19. Mai 2014

Das Biogas strömt in den Gastank (rechts der Deckel des Benzintanks) dieses bivalenten Autos. Bei einem Druck von 200 bar ist vollgetankt. ©Bild: Anita Vonmont

Im Probebetrieb gut angelaufen: Die Aufbereitungsanlage in Bachenbülach erzeugt Biogas aus Rohgas von kleinen bis mittleren Biogasquellen, zum Beispiel von Kläranlagen. ©Bild: Ueli Oester

Liefert 100 % Biogas: die Test-Tankstelle auf dem Bauernhof in Reiden. Im Hintergrund: Biogasbauer Reto Grossenbacher (links) zusammen mit dem Entwickler der Aufbereitungsanlage, Ueli Oester (rechts) von der Solothurner Firma Apex AG. ©Bild: Anita Vonmont

Biogas-Tüftler Ueli Oester überprüft die Mini-Aufbereitungsanlage, die er für Kleintankstellen entwickelt hat. Im Innern wird das Biogas aus organischen Abfällen vom Bauernhof zu Treibstoff veredelt. ©Bild: Anita Vonmont

Sieht aus wie eine Erdgas-Tankstelle, liefert aber 100 % Biogas: Die Tankstelle auf dem Bauernhof in Reiden. ©Bild: Ueli Oester

Das CO2-Molekül (rot-schwarz ) mit linearer Struktur schlüpft durch die Hohlfaserwand, das CH4-Molekül (weiss-schwarz) mit räumlicher Struktur bleibt in der Hohlfaser und kann so abgetrennt werden. Illustration: Evonik Fibres GmbH/S. Duttwiler

Einblick in den Testbetrieb in Bachenbülach: Die Qualität des Produktgases (rot) bleibt trotz stark schwankender Rohgasqualität (schwarz) konstant hoch. ©Bild: S. Duttwiler

Sieht unscheinbar aus, ist aber die eigentliche Innovation der neuen Tankstelle: Die Aufbereitungsanlage ist hundert bis tausendmal kleiner konstruiert als vergleichbare Anlagen, die aus Roh-Biogas Treibstoff gewinnen können. ©Bild: Ueli Oester

Blue Bonsai: Auf dem Bauernhof reines Biogas tanken

(©AV) Wer heute schon mit einem gasbetriebenen Auto unterwegs ist, tankt Erdgas, das mit Biogas angereichert ist. Doch es geht auch anders, wie die neuartige Tankstelle hinter einem Bauernhof im luzernischen Reiden zeigt. Dort strömt aus dem Zapfhahn reines Biogas, das ein Landwirt gleich vor Ort in einer Biogasanlage produziert.


Die Aufbereitungsanlage steckt zwar noch in der Testphase, die bisherigen Ergebnisse sind aber erfolgsversprechend. Sie soll klimaneutrales Autofahren ermöglichen.

Reto Grossenbacher ist einer von einigen Dutzend Bauern in der Gemeinde Reiden. Der Hof, auf dem er wirtschaftet, sieht aus wie andere auch. Ein stattliches altes Bauernhaus, daneben Scheunen und Laufstall. Doch was der Bauer herstellt, geht über die Produktion eines traditionellen Landwirtschaftsbetriebs hinaus. Reto Grossenbacher und seine Familie machen ihr eigenes Biogas. „Wir wollen etwas tun gegen die Umwelt- und Klimabelastung. Deshalb verwerten wir auch die Abfallstoffe, die bei unserer Viehhaltung und dem Ackerbau entstehen“, erklärt Grossenbacher. Sein Ziel: „Was wir produzieren, soll wieder in den Boden und an die Luft zurückgehen – damit die Natur im Gleichgewicht bleibt.“

Nahrung, Dünger, Energie
Die Grossenbachers produzieren also neben Nahrungsmitteln auch Dünger und Energie. Die organischen Abfälle der Gemeinde landen nicht in der Kehrichtverbrennung, sondern hinter dem Haus der Biogas-Bauern – zusammen mit Grüngut, Mist und Gülle. Aus dieser Mischung stellt die Familie mittels eines mikrobiellen Verfahrens Biogas und Gärrest her, welcher als Dünger verwendet werden kann. Statt des Miststocks haben die Grossenbachers einen „Fermenter“, ein grosses rundes Becken, in dem durch den Vergärungsprozess Biogas entsteht - ähnlich wie auf einem Miststock, allerdings kontrolliert: Damit das hier entstehende Biogas nicht in die Luft entweicht, ist das Becken mit einer Folie überdeckt, das Gas bläht sie auf wie einen Ballon.

