Biomasse bietet eine neue Form der Energiegewinnung. Sie ist sehr vielversprechend, doch neben all dem Lob und Nutzen gibt es auch einige problematische Aspekte in der Biomasse Verarbeitung. Wie die Energieversorgung durch Biomasse funktionieren kann, erklären wir in diesem Beitrag.
Energiegewinnung aus Biomasse
Energieerzeugung aus Biomasse oder auch Bioenergie meint die Energiequelle aus Pflanzen und Pflanzenresten. Pflanzliche Reste enthalten gespeicherte Sonnenenergie, da die Sonne die Photosynthese der Pflanzen ermöglicht. Diese Pflanzen, die Biomasse, können vielfältig eingesetzt werden. Biomasse besteht aus Mais, Raps, Gehölz, Abfall- und Reststoffen aus der Landwirtschaft, Altfett, Klärschlamm und Hackschnitzel.
So kann aus Biomasse dann Biogas zur Strom- und Wärmeerzeugung gemacht werden. Auch als Treibstoff (Biodiesel) kann Biomasse genutzt werden. Schließlich können dann auch Pellets oder Scheitholze genutzt werden, welche zur Wärme- und Stromerzeugung genutzt werden.
Biogas
Biogas wird aus Pflanzenteilen, Reststoffen, Gülle und Mist gewonnen. Um Gas aus den Pflanzen zu machen, werden spezielle Bakterien eingesetzt. Diese sorgen für einen Gärprozess in der Biomasse. Beim Gären entsteht ein Gas - Biogas. Meistens bestehen sie aus Methan und Faulgasen. Aufbereitet kann dieses Biogas dann genauso genutzt werden wie Erdgas. So ersetzt Biogas dann Erdgas und wird in die Gasleitungen eingespeist.
Wenn Biogas verbrannt wird, kann daraus Strom erzeugt werden. Genauso wird auch die Abwärme genutzt, die bei einer solchen Verbrennung entsteht. Sie wird dann für das Heizen von Häusern und Schwimmbädern genutzt. Das einzige, was nach alledem übrig bleibt, sind Gärreste. Und diese werden als Dünger benutzt. Aufgrund dieser vielseitigen Nutzung wird gesagt, Biomasse ist ein Alleskönner.
Biodiesel
Auch im Verkehr brauchen wir eine Energiewende. Deshalb gibt es neben Hybriden und E-Mobilität auch Biodiesel. Biodiesel wird durch die so genannte Umesterung hergestellt. Raps, Soja und Ölpalmen bilden die Basis für die Herstellung von Biodiesel. Die chemische Reaktion der Umesterung des Öls mit Alkohol funktioniert durch Zugabe eines Katalysators. Durch diesen Vorgang entsteht ein Treibstoff, der dann herkömmlichem Diesel beigemischt wird. So trägt Biomasse auch zur Verkehrswende in Deutschland bei.
Pellets und Scheitholz
Diese Form der Biomasse beinhaltet Holz und Pellets. Diese können verbrannt und für das Heizen genutzt werden. Diese Energiequelle ist aber nur nachhaltig, solange aus dem Wald nur so viel entnommen wird, wie nachwachsen kann. Dies sorgt dann für CO2-Neutralität. Holz ist insofern ein begrenzter Rohstoff, als dass es einige Zeit braucht, um nachzuwachsen. Auch Strom kann durch diese Verbrennung gewonnen werden. Doch wenn Holzpellets importiert und lange Wege transportiert werden, wirkt sich dies negativ auf die Ökobilanz der Biomasse aus.
Bei kleinen Holzpellet-Anlagen ist besonders wichtig, dass die Anlagentechnik stets auf dem neuesten Stand ist. Andernfalls stoßen diese kleinen Kraftwerke Feinstaub aus, welcher sehr gesundheitsgefährdend ist. Doch keine Sorge - für die meisten dieser Öfen gibt es Feinstaubfilter.
Vorteile von Biomasseproduktion
Laut Umweltbundesamt kann Biomasse vielfältig eingesetzt werden. Es dient als Kraftstoff, der Wärmeerzeugung, der Nutzung von Prozesswärme, der Stromerzeugung, und der gekoppelten Strom-Wärme-Erzeugung. Biomasse bietet eine Alternative zu fossilen Brennstoffen. Das freigesetzte CO2 bei der Biomasse-Verbrennung ist schnell amortisiert. Biomasse ist daher von großer Bedeutung auf dem Energiemarkt. Zusätzlich hat unser Biomüll eine sinnvolle Wiederverwendung.
Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien ist Biomasse nicht abhängig von Sonneneinstrahlung und Windstärke. Biomasse schafft Arbeitsplätze und eine weitere Einkommensquelle für die Landwirtschaft. Bereits jetzt wird in vielen ländlichen Gegenden Biomassenutzung betrieben. Freies Land wird allerdings auch gerne für Windenergie genutzt. Dies ist ein Interessenkonflikt zweier nachhaltiger Energieträger. Land Gebiete werden die Städte also mit Nahrung und Energie versorgen.
Die Industrie profitiert ebenfalls durch die Nutzung von Biomasse. In der Industrie können nämlich Fabrikhallen und andere Gebäude durch Restwärme geheizt werden. Dies ist besonders praktisch, da Industrie Betriebe größere Gebäude haben, die schwieriger zu heizen sind.
