Die Einsatzstoffe:
Biogas entsteht durch den anaeroben Abbau von Biomasse. Somit kann grundsätzlich jede organische oder biologische Substanz herangezogen werden. Aufgrund der extremen Vielfalt der bakteriellen Stoffwechselreaktionen ist auch das Spektrum an möglichen Substanzen nahezu unbegrenzt. Man unterscheidet zwischen den Einsatzstoffen aus der Landwirtschaft und aus gewerblichen Quellen. Zu ersteren zählen landwirtschaftliche Substanzen wie Gülle und Stallmist oder Energiepflanzen (Mais, Hirse, Roggen, Zuckerrüben etc.), die im Rahmen einer landwirtschaftlichen Kreislaufwirtschaft genutzt werden. Zu der zweiten Gruppe von Einsatzstoffen für die Erzeugung von Biogas zählen auch organische Reststoffe aus Landkreis, Städten und Gemeinden, wie bspw. Rasenschnitt, Speisereste und Nebenprodukte aus der Lebensmittelherstellung.

Die Biogaserzeugung:
Das Biogas entsteht durch die Vergärung (Fermentation) organischer Masse mittels Bakterien. Dieser Vorgang geschieht in luftdicht abgeschlossenen Gärbehältern, den sogenannten Fermentern. In diesen wird durch einen mehrstufigen Abbauprozess das Biogas (insb. Methan) als Stoffwechselprodukt der Bakterien gewonnen. Unterstützt wird der Fermentationsprozess der Bakterien durch die Gestaltung eines warmen Milieus. Hierbei unterscheidet man zwischen der Vergärung im mesophilen Temperaturbereich zwischen 32° und 38°C und im thermophilen Temperaturbereich zwischen 42° und 55°C, wobei die meisten Anlagen im mesophilen Bereich arbeiten.
Die Beschickung des Hauptfermenters kann auf zwei verschiedene Arten durchgeführt werden. Einmal durch kontinuierliche Fütterung, bei der die Substrate in regelmäßigen Abständen in den Fermenter gegeben werden und auch regelmäßig Gärrest abgenommen wird oder durch diskontinuierliche Fütterung. Hier wird der Fermenter in größeren Zeitabständen fast komplett entleert und dann einmalig mit frischem Substrat befüllt. Bei der kontinuierlichen Fütterung ist die Gasproduktion wesentlich konstanter und weniger störungsanfällig.
Grundsätzlich wird auch noch zwischen Nass- und Trockenfermentation unterschieden. Von Nassfermentation spricht man bis zu einem Trockensubstanzgehalt von 15% im Fermenter. Die Trockenfermentation geht bis zu einem Trockensubstanzgehalt von 20-40% im Fermenter. In der Praxis überwiegt die Nassfermentation.

Zusammensetzung des erzeugten Rohbiogases:
Wesentlicher, Energie bestimmender Anteil von Biogas ist das brennbare Gas Methan (CH4). Dieses „Bio“-Methan weist die gleichen Eigenschaften wie Erdgas auf und lässt sich deshalb gut speichern, in Tanks abfüllen oder in Gasleitungen transportieren. Derzeit wird es hauptsächlich als Brennstoff in dezentralen Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung vor Ort verwendet.
Wie entsteht Biomethan?
Welche Vorteile hat Biomethan für mich und die Region, in der ich lebe und wo findet Biomethan Verwendung?
Quelle: RES Projects GmbH
Datenquelle: FNR; Angelehnt an die Studie "Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz"
Die Biogasaufbereitung:
Für die Aufbereitung von Biogas aus fermentativer Erzeugung sind drei wesentliche Arbeitsschritte zu vollziehen: Entschwefelung, Kohlendioxid-Abscheidung und Gastrocknung (kurz: Reinigung und Erhöhung des Methangehaltes im Gas). Hierfür stehen eine Vielzahl an verschiedenen Verfahren zur Verfügung, wobei man die Absorption an Feststoffen und die Absorption in Flüssigkeiten unterscheiden kann. Die Wahl des Verfahrens ist abhängig von den technischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, die bei einer Entscheidung für ein Verfahren miteinander verknüpft betrachtet werden müssen. Das aufbereitete Biogas nennt man Biomethan.
Den wichtigsten und entscheidensten Aufbereitungsschritt stellt die Kohlendioxidabscheidung dar. Nach dem Abscheiden des Kohlendioxids enthält das aufbereitete Biogas (Biomethan) mindesten 96 Vol.-% Methan. Die Gaszusammensetzung der restlichen 4 Vol.-% umfasst inertes Gas sowie geringste Mengen Kohlendioxid, welche nicht vollständig dem aufbereiteten Biogas entzogen werden konnten. Die nach dem Aufbereitungsprozess gewonnene Gasqualität des Biomethans entspricht den Anforderungen der technischen Regelwerke 260 und 262 des DVGW . Das aufbereitete Biomethan unterliegt noch weiteren relevanten Rechtsbestimmungen, die bei der Planung und Umsetzung einer Biomethananlage beachtet werden müssen.

Die Biomethaneinspeisung:
Die der Biogasaufbereitung nachfolgende Gaseinspeiseanlage konditioniert das Biomethan auf die von den DVGW-Arbeitsblättern G260 und G262 sowie G685 geforderten Qualitäten. Die Gasspezifikationen betreffen sowohl brenntechnische Parameter wie auch einzelne Stoffkomponenten. Somit müssen die feuerungstechnischen Eigenschaften des erzeugten Biomethans, bevor es als Austauschgas in ein Erdgasnetz eingespeist werden kann, genau auf die Qualität des aufnehmenden Gasnetzes eingestellt werden. Die erforderliche Konditionierung erfolgt durch Zumischung von Flüssiggas.

Die Kosten für die dazu erforderlichen Biogaseinspeiseanlagen tragen der Gaseinspeiser und Netzbetreiber. Die Aufteilung dieser Investitionskosten ist in der GasNZV geregelt. Je nach Ausgangsdruck der Aufbereitungsanlage und dem Netzdruck wird zudem noch an der Einspeisestelle eine Druckregeleinheit oder Verdichtereinheit benötigt.
Der Weg vom Rohstoff zum Biomethan 
** Bilder: Ulrich Straub und RES Projects GmbH
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