Schon seit längerem nutzen die Grossenbachers ihr selbstproduziertes Biogas, um im hofeigenen Blockheizkraftwerk Strom und Wärme zu erzeugen. Seit neustem verwenden sie es auch als Autotreibstoff. Hinter dem Bauernhaus steht ein blauer Metallschrank mit Zapfhahn: Das ist die Biogas-Tankstelle. Im Schrank lagern zwölf Gasflaschen. Eine Hochdruckleitung verbindet den blauen Schrank mit einer Blechkiste voller technischer Module, eine Leitung führt zum Fermenter. Das Ganze sieht noch etwas improvisiert aus. Vorläufig tankt hier erst Bauer Grossenbacher selber – und manchmal Ueli Oester.


Erdgas-Biogas-Autos holen auf
Entgegen dem allgemeinen Trend im Schweizer Neuwagenmarkt nimmt die Zahl der Erdgas-Fahrzeuge nicht ab, sondern zu. Rund zehn Prozent betrug die Zunahme 2013 im Vergleich zum Vorjahr. Damit sind heute in der Schweiz mehr als 11'000 Fahrzeuge mit Erdgas (mit 20 Prozent Biogasanteil) unterwegs. Diese Fahrzeuge haben einen gasoptimierten Benzinmotor. Je nach Grösse tankt ein Personenwagen zum Beispiel 20 Kilogramm aufbereitetes Biogas/ Erdgas, was etwa 30 Litern Benzin entspricht. Damit kann der PW – abhängig der Effizienz des individuellen Autos - 300 bis gut 500 Kilometer weit fahren. Da in der Schweiz alle Erdgas-Autos auch mit Benzin fahren (sogenannte bivalente Fahrzeuge), steigt die Reichweite auf 700 bis 1300 Kilometer. AV


Ein Novum für die Schweiz
Der Maschinenbauingenieur aus dem solothurnischen Däniken hat die Tankstelle mit seiner Firma Apex AG entwickelt. In seinem Kleinwagen, der mit Gas oder (bei Bedarf) mit Benzin fährt, hat Ueli Oester mich heute nach Reiden mitgenommen. Hier wollen wir die neue Tankstelle gerade mal ausprobieren. Ueli Oester öffnet an der Seite des Autos die Tankklappe, darunter verbergen sich zwei Öffnungen, eine für den Benzintank, eine für den Gastank. Ich nehme den Zapfhahn vom blauen Schrank und setze ihn auf den Gasstutzen. Mit summendem Geräusch strömt der Bio-Treibstoff ein, etwa drei Minuten lang. Dann ist vollgetankt.

Gerade aufregend war das ja nicht. Spannend ist sie trotzdem, diese Tankstelle, deren Entwicklung die Klimastiftung Schweiz, das Bundesamt für Energie und die schweizerische Gasindustrie (FOGA) unterstützen. „Das ist die erste Gas-Tankstelle der Schweiz“, sagt Ueli Oester, „die Biogas nicht nur wie vorgeschrieben als Erdgas-Beimischung von mindestens zehn Prozent anbietet; sondern sie liefert zu hundert Prozent Biogas – und macht damit klimaneutrales Autofahren möglich.“

Klimaneutrales Autofahren – wirklich? Ja, denn wer mit Biogas fährt, fährt CO2-neutral, da heutige, also nicht fossile Energieträger verwendet werden. Zusätzlich werden Treibhausgase aus offenen Miststöcken eingespart. Für eine gute Klima- und Gesamtbilanz sei es aber wichtig, heisst es etwa beim WWF Schweiz, dass die Biogasproduktion mit biogenen Abfällen, Hofdünger und Reststoffen erfolge - und nicht mit speziell angebauten Energiepflanzen, die die Nahrungsmittelproduktion konkurrenzierten. Zudem müssten die Anlagen professionell ausgeführt sein und auch so betrieben werden.

Kleinformat für lokale Verhältnisse
Die erste Voraussetzung ist in Reiden erfüllt; wie professionell die Aufbereitungsanlage läuft, muss sich aber noch zeigen. Die heutige Tankstelle ist erst ein Testmodell für den Betrieb unter realen Bedingungen. Zu testen gibt es nämlich noch einiges, ist die Konstruktion doch ein Novum. Nicht umsonst heisst die Tankstelle „Blue BONSAI“. Viele ihrer Bestandteile sind klein gefertigt – hundert- bis tausendmal kleiner als in den üblichen Grossanlagen für die Biogasaufbereitung. Das Kleinformat ist abgestimmt auf die lokale Biogas-Produktion von einzelnen Landwirtschaftsbetrieben. Mit passgenauen Anlagen will Oester die Biogase auf Bauernhöfen künftig zur Energiegewinnung konsequenter nutzen. Ob diese Rechnung aufgeht, dürfte auch von den Treibstoff-Preisen abhängen. Heute fährt man mit Erdgas billiger als mit Benzin; mit Biogas hingegen ist es bis zu zwanzig Prozent teurer – und dies, obwohl Biogas aus dem gleichen Stoff besteht wie Erdgas: aus Methan.

