenen fünf Jahren nicht verbessert.

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Wenn Klima-Kipppunkte überschritten werden, fallen die Kosten für die anschließende Kontrolle der Folgen deutlich höher aus als die Kosten für das Verhindern des Kippens. Das zeigen die Ergebnisse einer aktuellen Studie. Demnach würden die Kosten für die Umkehrung der Auswirkungen des Klimawandels, wie etwa die Wiederherstellung des geschmolzenen polaren Meereises, schnell um fast das Vierfache steigen, sobald ein Kipppunkt überschritten werde. Weitere Kipppunkte seien etwa das Schwinden von Korallenriffen, das Auftauen von Permafrostböden oder der Zusammenbruch der Atlantischen Umwälzströmung.

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Weltweit gibt es einer aktuellen Studie zufolge immer mehr unvorhergesehene Hitze-Hotspots. In diesen Gebieten treten Extremtemperaturen und Hitzewellen auf, die die Vorhersagen der gängigen Klimamodelle übertreffen. Die am stärksten betroffene Region sei Nordwest- und Mitteleuropa, aber auch Teile Asiens, Nordamerikas und Russlands seien betroffen. Warum die Hitze-Hotspots die Prognosen überholt haben, ist nicht eindeutig geklärt. Die Forschenden vermuten aber, dass eine Kombination mehrerer Faktoren zu dieser regionalen Überhitzung beiträgt. In Europa und Russland gelte aber unter anderem der Jetstream als ein ausschlaggebender Faktor. 

Die Publikation ist im Fachmagazin PNAS erschienen.

Nach den Flutkatastrophen in Spanien sind viele Firmen dafür kritisiert worden, dass sie ihre Angestellten trotz Unwetterwarnung ins Büro zitierten. Deshalb will die Regierung mit einem neuen Gesetz verhindern, dass der Arbeitsweg zum tödlichen Risiko wird. Die spanische Arbeitsministerin Yolanda Díaz sagte im Sender RTVE, dass bei akuten Unwetterwarnungen durch die Behörden für bis zu vier Tage jegliche Fahrten oder Reisen vermieden werden sollen. Die Neuregelung sei bereits im spanischen Kabinett beschlossen worden. In den vier Tagen erhalten die Arbeitnehmer ihren Lohn vom Staat.

Sie sehen: Aus Stroh Gold machen - etwa in Form von Kraftstoffen - wird auch mithilfe einer Biogasanlage schwierig. Im Mix der erneuerbaren Energien könnte die Reststoff-Verwertung aber eine relevante Rolle spielen, die andere Energiequellen ergänzen kann. Übrigens ist bei denen ebenfalls einiges im Fluss: Bei der Windenergie machen derzeit zum Beispiel viele alte Windräder Platz für neue Riesen, wie hier zu lesen ist.

Und auch wenn es hier in Deutschland manchmal nicht so wirkt, global gesehen, ist das exponentielle Wachstum dieser Technologien offenbar ungebremst. Allein die Solarenergie hat sich innerhalb von drei Jahren mehr als verdoppelt, wobei allein China rund die Hälfte der weltweiten Leistung zugebaut hat, gefolgt von den USA. Deutschland liegt laut der Internationalen Energieagentur auf Platz fünf.

Das sind nach den eher ernüchternden Ergebnissen des Weltklimagipfels doch Erkenntnisse, die wieder etwas optimistischer stimmen - also mich jedenfalls. Ich hoffe, Ihnen geht es ähnlich. Und damit entlasse ich Sie in die Zeit der Lichter: Kommen Sie gut in den Dezember!

Mit den besten Grüßen,

Kristin Kielon