Landwirtschaft, Natur- und Klimaschutz

Die Produktion von Biogas gewinnt sowohl als Zusatzeinkommen wie auch als Haupteinkommensquelle in der Landwirtschaft an Bedeutung.

Durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz 2009 mit dem neu eingeführten Güllebonus bietet sich landwirtschaftlichen Betrieben die interessante Option, mit dem Betriebszweig Biogas niedrige Erzeugerpreise (Milch, Getreide, etc.) auszugleichen. Durch die regelmäßig eingehenden, garantierten Erlöse aus dem Stromverkauf kann eine Stabilisierung des Einkommens erreicht werden.

Weltweit besteht ein riesiges, ungenutztes Potenzial an Flächen für die Produktion von Biomasse zur  Nahrungsmittel- oder Energieerzeugung. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Agrarflächen, deren Ertragspotenzial bei Weitem nicht ausgeschöpft wird. Trotz allem werden Ackerflächen aufgrund der steigenden Weltbevölkerung und des Klimawandels eine knappe Ressource bleiben. Daher ist es wichtig, die Erzeugung so effizient wie  möglich zu betreiben. Es geht darum, Teller, Trog und Tank zu füllen. Dafür leistet die Entwicklung neuer Energiepflanzensorten und spezieller Anbausysteme einen entscheidenden Beitrag.

Die Ernährungssituation in den Ländern der Dritten Welt resultiert aus einem Struktur- und Verteilungsproblem. Durch die Importe billiger subventionierter Nahrungsmittel wurde die Agrarstruktur in diesen Ländern langfristig zerstört. Auch hier kann neben der Nahrungsmittelerzeugung der Anbau von Energiepflanzen zur Lösung der Energie- und  Armutsprobleme beitragen. In Deutschland hingegen besteht nach wie vor eine Überproduktion an Agrarerzeugnissen.

Die Verwendung von Energiepflanzen entlastet sogar die klassischen Nahrungsmittelmärkte. Aufgrund der Überproduktion in der EU sanken die Preise für Agrarprodukte seit Mitte der 80er Jahre kontinuierlich. Schon allein die Tatsache, dass sich mit der Biogaserzeugung eine neue Produktions- und Absatzalternative etabliert hat, eröffnete eine nicht zu unterschätzende marktpsychologisch positive Wirkung für die gesamte landwirtschaftliche Branche.

Biogas bietet eine Reihe positiver Wechselwirkungen gerade im Hinblick auf die Produktionsverfahren der Tierhaltung. Insbesondere die Viehhaltungsbetriebe mit Schweinen und Geflügel haben einen erheblichen Wärmebedarf. Hier kann die bei der Stromerzeugung in Biogasanlagen als Koppelprodukt anfallende Wärme zur Stallbeheizung genutzt werden.

Das gilt nicht nur für ein Einzelunternehmen, in dem beide Betriebszweige organisiert sind, sondern in besonderer Weise auch für in vertretbarer Entfernung voneinander liegende Tierhaltungs- und Biogasanlagenbetriebe, die
über eine Nahwärmeleitung miteinander verbunden sind.

In der neuesten Ausgabe des EEG von 2009 wurde zusätzlich der so genannte Güllebonus für den Einsatz von Wirtschaftsdüngern (Gülle, Mist) in Biogasanlagen eingeführt. Dieser Anreiz fördert eine enge Kooperation zwischen Biogasanlage und Tierhaltung und lässt die tierhaltenden Betriebe am Güllebonus partizipieren. Gleichzeitig werden die klimaschädlichen Methanemissionen aus offenen Güllebehältern durch die energetische Nuzung der Gülle in Biogasanlagen weitgehend vermieden.

In vielen landwirtschaftlichen Familienbetrieben reichen die Kapazitäten häufig nicht aus, um eine Biogasanlage als zusätzliches Standbein zu betreiben. Beispielsweise sind in Milchviehbetrieben die Arbeitskapazitäten schon mehr als ausgelastet, in Bullenmastbetrieben fehlen die Substratflächen und in Veredelungsbetrieben wirkt besonders die Kapitalverfügbarkeit begrenzend.

Aus diesen und ähnlichen Gründen stellt der gemeinsame Betrieb einer Biogasanlage eine sehr interessante Alternative dar. Beteiligte Tierhaltungsbetriebe erreichen durch den Vergärungsprozess eine Aufwertung ihrer Gülle und können – bei zu starkem Tierbesatz und damit Gülleaufkommen – die Biogasanlage als „Börsenplatz“ für gülleaufnahmewillige Ackerbaubetriebe nutzen.

In Biogasanlagen können vielfältigste Energiepflanzen eingesetzt werden. Um die Fruchtbarkeit des Bodens zu erhalten ist die Berücksichtigung einer geeigneten Fruchtfolge unerlässlich. Die optimale Fruchtfolge richtet sich wiederum nach den Standortgegebenheiten. Prinzipiell können Energiepflanzen als alleinige Hauptfrucht, als Winterzwischenfrucht oder in einem Zweikulturnutzungssystem angebaut werden. Entscheidend für ein Zweikulturnutzungssystem ist eine ausreichend hohe Wasserversorgung sowie eine ausreichend lange Vegetationsdauer. An vielen Standorten Deutschlands sind zwei Ernten pro Jahr aus klimatischen Gründen nur bedingt möglich, so dass es oftmals sinnvoller ist, auf eine Hauptkultur mit hohem Biomasseertrag zu setzen. Entscheidend ist der Biomasseertrag der gesamten Fruchtfolge, die genau auf den Standort abgestimmt sein sollte (siehe Grafik unten).

