Heimisches Biogas für Deutschland: Potenziale effektiver nutzen

_ Jurij Kofner, Ökonom, MIWI Institut. München, 15. Dezember 2022.

Aufgrund begrenzter Importmöglichkeiten für Gas aus dem Ausland in den kommenden Jahren sowie einer immer größer werdenden Unterversorgung mit Strom durch einen einseitigen Ausbau volatiler PV- und Windkraft, kann Biomasse eine wichtige Rolle in der zukünftigen Energiepolitik Deutschlands spielen. Biomasse ist ein heimischer, grundlastfähiger und regelbarer Energieträger. Sie kann industrietaugliches Biomethan, synthetische Kraftstoffe und Wasserstoff produzieren sowie Wärme erzeugen. Und sie ist regenerativ, umweltfreundlich und CO2-arm. Dank seiner ausgedehnten Land- und Forstwirtschaft ist Deutschland hierfür geeignet.

Laut der Agentur für Erneuerbare Energien beträgt in Deutschland das gesamte technische Biomassepotential knapp 400 TWh pro Jahr,[1] was knapp 40 Prozent des heimischen Erdgasverbrauches, 80 Prozent der russischen Gasexporte nach Deutschland (2021) bzw. 78 Prozent des bundesweiten Stromverbrauchs entspricht.[2]

Um das Energiepotenzial bestehender und zukünftiger Biomasseanlagen in Deutschland zu nutzen ohne die Lebensmittelproduktion zu beinträchtigen, schlägt dieses Analysepapier eine weitgehende Deregulierung und Bürokratiereduzierung der heimischen Biogasproduktion vor.

Umgehende Deregulierung für bis Anfang 2024

Alle vier geplanten norddeutschen LNG-Terminals sollen bis 2024 insgesamt eine Jahreskapazität von maximal 195 TWh haben, was nur 35 Prozent der bisherigen russischen Gasexporte nach Deutschland und 19 Prozent der bundesdeutschen Gasnachfrage entspricht.[3] Auch ist eine Verzögerung der Inbetriebnahme wahrscheinlich.[4]

Angesichts des Ausfalls der Erdgasimporte aus Russland halten führende deutsche Forschungsinstitute die Notwendigkeit einer Gasrationierung der deutschen Industrie auch im Winter 2023/24 für sehr wahrscheinlich.[5] Die Gasknappheit könnte im Winter 2023/24 sogar noch ausgeprägter ausfallen als im Winter 2022/23. Diese Einschätzung wird, u a. auch von Experten wie dem Wirtschaftswissenschaftler Dr. Daniel Stelter und dem Energieminister von Katar, Saad Sherida al-Kaab, geteilt.[6]

Es ist das höchste Gebot der Bundesregierung, die drohende Gas- und Strommangellage durch eine rechtzeitige Ausweitung des Energieangebots abzuwenden. Das heimische Biogas kann hierbei eine wichtige unterstützende Rolle spielen.

Im Jahr 2020 erzeugten die 9.660 Biomasseanlagen[7] in Deutschland mit 9,3 GW installierter Leistung rund 45 TWh Strom (8,1 Prozent der bundesweiten Stromerzeugung), knapp 132 TWh Wärme (5,7 Prozent der Bruttowärmeerzeugung).[8]

Durch die kurzfristige und befristete Aussetzung von regulatorischen Einschränkungen kann die deutsche Energieproduktion aus Biomasse bis zum Winter 2023-24 um knapp 16 Prozent erhöht werden, insgesamt also um 7 TWh oder tendenziell 19 TWh Biomethan in ausreichender Reinheit für die Einspeisung in das Erdgasnetz.[9] Das entspräche immerhin 38 Prozent der für Dezember 2023 in Deutschland erwarteten potenziellen Gasmangellage.[10]

Aus diesen Gründen sollte die Bundesregierung regulatorische Einschränkungen für eine Erhöhung der Energieproduktion aus Biomasse kurzfristig und befristet (bis zum 01.01.2024) aussetzen.

