Abbildung 1: Biogasaufbereitungsanlage (Bildquelle).

Bei der Vergärung von Biomasse entsteht Rohbiogas, das neben Methan als Nebenprodukt auch CO₂ enthält. Wird dieses CO₂ abgeschieden und dauerhaft gespeichert, entsteht eine negative Emission. Die Abscheidung von CO₂ aus dem Rohbiogas ist Stand der Technik und wird heute schon in grossem Umfang praktiziert.

Der CO₂-Gehalt im Rohbiogas hängt von der Qualität des Ausgangssubstrats ab. Bei fettreichem Material beträgt dieser 40% und steigt bei kohlehydratreichem Material wie Kartoffelabfällen auf bis zu 50% (vgl. Bayrische Landesanstalt für Landwirtschaft und archea service). In der Schweiz sind die Hauptausgangsstoffe für die Biogasproduktion gemäss WSL-Bericht Hofdünger (56% der Biomasse mit 45 % CO₂-Anteil im Rohbiogas) und Klärschlamm (37% der Biomasse mit 40 % CO₂-Anteil im Rohbiogas). Daraus ergibt sich ein mittlerer CO₂-Gehalt im Rohbiogas von 43%.

Potenzial

Falls das ganze nachhaltige Biogaspotenzial der Schweiz genutzt wird, können jährlich 5,6 TWh/a produziert werden, was 0,6 Gm³/a entspricht. Gleichzeitig entstehen 0,5 Gm³ CO₂ die 0,9 Mt wiegen. Das ist deutlich weniger als die CO₂-Mengen die bei den Wärmekraftwerken anfallen. Trotzdem ist die CO₂-Abscheidung bei der Biogasproduktion interessant. Der Grund dafür liegt in der hohen CO₂-Konzentration im Rohbiogas. Mit 43% ist sie rund vier-mal höher als in den Rauchgasen eines Wärmekraftwerkes. Aufgrund des höheren CO₂-Gehaltes ist die Abscheidung bei der Biogasproduktion deutlich weniger energieintensiv als bei Wärmekraftwerken.

Energiebedarf und Kosten

Gemäss dem «Leitfaden Biogasaufbereitung und -einspeisung» kommt als Abscheideverfahren am häufigsten die Aminwäsche zum Einsatz, dicht gefolgt von der Druckwasserwäsche und der Druckwechseladsorption. (vgl. Tabelle 2.2 des Leitfadens). Der Stromverbrauch für die Abscheidung ist bei allen Verfahren ähnlich und beläuft sich gemäss Tabelle 2.5 des Leitfadens im Mittel auf 0,22 kWh/m³ Rohgas. Zur Abscheidung des CO₂ aus den jährlich in der Schweiz anfallenden 1,0 Gm³ Rohbiogas werden folglich 0,2 TWh/a benötigt. Dies entspricht 0,25 kWh/kg CO₂ und ist damit fast fünf-mal niedriger als der Energieaufwand bei der CO₂-Abscheidung aus dem Rauchgas von Wärmekraftwerken. Zudem sind auch die Abscheidegrade mit bis zu 99,9% deutlich höher.

Die Investitionskosten für eine typische Biogasanlage mit einer Produktion von 700 m³/h Rohgas belaufen sich gemäss Abbildung 6.4 des Leitfadens auf 1,7 Mio. CHF. Die Betriebs- und Unterhaltskosten betragen 50’000 CHF/a (vgl. Tabellen 6.6 und 6.7). Die genannte Anlage produziert bei 8’000 Betriebsstunden 5,6 Mio. m³ Rohbiogas, aus denen 2,4 Mio. m³ CO₂ mit einem Gewicht von 4’800 t abgeschieden werden können. Daraus ergeben sich spezifische Investitionskosten von 354 CHF/t CO₂ mit jährlichen Kapitalkosten von 20,8 CHF/t CO₂ sowie Betriebs- und Unterhaltskosten von 10,4 CHF/t CO₂.

Die Kosten für die Abscheidung der in der Schweiz bei der Biogasproduktion anfallenden 0,9 Mt CO₂ belaufen sich auf 28,1 Mio. CHF/a. Hinzu kommen die variierenden Kosten für die benötigte Strommenge von 0,2 TWh/a.

Akzeptanz

Die CO₂-Abscheidung bei der Biogasproduktion wird kaum auf Widerstand stossen. Dies, weil die benötigten Abscheideanlagen relativ kompakt sind und zudem an den Standorten von bestehenden Biogasanlagen erstellt werden.