Biomasse
Es gibt mehrere definitorische Auslegungen des Begriffs Biomasse. Ökologisch betrachtet bezieht er sich auf die gesamte Stoffmasse aller lebenden und toten Tier- und Pflanzenarten. In der Energietechnik hingegen beschreibt er sämtliche biotische Stoffe, die Energie speichern und somit als Energiequellen genutzt werden. Biomasse zählt zu den erneuerbaren Energien.
Inhaltsverzeichnis
Was versteht man unter Bioenergie?
Nutzung biogener Stoffe
Arten der Energiegewinnung
Biogasanlagen
Kraftstoff
Feste Biomasse
Vor- und Nachteile von Biomasse als erneuerbare Energie
Vorteile
Alternative zu fossilen Energieträgern
Regionale Unabhängigkeit
Begrenztheit von Anbauflächen
Gefahr für Ökosysteme und die Klimabilanz
Schlechte Flächeneffizienz
Was versteht man unter Bioenergie?
Bioenergie ist eine Energieform, die durch die Umwandlung biogener Stoffe in elektrische Energie, Wärme oder Kraftstoff gewonnen wird. Die in der Biomasse von organischem Material chemisch gespeicherte solare Strahlungsenergie wird durch Oxidation, meist in Form von Verbrennung, wieder freigesetzt.
Nutzung biogener Stoffe
Biomasse wird auf verschiedene Weise vom Menschen genutzt. Zu den wichtigsten Nutzungsarten zählen dabei die Erzeugung von Lebens- und Futtermitteln sowie die Gewinnung von Energie (Holz, Biokraftstoff etc.). Energie wird beispielsweise durch die Herstellung von Biogas (meist Methan) zur Wärme- und Stromerzeugung oder die Synthetisierung von Treibstoff aus Pflanzenöl (Biodiesel) genutzt.
Biogasanlagen
Biogas entsteht durch chemische Vergärungsprozesse. Diese machen sich Biogasanlagen zu Nutze: Biomasse, also organische Reststoffe wie Pflanzen, Biomüll oder Gülle werden von Mikroorganismen in sogenannten Fermentern zersetzt. Dabei entstehen Gase (u. A. Methan und Kohlendioxid) unter Freisetzung von Wärme. Dies wird nun für die Herstellung von Strom oder zur Wärmeversorgung aufbereitet. Im Anschluss daran kann das Biogas problemlos ins Erdgasnetz eingespeist werden. Auch die vergorene Biomasse ist keineswegs nur Abfallprodukt – sie wird als natürlicher Dünger in der Landwirtschaft weiterverwendet.
Die Herstellung von Biogas bietet viele Vorteile: es ist klimaneutral, nutzt nachwachsende Rohstoffe und ist ortsunabhängig herstellbar. Hinzu kommt, dass Energie in Form von Strom oder Wärme dezentral und zudem unabhängig von Witterungsbedingungen gewonnen und eingespeist werden kann. Dadurch leistet Biogas einen Beitrag zur Energieunabhängigkeit von Deutschland.
Kraftstoff
Biokraftstoffe können auf zwei verschiedene Arten gewonnen werden. Eine Möglichkeit ist es, durch chemische Reaktionen aus Ölpflanzen (Raps, Soja) mit Hilfe von Alkohol und einem Katalysator Biodiesel herzustellen.
Die andere Möglichkeit ist die Herstellung von Bioethanol durch die Vergärung von Pflanzen und deren Bestandteilen. Das erzeugte Bioethanol kann dann als Beimischung zu herkömmlichem Benzin genutzt werden.
Feste Biomasse
Durch die Verbrennung von Holz lässt sich Wärme oder Strom erzeugen. Dies gilt als CO2-neutral, solange das Verhältnis von entnommenem Rohstoff aus der Umwelt und der verbrannten Masse identisch ist. Denn Holz als Rohstoff speichert während der Wachstumsphase etwa genauso viel CO2, wie durch seine Verbrennung wieder freigesetzt wird.
Vorteile
Alternative zu fossilen Energieträgern
Bei der Erzeugung von Wärme und Strom durch Verbrennung wird weniger CO2 freigesetzt, als bei der Förderung und Verbrennung von konventionellen Energieträgern wie Kohle oder Erdöl. Das hat wiederum einen positiven Effekt auf die Höhe der CO2-Steuer, die im Verhältnis zu erzeugter Energie entsprechend niedriger ausfällt. Als erneuerbare Energie hat Bioenergie zudem einen wesentlich kürzeren Reproduktionszyklus als fossile Energieträger.
Regionale Unabhängigkeit
Biomasse fällt überall auf der Welt an und kann deshalb, beispielsweise in Biogasanlagen, unabhängig von lokalen Gegebenheiten genutzt werden. Dadurch ergibt sich ein nicht zu unterschätzendes Potenzial für ländliche Regionen, da Landwirte ein zusätzliches Einkommen generieren können. Biomasse und elektrische Energie aus Windkraft und Solarthermie werden damit zum konjukturellen Sprungbrett für ländliche Regionen, die Städte künftig mehr und mehr mit erneuerbarer Energie versorgen.
Nachteile
Begrenztheit von Anbauflächen
Energiepflanzen brauchen Platz – Platz der zur Nahrungsmittelproduktion somit nicht mehr zur Verfügung steht. Genauso steht es um die Nutzung von Flächen für Windkraft und Solartechnik. Daraus ergibt sich auf kurz oder lang ein Konflikt, hervorgerufen durch den Konkurrenzkampf um Nutzflächen. Dieser wird sich im Laufe der Zeit weiter zuspitzen, denn mit steigender Nachfrage nach biogenen Stoffen als Alternative zu konventionellen Energieträgern müssen weitere Kapazitäten erschlossen werden, was wiederum weitreichende Folgen für die Nahrungs- und Futtermittelproduktion haben wird.
Gefahr für Ökosysteme und die Klimabilanz
Auf den ersten Blick sieht die CO2-Bilanz von Bioenergie grün aus. Ökologisch sinnvoll ist die Gewinnung von Bioenergie (beispielsweise durch Biogas) jedoch nur unter bestimmten Vorzeichen. Sobald für Anbauflächen Teile des Regenwaldes gerodet werden, oder lange Transportwege für Energiepflanzen zu Biogasanlagen erforderlich werden, bewirkt dies eine Umkehr der positiven CO2-Bilanz von Bioenergie. Die Nachhaltigkeit ist in diesen Fällen nicht mehr gegeben.
Schlechte Flächeneffizienz
Berechnungen zufolge ist die Flächeneffizienz von Bioenergie im Vergleich zu den erneuerbaren Energien Windkraft und Solarenergie eher schlecht. Dies gilt auch für die Umwandlung in andere chemische Energieträger. Das macht eine flächendeckende Energieversorgung durch Bioenergie sehr unwahrscheinlich.
Rolle bei der Energiewende
Biomasse ist der erneuerbare Energieträger, der nach Wind den größten Anteil zur Treibhausgasvermeidung in Deutschland beisteuert – vor Photovoltaik. Wie die Grafik zeigt, beläuft sich der Anteil auf 27,2 Prozent.
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