Das Unternehmen auf Biogas umstellen: Warum und was kostet das?

Die Umstellung von Erdgas auf Biogas ist ein zunehmend wichtiger Hebel für die Dekarbonisierungsstrategien von Unternehmen. Was genau ist Biogas, welches Dekarbonisierungspotenzial bietet es und wie lässt sich der finanzielle Einfluss einer Umstellung planen?

Louise Rocagel
Climate Consultant
Publication : 
04.07.2023
Inhaltsverzeichnis
Example H2
Demo anfordern

Was ist Biogas und woher kommt es?

Biogas entsteht in der Regel durch den Abbau organischer Stoffe. Ob tierischen oder pflanzlichen Ursprungs: Organische Materialien können durch Mikroorganismen unter sogenannten „anaeroben“ Bedingungen, also ohne Sauerstoffzufuhr, zersetzt werden. Dabei entsteht Gas, das aufgefangen und als Brennstoff zur Energiegewinnung genutzt werden kann.

Dieser Zersetzungsprozess, bekannt als Methanisierung, kann auf natürliche Weise in Umgebungen wie Sümpfen stattfinden oder gezielt in spezialisierten Anlagen, sogenannten Biogasanlagen, herbeigeführt werden.‍

Biogas gilt als erneuerbare Energiequelle, da es aus dem Abbau natürlicher organischer Stoffe gewonnen wird, die ihrerseits erneuerbar sind. Die für die Biogasproduktion verwendeten Bioabfälle umfassen sowohl „Küchen- und Speiseabfälle“ (Schalen, Essensreste, abgelaufene oder nicht verzehrte Produkte) als auch „Grünabfälle“ aus der Pflege von Parks und Gärten (Rasenschnitt, Laub, Strauch- und Heckenschnitt usw.) sowie Abfälle aus landwirtschaftlichen Betrieben.‍

Jedes Jahr fallen in Frankreich mehr als 10 Millionen Tonnen Bioabfälle an. Doch derzeit werden 80 % dieser Abfälle vernichtet, obwohl sie biologisch recycelt werden könnten, um beispielsweise zu einem ökologischeren Energiemix beizutragen.

Die Begriffe Biogas und Biomethan werden oft synonym verwendet. Der Unterschied liegt in der chemischen Zusammensetzung des jeweiligen Gases. Biomethan ist reines Methan, während Biogas das „Rohprodukt“ der Methanisierung darstellt. Das nach der Methanisierung gewonnene Rohbiogas besteht zu bis zu 75 % aus Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2) und Spuren von Stickstoff (N2). Biogas kann gereinigt werden, um die Methankonzentration zu erhöhen und so Biomethanzu erhalten.

Die Biogasproduktion stützt sich heute auf verschiedene Verfahren, darunter insbesondere:

• Deponiegasanlagen für nicht gefährliche Abfälle: Organische Abfälle werden unter anaeroben Bedingungen gelagert und zersetzt.

•  Bereich Haushaltsabfälle

•  Bereich Landwirtschaft und Regionen

•  Bereich Kläranlagen (ARA)

‍

Welches Dekarbonisierungspotenzial bietet die Umstellung auf Biogas?

Die Risiken von Erdgas

Als „Erdgas“ wird Gas bezeichnet, das seit Millionen von Jahren in der Natur vorkommt und durch Bohrungen in natürlichen Lagerstätten gewonnen wird. Wie beim Biogas ist Methan der Hauptbestandteil von Erdgasvorkommen.

Erdgas ist eine kohlenstoffärmere Energiequelle als Erdöl oder Kohle, bleibt jedoch ein fossiler Energieträger mit begrenzten Ressourcen. Zudem erfordert die Förderung aufwendige Bohrprozesse und setzt durch Leckagen, die meist auf technisches Versagen zurückzuführen sind, Methan und CO2 in die Atmosphäre frei.

‍
Da Methan von Natur aus farb- und geruchlos ist, ist es schwer zu entdecken, insbesondere bei Leckagen an Erdgasbohrstellen. Solche Lecks können wochenlang unbemerkt bleiben und sich zu massiven Methanaustritten entwickeln, sogenannten „Super-Emissionen“. Genau dies geschah 2015 bei einer Speicheranlage in Los Angeles, als innerhalb von vier Monaten fast 100.000 Tonnen Methan in die Atmosphäre gelangten.[2].

Methan ist ein Treibhausgas, das schätzungsweise für etwa 20 % des aktuellen Treibhauseffekts verantwortlich ist. Sein „Global Warming Potential“ (GWP) ist 28-mal höher als das von CO2.

