Biomasse,
wie man die durch die Photosynthese umgewandelte Solarstrahlung
üblicherweise bezeichnet, wird im Hinblick auf eine Energiebereitstellung
in Primär- und Sekundärprodukte unterteilt. Hierbei versteht
man unter den Primärprodukten jene Biomassen, die direkt
aus der Sonnenenergie entstanden sind; hierzu gehören
Produkte aus einem Energiepflanzenbau wie schnellwachsende
Bäume oder Energiegräser, pflanzliche Rückstände und Nebenprodukte
aus der Land- und Forstwirtschaft wie Stroh oder Restholz
sowie Abfälle aus Haushalten, Gewerbe und Industrie wie
Gemüseabfälle oder Altholz. Sekundärprodukte entstehen
demgegenüber durch Ab- und Umbau der Primärprodukte in
höheren Organismen; dazu gehören etwa Gülle, Klärschlamm
oder Schlachthofabfälle.
Biomasse
und ihre Aufbereitung
Diese Biomassen können - entsprechend der Vielfalt der
anfallenden organischen Stoffströme - mit Hilfe einer
Vielzahl unterschiedlicher Techniken und Verfahren zur
Deckung der Energienachfrage eingesetzt werden. Den verschiedenen
zum Einsatz kommenden Arten an Biomasse, also Waldrestholz,
Rapssaat, Weizen, Gülle oder Klärschlamm, entsprechen
jeweils unterschiedliche End- oder Nutzenergieträgern
wie Wärme, Strom, Ethanol oder Biodiesel. Nur im einfachsten
Fall wird etwa Holz nach dem Einschlag und einer mechanischen
Aufbereitung (Zerkleinerung zu Hackschnitzeln) in einer
Feuerungsanlage verbrannt, um damit die Wärmenachfrage
eines Einfamilienhauses zu decken. Für zahlreiche Anwendungen
wie den Antrieb von Pkw- oder Lkw-Motoren oder die Stromerzeugung
mit einer Gasturbine ist es jedoch notwendig, flüssige
oder gasförmige Sekundärenergieträger aus Biomasse herzustellen.
Die hierfür benötigten Umwandlungsverfahren können in
thermochemische, physikalisch-chemische und biochemische
Umwandlungsverfahren eingeteilt werden . Bei den thermochemischen
Veredlungsverfahren erfolgt die Umwandlung der Biomasse
in erster Linie unter dem Einfluß von Wärme. Hier wird
zwischen der Vergasung, Verflüssigung und Verkohlung unterschieden,
durch die jeweils gasförmige (Produktgas), flüssige (Pyrolyseöl)
und feste Bioenergieträger (Holzkohle) erzeugt werden.
Bei der physikalisch-chemischen Umwandlung erfolgt die
Brennstoffgewinnung dagegen durch Pressung und/oder Extraktion
der Biomasse. Das hierbei produzierte Pflanzenöl kann
anschließend entweder in seiner Reinform verwendet oder
auch nach einer chemischen Umwandlung zu Pflanzenölmethylester
(PME, beziehunsgweise Biodiesel) als Treibstoff eingesetzt
werden. Bei den biochemischen Veredlungsverfahren erfolgt
die Umwandlung der Biomasse mit Hilfe von Mikroorganismen.
So entsteht beispielsweise beim anaeroben Abbau organischer
Masse Biogas und durch eine alkoholische Gärung Ethanol.
Stand
der Technik unterschiedlich
Der Stand der Technik dieser verschiedenen Möglichkeiten
ist sehr unterschiedlich. Während beispielsweise die Verbrennung
von Holz seit Jahrzehnten erfolgreich praktiziert wird,
befindet sich die Bereitstellung von Pyrolyseöl noch im
Forschungs- und Entwicklungsstadium. Vor diesem Hintergrund
spielen - auch aufgrund ökonomischer Gesichtspunkte -
in Deutschland bisher nur die Verbrennung von Festbrennstoffen
zur Wärme- und gegebenenfalls Stromerzeugung, die Produktion
von Biokraftstoffen in Form von Biodiesel und die Erzeugung
von Biogas zur Nutzung in Blockheizkraftwerken eine gewisse
Rolle.
Ökologische
und energiewirtschaftliche Vorteile ...
Dabei
ist die Nutzung von Biomasse durch eine ganze Reihe von
ökologischen und energiewirtschaftlichen Vorteilen gekennzeichnet.
Biomasse weist in Deutschland ein technisches Potential
in einer energiewirtschaftlich relevanten Größenordnung
auf. Auch sind die Kohlendioxid-Emissionen, die bei der
Verbrennung von Biomasse freigesetzt werden, nicht klimarelevant,
da das Kohlendioxid zuvor von den Pflanzen aus der Atmosphäre
aufgenommen wurden; im Vergleich zu der Nutzung fossiler
Energieträger wird dadurch der anthropogene Treibhauseffekt
nicht verstärkt. Daneben kann es auch bei einer Vielzahl
weiterer energiebedingter Stoff-Freisetzungen (z.B. Schwefeldioxid)
beim Ersatz fossiler durch biogene Energieträger zu entsprechenden
Minderungen kommen; dies gilt auch dann, wenn der gesamte
Lebensweg im Rahmen einer Lebenszyklusbetrachtung untersucht
wird. Auch hat die Nutzung von Biomasse diverse Vorteile
für den ländlichen Raum wie den Erhalt der Kulturlandschaft
und die Existenzsicherung im ländlichen Raum. Des weiteren
trägt eine Biomassenutzung zur Schonung der Ressourcen
fossiler Energieträger und zu einer krisensicheren und
risikoärmeren Energieversorgung in Deutschland bei.
....
haben ihren Preis
Diesen weitgehend anerkannten Vorteilen stehen jedoch
im allgemeinen - im Vergleich zu einer Energiebereitstellung
aus fossilen Energieträgern - höhere Kosten gegenüber.
Diverse Forschungs- und Förderprogramme des Bundes und
der Länder sowie der Europäischen Union zielen primär
darauf ab, die Kosten der gesamten Bereitstellungskette,
von der Biomasseproduktion und -aufbereitung bis zur Umwandlung,
zu reduzieren. Dadurch soll erreicht werden, daß Biomasse
mittel- bis langfristig einen wachsenden Beitrag zur Deckung
der Energienachfrage im Rahmen einer umweltfreundlichen
und klimaverträglichen und damit nachhaltigen Energieversorgung
erbringen kann.
KONTAKT
Martin
Kaltschmitt, Barbara Pilz, Institut für Energiewirtschaft
und Rationelle Energieanwendung (IER), Tel: 0711/7806-173
http://www.ier.uni-stuttgart.de
