Biogasanlagen | Umweltbundesamt

Einführung

In Biogasanlagen wird pflanzliches oder tierisches Material mit Hilfe von Bakterien unter Ausschluss von Sauerstoff (anaerob) abgebaut, wobei Biogas entsteht. Je nach eingesetzten Material produzieren die Bakterien Biogas mit einem Methangehalt von 50 bis 75 %. Aus diesem kann direkt vor Ort in einem Blockheizkraftwerk Strom und Wärme gewonnen werden oder es kann auf Erdgasqualität aufbereitet und in das Erdgasnetz eingespeist werden. Die beim Abbau entstehenden Gärreste können in der Regel als Dünger in der Landwirtschaft verwertet werden. 

Die Stromerzeugung aus Biogas, wird durch das Erneuerbare-Energien Gesetz (EEG) gefördert. Dadurch kam es zwischen 2007 und 2014 zu einem starken Zubau. Mit dem EEG 2014 wurde die Förderung für Biogasanlagen gesenkt; seitdem hat sich der Zubau deutlich verlangsamt. Derzeit werden in Deutschland mehr als 9.000 Biogasanlagen betrieben. Im Jahr 2017 haben die in Deutschland betriebenen Biogasanlagen etwa 32 Terawattstunden (TWh) Strom erzeugt und haben damit 5,4 % des Stromverbrauchs in Deutschland gedeckt (Quelle: Erneuerbare Energien in Zahlen 2017, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (⁠BMWi⁠), September 2018). Den aktuellen Stand zur Rolle von Biogas bei der Stromerzeugung in Deutschland finden Sie auf der Seite „Erneuerbare Energien in Zahlen“. Informationen zur Förderung der Stromerzeugung aus Bioenergie sind auf der Seite „Bioenergie“ zu finden.

Biogasanlagen stellen aber auch eine Quelle für Gerüche, Schadstoffe oder Lärm dar. Der Umgang mit dem brennbaren Biogas und mit wassergefährdenden Stoffen führte in der Vergangenheit immer wieder zu Unfällen. Bei den sogenannten Nawaro (Nachwachsende Rohstoffe)-Biogasanlagen, die vorwiegend Energiepflanzen vergären, sind außerdem die Umweltbelastungen bei der landwirtschaftlichen Produktion dieser Energiepflanzen zu beachten.

Umweltprobleme bei der Produktion von Biogas

So begrüßenswert die Energiegewinnung (Strom, Abwärme oder „Biomethan“) aus erneuerbaren Energieträgern auch ist, Biogasanlagen sind komplexe Industrieanlagen mit erheblichem Risikopotenzial. Denn in Biogasanlagen werden erhebliche Mengen extrem entzündbare und klimaschädliche Gase erzeugt, gespeichert und umgesetzt. In Biogasanlagen sind erhebliche Volumina allgemein wassergefährdender Stoffe in Form von Gülle, Substraten oder Gärresten vorhanden. Trotz dieses Risikopotenzials sind bisher keine ausreichenden und rechtsverbindlichen Anforderungen zum Schutz von Umwelt und Nachbarschaft für die Errichtung und den sicheren Betrieb von Biogasanlagen festgelegt. 

Nicht nur in Fragen der sicherheitsrelevanten Technik von Biogasanlagen besteht Verbesserungsbedarf. Durch die eingesetzte, zum Teil veraltete oder unzureichende Technik können Biogasanlagen, entgegen ihrem eigentlichen Sinn, auch kontraproduktiv für die Energiewende sein. Denn ein nicht unerheblicher Anteil, durchschnittlich etwa 5 %, des in Biogasanlagen produzierten Methans entweicht unkontrolliert in die ⁠Atmosphäre⁠.

