Heimisches Biomethan kann die Schweiz unabhängiger machen

Das turbulente Weltgeschehen führt derzeit zu heftigen Ausschlägen auf den Energiemärkten. Die gestiegenen Preise für Öl und Gas trüben die Konjunkturaussichten und erhöhen die Inflationsgefahr. «Doch es gibt Wege, die Abhängigkeit von den fossilen Importen zu verringern und unsere Wirtschaft damit auch ein gutes Stück weit gegenüber solchen Ereignissen zu immunisieren», sagt Tilman Schildhauer. Der Chemieingenieur arbeitet am Zentrum für Energie- und Umweltwissenschaften des Paul Scherrer Instituts PSI, wo er auf dem Gebiet der Methanisierung und Power-to-X-Verfahren forscht. Gemeinsam mit zwei Kollegen hat er in einer neuen Studie detailliert untersucht, welches Potenzial in Biomasse wie Holz, Klärschlamm oder Grünabfall verborgen liegt, um fossiles Gas zu ersetzen und somit weniger klimaschädliches Kohlendioxid freizusetzen. Das Ergebnis macht Mut: Mithilfe von Holzvergasern, Biogasanlagen und ähnlichen Einrichtungen könnte ein substanzieller Anteil des laut der Studie um den Faktor drei bis fünf zurückgehenden, zukünftig also erheblich kleiner zu erwartenden Schweizer Gasbedarfs gedeckt werden.

Die Studie wurde vom PSI und der Verenum AG im Auftrag des Schweizerischen Bundesamts für Energie (BFE) durchgeführt und Anfang dieses Jahres auf der Webseite des BFE veröffentlicht. Die Forschenden hatten dafür eine ganze Reihe unterschiedlicher Verfahren mit all ihren Vorzügen und Nachteilen im Detail betrachtet. Die Umwandlung von Holzresten, Grünabfällen, Klärschlamm und anderer Biomasse erzeugt nicht nur Strom und Wärme. Darüber hinaus lässt sich auch Biomethan produzieren.

Abhängigkeit reduzieren

«Eine vollständige Autarkie werden wir beim Gas nicht erreichen, aber wir können die heutige extreme Abhängigkeit deutlich reduzieren», erklärt Schildhauer. Laut der Studie wären dafür zwei Schritte notwendig. Erstens müsste generell das Energiesystem stärker auf effiziente elektrische Technologien, wie etwa Wärmepumpen, umgestellt werden. Das reduziert den Gasbedarf bereits deutlich. Und zweitens sollte möglichst viel Biomethan aus Biomasse erzeugt werden.

Denn für viele Prozesse wird auch künftig Gas benötigt. «Dazu zählen nicht nur Gaskraftwerke, die bei einer Dunkelflaute einspringen müssen, wenn erneuerbare Energiequellen zu wenig Strom liefern», sagt Christian Bauer, der an der Studie mitgewirkt hat und am PSI zu Ökobilanzen arbeitet. Viele Hochtemperaturprozesse in der Industrie sowie Syntheseverfahren in der chemischen und pharmazeutischen Industrie werden auch künftig Gas benötigen.

Die Schweiz hat allerdings aufgrund ihrer Bevölkerungsdichte und Topografie keine Möglichkeit, Pflanzen nur zur energetischen Verwertung anzubauen. «Aber das Erdgas, das wir heute importieren, können wir zu einem guten Teil durch Biomethan aus eigenen Quellen ersetzen», so Bauer. Rund ein Viertel bis die Hälfte des künftig erwarteten Gasbedarfs könnten dann aus dem Inland stammen, so eines der Ergebnisse aus der Studie. Der Rest muss nicht mit dem Gastanker aus fernen Ländern kommen, sondern könnte auch aus anderen europäischen Ländern importiert werden, die mehr Agrar- und Waldfläche haben.

Anlagen und Infrastruktur intelligent kombinieren

Doch wie lässt sich die vorhandene Biomasse möglichst intelligent nutzen? «Wichtig ist es, immer das Gesamtsystem vor Augen zu haben, und nicht zu sehr kleinteilig auf kommunale Möglichkeiten zu schauen», erläutert Schildhauer die Ergebnisse seiner Analyse. Es macht etwa wenig Sinn, für die Warmwassererzeugung in einem Wärmenetz transportierbares Holz anstelle von Wärmepumpen zu nutzen, während woanders ein grosser Industriebetrieb das Holz oder das daraus erzeugte Biomethan für Hochtemperaturprozesse benötigt und stattdessen Energieträger importieren muss.

