Was ist Biogas und woher kommt es?
Biogas ist ein Produkt, das in der Regel aus dem Abbau von organischem Material entsteht. Ob tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, organisches Material kann durch die Wirkung von Mikroorganismen unter sogenannten "anaeroben" Bedingungen, d. h. in Abwesenheit von Sauerstoff, zersetzt werden und Gas erzeugen, das zurückgewonnen und als Verbrennungsenergie genutzt werden kann.
Dieser Abbauprozess, der als Methanisierung bekannt ist, kann in bestimmten Umgebungen wie Sümpfen natürlich vorkommen oder in speziellen Anlagen, den sogenannten Biogasanlagen, absichtlichdurchgeführt werden..
Biogas gilt als erneuerbare Energiequelle, da es aus dem Abbau natürlicher organischer Stoffe gewonnen wird, die ihrerseits erneuerbar sind. Zu den für die Biogasproduktion verwendeten Bioabfällen gehören sowohl die sogenannten "Küchen- und Speiseabfälle" (Schalen, Essensreste, abgelaufene oder nicht verbrauchte Produkte), die sogenannten "grünen" Abfälle aus der Park- und Gartenpflege (Rasenschnitt, Laub, Strauch- und Heckenschnitt usw.) als auch die Abfälle aus landwirtschaftlichen Betrieben.
In Frankreich werden jedes Jahr mehr als 10 Millionen Tonnen Bioabfall produziert. Heute werden jedoch 80% der Bioabfälle vernichtet , obwohl sie biologisch recycelt und insbesondere für die Produktion eines umweltfreundlicheren Energiemixes verwendet werden könnten.
Die Begriffe Biogas und Biomethan werden häufig ohne Unterschied verwendet. Der Unterschied zwischen den beiden Begriffen liegt in der chemischen Zusammensetzung des Gases, das sie beschreiben. Biomethan ist reines Methan, wogegen Biogas das "rohe" Ergebnis der Methanisierung ist. Das nach der Methanisierung gewonnene Rohbiogas enthält bis zu 75% Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2) und Spuren von Stickstoff (N2). Das Biogas kann gereinigt werden, um seine Methankonzentration zu erhöhen und Biomethan zu erhalten.
Die Biogasproduktion stammt heute aus verschiedenen Produktionswegen, darunter vor allem :
- Pfad Installation de Stockage des Déchets Non Dangereux (ISDND): organische Abfälle, die unter anaeroben Bedingungen gelagert und zersetzt werden
- Zweig Hausmüll
- Landwirtschaftlicher und territorialer Zweig
- Studiengang STEU (Kläranlagen)
Welchen Grad an Dekarbonisierung kann der Umstieg auf Biogas bieten?
Risiken im Zusammenhang mit Erdgas
Als Erdgas wird Gas bezeichnet, das seit Millionen von Jahren in der Natur vorkommt und durch Bohrungen aus natürlichen Lagerstätten gewonnen wird. Wie bei Biogas ist der Hauptbestandteil von Erdgasvorkommen Methan.
Erdgas ist eine weniger kohlenstoffhaltige Energiequelle als Öl und Kohle, aber es bleibt eine fossile Energie mit begrenzten verfügbaren Ressourcen. Seine Gewinnung erfordert zudem aufwändige Bohrprozesse und setzt Methan und CO2 durch Lecks in die Atmosphäre frei, von denen die meisten auf Ausrüstungsversagen zurückzuführen sind.
Da Methan von Natur aus farb- und geruchlos ist, erschwert dies seine Erkennung, insbesondere bei Lecks, die an Erdgasbohrungen auftreten können. Solche Lecks können daher wochenlang unentdeckt bleiben und sich zu massiven Methanaustritten entwickeln, die als "Super-Emissionen" bekannt sind. Dies geschah insbesondere außerhalb einer Speicheranlage im Jahr 2015 in Los Angeles. Damals entwichen innerhalb von vier Monaten fast 100.000 Tonnen Methan in die Atmosphäre[2].
Methan ist ein Treibhausgas und man geht davon aus, dass es für etwa 20 % des derzeitigen Treibhauseffekts verantwortlich ist. Seine "globale Erwärmungsleistung" (GWP = Global Warming Potential) ist 28-mal höher als die von CO2.
Warum kann man durch den Umstieg auf Biogas seinen CO2-Fußabdruck verringern?
Die Zusammensetzung von Biogas und Erdgas ist im Großen und Ganzen gleich, d. h. Methan und Kohlendioxid. Biogas kann daher den Verbrauch von Erdgas in seinen verschiedenen Verwendungszwecken ersetzen: Gebäudeheizung, Wärmeerzeugung für die Industrie, Stromerzeugung durch seine Verbrennung, Kraftstoff für Fahrzeuge, Einspeisung in das Netz, das Haushalte zum Heizen und Kochen versorgt, etc.