Ein Großteil der in Biogasanlagen erzeugten Energie stammt aus eigens angebauten nachwachsenden Rohstoffen (Energiepflanzen wie Mais, Getreide oder Gras). Nur etwa 20 % stammen aus Bioabfällen, Reststoffen und Gülle. Bei den sogenannten NawaRo (Nachwachsende Rohstoffe)-Biogasanlagen, die vorwiegend Energiepflanzen vergären, sind neben den oben genannten Umweltauswirkungen die Umweltbelastungen bei der landwirtschaftlichen Produktion dieser Energiepflanzen zu beachten. Weitere Informationen zum Thema Anbaubiomasse und Nutzung von Energiepflanzen sowie den damit verbundenen Umwelteffekten sind auf der Seite Bioenergie des Umweltbundesamtes dargestellt.

Immissionsschutzrechtliche Anforderungen an Biogasanlagen

Seit 2012 sind nicht mehr nur Biogasanlagen, die Bioabfälle vergären, sondern auch Biogaserzeugungsanlagen mit Nawaro und Gülle als Substrate ab einer Produktionskapazität von 1,2 Millionen Kubikmetern an Rohbiogas im Jahr sowie Anlagen zur Aufbereitung von Biogas zu Biomethan ab einer jährlichen Verarbeitungskapazität von 1,2 Millionen Kubikmetern an Rohbiogas immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftig.

Zusätzlich unterliegen Biogasanlagen ab einer vorhandenen Masse von 10 Tonnen an rohem Biogas (hochentzündlichen bzw. entzündbaren Gasen (P2) soweit nicht verflüssigt oder zur Erdgasqualität aufbereitet) der Störfall-Verordnung. 

Zur Berechnung der jährlichen Produktionskapazität an Biogas bzw. der in einer Anlage vorhandenen Biogasmasse hat das Umweltbundesamt eine Arbeitshilfe entwickelt. Diese Arbeitshilfe enthält zwei Berechnungshilfen, mit denen sich ermitteln lässt, ob a) eine Biogasanlage immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftig ist und b) sie unter die Störfall-Verordnung (12. Bundes-Immissionsschutzverordnung) fällt. Hier können Sie diese Berechnungshilfe im Excel-Format herunterladen.

Darüber hinaus hat die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) eine Arbeitshilfe für sicherheitstechnische Prüfungen an Biogasanlagen, insbesondere für Prüfungen nach § 29a ⁠BImSchG⁠, veröffentlicht.

Außerdem hat die Kommission für Anlagensicherheit (KAS), ein Beratungsgremium der Bundesregierung für Fragen der Sicherheit von industriellen Anlagen, eine Technische Regel für Anlagensicherheit „Sicherheitstechnische Anforderungen an Biogasanlagen“ (TRAS 120) erarbeitet. Die TRAS 120 enthält Hinweise zu bei Biogasanlagen besonders relevanten Gefahrquellen für die Sicherheitsauslegung der Anlagen (d.h. für die Gefahrenanalyse und Gefährdungsbeurteilungen) sowie grundsätzliche Anforderungen an Biogasanlagen und besondere Anforderungen an bestimmte Anlagenteile. Zu den grundlegenden Anforderungen gehören solche an Brand- und Explosionsschutz, an mit Biogas beaufschlagte Anlagenteile, an erforderliche Schutzabstände, den Betrieb, die Betriebsorganisation einschließlich Alarmplan und Notfallplan, Dokumentationspflichten sowie spezielle Anforderungen bei Annahme besonderer Einsatzstoffe (Bioabfälle etc.). Zu besonderen Anforderungen gehören insbesondere solche an die Substratvorbehandlung, an Gärbehälter, Rohrleitungen, Armaturen, Membransysteme (die das Biogas einschließen), die erforderliche zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung (i.d.R. eine Notfackel) sowie Prozessleit- und Elektrotechnik. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit hat diese TRAS 120 am 21.01.2019 im Bundesanzeiger bekannt gemacht (siehe auch 1. Änderung der TRAS 120 vom 27.02.2019).