Handlungsempfehlungen:

Die wichtigsten Maßnahmen betreffen das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG):

  • EEG: Um die ungenutzten Güllepotenziale von Viehhaltungsbetrieben zu erschließen und die nicht gerechtfertigte, aber aus rechtlicher Sicht notwendige Verwertung überschüssigen Biogases über eine alternative Gasverbrauchseinrichtung zu vermeiden, sollte auch die Obergrenze für alle bestehenden Güllekleinanlagen auf 150 kW Bemessungsleistung angehoben werden.
  • BImSchG: Eine vorübergehend erhöhte Gaserzeugung muss für einen befristeten Zeitraum nicht neu genehmigt werden bzw. unbürokratisch über eine Anzeige erfolgen können.
  • Ergänzende Maßnahmen können im Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG), im EEG sowie in der 4. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) ergriffen werden:
  • EEG und Fachrecht (Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährden-den Stoffen – AwSV, Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA-Luft, Düngeverordnung): Die Anforderungen an die Gärproduktlagerung sollen den Anforderungen an die Lagerung von Gülle gleichgesetzt und die Vorgaben zur hydraulischen Mindestverweilzeit vorübergehend gelockert werden.
  • BImSchV: Die Begrenzung von baurechtlich genehmigten Anlagen auf eine Gaserzeugung von 1,2 Mio. Normkubikmeter Biogas pro Jahr sollte befristet überschritten werden können.
  • UVPG: Die Pflicht zur Vorprüfung einer Umweltverträglichkeitsprüfung soll befristet ausgesetzt werden.

Nein zur Stromerlösabschöpfung – auch für Biomasse

Laut BMWK sieht die nationale Umsetzung des Vorschlags des EU-Rates Nr. 12999/22 „über Notfallmaßnahmen als Reaktion auf die hohen Energiepreise“ anlagenspezifische Kappungsgrenzen auf Basis der bisherigen EEG-Vergütungssätze sowie eine rückwirkende Abschöpfung der seit März 2022 erzielten Strommarkterlöse vor.[11]

Aus Sicht des Bundeswirtschaftsministeriums sollen die Erlöse von Bioenergieanlagen nicht gänzlich von der Übergewinnabschöpfung ausgenommen werden (insbesondere bei Restholzkraftwerken).

Dabei sind in den letzten Jahren die Kosten für technische Komponenten und Betriebsstoffe für Biomasseanlagen stark gestiegen und insbesondere seit Beginn des Ukrainekriegs kam es zu weiteren starken Preissteigerungen bei landwirtschaftlichen Rohstoffen und Holz.[12] Der vom BMWK vorgesehene „Sicherheitspuffer“ von 3 ct/kWh ist viel zu gering, um die aktuellen Kostensteigerungen auch nur annähernd abdecken zu können.

Auch der Ansatz des BMWK, 90 Prozent aller Erlöse abzuschöpfen, die Anlagen durch eine flexible Fahrweise zusätzlich erzielen könne, ist aus volkswirtschaftlicher Sicht völlig kontraproduktiv. Diese „Übergewinnsteuer“ ist ein schwerwiegender, schädlicher Eingriff in den freien Markt. Laut IW Köln ist es sehr schwierig Gewinnsteuern zu definieren, die betroffenen Unternehmen und Branchen korrekt einzugrenzen, v.a. internationale Konzerne hierbei richtig zu besteuern. Vor allem verringert die Besteuerung gestiegener Gewinne aufgrund einer Knappheitssituation den Anreiz das Energieangebot zukünftig auszuweiten und verschärfen somit die ungünstige Marktsituation weiter.[13]

Handlungsempfehlung:

Der Vorschlag der Stromerlösabschöpfung, also anlagenspezifische Kappungsgrenzen auf Basis der bisherigen EEG-Vergütungssätze sowie eine rückwirkende Abschöpfung der seit März 2022 erzielten Strommarkterlöse von inframarginalen Stromerzeugern, ist komplett abzulehnen.

Grundlegende mittelfristige Deregulierung

Neben der vorrangigen Aufgabe, die Energiesicherheit den Winter 2023/24 zu gewährleisten, sollte die Bundesregierung ihre langfristige Energiepolitik nach Februar 2022 völlig neu ausrichten. Die Energiewende mit ihrer bisherigen Abhängigkeit von ausländischen Anbietern von billigem Erdgas sollte überdacht werden.

