Woraus besteht Biogas? Zusammensetzung und chemische Formel
Biogas ist ein bedeutender Energieträger im Rahmen der Energiewende. Es wird aus organischen Reststoffen gewonnen und kann lokal zur Strom- und Wärmeerzeugung oder als Kraftstoff eingesetzt werden. Doch woraus besteht Biogas eigentlich genau? Welche Gase sind enthalten, und wie lautet die chemische Formel von Biogas?
In diesem Beitrag erfahren Sie, wie sich Biogas zusammensetzt, warum diese Zusammensetzung so wichtig für die Nutzung ist und welche Unterschiede es zum Erdgas gibt.
Hauptbestandteile: Woraus besteht Biogas?
Biogas ist das Ergebnis eines natürlichen Prozesses: der anaeroben Vergärung. Dabei wird organisches Material wie Gülle, Energiepflanzen oder Lebensmittelabfälle unter Ausschluss von Sauerstoff von Mikroorganismen zersetzt. Das entstehende Gasgemisch setzt sich in der Regel wie folgt zusammen.
Biogas Zusammensetzung:
- Methan (CH₄): 50 bis 70 Prozent
- Kohlendioxid (CO₂): 30 bis 50 Prozent
- Wasserdampf: in variablen Mengen enthalten
- Schwefelwasserstoff (H₂S): wenige hundert bis wenige tausend ppm
- Ammoniak (NH₃), Stickstoff (N₂), Wasserstoff (H₂): in geringen Konzentrationen
Die genaue Zusammensetzung von Biogas hängt stark vom eingesetzten Substrat, der Temperatur im Fermenter und der Verweildauer des Materials ab. Biogas aus Energiepflanzen hat z.B. tendenziell einen höheren Methangehalt als Biogas aus Gülle oder Bioabfällen.
Die chemische Formel von Biogas
Anders als bei reinen chemischen Verbindungen gibt es bei Biogas keine eindeutige Summenformel, da es sich um ein Gasgemisch handelt. In der Praxis wird die Zusammensetzung oft verkürzt wiedergegeben:
Biogas = CH₄ + CO₂ + Spurengase
Der entscheidende Bestandteil ist Methan (CH₄), denn es ist energiereich und verbrennt sauber. Kohlendioxid ist zwar ein natürlicher Teil des Prozesses, senkt aber den Brennwert und wird daher bei der Aufbereitung zu Biomethan entfernt.
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Biogas Vorteile: Es ist flexibel einsetzbar und regional erzeugbar. In diesem Beitrag erfahren Sie, welche Benefits Biogas bietet und warum die Zusammensetzung über die Nutzung entscheidet.
Unterschiede in der Zusammensetzung: Biogas und Erdgas
Im Vergleich zu fossilem Erdgas hat Biogas einen deutlich geringeren Methangehalt. Erdgas besteht zu über 90 Prozent aus CH₄, Biogas hingegen enthält je nach Herkunft zwischen 50 und 70 Prozent CO₂.
Deshalb muss Biogas vor der Einspeisung ins Erdgasnetz gereinigt und aufbereitet werden. Das gelingt zum Beispiel durch Druckwasserwäsche oder Membrantrennung. Erst danach spricht man von Biomethan, welches Erdgas gleichzustellen ist.
Einfluss der Zusammensetzung auf die Nutzung
Die genaue Zusammensetzung von Biogas hat direkten Einfluss auf seine Nutzung. Für die Verstromung in Blockheizkraftwerken (BHKW) oder für die Einspeisung ins Netz ist ein hoher Methangehalt von Vorteil. Schwefelwasserstoff (H₂S) hingegen wirkt korrosiv und kann bei unzureichender Reinigung Schäden verursachen.
Auch die energetische Verwertung in KWK-Anlagen oder die Nutzung als Kraftstoff (z. B. CNG) hängt von der Reinheit des Gases ab. Die Entfernung von CO₂ und anderen Begleitstoffen ist daher Voraussetzung für eine effiziente und schadstoffarme Anwendung.
Biogas Verwendung: Darum zählt die Zusammensetzung
Die Einsatzmöglichkeiten von Biogas sind vielfältig: Es kann in Blockheizkraftwerken zur gleichzeitigen Strom- und Wärmeerzeugung genutzt, zu Biomethan aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist oder im Verkehrssektor als Kraftstoff verwendet werden. Damit diese Nutzung effizient und wirtschaftlich bleibt, ist die Kenntnis der genauen Zusammensetzung entscheidend.
Ein hoher Methangehalt erhöht den Brennwert und sorgt für eine stabile Energieausbeute. Gleichzeitig müssen korrosive Begleitstoffe wie Schwefelwasserstoff zuverlässig entfernt werden, um eventuelle Motorschäden zu vermeiden.
Auch bei der Einspeisung ins Netz gelten strenge Anforderungen an die Gasreinheit und Qualität. Nur wer die Zusammensetzung kennt und gezielt steuert, kann Biogas sicher und langfristig einsetzen.
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