Momentan sind zahlreiche Pflanzenarten in der Erprobung, die die Vielfalt auf den Energiefeldern erhöhen sollen. Beispiele hierfür sind Topinambur, Durchwachsene Silphie, Malven oder Rumex OK2 (Kreuzung verschiedener Ampferarten). Aber auch Mischungen aus verschiedenen Ackerwildpflanzen werden derzeit für den Einsatz als Energiepflanze geprüft. Die effizienteste Energiepflanze ist nach wie vor der Mais – sowohl bezogen auf die Wasser- und Nährstoffverwertung als auch in seiner Klimabilanz.

Biomasseerträge in Tonnen Trockenmasse je Hektar

Durch die Vergärung von Gülle und Biomasse in Biogasanlagen gehen keine Nährstoffe verloren, sondern sie werden sogar in eine für Pflanzen besser nutzbare Form überführt. Darüber hinaus sind die Geruchsemissionen von Gärprodukten um ein Vielfaches geringer als bei der Ausbringung „normaler“ Gülle. Das kommt besonders den Anwohnern in Regionen mit hoher Viehdichte zu Gute.

Durch die Vergärung organischer Substanz steht zwar weniger Kohlenstoff zur Verfügung, allerdings ist die Humusersatzwirkung im Verhältnis höher als von unvergorener Gülle. Mit Hilfe von Biogasanlagen lassen sich somit  zahlreiche Kreisläufe schließen. Das in Biogasanlagen entstehende Gärprodukt kann teure, synthetisch hergestellte Düngemittel ersetzen. Das Gärprodukt wird zurück auf die landwirtschaftlichen Flächen gebracht. Somit schließt sich, genau wie in der Tierhaltung, der natürliche Nährstoffkreislauf der Region.

Biogasanlagen sind zudem ideal für die energetische Verwertung von organischen Reststoffen und Bioabfällen (z. B. Rasenschnitt, Inhalte der Biotonne oder Speisereste) geeignet. Auch hier lässt sich das Gärprodukt als hochwertiger Dünger einsetzen. Biogas zeigt damit seine integrative Wirkung, die Nahrungskreisläufe und Energieproduktion miteinander verbindet. Dabei spielt die Standortanpassung der Biogasanlage eine entscheidende Rolle. Deren Größe muss in die landwirtschaftlichen und natrurräumlichen Strukturen passen.

Das bei der energetischen Verwertung von Biogas frei gesetzte Kohlendioxid entspricht der CO₂-Menge, welche Pflanzen zuvor während ihres Wachstums der Atmosphäre entzogen haben. Dadurch wurden im Jahr 2009 elf Mio. t klimaschädlicher CO₂-Emissionen vermieden, die bei der Verwendung fossiler Energieträger angefallen wären.

• Ersatz von fossilen Energieträgern durch die Erzeugung erneuerbarer Energieträger
• Substitution von mineralischen Düngemitteln durch den funktionierenden Nährstoffkreislauf innerhalb von Biogasbetrieben
• Reduktion der Methanemission (23 mal klimaschädlicher als Kohlenstoffdioxid) aus der Lagerung tierischer Exkremente durch deren Einsatz in Biogasanlagen
• Auffangen von schädlichen Klimagasen durch die Vergärung kommunaler Abfälle

Nimmt man eine Beispielanlage mit 190 kW elektrischer Leistung genauer unter die Lupe, zeigt sich, dass mehr als 50 Prozent der Treibhausgasemissionen eingespart werden können (siehe Grafik oben). Bei der Erzeugung von einer Mrd. kWh Strom reduziert sich der CO₂-Austoß im Vergleich zu konventionellen Stromerzeugung um rund 650 t. Wird die gleiche Menge an Strom und Wärme durch fossile Energieträger hergestellt, entstehen mehr als 1.100 t der schädlichen Klimagase.

Die Bereitstellung der Substrate erzeugt relativ niedrige Emissionen, da hier die Einsparpotenziale bei der Mineraldüngerherstellung sowie bei der Lagerung von Gülle berücksichtigt sind. Biogasanlagen können sogar eine noch bessere Bilanz aufweisen, wenn der Gülleanteil höher liegt und noch mehr Wärme genutzt wird. Hier sind sogar Einspareffekte von nahezu 100 Prozent möglich.

Die Klimabilanz fällt auch deswegen so gut aus, weil Biogasanlagen eine eindeutig positive Energiebilanz aufweisen. Von einem Hektar Energiepflanzen können vier bis sechs mal so viele fossile Energie einheiten ersetzt werden wie beim Anbau der Biomasse und der Biogaserzeugung verbraucht werden (siehe nebenstehende Grafik). Werden Abfall- und Reststoffe eingesetzt, verbessert sich diese Bilanz noch weiter.

Biogas ist gut für die Natur. Nicht nur weil die energetischen Ressourcen der Erde geschont werden und gleichzeitig aktiver Klimaschutz betrieben wird. Vielmehr sorgt das große Artenspektrum bei den Energiepflanzen für ein vielfältiges Landschaftsbild. Der abwechslungsreiche Bewuchs auf den Feldern dient verschiedensten Tierarten als Nahrung und Rückzugsareal.

Besonders Winterzwischenfrüchte oder Wildpflanzenmischungen sorgen dafür, dass auch im Winter alternative Lebensräume für das Wild vorhanden sind. Gleichzeitig bieten Wildpfl anzen oder Blühstreifen neue Nahrungsquellen für Bienen und andere Insekten. Im Rahmen des Projektes Farbe ins Feld (FiF) unterstützt der Fachverband Biogas e.V. den Anbau von Blühstreifen in Energiepflanzenfeldern.