Biomasse und insbesondere Biomethan kann in Deutschlands zukünftiger Energiepolitik eine wichtige unterstützende Rolle spielen, da es sich um einen grundlastfähigen, regelbaren, speicherbaren, heimischen, regenerativen, umweltfreundlichen und CO2-armen Energieträger handelt.

Da die Gas- und Strompreise in der laufenden Dekade voraussichtlich 2–3-mal so hoch bleiben werden wie im Jahr 2019, wird Bioenergie auch langfristig rentabler werden.[14]

Aktuell werden in Deutschland etwa 220 Biomethananlagen betrieben, die in 2020 5 bis 7,5 TWh Biomethan in das Erdgasnetz eingespeist haben.[15] Das Hauptproblem beim Anschluss von Biogasanlagen an das Gasnetz sind in Deutschland die Entfernungen und der Anschlusspreis. Modelle, wie in Frankreich und Österreich, wo der Anschluss an das Gasnetz garantiert, subventioniert, schnell und ohne viele Auflagen organisiert wird, können hier als Vorbilder angesehen werden. Frankreich ist führend bei der Einspeisung von Biomethan in das Gasnetz (über 37 TWh pro Jahr) – dank sehr günstiger gesetzlicher Rahmenbedingungen.[16]

Im Jahr 2020 wurden auf ca. 1,5 Millionen Hektar Ackerfläche Energiepflanzen für Biogasanlagen angebaut. Energiepflanzen stehen damit auf ca. 14 Prozent der gesamten landwirtschaftlichen Nutzfläche. Der Maisanteil der Fläche lag dabei unverändert bei ca. zwei Dritteln. Der Rapsanbau für Biokraftstoffe, der im Jahr 2019 noch einen Rückgang verzeichnete, stieg im Jahr 2020 auf 575.000 Hektar.[17]

Handlungsempfehlungen:

Um die energiepolitischen Potenziale des bestehenden Anlagenparks an Biogasanlagen, Holzheizkraftwerken und Biomethan-Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sowie noch offene Biomassepotenziale effizienter zu nutzen, ohne die heimische Lebensmittelproduktion zu beeinträchtigen, sollte die Bundesregierung eine weitgehende Deregulierung durchsetzen, insbesondere über eine Novellierung der entsprechenden Gesetze, darunter des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG), des Baugesetzbuches (BauGB) sowie des Bundesimmissionsschutzgesetzes (BImSchG):

  • Die Wirtschaftlichkeit von Bestandsanlagen nach Ablauf des EEG-Vergütungszeitraums muss sichergestellt werden – dies betrifft insbesondere Biogasanlagen mit niedriger bis mittlerer Leistung. Dies könnte mithilfe einer von zwei Optionen ermöglicht werden:
    • Vorschlag 1: Ausweitung des bestehenden Zuschlags für Anlagen mit niedriger Leistung auf 450 kW Bemessungsleistung.
    • Vorschlag 2: Einführung einer neuen Anschlussregelung mit Festvergütung für Anlagen bis 450 kW Bemessungsleistung.
  • Durch eine Weiterentwicklung der Flexibilitätsprämie ohne Obergrenze sollten die Rahmenbedingungen für die Flexibilisierung des bestehenden Biogasanlagenparks verbessert werden.
  • In den regulatorischen Vorgaben muss der erlaubte Anteil von Gras erhöht werden bzw. das Wort „Kleegras“ muss im EEG durch die Wörter „Gras und Kleegras“ er-setzt werden. Somit könnten mehr Landschaftspflegeprodukte eingesetzt werden und Restwiesen besser verwertet werden.
  • Hierfür soll sich die Staatsregierung für eine Novellierung der entsprechenden Gesetze, darunter des Baugesetzbuches (BauGB) sowie das Bundesimmissionsschutzgesetzes (BImSchG), einsetzen.
  • Die dauerhafte Größenanpassung für Güllekleinanlagen (150 kW Bemessungsleistung) sollte nicht nur für Neuanlagen, sondern auch für bestehende Güllekleinanlagen erfolgen.
  • Beim Anteil der verwendbaren Biomasse-Substrate soll eine Staffelung eingeführt werden, um so auch kleineren Betrieben die Vergärung von Gülle und Mist zu ermöglichen und damit die Methanemissionen zu verringern: Bis 75 kW einen Substratanteil im Verhältnis 50/50, bis 100 kW 60/40 und alle kW darüber – 70 Prozent Gülle bzw. Mist, 10 Prozent Kleegras und weitere 20 Prozent nachwachsende Roh-stoffe.
  • Zu Gülle bzw. Mist sollten auch Geflügelmist gerechnet werden können.
  • Grundsätzlich sollte das Einspeisemanagement durch den Abbau der extremen bürokratischen Hürden bei den Stromversorgern vereinfacht werden und sichergestellt werden, dass maximal vier Wochen nach der Ersteinspeisung von Strom die erste Auszahlung erfolgt.

