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Die Gewinnung von Biogas erfolgt durch eine Aufarbeitung von Biomasse. Ausscheidungen von Nutzvieh sowie Geflügel, Abfälle aus Biotonnen sowie landwirtschaftliche Ernterückstände, die nicht zu Lebensmitteln weiterverarbeitet werden können, sind Beispiele für Biomasse. Es gibt auch spezielle Energiepflanzen, die sich durch eine hohe biologische Verwertbarkeit auszeichnen. So werden beispielsweise Energie liefernde Pflanzen wie Mais, Zuckerrübe oder Getreide angebaut. Außerdem werden natürliche Gase unter dem Begriff Biogas zusammengefasst. Beispiele hierfür sind Klärgas und das in Mülldeponien entstehende Deponiegas. Neben Biogas sind auch Holzkohle und Pflanzenöl klassische Möglichkeiten für die Energiegewinnung aus Biomasse.

Der Vergärungsprozess zur Erzeugung von Biogas erfolgt in mehrstufiger Form und in sauerstofffreier Umgebung. Es kommen Bakterien und Mikroorganismen zum Einsatz. Diese zerlegen die Ausgangsstoffe und wandeln sie in Methan Kohlenstoffdioxid und Wasser um. Der biologische Prozess geschieht in speziellen Biogasanlagen. Von hier wird die Energie nach der Aufarbeitung an Kraftwerke oder in Stromnetze weitergeleitet. Im Rahmen der Strom- und Wärmeerzeugung spielt der Anteil des Methans eine entscheidende Rolle, denn während der Methanverbrennung wird Energie freigesetzt. Folglich ist ein hoher Methananteil wichtig für eine effiziente Verwertung von Biogas. Je nach Rohstoff und Biogasanlage schwankt der Methananteil zwischen 45 Prozent und 70 Prozent.

Mikroorganismen führen eine Vergärung auf organischem Wege durch. Allerdings ist dieser Vorgang beispielsweise durch Verunreinigungen störanfällig. Darüber hinaus entstehen bei der Biogasgewinnung weitere Stoffe wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Diese Stoffe könnten empfindliche Geräte, wie etwa Motoren, beschädigen.

Biogas wird in Deutschland hauptsächlich zur Stromerzeugung in Blockheizkraftwerken genutzt. Auch ist eine Einspeisung in das Erdgasnetz möglich. Zu diesem Zweck ist eine umfangreiche Aufbereitung notwendig. Weitere Anwendungsgebiete von Biogas sind die Stromumwandlung in Brennstoffzellen und die Nutzung als alternativer Treibstoff.