Biogas vom Bauernhof: So funktioniert eine landwirtschaftliche Biogasanlage
Von der Gülle zum Strom: wie eine Hofbiogasanlage aufgebaut ist, welche Substrate sie nutzt und worauf es im Betrieb ankommt.
Auf vielen Schweizer Bauernhöfen fällt täglich Hofdünger an: Gülle aus dem Stall, Mist, Futterreste. Diese Stoffe enthalten Energie, die beim Ausbringen auf das Feld ungenutzt bleibt und zum Teil als Methan in die Luft entweicht. Eine landwirtschaftliche Biogasanlage fängt diese Energie auf, macht daraus Strom und Wärme und liefert am Ende trotzdem einen Dünger für die Felder. Wie das im Einzelnen funktioniert, zeigt dieser Überblick.
Die Substrate: was in den Fermenter kommt
Die Grundlage bildet fast immer Hofdünger. Gülle ist flüssig, gut pumpfähig und bringt die Bakterien mit, die für die Vergärung nötig sind. Ihr Energiegehalt ist allerdings eher gering. Deshalb mischen viele Betriebe sogenannte Co-Substrate bei: Ernterückstände, Grüngut, Rüstabfälle aus der Lebensmittelverarbeitung oder Reste aus der Gastronomie. Sie erhöhen die Gasausbeute deutlich.
In der Schweiz werden Energiepflanzen, die nur für die Biogasanlage angebaut werden, kaum eingesetzt. Für Anlagen in der Landwirtschaftszone gelten zudem raumplanerische Vorgaben, die unter anderem verlangen, dass ein wesentlicher Teil der Substrate aus der Landwirtschaft stammt. Wer eine Anlage plant, klärt die Details am besten früh mit dem Kanton.
Der Prozess: Vergärung ohne Sauerstoff
Im Fermenter, einem gasdichten und meist beheizten Behälter, bauen Mikroorganismen die organische Masse unter Ausschluss von Sauerstoff ab. Dieser Vorgang läuft in mehreren Stufen ab, an deren Ende Methan und Kohlendioxid stehen. Die meisten landwirtschaftlichen Anlagen arbeiten im sogenannten mesophilen Bereich bei etwa 37 bis 42 Grad Celsius. Das Substrat bleibt mehrere Wochen im Fermenter und wird dabei regelmässig gerührt, damit sich keine Schwimmschichten bilden.
Das entstehende Rohbiogas besteht in der Regel zu gut der Hälfte aus Methan, der Rest ist vor allem Kohlendioxid. Dazu kommen Wasserdampf und Spuren von Schwefelwasserstoff, die vor der Nutzung entfernt werden müssen, weil sie Motoren und Leitungen angreifen.
Strom und Wärme aus dem Blockheizkraftwerk
Auf dem Hof wird das Biogas meist in einem Blockheizkraftwerk verbrannt. Ein Gasmotor treibt einen Generator an, der Strom ins Netz liefert. Die Abwärme des Motors heizt zunächst den Fermenter selbst und kann darüber hinaus Wohnhaus, Stall, eine Trocknungsanlage oder einen kleinen Wärmeverbund im Dorf versorgen. Je besser diese Wärme genutzt wird, desto sinnvoller ist eine Anlage energetisch und wirtschaftlich. Eine Alternative ist die Aufbereitung zu Biomethan, das ins Gasnetz eingespeist wird.
Gärgut: der Dünger am Ende des Kreislaufs
Was nach der Vergärung übrig bleibt, heisst Gärgut oder Gärrest. Die Nährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium bleiben darin weitgehend erhalten, der Stickstoff liegt sogar in einer Form vor, die Pflanzen leichter aufnehmen können. Gärgut riecht in der Regel weniger stark als unvergorene Gülle. Es wird gelagert und zur passenden Zeit auf die Felder ausgebracht. So schliesst sich der Kreislauf, den wir im Beitrag zur Kreislaufwirtschaft mit Bioabfall näher beschreiben.
Betrieb, Sicherheit und Qualität
Eine Biogasanlage ist keine Maschine, die man einschaltet und vergisst. Die Bakterien reagieren empfindlich auf plötzliche Änderungen der Fütterung, der Temperatur oder des Säuregehalts. Betreiberinnen und Betreiber kontrollieren deshalb regelmässig Gasmenge, Gaszusammensetzung und Prozesswerte.
Ebenso wichtig ist die Sicherheit. Methan ist brennbar, Schwefelwasserstoff giftig. Gaswarngeräte, Explosionsschutzzonen, dichte Leitungen und geschultes Personal gehören zu jeder Anlage. Ein systematisches Qualitätsmanagement mit Checklisten, Wartungsplänen und dokumentierten Kontrollen hilft, Störungen früh zu erkennen und Emissionen gering zu halten.
Akzeptanz in der Nachbarschaft
Viele Projekte scheitern nicht an der Technik, sondern an Vorbehalten im Dorf. Befürchtet werden Geruch, zusätzlicher Verkehr durch Substratlieferungen und ein verändertes Ortsbild. Erfahrungen zeigen, dass frühe und offene Information viel bewirkt: ein Rundgang auf einer bestehenden Anlage, klare Angaben zu Fahrten und Lagerung und ein fester Ansprechpartner für Fragen.
Fazit
Eine landwirtschaftliche Biogasanlage verbindet Energieproduktion, Düngermanagement und Klimaschutz. Sie lohnt sich vor allem dort, wo genügend Hofdünger anfällt, die Wärme sinnvoll genutzt werden kann und der Betrieb Zeit für die Betreuung der Anlage einplant. Mehr zu den verschiedenen Wegen, aus Biomasse Energie zu gewinnen, finden Sie auf unserer Seite Energie aus Biomasse.