Vergasung von Rest- und Abfallstoffen als Zukunft der Bioenergie?

Deregulierung spielt eine wichtige Rolle, um vorhandene Biomassekapazitäten effizienter zu nutzen. Um die Kapazitäten zur Erzeugung von Biomasse zukünftig auszubauen ohne die heimische Lebensmittelproduktion zu beeinträchtigen, sind technologische Innovationen erforderlich.

Hierbei hat die Vergasung biogener Rest- und Abfallstoffe mithilfe der Zweibett-Wirbelschicht-Methode (dual-fluidized-bedgasification, DFB) für die Produktion von Energieträgern, Wärme und Elektrizität viele Vorteile hinsichtlich Potenzialnutzung, Wirtschaftlichkeit, Umweltschutz und CO2-Vermeidung.

Der größte Vorteil ist, dass eine Vielzahl von biogenen Rest- und Abfallstoffen als Brennstoff für das DFB-Verfahren verwendet werden kann, welche für die großangelegte Energiegewinnung noch weitgehend ungenutzt sind: Hackschnitzel, Waldrestholz, Laub, Stroh, Schilfgras, Klärschlamm, herkömmliche Gräser, etc. Somit konkurriert diese Methode nicht mit der Nahrungsmittelproduktion.

Laut Agentur für Erneuerbare Energien beträgt in Deutschland das technische Vergasungspotenzial von biogenen Rest- und Abfallprodukten 248 TWh pro Jahr, was knapp unter einem Viertel des heimischen Erdgasverbrauches bzw. unter der Jahreskapazität der noch funktionierenden Nord Stream 2 Pipeline entspricht.

Aufgrund der weiten und teilweise „kostenlosen“ Verfügbarkeit der Brennstoffe, den relativ niedrigen Kapitalkosten und einem hohen Wirkungsgrad von 83 Prozent, sind die durchschnittlichen Erzeugungskosten der DFB-Technologie in Höhe von 3,5 Euro je kg Wasserstoff, 6 Cent je KWh Erdgas und 7 Cent je KWh Strom mehr als wettbewerbsfähig.

Mithilfe der vielseitigen Zweibett-Wirbelschicht-Methode können Methan (10 Prozent), Wasserstoff (35-45 Prozent), Ethen (2-3 Prozent), Fernwärme, Strom und auch synthetischer Dieselkraftstoff (nach Fischer-Tropsch-Methode) erzeugt werden.[18]

Handlungsempfehlung:

Angesichts der aktuellen Energiekrise sollte die Bundesregierung die Forschung, Entwicklung und den Markthochlauf der DFB -Technologie, als eine grundlastfähige, heimische, umweltfreundliche, regenerative, kohlenstoffarme und mit der Lebensmittelproduktion nicht in Konkurrenz stehende Energiequelle, administrativ und finanziell zu unterstützen.

Quellenangaben

[1] AEE (2011). Bioenergie-Potenziale im Überblick. URL: https://www.unendlich-viel-energie.de/media/file/239.AEE_Potenzialatlas_Bioenergie_Daten+Quellen_feb13.pdf

[2] BDEW (2022). Die Energieversorgung in 2021. Jahresbericht. URL: https://www.bdew.de/media/documents/Jahresbericht_2021_UPDATE_Juni_2022.pdf

[3] Buckold S. (2022). LNG-Terminals in Deutschland. Greenpeace. URL: https://www.greenpeace.de/publikationen/20220725-greenpeace-report-lng-terminals.pdf

