Unterschied Biogas und Erdgas: Ein detaillierter Vergleich
Auf den ersten Blick scheinen Biogas und Erdgas sehr ähnlich zu sein. Beide sind gasförmige Energieträger, beide bestehen hauptsächlich aus dem energiereichen Methan (CH4) und beide werden in Gasmotoren zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt. Doch bei genauerer Betrachtung wird klar: Zwischen ihnen liegen Welten.
Der fundamentale Unterschied zwischen Biogas und Erdgas liegt in ihrer Entstehung und ihrer Klimabilanz. Während das eine ein Produkt geologischer Prozesse über Jahrmillionen ist, ist das andere ein schnell erneuerbares Produkt der Kreislaufwirtschaft. Diese Unterschiede haben massive Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit, aber auch auf die technischen Anforderungen an die Anlagen.
Was ist Biogas? Der erneuerbare Kreislauf
Biogas ist ein erneuerbarer Energieträger. Es entsteht hier und heute in Biogasanlagen durch einen biologischen Prozess, die sogenannte anaerobe Vergärung. Hierbei zersetzen spezialisierte Mikroorganismen organische Materialien unter Luftausschluss in einem Fermenter.
Als Rohstoffe (Substrate) dienen:
- Wirtschaftsdünger wie Gülle und Mist
- Nachwachsende Rohstoffe (NawaRo) wie Energiepflanzen (z. B. Silomais)
- Organische Reststoffe wie Bioabfall oder Speisereste
Das entstehende Rohbiogas ist ein Gemisch, das typischerweise zu 50–70 % aus Methan (CH4) und zu 30–50 % aus Kohlendioxid (CO₂) besteht. Da die Rohstoffe Teil des aktiven Kohlenstoffkreislaufs sind, gilt die energetische Nutzung von Biogas als weitgehend CO₂-neutral.
Was ist Erdgas? Der fossile Energieträger
Erdgas ist ein fossiler Energieträger. Es ist über Millionen von Jahren tief unter der Erdoberfläche aus organischem Material unter hohem Druck und hohen Temperaturen entstanden. Es wird aus natürlichen, unterirdischen Lagerstätten gefördert, oft gemeinsam mit Erdöl.
Erdgas besteht ebenfalls hauptsächlich aus Methan (je nach Sorte 85–98 %), enthält aber auch Begleitgase wie Ethan, Propan und andere Kohlenwasserstoffe. Da es sich um eine endliche, nicht erneuerbare Ressource handelt, werden bei seiner Verbrennung große Mengen an Treibhausgasemissionen (CO₂) freigesetzt, die zuvor über Jahrmillionen im Boden gebunden waren.
Der direkte Vergleich: Biogas vs. Erdgas
Um die Unterschiede klar herauszustellen, hilft eine direkte Gegenüberstellung der wichtigsten Eigenschaften:
| Eigenschaft | Biogas (Rohbiogas) | Erdgas (H-Gas) |
| Entstehung | Anaerobe Vergärung (biologisch) | Geologische Prozesse (fossil) |
| Zeitraum | 20 – 120 Tage | > 1 Million Jahre |
| Energiequelle | Erneuerbar | Fossil / Endlich |
| Hauptbestandteil | 50–70 % Methan (CH4) | 85–98 % Methan (CH4) |
| Nebenbestandteile | 30–50 % CO2, H2O, H2S | Ethan, Propan, Stickstoff |
| Klimabilanz | Weitgehend CO₂-neutral | CO₂-emittierend |
| Aufbereitung | Nötig (Entschwefelung, Trocknung) | Nötig (Reinigung an der Quelle) |
Brennwert und Heizwert: Der entscheidende Unterschied in der Praxis
Eine häufige Frage betrifft den Brennwert (Energiegehalt inkl. Kondensationswärme) und den Heizwert (Energiegehalt ohne Kondensationswärme). Hier ist eine präzise Unterscheidung notwendig:
- Erdgas (H-Gas) hat einen sehr hohen, relativ konstanten Methangehalt und damit einen hohen Brennwert von ca. 11–12 kWh pro Kubikmeter (kWh/m³).
- Rohbiogas hat durch den hohen Anteil an nicht brennbarem CO₂ (30–50 %) einen deutlich niedrigeren Brennwert von nur ca. 5–7 kWh/m³.
Hier kommt jedoch ein dritter Akteur ins Spiel: das Biomethan.