Im Jahr 2021 wird der Primärenergieverbrauch Frankreichs 2.769 TWh betragen, wovon 15,5% auf Erdgas entfallen, d.h. 429 TWh.[1] ADEME schätzt, dass die Verwendung von Biomethan ein Dekarbonisierungsniveau von ca. 80% ermöglicht, im Vergleich zur Verwendung von Erdgas.[3]
Diese deutliche Reduzierung ist auf die Unterschiede im Produktionsprozess zwischen Biogas und Erdgas zurückzuführen:
- Vermeidung von Lecks: Durch die Produktion von Biogas anstelle von Erdgas werden direkte Methanlecks vermieden, die an Erdgasfeldern auftreten.
- Abfallverwertung: Durch die Verwendung von Abfall als Hauptrohstoffquelle für die Methanisierung bietet Biogas eine Verwertungslösung, die es ermöglicht, diesen Abfall zu verarbeiten und gleichzeitig erneuerbare Energie zu erzeugen.
- Vermiedene Emissionen: Durch die Verwertung von Abfall und die Verbrennung von Methan, das auf natürliche Weise in Deponien entsteht, werden schädliche Emissionen vermieden. Da die Erwärmungsleistung (GWP) von Methan 28-mal höher ist als die von C02, kann durch die Verbrennung von Methan mit Sauerstoff insgesamt jedes Methanmolekül durch ein CO2-Molekül ersetzt werden.
Vereinfachte Formel für die Verbrennung von Methan: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
. - Verwertbares Neben produkt: Neben der Produktion von Biogas entsteht beim Methanisierungsprozess auch ein Nebenprodukt, das als Digestat bezeichnet wird. Digestat ist ein nährstoffreiches Material, das als organischer Dünger oder Bodenverbesserer in der Landwirtschaft verwendet werden kann. Dadurch werden organische Abfälle stärker verwertet und eine Kreislaufwirtschaft gefördert.
- Geschlossener Kreislauf der Kohlenstoffaufnahme und -abgabe: Bei der Verbrennung von Erdgas oder Biogas wird, wie bereits erwähnt, CO2 freigesetzt . Die Verbrennung von Biogas hat jedoch geringere Auswirkungen als die Verbrennung von Erdgas, da das bei der Verbrennung von Biogas freigesetzte CO2 der Menge entspricht, die zuvor von den organischen Quellen während ihres Wachstums aufgenommen wurde und deren Zersetzung die Grundlage für die Produktion von Biogas bildet. Es handelt sich also um einen (fast) geschlossenen Kreislauf der Kohlenstoffaufnahme und -abgabe. Im Gegensatz zu Erdgas, das bei der Verbrennung Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid freisetzt, der seit Millionen von Jahren gespeichert ist.
Wie viel kostet die Umstellung auf Biogas für ein Unternehmen?
Insgesamt gibt es heute zwei Wege, um den Anteil von Biogas am Gasverbrauch seines Unternehmens zu erhöhen.
Die erste Möglichkeit besteht darin, über Verträge mit Herkunftsnachweisen zu gehen. 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 erzeugt wurde. [5]
Der Abschluss eines Vertrags mit Herkunftsgarantie garantiert also nicht den Ort, an dem das Gas hergestellt wird, trägt aber dazu bei, dass Biogas in die Netze eingespeist wird und trägt zur Entwicklung der Branche bei. Diese Option hat den Vorteil, dass sie keine CapEx-Investitionen für das Unternehmen verursacht. Die Kosten für einen Herkunftsnachweis für Biogas liegen bei etwa 15 €/MWh. [4]
Die zweite Möglichkeit besteht darin, einen Vertrag vom Typ PPA (Power Purchase Agreement ) abzuschließen. Ein PPA ist ein mittel- bis langfristiger Vertrag (5 bis 20 Jahre), der direkt zwischen einem Biogaserzeuger und einem Kunden geschlossen wird. Kunden, die einen PPA abschließen, verpflichten sich, eine bestimmte Menge an Biogas von einem Energieversorger zu kaufen und damit die Entwicklung von Biogasanlagen zu finanzieren. Die Biogasanlagen können direkt an einem physischen Standort des Kunden entwickelt werden (On-Site PPA) oder nicht (Off-Site PPA). PPA-Kunden haben Zugang zu zuverlässiger und zertifizierter grüner Energie zu einem vordefinierten und stabilen Tarif.
Die PPA sind also de facto zeitaufwendiger als der Kauf von Herkunftsnachweisen, tragen aber ganz konkret zur Entwicklung eines neuen Projekts zur Biomethanproduktion und damit zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft in einem bestimmten Gebiet bei, indem sie insbesondere die Absatzmärkte der finanzierten Biogasanlage sichern. PPAs sind ein zuverlässiges Mittel, um seinen Stromverbrauch zu dekarbonisieren und zur Energiewende beizutragen.
