Bild 01: Das containerbasierte Kraftwerk kann Biogas oder Wasserstoff mit einem Wirkungsgrad von 80 % elektrochemisch in Strom umwandeln. (Quelle: Helukabel)
Die Erzeugung und Nutzung von Biogas ist ein wichtiger Baustein der Energiewende: Allein deutschlandweit sind aktuell rund 10 000 Biogasanlagen in Betrieb, die durch Vergärung tierischer Exkremente und anderer Biomasse Gas produzieren. Dieses wird hauptsächlich in elektrische Energie umgewandelt, in den meisten Fällen in Blockheizkraftwerken mit Verbrennungsmotor. Mehr als 30 TWh Strom werden in Deutschland jährlich aus Biogas gewonnen – das sind rund 18 % der gesamten aus erneuerbaren Quellen erzeugten Energie.
Ein großer Vorteil von Biogas ist, dass es unabhängig von Witterung oder Tageszeit genutzt werden kann – auch dann, wenn Wind oder Sonne gerade nicht genügend Energie liefern. Die Technologie hat allerdings auch ihre Schwächen: Der Wirkungsgrad der meisten Anlagen liegt gerade einmal bei rund 40 %, das heißt, die meiste Energie geht ungenutzt verloren. Auch der CO2-Ausstoß durch die Verbrennung des Gases ist zwar im Vergleich zur Stromerzeugung mit Kohle oder Erdgas relativ gering, aber dennoch deutlich höher als bei Wind-, Wasser- oder Solarenergie.
Höherer Wirkungsgrad und bessere CO2-Bilanz
„Das Potenzial von Biogas ist enorm, lässt sich aber noch deutlich besser ausschöpfen“, meint deshalb auch Lukas Berneiser, Leiter der Elektronikwerkstatt bei der Reverion GmbH. Das bayrische Start-up-Unternehmen mit Wurzeln an der Technischen Universität München hat sich genau das zur Aufgabe gemacht: Reverion hat ein containerbasiertes Kraftwerk entwickelt und patentiert (Bild 1), das in der Lage ist, Biogas oder Wasserstoff mit einem Wirkungsgrad von 80 % elektrochemisch in Strom umzuwandeln. Das dabei entstehende Kohlendioxid wird abgeschieden und gespeichert – das ermöglicht erstmals kosteneffiziente negative CO2-Emissionen.
„Unsere Anlagen sind vor allem für Landwirtschafts- und Industriebetriebe mit eigener Biogasproduktion interessant“, erläutert L. Berneiser (Bild 2). „Denn mit unserer Technologie können sie aus derselben Menge Gas etwa doppelt so viel Strom erzeugen.“ Die Anlage bietet aber noch einen weiteren entscheidenden Vorteil: Ihr Betrieb ist reversibel. „Das bedeutet, dass sie in weniger als einer Minute in einen Elektrolysemodus wechseln kann, um zum Beispiel aus der überschüssigen Energie von Solar- oder Windkraftanlagen Wasserstoff und Methan zu erzeugen“, erklärt L. Berneiser. So lässt sich diese Energie in Form von Gas zwischenspeichern, um bei Bedarf wieder in Strom oder Wärme umgewandelt zu werden.