Biomethan: Der Brückenbauer zwischen den Welten
Wenn Rohbiogas in einer speziellen Anlage aufbereitet wird (CO₂, Wasser und Schwefel werden entfernt), entsteht Biomethan. Dieses aufbereitete Biogas besteht zu über 98 % aus Methan und ist in seiner chemischen Beschaffenheit und seinem Brennwert praktisch identisch mit fossilem Erdgas.
Dieses Biomethan kann daher problemlos in das bestehende Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff für Erdgasfahrzeuge genutzt werden. Biomethan ist also die erneuerbare, klimaneutrale Antwort auf fossiles Erdgas.
Vor- und Nachteile im Überblick
Beide Energieträger haben klare Stärken und Schwächen, die ihre jeweilige Rolle in der aktuellen und zukünftigen Energielandschaft definieren. Die Entscheidung für einen der beiden Brennstoffe hängt stark von den Zielen des Betreibers ab: Geht es um maximale Nachhaltigkeit oder um die Nutzung etablierter Infrastrukturen?
Vorteile von Biogas
Als erneuerbarer Energieträger aus der Kreislaufwirtschaft bietet Biogas entscheidende ökologische und praktische Vorteile, die es zu einem wichtigen Pfeiler der Energiewende machen.
- Nachhaltigkeit: Es ist ein erneuerbarer Energieträger und reduziert Treibhausgasemissionen.
- Nachhaltigkeit: Es ist ein erneuerbarer Energieträger und reduziert Treibhausgasemissionen.
- Abfallverwertung: Es wandelt organische Abfälle (Gülle, Bioabfall, Speisereste) in wertvolle Energie um.
- Kreislaufwirtschaft: Die Gärreste, die nach der Vergärung übrig bleiben, sind ein hochwertiger Dünger.
- Grundlastfähigkeit: Im Gegensatz zu Sonne und Wind kann eine Biogasanlage 24/7 Strom und Wärme produzieren.
Nachteile von Biogas
Trotz der klaren ökologischen Stärken steht die Biogasproduktion auch vor spezifischen Herausforderungen, die sowohl ökonomisch als auch technisch relevant sind.
- Flächenkonkurrenz: Der Anbau von Energiepflanzen (NawaRo) kann in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stehen (sog. „Tank-oder-Teller“-Debatte).
- Gasqualität: Rohbiogas enthält oft Schwefelwasserstoff (H2S), der korrosiv ist und hohe Anforderungen an die Anlagentechnik stellt.
Vorteile von Erdgas
Fossiles Erdgas ist seit Jahrzehnten ein dominanter Energieträger. Seine Stärken liegen vor allem in der hohen Energiedichte und der etablierten Verfügbarkeit.
- Hoher Brennwert: Es hat eine sehr hohe Energiedichte.
- Etablierte Infrastruktur: Ein weit verzweigtes Erdgasnetz für Transport und Verteilung ist vorhanden.
- Geringere Emissionen (vs. Kohle): Bei der Verbrennung entstehen weniger CO₂, Stickoxide und Feinstaub als bei Kohle oder Öl.
Nachteile von Erdgas
Die Nachteile von Erdgas sind gravierend und der Hauptgrund für die globale Energiewende. Sie sind primär ökologischer und strategischer Natur.
- Klimabilanz: Es ist ein fossiler Energieträger und eine Hauptquelle für Treibhausgasemissionen.
- Endliche Ressource: Die Lagerstätten sind begrenzt.
- Importabhängigkeit: Viele Länder sind auf den Import von Erdgas aus politisch sensiblen Regionen angewiesen.
Was bedeutet der Unterschied für Ihren Gasmotor?
Genau hier wird der Unterschied zwischen Biogas und Erdgas für Anlagenbetreiber kritisch. Ein Gasmotor, der mit Erdgas betrieben wird, erhält einen sehr reinen, trockenen Brennstoff mit konstantem Methangehalt.
Ein Gasmotor in einer Biogasanlage (im Blockheizkraftwerk, BHKW) muss ungleich härteren Bedingungen standhalten:
- Korrosion: Rohbiogas enthält Schwefelwasserstoff (H2S), der in Verbindung mit Wasser zu Schwefelsäure reagiert und Motorkomponenten angreift.
- Schwankender Methangehalt: Die biologischen Prozesse im Fermenter können schwanken, was zu variierendem Energiegehalt im Gas führt.
- Feuchtigkeit: Das Gas ist oft wassergesättigt.
Diese Bedingungen führen zu höherem Verschleiß an Zündkerzen, Zylinderköpfen, Kolben und Turboladern.
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