[4] Nuß J. (2022). Energiesicherheit in Gefahr? Erstes LNG-Terminal hat Probleme bei Betriebserlaubnis. Kreiszeitung. URL: https://www.kreiszeitung.de/deutschland/energiekrise-kommt-erstes-lng-terminal-spaeter-als-geplant-91858576.html

[5] Gemeinschaftsdiagnose (2022). Gemeinschaftsdiagnose Herbst 2022: Energiekrise: Inflation, Rezession, Wohlstandsverlust. URL: https://gemeinschaftsdiagnose.de/2022/09/29/gemeinschaftsdiagnose-herbst-2022-energiekrise-inflation-rezession-wohlstandsverlust/

[6] Stelter D. (2022). Gas: Europa und Deutschland leben in einer Traumwelt. Beyond the Obvious. URL:

https://think-beyondtheobvious.com/stelters-lektuere/gas-europa-und-deutschland-leben-in-einertraumwelt/

[7] Destatis (2022). Anzahl der Biogasanlagen in Deutschland in den Jahren 1992 bis 2022. Statista. URL: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/167671/umfrage/anzahl-der-biogasanlagen-in-deutschland-seit-1992/

[8] BMWK (2022). Energiedaten 2022. URL: https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Artikel/Energie/energiedaten-gesamtausgabe.html

[9] Hauptstadtbüro Bioenergie (2022). Vorschlag der Bioenergiebranche. Bioenergieanlagen-bestand für die Energieversorgung im kommenden Winter nutzen. URL: https://www.hauptstadtbuero-bioenergie.de/aktuelles/positionspapiere/vorschlag-der-bioenergiebranche-bioenergieanlagenbestand-fuer-die-energieversorgung-im-kommenden-winter-nutzen

[10] Gemeinschaftsdiagnose (2022). On the Threat of a Gas Gap in Germany in the Event of a Suspension of Russian Deliveries. URL: https://gemeinschaftsdiagnose.de/wp-content/uploads/2022/07/JointEconomicForecast-SpecialReport-GasGapGermany-June2022.pdf

[11] Liboreiro  J. (2022). EU approves mandatory energy savings and cap on company revenues. Euronews. URL: https://www.euronews.com/my-europe/2022/09/30/eu-energy-ministers-meet-to-approve-power-savings-and-revenue-caps-to-curb-soaring-prices

[12] Reuter S. et al. (2022). Wenn Silomais zu teuer wird. Wochenblatt. URL: https://www.wochenblatt.com/landwirtschaft/erneuerbare-energien/wenn-silomais-zu-teuer-wird-13106022.html#:~:text=Abh%C3%A4ngig%20von%20der%20Transportentfernung%20liegen,besser%202%20t%2Fha%20erforderlich

[13] Herrmann J. (2022). Übergewinnsteuer schafft mehr Probleme, als sie löst. IW Köln. URL: https://www.iwd.de/artikel/uebergewinnsteuer-schafft-mehr-probleme-als-sie-loest-557064/#:~:text=Unternehmen%2C%20die%20%C3%96l%20und%20Gas,derer%2C%20die%20eine%20%C3%9Cbergewinnsteuer%20fordern

[14] Mier M. (2022). Erdgas- und Strompreise, Gewinne, Laufzeitverlängerungen und das Klima. ifo Institut. URL: https://www.ifo.de/DocDL/sd-2022-09-mier-erdgaspreise-strompreise-klima.pdf

[15] FNR (2022). Biomethan. URL: https://biogas.fnr.de/biogas-nutzung/biomethan

[16] Viliers N. (2017).  Le Biogaz se porte toujours bien en France. Le Gaz. URL: https://www.le-gaz.fr/publications/14092017,le-biogaz-se-porte-toujours-bien-en-france,677.html

[17] BMEL (2022). Nutzen und Bedeutung der Bioenergie. URL: https://www.bmel.de/DE/themen/landwirtschaft/bioeokonomie-nachwachsende-rohstoffe/bioenergie-nutzen-bedeutung.html#doc9558bodyText3

[18] CeFET (2022). DFB Vergasungstechnik Technologiebeschreibung. URL: https://www.cefet-strem.com/_files/ugd/d0d13f_d499cbdf280345b6bd64b932cf5c07bc.pdf

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