Bei den Energiepflanzen zeigt die Studie zunächst, warum Silomais für Biogasanlagen wirtschaftlich so attraktiv ist. Silomais und Getreide-GPS weisen besonders niedrige Kosten je Kubikmeter Methan auf. Mehrjährige Kulturen können dagegen ökologische Vorteile bieten, müssen wirtschaftlich aber teilweise Nachteile hinnehmen. Durchwachsene Silphie beispielsweise sorgt aufgrund ihrer längeren Standzeit für eine dauerhaftere Bodenbedeckung und kann dadurch Erosion und Nährstoffauswaschung reduzieren. 

Grünland sowie Ackergras- und Leguminosengemenge bieten ebenfalls ökologische Vorteile. Gleichzeitig können geringere Methanerträge, längere Etablierungszeiten oder ein höherer Bewirtschaftungsaufwand ihre Wirtschaftlichkeit begrenzen. Besonders teuer sind laut KTBL Grünlandaufwüchse sowie Ackergras- und Leguminosengemenge. Ein Grund sind geringere Erträge bei gleichzeitig höherem Arbeitsaufwand durch mehrere Schnitte.

Interessant wird es bei den landwirtschaftlichen Nebenprodukten. Sie liefern zusätzliche Biomasse, ohne dass dafür eine Energiepflanze angebaut werden muss. Betrachtet wurden unter anderem Körnermaisstroh, Getreidestroh, Rapsstroh und Zuckerrübenblätter. Das Problem: Gerade strohige Materialien enthalten viel Lignin und sind deshalb biologisch schlechter abbaubar. Ernteverluste, Wassergehalt, Verschmutzungen und Transportaufwand beeinflussen zusätzlich, wie sinnvoll sie sich in einer Anlage einsetzen lassen. 

Trotzdem fällt das wirtschaftliche Ergebnis für Maisstroh bemerkenswert aus. Es weist in der Studie von allen betrachteten Biogassubstraten die niedrigsten Stückkosten je Kubikmeter Methan auf. Auch Getreide- und Rapsstroh liegen im niedrigen bis mittleren Kostenbereich. Bei Getreidestroh können eine Silierung und eine vorherige Befeuchtung die Vergärbarkeit verbessern, ohne das Kostenniveau wesentlich zu verändern.

Zwischenfrüchte versprechen eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Fläche, weil zusätzliche Biomasse zwischen den Hauptkulturen erzeugt werden kann. Wirtschaftlich schneiden sie in der KTBL-Kalkulation allerdings weniger günstig ab. Sowohl Sorghum als Sommerzwischenfrucht als auch Grünroggen als Winterzwischenfrucht gehören bezogen auf den Methanertrag zu den teureren untersuchten Substraten.

Ein ähnliches Spannungsfeld zeigt sich bei ökologisch besonders interessanten Biomassen. Mehrjährige Wildpflanzenmischungen profitieren davon, dass sich ihre Etablierungskosten auf mehrere Standjahre verteilen. Sie liegen deshalb im Bereich günstigerer Energiepflanzen. Einjährige Ackerrand- und Blühstreifen sowie Landschaftspflegegrün verursachen dagegen die höchsten Methankosten unter den untersuchten Substraten.

Wie wirken sich diese Unterschiede auf eine komplette Biogasanlage aus? Das KTBL hat dafür verschiedene Substratmodelle für eine 500-kW-Anlage berechnet. Als Referenz dient eine Anlage mit 40 % Wirtschaftsdünger und 60 % Energiepflanzen. Der Maisanteil beträgt 25 % des gesamten Substratmixes. Bei den Modellen mit alternativen Substraten wurde der Wirtschaftsdüngeranteil – mit einer Ausnahme – beibehalten, der Maisanteil aber auf 10 % reduziert. 

Die Referenzanlage erreicht eine Gesamtkapitalrentabilität von 9,8 %. Besonders gut schneidet das Modell mit einem Wirtschaftsdüngeranteil von 75 % ab: Es kommt auf 14,9 %. Das Maisstroh-Modell erreicht 12,6 %. Auch Zuckerrübenblatt, eine mehrjährige Wildpflanzenmischung auf der Blühfläche und Durchwachsene Silphie übertreffen laut Studie das Ergebnis der Referenzanlage, wenn auch weniger deutlich. Zuckerrüben und Getreidestroh bewegen sich ungefähr auf dem Niveau der Referenz. 

Deutlich schwieriger wird es bei anderen Alternativen. Das Grünland-Modell erreicht noch rund 8 % Gesamtkapitalrentabilität. Grünschnittroggen, Sorghum als Zwischenfrucht und Rapsstroh kommen dagegen lediglich auf knapp 4 bis 5 %. Einen langfristig stabilen wirtschaftlichen Anlagenbetrieb beurteilt das KTBL bei diesen Renditen als kritisch.

Das gleiche Bild zeigen die Strombereitstellungskosten. Die Referenzanlage produziert Strom laut Kalkulation für 13,61 Cent/kWh elektrisch. Mit einem hohen Wirtschaftsdüngeranteil sinken die Kosten auf 10,11 Cent/kWh, beim Einsatz von Maisstroh auf 11,66 Cent/kWh. 

Am anderen Ende stehen Landschaftspflegegrün und Blühstreifen. Ihre Bereitstellungskosten liegen deutlich über dem in der Studie angesetzten Ausschreibungs-Zuschlagswert von 18,11 Cent/kWh. Auch Ackergras- und Leguminosengemenge überschreiten diese Schwelle mit 18,43 Cent/kWh knapp.

Die Ergebnisse zeigen damit vor allem eines: Einen universellen Ersatz für Mais gibt es nicht. Selbst innerhalb der verschiedenen Substratgruppen unterscheiden sich Kosten, Methanerträge und Anforderungen erheblich. Für Anlagenbetreiber dürfte deshalb entscheidend sein, welche Biomassen vor Ort verfügbar sind, wie weit sie transportiert werden müssen und welche Technik für ihre Aufbereitung notwendig ist.

Zusätzliche Investitionen müssen dabei nicht automatisch ein Ausschlusskriterium sein. Beim Maisstroh zeigt die KTBL-Kalkulation beispielsweise, dass zusätzliche Kosten für eine mechanische Desintegration durch höhere Biogaserträge überkompensiert werden können. Damit könnten bisher wenig genutzte Rest- und Nebenstoffe für Biogasanlagen wirtschaftlich interessanter werden. Gleichzeitig zeigt die Studie die Grenzen: Ökologischer Mehrwert bedeutet nicht automatisch wirtschaftlichen Vorteil.

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