So gibt es Holzvergaser als kleine Anlagen – typischerweise von etwa 35 Kilowatt bis 1 Megawatt Leistung – oder als Grossprojekte. Bei den kleinen Anlagen findet die Verbrennung meist im selben Behälter statt wie die Gaserzeugung. Das führt zu einem nur teilweise brennbaren Gasgemisch, das man nicht direkt in das Gasnetz einspeisen kann. Bei grösseren Anlagen ist die Verbrennung aber meistens räumlich getrennt von der Vergasung. «Dann erhält man ein Produktgas, das frei von Stickstoff ist und sich zudem gut für die Methanisierung eignet», sagt Schildhauer. Mithilfe von Nickel-basierten Katalysatoren kann man das Kohlenmonoxid und Kohlendioxid im Gas in Methan und Wasser umwandeln. Das Wasser lässt sich durch Auskondensieren abtrennen, sodass man schliesslich Biomethan erhält. «Dieses können wir direkt in das Gasnetz einspeisen, dafür ist aber natürlich die entsprechende Netzinfrastruktur notwendig», so Schildhauer.

Wichtig ist dem Forscher dabei, dass die zur Methanerzeugung genutzte Biomasse nicht in Konkurrenz zur Produktion von Nahrungs- oder Futtermitteln steht. «Wir reden hier von Stoffströmen, die sich anders nicht verwerten lassen, und diese Mengen haben durchaus ein grosses Potenzial», sagt er. Der technische Reifegrad für die erforderlichen Anlagen ist bereits hoch. Schon in den nächsten Jahren könnten einige neue Vergasertypen die Marktreife erlangen. Der schrittweise Umbau des Energiesystems dürfte nach anfänglichen Investitionen dann auch die Preisausschläge bei weltweiten Krisen deutlich abmildern.

Text: Dirk Eidemüller

Über das PSI

Das Paul Scherrer Institut PSI entwickelt, baut und betreibt grosse und komplexe Forschungsanlagen und stellt sie der nationalen und internationalen Forschungsgemeinde zur Verfügung. Eigene Forschungsschwerpunkte sind Zukunftstechnologien, Energie und Klima, Health Innovation und Grundlagen der Natur. Die Ausbildung von jungen Menschen ist ein zentrales Anliegen des PSI. Deshalb sind etwa ein Viertel unserer Mitarbeitenden Postdoktorierende, Doktorierende oder Lernende. Insgesamt beschäftigt das PSI 2300 Mitarbeitende und ist damit das grösste Forschungsinstitut der Schweiz. Das Jahresbudget beträgt rund CHF 450 Mio. Das PSI ist Teil des ETH-Bereichs, dem auch die ETH Zürich und die ETH Lausanne angehören sowie die Forschungsinstitute Eawag, Empa und WSL.

Kontakt

Dr. Tilman Schildhauer
PSI Center for Energy and Environmental Sciences
Paul Scherrer Institut PSI

+41 56 310 27 06
tilman.schildhauer@psi.ch
[Deutsch, Englisch]

Christian Bauer
PSI Center for Energy and Environmental Sciences
PSI Center for Nuclear Engineering and Sciences
Paul Scherrer Institut PSI

+41 56 310 23 91
christian.bauer@psi.ch
[Deutsch, Englisch]

Originalveröffentlichung

Technologie-Monitoring. Verwertungsprozesse für Biomasse: Vergasung, Methanisierung und Pyrolyse
Thomas Nussbaumer, Tilman Schildhauer, Christian Bauer
Bundesamt für Energie, 1.1.2026
https://www.bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/stromversorgung/bundesgesetz-erneuerbare-stromversorgung.exturl.html/aHR0cHM6Ly9wdWJkYi5iZmUuYWRtaW4uY2gvZGUvcHVibGljYX/Rpb24vZG93bmxvYWQvMTI0NTk=.html

Medienmitteilung auf der Webseite des Paul Scherrer Instituts PSI:

https://www.psi.ch/de/news/medienmitteilungen/schweizer-biomethan-hat-potenzial