Der Grund für den Preisunterschied: Biogas muss aus dem Rohgas speziell aufbereitet werden. Den Ballon hinter dem Haus der Grossenbachers füllt nur zur Hälfte Methan, der Rest ist Kohlendioxid (CO2). Das Methan muss also vom CO2 getrennt werden. Dafür dient die Blechkiste nahe der Zapfsäule. Die Kiste enthält Stahlrohr-Membrane, ausgekleidet mit Polyimid-Hohlfasern. Diese Fasern wirken wie Filter: Das CO2 schlüpft durch die Membran hindurch und kann so abgetrennt werden, das Methan hingegen wird weitergeleitet zur Zapfsäule.

Technisch ist das nicht neu. Doch weil die Apex-Aufbereitungsanlage so klein ist, musste ETH-Ingenieur Oester ihre „Innereien“ zum Teil neu konstruieren. In der Testphase lief die Tankstelle daher nicht immer so tadellos wie bei meinem Besuch. Kompressor und Wasserabscheidemodule hätten revidiert werden müssen, erzählt Ueli Oester. In einer frostigen Nacht sei Kondenswasser gefroren, ergänzt Reto Grossenbacher, „der Betrieb lag buchstäblich auf Eis“.

Bald Tausende Biogas-Fahrer?
Trotz solcher Rückschläge bleiben die Pioniere zuversichtlich. Ueli Oester hofft, das jetzige Testmodell schon nächstes Jahr durch einen Prototypen ersetzen zu können für etwa fünf Autokunden pro Tag. Später will der Unternehmer dann im ganzen Land Kleintankstellen installieren. Die nötigen Berechnungen hat er angestellt: „Die Schweiz hat heute ca. hundert Biogas-Bauernbetriebe. In Zukunft könnten es 500 sein. Wenn 20 Prozent von ihnen künftig eine Tankstelle hätten, und wenn dasselbe auch bei Kläranlagen der Fall wäre (vgl. Textbox 1) – dann könnten bis 2020 rund 9000 Autos mit reinem Biogas durch die Schweiz kurven, dies bei einer Fahrleistung von je 15‘000 Kilometern jährlich.“

Anteil von Biogas nimmt zu
9000 Autos – das klingt bescheiden bei insgesamt vier Millionen Autos im Land. Doch es wäre gegenüber heute, wo praktisch noch keine Autofahrten mit reinem Biogas stattfinden, eine beachtliche Steigerung – eine Steigerung, die sich später noch verdoppeln liesse, wie Oester vermutet. Hinzu komme, dass auch der Treibstoff „Erdgas“ in der Schweiz immer mehr Biogas enthält. Heute liege der Biogas-Anteil schon bei 20 Prozent statt bei den mit der Gasindustrie vereinbarten minimalen zehn Prozent – dies, weil umweltbewusste Erdgasautofahrer den Biogasanteil der Tankstellen über einen Biogas-Aufpreis fördern.

Weitere Auskünfte zu dem Projekt erteilt Sandra Hermle (sandra.hermle@bfe.admin.ch), Leiterin des BFE-Forschungsprogramms Biomasse und Holzenergie.


Auch Kläranlagen liefern Biogas
Wenn organische Abfälle vergären und verrotten, gelangen Biogase in die Umwelt, vor allem Methan und CO2. Diese Gase kann man zur Energiegewinnung nutzen. Mit diesem Ziel testet die Solothurner Firma Apex zurzeit auch in Bachenbülach (ZH) eine Neuentwicklung im Kleinformat.

Es ist eine Biogas-Aufbereitungsanlage, zehn- bis hundertmal kleiner als bisher üblich. Die Test-Anlage veredelt das rohe Biogas aus der Vergärungsanlage der Axpo-Tochter Axpo Kompogas und speist anschliessend das aufbereitete Biogas in die Erdgasleitung von Erdgas Zürich ein. Noch bis 2015 will die Entwicklerfirma mit der Testanlage Erfahrungen sammeln. Vorläufig stimme die Bilanz: „Wir erhalten wie erhofft 97prozentiges Methangas“, erklärt Ueli Oester. Unterstützt wird die Entwicklungsarbeit vom Bundesamt für Energie, von der Klimastiftung Schweiz und der Gasindustrie (FOGA).

In Zukunft soll die kleinformatige Konstruktion zum Beispiel in Kläranlagen zum Einsatz kommen. Dazu hat die Anlage laut Ueli Oester gerade das passende Format. Das aufbereitete Biogas kann ins Erdgasnetz eingespiesen werden oder aber direkt in einer Biogas-Tankstelle genutzt werden, „direkt bei den Kläranlagen, das garantiert kurze Transportwege und schont die Umwelt“.


©Text: Anita Vonmont, im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

1 Kommentare
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norbert ruh @ 29. Jul 2014 19:08

Das ist es!

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