Die Kosten eines PPA sind je nach lokalem Projekt unterschiedlich, bewegen sich aber in der Regel in einem Bereich von 50 bis 150 € hTVA/MWh. [6]
Wie kann man bei der Umstellung auf Biogas aktiv werden?
Generell muss die Überlegung, für sein Unternehmen auf Biogas umzusteigen, Teil einer Gesamtüberlegung sein, die sich um die Dekarbonisierung seiner Tätigkeit und die Reduzierung seines Energieverbrauchs dreht.
Ob es nun um Biogas oder eine andere Energiewende geht, es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, dass es keine einzige oder vordefinierte Antwort gibt. Es gibt so viele Lösungen wie Dekarbonisierungsprojekte. Die am besten geeignete Lösung wird daher vor allem diejenige sein, die zu Ihrem Kontext passt (wirtschaftlich, strategisch, regulatorisch, kundenbezogen usw.).
Die wichtigsten Schritte auf dem Weg zur Dekarbonisierung der Geschäftstätigkeit eines Unternehmens sind heute gut bekannt:
Dennoch ist der Übergang zu konkreten Maßnahmen und die Umsetzung von Maßnahmen vor Ort (wie die Umstellung auf Biogas) für viele Unternehmen immer noch schwierig, vor allem weil es ihnen an zuverlässigen Daten über die finanziellen Auswirkungen ihrer Hebel zur Dekarbonisierung mangelt . Im Folgenden werden die Schritte vom Aufbau eines Aktionsplans bis zur konkreten Umsetzung der Maßnahmen vor Ort im Einzelnen erläutert :
Wie lässt sich ein Umstieg auf Biogas finanziell modellieren?
Nehmen wir als Beispiel ein Unternehmen, das alle seine Produktionsstätten in Europa auf Biogas umstellen möchte.
Um mit der Planung des Übergangs zu beginnen und Gespräche mit Interessengruppen zu führen, die über das nötige Budget verfügen, werden die zuständigen Teams die Auswirkungen dieser Maßnahme modellieren, indem sie die finanzielle Komponente auf einen generischen theoretischen Preis pro eingesparter Tonne CO2 stützen, z. B. 100 €/tCO2e.
Lokale Manager werden dann beauftragt, lokale PPA-Verträge abzuschließen und dabei den bestmöglichen Preis zu erzielen . Es ist davon auszugehen, dass die Preise von Standort zu Standort stark variieren werden. Die Information über das Dekarbonisierungspotenzial pro Standort in Kombination mit dem tatsächlichen Preis der PPA-Verträge ermöglicht es, zuverlässige und genaue Informationen von vor Ort an die Gruppe weiterzuleiten, wodurch konkrete Diskussionen und Entscheidungsfindungen beschleunigt werden.
Bei Traace ist unsere Plattform so konzipiert, dass sie den Unternehmen diese Art von iterativem, pragmatischem und realistischem Ansatz zur finanziellen Modellierung ermöglicht. Unser Finanzmodul ermöglicht es, in einem ersten Schritt die finanziellen Auswirkungen von Reduktionsmaßnahmen anhand von fachlichen und geschäftlichen KPIs zu modellieren. In einem zweiten Schritt können die lokalen operativen Teams die Preisinformationen für ihren Perimeter anhand von tatsächlichen Angeboten, die sie von Lieferanten erhalten, aktualisieren. Die Informationen werden dann automatisch zentralisiert und ermöglichen es den für die Planung und Finanzierung zuständigen Teams, die Umsetzung der Maßnahmen zu beschleunigen.
Weitere Informationen zu unserem Finanzmodul , gehen Sie hier.
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Quellen:
- [1]: Bilan énergétique de la France, Chiffres clés de l'énergie, Édition 2022, Ministère de la transition énergétique. https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/edition-numerique/chiffres-cles-energie-2022/7-bilan-energetique-de-la-france
- [2]: UN, Environmental Programme, Silent Methane Leakage is the cause of climate change, Juli 2022. https://www.unep.org/fr/actualites-et-recits/recit/les-fuites-silencieuses-de-methane-sont-lorigine-du-changement
- [3]: ADEME, base empreinte, Documentation des jeux de données monocritères issus de la Base Carbone®.
- [5]: Code de l'énergie, Section 7: Les garanties d'origine du biogaz injecté dans les réseaux de gaz naturel (Articles D446-17 à D446-44), Artikel D446-17. https://www.legifrance.gouv.fr/codes/section_lc/LEGITEXT000023983208/LEGISCTA000031749529/
