Biomasse Energie

Energie aus Biomasse

Die Biomasse hat ein großes Potenzial. Die Potenziale der Biomasse sind enorm. Weltweit ist Biomasse die am weitesten verbreitete Form der erneuerbaren Energien. Im Rahmen des Energie-Trialogs wurden Studien zum Potenzial der erneuerbaren Energien in der Schweiz durchgeführt. Heutzutage kann Energie aus Biomasse in hocheffizienten Energieanlagen gewonnen werden.

Wusstest du, dass....

Unter Biomasse versteht man vor allem Pflanzenmaterial, das nicht durch die geologischen Vorgänge beeinflusst wurde (im Unterschied zu fossilien Energieträgern wie Öl, Steinkohle oder Erdgas). Entscheidender Vorteil: Wird Biomasse zur Energieerzeugung genutzt, wird nur so viel Kohlendioxid frei, wie bisher in der Biomasse eingebunden war. Biomasse ist daher im Grunde genommen umweltneutral.

Alle diesbezüglichen Meldungen sind beim BFE zu erhalten. Es wird zwischen holzbefeuerter Biomasse (Waldholz, Feldholz, Altholz, Restholz usw.) und anderer Biomasse (Hofdünger wie Jauche und Dünger, Erntereste, Lebensmittelabfälle, Gastro- und Grünabfälle aus dem Haushalt usw.) unterschieden. In der Schweiz spielt der Anbau von Energierohstoffen kaum eine Bedeutung - Anlagen wie Raps oder Missa. Diese werden speziell zur Energieerzeugung kultiviert.

Holzähnliche Biomasse wird hauptsächlich verfeuert und zur Wärmeerzeugung genutzt. Andere (weniger holzige) Biomasse kann in einer Gasanlage zu Bioerdgas fermentiert und dann in einem Heizkraftwerk in Elektrizität und Wärme umgesetzt oder zu Brennstoff verarbeitet werden. Im Informationszentrum www.biomassesuisse.ch erfahren Sie alles über die Erzeugung, Vermarktung und Verwendung von Energie aus anderer Biomasse (ohne Holz).

Biotechnologie - ein breites und vielschichtiges Gebiet

Die Bereitstellung von bioenergetischer Energie in gasförmiger Form kann als Bio- oder Biomethan erfolgen. Für die Bereitstellung von Energie steht ein breites Spektrum zur Auswahl. Aufgrund der Vielseitigkeit der Rohstoffe und Umwandlungstechnologien ist es möglich, die Biotechnologie in allen energiereichen Bereichen zu nutzen: als Kraftstoff im Transportwesen (für Otto-, Diesel-, Erdgas- und Elektrofahrzeuge), zur Wärmeerzeugung im Haushalt, zur Prozesswärme im Industriebereich und zur Stromproduktion, wodurch Strom und Wärmeerzeugung kombiniert werden können.

Die traditionelle, simple, überwiegend ineffizientere Verwertung von Hölzern, Holzkohlen, land- und forstwirtschaftlichen Rückständen und Mist zu Energiezwecken ist gelungen. Gerade in den so genannten Entwicklungsländer ist dies oft der einzige Weg zu Energie, vor allem zum Essen. Der aktuelle Status der Bioenergienutzung in Deutschland ist im Beitrag "Erneuerbare Energie in Zahlen" zu ersichtlich.

Im Prinzip steht die energieeffiziente Biomassenutzung in Wettbewerb zu anderen Nutzungsmöglichkeiten. Speziell auf fruchtbarem Ackerland angebauten Nutzpflanzen konkurrieren in direktem Wettbewerb mit der Lebens- und Futtermittelherstellung, aber auch mit der Materialnutzung, z.B. für bio-basierte Kunststoffe an sich. Das Bevölkerungswachstum, der steigende Fleischverbrauch in den Emerging Markets, der Klimawechsel und die Entwicklung der Biotechnologie dürften auf lange Sicht zu Preiserhöhungen bei landwirtschaftlichen Erzeugnissen aufkommen.

Mit der Renewable Energies Directive 2009/28/EC werden bindende Anforderungen an die Nachhaltigkeit flüssiger Bioenergiequellen und ein Ziel von zehn Prozentpunkten für erneuerbare Energieträger im Transportwesen festgelegt. Lediglich Biokraftstoffe, die diese Anforderungen erfuellen, können auf die Verpflichtungszusagen der Mitgliedstaaten für erneuerbare Energieträger angerechnet werden. Unter anderem sieht die Direktive vor, dass Biomasse nicht aus Land stammt, das durch Rodungen oder Entwässerungen von moorigen Böden entstanden ist oder das als Grasland mit einer hohen biologischen Vielfalt zu klassifizieren ist.

Im Jahr 2009 hat Deutschland die EU-Richtlinie in innerstaatliches Recht umgestellt. Zusätzlich zu diesen bindenden Anforderungen gibt es freiwillig Initiative für eine dauerhaftere Verwendung der Biotechnologie. Dazu gehört der Entwicklungsprozess der ISO 13065 Standard "Sustainable Bioenergy" und die Globale Bioenergiepartnerschaft (GBEP). Bei der Gegenüberstellung der unterschiedlichen Technologien zur Erschließung erneuerbarer Energiequellen ist der entsprechende Flächenverbrauch ein wesentliches Kriterien.

Diverse Untersuchungen, wie z.B. die "Langfristigen Szenarien und Konzepte zum Aufbau erneuerbarer Energien", haben ergeben, dass Wind- und Sonnenenergie der Biomasse in Bezug auf die Landnutzungseffizienz weit überlegen sind. Gleiches trifft auf die Umsetzung von Wind- und Sonnenenergie in elektrische Energiespeicher wie Methan oder Wasser. Die angebaute Biomasse wird aufgrund des hohen Platzbedarfs in Zukunft nur noch sehr wenig zur Energiebereitstellung aus rein mathematischen Gründen beizutragen vermögen.

Neben der widersprüchlichen Kulturbiomasse gibt es aber auch andere Biomassenquellen, von denen einige teilweise gar ökologische Nebenwirkungen haben. Die Gärung von Flüssigdünger zum Beispiel bringt nicht nur Energie, sondern verwandelt die Flüssigdünger auch in einen bodenschonenderen Mist. Mit der energetischen Verwertung von Grünabfällen aus der Landespflege, der biologischen Siedlung und den Industrieabfällen sind auch keine schwerwiegenden biologischen und sozio-ökonomischen Gefahren verbunden und zwar unter der Voraussetzung, dass gewisse Bedingungen erfüllt sind.

Das Energiepotenzial aus biotechnologischen Abfällen und Restmaterialien ist im Großen und Ganzen vergleichsweise gering. Allerdings können sie eine wichtige Rolle bei der Umwandlung in ein neuartiges Energieversorgungssystem spielen. Wir haben diese Empfehlungen im Leitfaden "Globale Flächen und Biomasse umweltgerecht und Ressourcen schonend nutzen" formuliert. Der Bioenergieanteil an den regenerativen Energieträgern in Deutschland ist zurzeit volumenmäßig am höchsten.

Dies wirft die Fragestellung auf, ob die Energierevolution möglich ist, ohne den Aufbau von bioenergetischer Energie auf der Grundlage von angebauter Biomasse. Wir haben in der Untersuchung "Energieziel 2050: 100% Elektrizität aus erneuerbarer Energie" nachgewiesen, dass eine erneuerbare Energieversorgung ohne Primärenergie im Jahr 2050 möglich ist. In der Heizungsbranche können durch die Gebäudesanierung große Einsparungspotenziale genutzt werden und der Restbedarf kann auch durch Solar- und Erdwärme, Regenerativstrom, Wasser oder Methan abgedeckt werden.

Auch im Transportwesen ist eine erneuerbare, klimaschonende Wärmeversorgung grundsätzlich ohne Biotreibstoffe möglich. Diese Mischung kann erneuerbare Elektrizität und in begrenztem Maße liquide Biobrennstoffe aus Abfällen und Restmaterialien beinhalten. Darüber hinaus können gasförmige oder fluessige Brennstoffe verwendet werden, die mit regenerativer Energie aus dem atmosphärischen Kohlendioxid (PtG oder PtL) erzeugt werden.

Doch selbst bei der wirksamen Durchführung von Energieeinsparmaßnahmen würde dieser Weg immer noch große Mengen an Elektrizität, Wasser und Kohlenwasserstoff erfordern. Zusammengefasst heißt das, dass der erfolgreiche Abschluss der Energiesystemtransformation nicht mit dem Aufbau der Windenergie verbunden ist. Im Allgemeinen wird das Brennholz als klimaschonender Energieträger betrachtet. Das ist jedoch nur dann der Fall, wenn maximal so viel Material aus dem Forst entfernt wird, wie in der selben Zeit zurückwächst.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Klimaschutzes ist die werkstoffliche Verwertung von Holzwerkstoffen, da auch alternative Fossilien substituiert werden können. Bei der energetischen Verwertung von Rundholz und Schwächeholz sollte dies so effektiv und emissionsfrei wie möglich erfolgen. Weitere Hinweise zum umweltschonenden Beheizen mit Brennholz finden Sie im Leitfaden für eine korrekte und saubere Beheizung.

Der Abbau von Biomasse erfolgt in einer Biogasanlage mit Unterstützung von Keimen unter Ausschluß von Sauerstoffen (anaerob) und führt zu einem Biogas. Das Rohstoffbiogas kann zur Erzeugung von Elektrizität und Fernwärme unmittelbar vor Ort in einem Heizkraftwerk oder in erdgasähnlicher Qualität verarbeitet und in das Erdgassystem eingespeist werden. So kann es standortunabhängig in den Bereichen Elektrizität, Fernwärme und Verkehr eingesetzt werden.

Die Zahl der Biogaserzeugungsanlagen ist in den Jahren 2007 - 2014 deutlich gestiegen. Durch das EEG 2014 wurde die Subventionierung von Biokraftwerken reduziert. Um den nach dem EEG erzeugten Strom zu finanzieren, mussten sich seit Auslaufen des EEG 2017 Biogaserzeugungsanlagen mit mehr als 150 Kilowatt an einer Ausschreibung mitwirken. Seither ist der Ausbau von Biogaserzeugungsanlagen deutlich gesunken.

In Deutschland wurden Ende 2016 rund 8.700 Biogaserzeugungsanlagen inklusive Betriebsanlagen mit Aufrüstung zu Biomethan in Betrieb genommen (DBFZ 2017). Der aktuelle Status der Bedeutung von Bioerdgas bei der Stromproduktion in Deutschland ist im Beitrag "Erneuerbare Energieträger in Zahlen" zu ersichtlich. In dem Beitrag "Biogasanlagen" wird auf die werksspezifischen Umweltbelange bei der Biogasproduktion und die Immissionsschutzanforderungen an eine Biogasanlage eingegangen.

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