‍

Warum reduziert die Umstellung auf Biogas den CO2-Fußabdruck?

Biogas und Erdgas bestehen im Wesentlichen aus denselben Komponenten, nämlich Methan und Kohlendioxid. Biogas kann daher Erdgas in verschiedenen Anwendungsbereichen ersetzen: bei der Gebäudeheizung, der industriellen Wärmeerzeugung, der Stromerzeugung durch Verbrennung, als Kraftstoff für Fahrzeuge oder durch Einspeisung in das Netz für Heizung und Kochen in Haushalten usw.

Im Jahr 2021 belief sich der Primärenergieverbrauch in Frankreich auf 2.769 TWh, wovon 15,5 % bzw. 429 TWh auf Erdgas entfielen.[1] Laut ADEME ermöglicht die Nutzung von Biomethan eine Dekarbonisierung von etwa 80 %im Vergleich zur Verwendung von Erdgas.[3]‍

Diese signifikante Reduktion ist auf die unterschiedlichen Produktionsprozesse von Biogas und Erdgas zurückzuführen:

  • Vermeidung von Leckagen: Die Produktion von Biogas anstelle von Erdgas verhindert direkte Methanleckagen, die bei der Erdgasförderung entstehen.
    ‍
  • Abfallverwertung : Durch die Nutzung von Abfällen als Hauptrohstoff für die Methanisierung bietet Biogas eine Verwertungslösung, mit der Abfälle behandelt und gleichzeitig erneuerbare Energien erzeugt werden können.
    ‍
  • Vermeidung von Emissionen : Die Verwertung von Abfällen und die Verbrennung von Methan, das auf natürliche Weise auf Deponien entsteht, verhindern schädliche Emissionen. Da das Treibhauspotenzial (GWP) von Methan 28-mal höher ist als das von CO2, ersetzt die Verbrennung von Methan mit Sauerstoff insgesamt jedes Methanmolekül durch ein CO2-Molekül.
    Vereinfachte Formel der Methanverbrennung: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O 
    ‍
  • Wertvolles Nebenprodukt : Neben der Biogasproduktion entsteht bei der Methanisierung ein Nebenprodukt namens Gärrest. Gärrest ist ein nährstoffreiches Material, das in der Landwirtschaft als Dünger oder organischer Bodenverbesserer eingesetzt werden kann. Dies ermöglicht eine weitere Aufwertung organischer Abfälle und fördert die Kreislaufwirtschaft.
    ‍
  • Geschlossener Kohlenstoffkreislauf: Die Verbrennung von Gas, ob Erdgas oder Biogas, setzt wie bereits erwähnt CO2 frei. Die Verbrennung von Biogas hat jedoch eine geringere Auswirkung als die von Erdgas, da das bei der Biogasverbrennung freigesetzte CO2 genau der Menge entspricht, die zuvor von den organischen Quellen während ihres Wachstums aufgenommen wurde, deren Zersetzung wiederum die Grundlage für die Biogasproduktion bildet. Dies stellt somit einen (nahezu) geschlossenen Kreislauf der Kohlenstoffaufnahme und -freisetzung dar. Im Gegensatz dazu setzt Erdgas bei der Verbrennung Kohlenstoff frei, der über Millionen von Jahren in Form von Kohlendioxid gespeichert war.
Vollständiges Schema der Netzfunktion einer Biogasanlage

Was kostet die Umstellung auf Biogas für ein Unternehmen?

Es gibt heute im Wesentlichen zwei Wege, um den Anteil von Biogas am Gasverbrauch des eigenen Betriebs zu erhöhen.

Die erste Option besteht darin, Herkunftsnachweisezu nutzen. Ein Herkunftsnachweis ist ein elektronisches Dokument, das ausschließlich dazu dient, einem an ein Erdgasnetz angeschlossenen Endverbraucher nachzuweisen, dass ein bestimmter Anteil oder eine bestimmte Menge der gelieferten Energie aus erneuerbaren Quellen produziert wurde. [5]‍

Der Abschluss eines Vertrags über Herkunftsnachweise garantiert zwar nicht den Herstellungsort des Gases, trägt jedoch zur Einspeisung von Biogas in die Netze und zur Entwicklung der Branche bei. Diese Option hat den Vorteil, dass für das Unternehmen keine Investitionsausgaben (CapEx) anfallen. Die Kosten für einen Herkunftsnachweis für Biogas liegen bei etwa 15 €/MWh. [4]

