Biogas Stromerzeugung

Seit 1752, als Ben Franklin seinen Drachen in einem Gewitter fliegen ließ, treibt Elektrizität die meisten der heute weit verbreiteten industriellen und technologischen Innovationen an. Folglich ist die Erforschung und Ausbeutung natürlicher Ressourcen zur Stromerzeugung umso intensiver, je weiter sich die Anwendungen der Elektrizität verbreiten. Ein Jahrhundert dieser expansiven Anstrengungen hat jedoch die Gesundheit der globalen Atmosphäre beeinträchtigt: Das Verbrennen fossiler Brennstoffe führte zur massiven Freisetzung von Kohlendioxid, das unser Klima zerstörerisch beeinflussen kann. Eine vielversprechende Lösung für dieses beunruhigende Phänomen ist eine stärkere Betonung der Biogasstromerzeugung.

Stromverbrauch in den USA und weltweit

In den letzten fünfzig Jahren hat sich der globale Stromverbrauch laut den von der Weltbank gesammelten Statistiken mehr als verdreifacht. In den Vereinigten Staaten von Amerika führt Texas bei der Nettoerzeugung: 2019 waren es 483.201.031 Kilowattstunden, so die U.S. Energy Information Administration. Angesichts von Elektroautos und anderer batteriebetriebener Technologien, die in Aussicht stehen, wird der Bedarf an elektrischer Energie voraussichtlich weiter steigen. Derzeit wird die überwiegende Mehrheit des in den Vereinigten Staaten produzierten Stroms durch fossile Brennstoffe erzeugt. Von den 17 Prozent des Stroms, der aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird, entfällt der Löwenanteil auf Wasserkraft und Windenergie.

Wie sich Biogas unterscheidet

Beim Verständnis der Biogasstromerzeugung ist es wichtig, eine Unterscheidung zwischen Biogas und Biomasse zu treffen. Beide stammen aus organischem Material – Holzspänen, Pflanzen, Vegetation, Kompost und Abfall, z.B. Während Biomasse Energie durch die direkte Verbrennung solcher Materialien erzeugt, ist der Biogasprozess der Gasproduktion jedoch mehrstufig und allmählicher. Wenn organisches Material von Sauerstoff abgeschnitten wird, unterliegt es der anaeroben Vergärung. Dies geschieht, wenn sehr spezifische Bakterien beginnen, die chemischen Verbindungen abzubauen und neue zu bilden. In nachfolgenden chemischen Reaktionen werden die Endprodukte Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄) gebildet. Das resultierende CH₄ ist – nach Reinigung und Aufbereitung – der brennbare Bestandteil.

Stromgewinnung aus Biogas

Strom aus Biogas kann ähnlich wie aus Erdgas erzeugt werden. Ein Verbrennungsmotor verbrennt es als Brennstoff und erzeugt dabei mechanische Energie. Nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion wird die mechanische Bewegung in Elektrizität umgewandelt, wenn ein Magnetfeld durch die Wechselwirkung von bewegten und stationären Komponenten entsteht. Obwohl das Biogas wie ein fossiler Brennstoff verbraucht wird, wird kein neues CO₂ freigesetzt. Dies liegt daran, dass es nur CO₂ emittiert, das auch freigesetzt worden wäre, wenn das organische Material einfach sich selbst überlassen worden wäre, um zu verrotten. Darüber hinaus ist der verbleibende Gärrest, d.h. das Restmaterial am Ende des Biogaserzeugungsprozesses, als reicher und nahrhafter Dünger für landwirtschaftliche Kulturen gefragt. Es versteht sich von selbst, dass diese Vorteile Biogas als überlegenes Mittel zur Stromerzeugung fördern, während die Umwelt geschont wird.