Shikaoi auf Hokkaido: Biogas aus Rindergülle, Biomethan und Wasserstoff für lokale Fahrzeuge

Shikaoi, eine Milchwirtschaftsgemeinde auf Hokkaido, ist eines der am häufigsten zitierten Beispiele für die Verbindung von landwirtschaftlichem Biogas mit Wasserstoff. Laut WSEW (Sankei Shimbun, Juni 2024) zählt die Gemeinde knapp über 5200 Einwohner und ca. 21.000 Milchkühe, und das Umweltschutzzentrum (Environmental Conservation Center) ist seit Oktober 2007 in Betrieb. Die Anlage kann täglich den Mist von 1870 Rindern verarbeiten; vergoren werden auch Lebensmittelabfälle und Schlämme. Das Biogas treibt zwei Gasgeneratoren an, und der überschüssige Strom wird an Hokkaido Electric Power verkauft.

Biogasanlage und Wärme

Der Rohstoff kommt von den umliegenden Milchviehbetrieben. Die Abwärme aus der Energieerzeugung wird seit 2014 in Gewächshäusern auf dem Anlagengelände genutzt, in denen u. a. Mangos, Süßkartoffeln und Tomaten angebaut werden; im Rahmen eines Demonstrationsprojekts dient die Wärme auch zur Temperaturregelung in Störzuchtbecken. Die Gesamtkosten für den Bau des Zentrums beliefen sich auf 1,745 Mrd. Yen, von denen die Gemeinde dank Zuschüssen der Landesregierung und von Hokkaido 350 Mio. Yen trug. Im Jahr 2016 wurde in einem anderen Teil der Gemeinde eine zweite Anlage in Betrieb genommen, die den Mist von 3000 Rindern täglich verarbeiten kann. Die Gebühr für die Nutzung beider Zentren beträgt 12.570 Yen pro Rind und Jahr; anfangs reagierten die Landwirte negativ auf die neuen Kosten, doch da sich der Arbeitsaufwand bei der Düngerherstellung aus Mist verringerte, wurde laut der Gemeinde kein einziger Vertrag gekündigt. Von ca. 80 Milchviehbetrieben in der Gemeinde nutzen ca. 30% die Mistverarbeitung.

Der Weg zum Wasserstoff

Die feierliche Eröffnung der Shikaoi Hydrogen Farm fand am 24. Januar 2017 statt. Laut der World Biogas Association wird das Biogas aus der Vergärung von landwirtschaftlichen Abfällen und Mist der umliegenden Betriebe in Membranseparatoren vom Typ Air Products PRISM PB aufbereitet, und das entstehende Biomethan dient vor Ort der Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff, aus dem Wärme, Strom und Kraftstoff für Fahrzeuge entstehen. Laut Hydrocarbon Engineering lieferte Air Products außerdem die Technologie der Tankstelle SmartFuel, und am Standort wurde die erste Wasserstofftankstelle für Fahrzeuge auf Hokkaido installiert, die Fahrzeuge und Gabelstapler versorgt; Partner des Projekts waren außerdem Air Water, Kajima und Nippon Steel & Sumikin Pipeline & Engineering. Der Wasserstoff kehrt als erneuerbare Energiequelle zu den umliegenden Landwirten und benachbarten Einrichtungen zurück. Die Anlage wurde als erste in Japan beschrieben, die landwirtschaftliche Abfälle als Wasserstoffquelle nutzt. Das Projekt war eine fünfjährige Demonstration, die vom Umweltministerium Japans unterstützt wurde.

Laut WSEW wird Wasserstoff aus Methan aus Biogas heute an der Tankstelle „Shikaoi Hydrogen Farm“ verkauft, die im Mai 2022 von zwei privaten Unternehmen gebaut wurde. Sie ist die einzige Tankstelle in Japan, die Wasserstoff aus tierischen Ausscheidungen aus der Nutztierhaltung verkauft; die Gemeinde setzt zudem in einigen Dienstfahrzeugen Brennstoffzellen ein, und die Tankstelle wird von Touristen besucht, die mit Wasserstoffautos durch Hokkaido reisen.

Hintergrund: Biogas in der Rinderhaltung auf Hokkaido

Agriland (März 2025) gibt unter Berufung auf die Regierung Japans an, dass auf Hokkaido über 800.000 Milchkühe leben und die Insel 50% der landesweiten Milchproduktion stellt. Professor Shiho Ishikawa von der Universität Hokkaido schätzt, dass eine Milchkuh täglich ca. 65 kg Mist erzeugt und aus einer Tonne 30–35 m³ Biogas gewonnen werden können. Laut derselben Quelle wurden seither auf Hokkaido ca. 140 Biogasanlagen installiert – von kleinen Anlagen einzelner Betriebe bis zu großen, die von Kommunen und Forschungsinstituten betrieben werden; die Energie aus Biogas versorgt die täglichen Arbeiten auf den Höfen (Füttern, Tränken, Melken, Milchkühlung) und senkt so die Stromrechnungen. Prof. Ishikawa betont den Grundsatz der „Kreislaufwirtschaft in der Landwirtschaft“ (circulation farming): gesunder Boden, gutes Futter für die Kühe und Rückführung der Abfälle auf die Felder, wobei die Mistverarbeitung den Arbeitsaufwand und die Kosten für dessen Verwertung verringert. Agriland fügt hinzu, dass in Shikaoi aus dem Mist ein geruchloser Flüssigdünger (Gärrest) sowie Biogas entsteht.

Fazit

Shikaoi ist ein Beispiel für einen lokalen „geschlossenen Kreislauf“: Gülle – Biogas – Energie, Wärme und Kraftstoff. Der Maßstab ist jedoch gering, und die Gemeinde erwägt den Bau weiterer Anlagen, da die Kapazität der bestehenden nicht ausreicht, um alle Betriebe zu erfassen. Für Polen ist dieses Beispiel eher eine organisatorische Anregung (Gebühr pro Rind, Nutzung der Wärme in Gewächshäusern) als ein technologisches Vorbild: Die Wahl von Wasserstoff ist dort sinnvoll, wo ein Markt für Brennstoffzellen und öffentliche Förderung vorhanden sind.