Die zweite Option ist der Abschluss eines PPA-Vertrags (Power Purchase Agreement). Ein PPA ist ein mittel- bis langfristiger Vertrag (5 bis 20 Jahre), der direkt zwischen einem Biogasproduzenten und einem Kunden geschlossen wird. Kunden, die ein PPA unterzeichnen, verpflichten sich, eine bestimmte Menge Biogas von einem Energieversorger zu kaufen und damit die Entwicklung von Biogasproduktionsanlagen zu finanzieren. Die Biogasanlagen können direkt am Standort des Kunden (On-Site PPA) oder an einem anderen Ort (Off-Site PPA) errichtet werden. PPA-Kunden erhalten Zugang zu zuverlässiger und zertifizierter grüner Energie zu einem festgelegten und stabilen Preis.

PPAs sind zwar zeitaufwendiger in der Umsetzung als der Kauf von Herkunftsnachweisen, tragen jedoch sehr konkret zur Entwicklung neuer Biomethan-Projekte und damit zu einer kohlenstoffarmen lokalen Wirtschaft bei, insbesondere durch die Sicherung der Absatzmöglichkeiten für die finanzierte Biogasanlage. PPAs sind ein zuverlässiges Mittel, um den eigenen Energieverbrauch zu dekarbonisieren und zur Energiewende beizutragen.

Die Kosten für ein PPA variieren je nach lokalem Projekt, liegen aber in der Regel in einem Bereich von 50 bis 150 € zzgl. MwSt./MWh. [6]

‍

Wie gelingt der Umstieg auf Biogas in der Praxis?


Grundsätzlich sollte die Überlegung, auf Biogas umzusteigen, immer Teil einer umfassenden Strategie zur Dekarbonisierung Ihres Unternehmens und zur Senkung Ihres Energieverbrauchs sein.

Ob Biogas oder eine andere Form der Energiewende: Es gibt keine pauschale Lösung. Jedes Dekarbonisierungsprojekt ist individuell. Die beste Lösung ist daher immer diejenige, die optimal zu Ihrem spezifischen Kontext passt – sei es wirtschaftlich, strategisch, regulatorisch oder im Hinblick auf Ihre Kunden.

Die wesentlichen Schritte zur Dekarbonisierung eines Unternehmens sind heute hinlänglich bekannt:

Dennoch fällt vielen Unternehmen die konkrete Umsetzung und der operative Rollout von Maßnahmen wie der Umstellung auf Biogas schwer, vor allem weil es an verlässlichen Daten zu den finanziellen Auswirkungen der verschiedenen Dekarbonisierungshebel mangelt. Hier erfahren Sie, wie Sie von der Planung Ihres Maßnahmenkatalogs zur konkreten Umsetzung vor Ort gelangen:

Wie lässt sich die Umstellung auf Biogas finanziell modellieren?

Nehmen wir als Beispiel ein Unternehmen, das alle seine Produktionsstandorte in Europa auf Biogas umstellen möchte.

Um die Transition zu planen und Gespräche mit den budgetverantwortlichen Stakeholdern zu führen, modellieren die zuständigen Teams die Auswirkungen dieser Maßnahme auf Basis eines theoretischen Durchschnittspreises pro eingesparter Tonne CO2, beispielsweise 100 €/tCO2e.

Die lokalen Verantwortlichen werden anschließend damit beauftragt, lokale PPA-Verträge zu den bestmöglichen Konditionen abzuschließen. Es ist davon auszugehen, dass die Preise von Standort zu Standort stark variieren werden. Die Kombination aus dem Dekarbonisierungspotenzial pro Standort und den tatsächlichen PPA-Preisen liefert dem Konzern verlässliche und präzise Daten aus der Praxis, was konkrete Diskussionen und Entscheidungsfindungen beschleunigt.

Unsere Plattform bei Tennaxia ist darauf ausgelegt, Unternehmen genau diesen iterativen, pragmatischen und realistischen Ansatz der Finanzmodellierung zu ermöglichen. Unser Finanzmodul erlaubt es, zunächst auf Basis von Fach- und Geschäftskennzahlen die finanziellen Auswirkungen von Reduktionsmaßnahmen zu modellieren. Im zweiten Schritt können die lokalen operativen Teams die Preisinformationen für ihren Bereich anhand tatsächlich erhaltener Angebote von Lieferanten aktualisieren. Diese Daten werden automatisch zentralisiert, sodass die für Planung und Finanzierung zuständigen Teams die Umsetzung beschleunigen können.

Um mehr über unser Finanzmodul zu erfahren, klicken Sie hier.

‍

-------

Quellen: