Biomasse

In Deutschland wird mehr Strom erzeugt als verbraucht. Dieser Überschuss lag 2017 bei einem Höchststand von 55 TWh und wurde exportiert. Die Energieträger sowie die Stromerzeugung haben sich in den letzten 20 Jahren drastisch verändert. Braunkohle, Kernenergie und Steinkohle haben als Energieträger an Bedeutung stark eingebüßt. 2020 beträgt der Anteil aller drei Energielieferanten weniger als 50 %. Das ist auf die erhöhte Stromerzeugung durch Offshore-Windenergieanlagen sowie Erdgas zurückzuführen. Aufgrund des Ausstiegsbeschlusses (Kernenergie) mit dem Atomgesetz (AtG) aus 2002 erfuhr die Kernenergie eine drastische Abnahme. Mineralöl hat etwas an Bedeutung verloren. Erdgas ist nach wie vor ein wichtiger Energielieferant.

Die Entwicklung zur erneuerbaren Energie ist auf das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) zurückzuführen. Der diesbezügliche Anteil hat sich daher mehr als verzehnfacht. Dazu zählen Energiequellen wie Windenergie, Wasserkraft, Biomasse, Fotovoltaik, Geothermie und der biogene Anteil des Abfalls. Bis 2000 entfiel der Hauptanteil an erneuerbarem Strom auf Wasserkraft. Danach wurde diese Energiequelle durch Biomasse-, Windkraft- und Fotovoltaikanlagen abgelöst.

In Deutschland hängt der Strommix sehr von den regionalen Gegebenheiten ab. An Ruhr und Saar sind die Transportwege (Binnenschifffahrt) günstig und die Steinkohlereviere im Rheinland, in den neuen Bundesländern sowie im Lausitzer Revier favorisieren naturgemäß Braunkohle als wichtigsten Energieträger. Strom aus Kernkraftwerken wird nur in den alten Bundesländern erzeugt. Die Nutzung der Windenergie entfällt naturgemäß auf den Norden Deutschlands. Im Süden sind vor allem Wasserkraft- und Fotovoltaikanlagen vorzufinden.

Biomasse als Energielieferant in Deutschland!

Biomasse besteht aus Pflanzen und ist sehr oft ein biologisches Abfallprodukt. In der Energietechnik wird darunter energietechnisch nutzbare Biomasse verstanden. Diese besteht aus pflanzlichen und tierischen Erzeugnissen. Biomasse wird nach dem Wassergehalt, der Lebendigkeit und der Herkunft unterschieden. In Deutschland wird Biomasse in fester, flüssiger und gasförmiger Form genutzt. Dies können Holz, Bioabfälle, Biogas, etc. sein. Je nach Energielieferant gibt es Biomasseheizwerke, Biomasseheizkraftwerke und Biogasanlagen. Gefördert wird die nachhaltige Entwicklung durch die Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung (BioSt-NachV). Zum Heizen sind Biomasseanlagen wie zum Beispiel Hackschnitzelheizungen oder Pelletheizungen schon länger bekannt. Die Stromerzeugung mit Biomasse hingegen ist für viele Menschen Neuland.

Wie entsteht elektrischer Strom aus Biomasse?

Biomasse wird in einem Kondensationskraftwerk verbrannt und bringt Wasser zum Sieden. Somit wird Dampf und Überdruck erzeugt. Mit der Druckdifferenz wird in einer Dampfturbine Strom erzeugt. Damit das System effizient genutzt werden kann, wird auch die anfallende Abwärme genutzt. Dies wird als Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet. Auf diese Art und Weise wird ein sehr hoher Wirkungsgrad erreicht. Dies kann 80 Prozent und manchmal sogar mehr ausmachen. Zur Stromerzeugung werden Motoren verwendet (Gas-Otto-Motor). Erreicht ein Kraftwerk 20 Megawatt Leistung, wird es Heizkraftwerk genannt. Blockheizkraftwerke werden alle bis zu 500 Kilowatt genannt. Kraft-Wärme-Kälteanlagen können sowohl zur Wärmeerzeugung als auch Klimatisierung eingesetzt werden.

Strom aus Biogas!

Biogas war bis 2014 ein sehr gute Energiequelle zur Stomerzeugung. Durch das EEG 2014 kam es jedoch auf dem Biogassektor zum Stillstand. Klärgas unterscheidet sich signifikant vom landwirtschaftlichen Biogas. Klärgas wird im Gegensatz zu Deponiegas in BHKW zur Wärme- und Stromerzeugung verwendet.

Holz als Energiequelle für die Stromerzeugung!

Holzkraftwerke sowie Holzvergaseranlagen werden auch in Deutschland effizient genutzt. Vor allem in der Zellstoff- und Papierindustrie werden Abfälle wie Rinde, Reststoffe und Schwarzlauge zur Wärme- und Stromerzeugung verwendet. Die Leistung liegt bei ca. 2.000 MW.

Strom aus Ölen, lohnt sich das?

Raps-, Soja-, Palm- und andere Pflanzenöle werden in BHKW (Blockheizkraftwerken) zur Stromerzeugung genutzt. Die Leistung ist jedoch relativ gering, daher kommt diese Art der Stromerzeugung weniger Bedeutung zu. Ein Grund dafür war die Novellierung des EEG, in der verboten wurde, dass nicht nachhaltig hergestelltes Öl verwendet wird. Die Biomasse, die verarbeitet werden soll, muss den Nachhaltigkeitsstandards der EU-Richtlinie vollkommen entsprechen. Darüber hinaus darf zum Beispiel das Palmöl nicht von gerodeten Regenwaldflächen stammen.

Neueste Errungenschaften auf dem Biomassesektor!

Plastik war seinerzeit der Rohstoff schlechthin, da er sehr langlebig und vielseitig verwendbar war. Leider hat er sich im Laufe der Jahre als "Geisel" der Menschheit herausgestellt. Deswegen haben Forscher in den letzten Jahren versucht, "Biokunststoff" herzustellen. Dieser ist aus umweltfreundlichem Material wie Zuckerrohr, Weizen und Mais, manchmal auch aus tierischen Komponenten. Diese Stoffe zerfallen schnell, wachsen nach und geben sehr wenig schädliches CO2 ab.

Welche Vorteile und Nachteile hat Biomasse für die Stromgewinnung?

Ganz besonders umweltfreundlich wird die Produktion, wenn Abfall verwertet wird. So müssen keine neuen Rohstoffe angetastet werden und es gibt weniger Müll. Aber auch hier kommt es zu Emissionen. Sind auch diese aber dem Produktionsprozess wieder zuführbar und ebenfalls verwertbar, umso besser! In wasserreichen Regionen eignet sich dieser Rohstoff besonders gut.

Auch Windparks bieten immer mehr Angriffsfläche für Kritik. Hier kommt es jedoch auf die Größe und den Standort des Parks an. Elektrosmog sollte in Wohngebieten vermieden werden. Aber auch Offshore-Windparks müssen sich herber Kritik stellen, die besagt, dass Elektrosmog auf See zum Beispiel die Ortungssignale der Wale empfindlich stört. Einige Kreuzfahrtschiffe sparen sich die Gebühren und entsorgen ihren Müll einfach auf hoher See. Einige Unternehmen haben sich nun darauf spezialisiert, diesen Müll wieder einzusammeln und aufzubereiten.

Biomasse ist ein guter nachhaltiger Weg. Allerdings muss darauf geachtet werden, dass die Stromerzeugung nicht mehr Energie "frisst" als sie produziert.

Ein großer Nachteil liegt im Anbau der Ausgangsprodukte. Meist wird in Monokultur angebaut. Somit wird der Boden ausgelaugt und bestimmte Schädlinge vermehren sich. Wird Weizen, Mais und Soja als Energiequelle verwendet, steigen die Preise für diese Lebensmittel. Als Grundnahrungsmittel müssen sie natürlich auch zum Verzehr angebaut werden. Da es jedoch wenige große Flächen gibt, vertrauern sich dadurch die Lebensmittel.

Der große Vorteil besteht vor allem in der Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit. Holz wächst nach, Lebensmittel können immer wieder angebaut werden und Bioabfälle gibt es ausreichend. In Alpenländern steht reichlich Wasser und das zur Stromerzeugung notwendige Gefälle zur Verfügung. Im Flachland und an der Nordseeküste sorgt ausreichend Wind für die nötige Energie.

Die Vorteile überwiegen klar die Nachteile.

Wie sieht die zukünftige Entwicklung der Stromquelle „Biomasse“ aus?

Da Biomasse die Nutzung der schrumpfenden fossilen Brennstoffe reduziert, trägt sie zum Klimaschutz aktiv bei. Diese Energiequelle ist sowohl in festem, flüssigem als auch gasförmigem Zustand verwendbar und vielseitig einsetzbar. Darüber hinaus kann Biomasse sowohl zur Erzeugung von Strom als auch als Heizquelle sowie Material für vielerlei Zwecke verwendet werden.

Wird der Anbau gezielt und mit Augenmaß forciert, lässt sich damit auch die Lebensqualität der Menschen verbessern. Biomasseanlagen produzieren zwar auch Abfall und Abgase, aber weitaus weniger als Industrieanlagen. Darüber hinaus wird dadurch auch die Attraktivität des ländlichen Raums für die Besiedelung gestärkt.

In Jünde (Niedersachsen) wurd das erste Bioenergiedorf geschaffen. Der gesamte Ort wird mit erneuerbarem Strom und nachhaltig produzierter Wärme versorgt. Biomasse wird durch eine BHKW verarbeitet.

Wo besteht Bedarf nach Verbesserung?

Der Anbau von Lebensmittelpflanzen konkurriert momentan mit jenem für die Energiegewinnung. Darüber hinaus muss das natürliche Ökosysteme unbedingt geschützt werden. Hier fehlt das gesunde Gleichgewicht. In Deutschland werden derzeit zwölf Prozent landwirtschaftlicher Nutzflächen zur Bepflanzung für Raps (Biosprit) genutzt. Diese Fläche gehen für die Lebensmittelproduktion verloren.

Darüber hinaus muss die Herstellung von Biomasse effizienter werden. Diese ist in den meisten Fällen sehr kostenintensiv.

Da die Herstellung von Biomasse vielerorts Neuland ist, müssen die Voraussetzungen, der Zugang, der Anbau, der Markt, etc. besser geregelt werden. Das Thema ist sehr komplex. Daher ist es unbedingt notwendig, umfassende Regeln aufzustellen. Es sollte nicht überall und von jedem Pflanzen für die Biomasseproduktion angebaut werden dürfen. Alle übrigen landwirtschaftlichen Produkte sind bis ins kleinste Detail geregelt. Die Herstellungsverfahren für Biomasse sollten auch genormt und gesundheitstechnisch überprüft werden können. Darüber hinaus muss natürlich der Markt auch mit übrigen Märkten harmonisieren. Es kann nicht sein, dass Lebensmittel so teuer sind, dass sie sich niemand mehr leisten kann.

Biomasse ist nur dann vorteilhaft, wenn es gelingt, die Nachteile zu minimieren und dass zukünftige Generationen keinen neuen Typ „Klimawandel“ zu bewältigen haben.