Nachteile von Biomasseproduktion
Biomasse ist tatsächlich eine begrenzte Energiequelle. Grund dafür sind die benötigten Flächen für die Nutzung von Biomasse. Für den Anbau von Mais, Raps und anderen Pflanzen werden Felder benötigt. Auch die Biomasse-Anlagen brauchen Platz. Platz ist aber leider nicht uneingeschränkt da. Energiepflanzen machen nun Nahrungspflanzen Konkurrenz. Daraus entwickelte sich der Spruch "Tank oder Teller". Biomasse kann also Folgen für die Nahrungs- und Futtermittelproduktion haben. Und dieses Problem beschränkt sich nicht auf Deutschland allein. Bioenergie wird global immer attraktiver. Des Weiteren steigt der Fleischkonsum in Schwellenländern. Dies verursacht eine Knappheit der Agrarrohstoffe, für deren Ausgleich ebenfalls mehr Flächen benötigt werden.
Hinzu kommt das Problem des Bevölkerungswachstums. Es wird mehr Anbaufläche zur Versorgung der Menschheit benötigt. Und dieser Flächenmangel bedroht global wichtige Ökosysteme, wie den Regenwald. Dessen Abholzung wird für die Landwirtschaft zunächst sehr attraktiv, um mehr Flächen zu schaffen. Auf lange Sicht können wir jedoch nicht ohne den Regenwald leben. Aber auch hier vor Ort ist die Trockenlegung von Mooren eine Gefahr für das Ökosystem. Ob der Anbau von Energiepflanzen dies wert ist, bleibt abzuwarten.
Die Nutzung von Biomasse - problematisch?
Die Nutzung von Biomasse trägt also zum Erhalt von Klima und Umwelt bei. Die Verwertung von Abfall, der ohnehin entstehen würde, ist wirtschaftlich und klimatechnisch sinnvoll. Und solange Wälder in Deutschland angemessen nachgeforstet werden, liegt auch kein Problem in der Verbrennung von Scheiten und Pellets. Doch der massenhafte Anbau von Mais und Raps sorgt für Monokulturen und raubt dem Boden sein Potenzial. Wie dies gelöst werden kann, erfahren Sie in den folgenden Abschnitten.
Wie bereits die Vor- und Nachteile von Biomasse zeigen, ist Bioenergie nur dann sinnvoll, wenn die Energiepflanzen die Klimabilanz nicht negativ beeinflussen. Beim Bau jeder Biomasse-Anlage sollte daher abgewogen werden, ob der Bau ökologisch sinnvoll ist. Das Bundesamt für Naturschutz beobachtet 2021 bereits Flächenkonkurrenzen in Deutschland.
Wie können Probleme mit Biomasse behoben werden?
Die Europäische Union beschloss, dass Biomasse nur von Flächen stammen darf, die nicht durch Rodung oder Drainage erschlossen wurden. Auch Grünland mit hoher Biodiversität darf nicht genutzt werden. Dies schreibt das Bundesumweltamt vor.
Doch diese Regelung lässt Raum für Schlupflöcher. Die Landnutzung eines Felds kann unter anderem Vorwand verändert werden, um dann doch für Biomasse genutzt zu werden. Biomasse verspricht viel Geld und Stabilität. Steigt die Nachfrage nach Bioenergie, werden mehr und mehr Menschen Schlupflöcher finden, um Biomassen zu verwerten. Und die Nachfrage wird aufgrund der Lage auf dem Energiemarkt drastisch steigen. Energiepflanzen werden dann anstelle von Nahrungspflanzen angebaut, weil sie mehr Gewinn bringen. Dabei kann der Mensch auch ohne Nahrung nicht leben und so wird dann zur Inflation beigetragen.
Eine weitere Sorge ist, dass durch Dünger aus Biomasse zu viel Nitrat in den Boden gelangt. Gärreste sind zwar gute Düngemittel, doch das Grundwasser sollte nicht einer Nitratbelastung ausgesetzt sein. Auch die Mais-Monokulturen sorgen für unfruchtbaren Boden. So steigen die Preise für nutzbares Ackerland und die Umwelt ist negativ beeinflusst.
Wie sinnvoll ist die Nutzung von Bioenergie?
Erneuerbare Energien sind die Zukunft, doch Biomasse ist eine der weniger effizienten erneuerbaren Energien. Obwohl sie nicht von Sonne und Wind abhängig ist, ist die Fläche, die für Biomasse benötigt wird, ein großes Argument gegen Bioenergie. Ursprünglich sollte Biomasse aus Resten bestehen, doch schnell wurde Biomasse so lukrativ für die Landwirtschaft, dass nicht nur Reste, sondern auch Energiepflanzen und Rodungen attraktiv wurden. Dies hat eher negative Auswirkungen auf Umwelt und Klima.
Biomasse hat außerdem einen Wirkungsgrad von 0,5 bis 1%. Solarmodule dagegen haben einen Wirkungsgrad von 20%. Dieser Wirkungsgrad würde sich drastisch verbessern, würden wir zu der eigentlichen Reststoff-Nutzung für Biomasse zurückkehren. Doch die finanzielle Attraktivität der Bioenergie lässt vermuten, dass dies nicht so schnell passieren wird. Wie es mit dem Land diesbezüglich also weitergeht, bleibt offen.
Nutzung von Abfall und Reststoffen
Wie oben erwähnt, würde die reine Nutzung von Abfall und Reststoffen einen größeren Beitrag zur Energiewende leisten. Die Nutzung von Gülle für Biogas bildet einen sinnvollen Kreislauf. Aus Gülle wird Biogas, Biogas liefert Energie, Reststoffe werden statt Gülle als Dünger genutzt. Wenn nur dieses Nebenprodukt der Viehzucht genutzt werden würde, wäre der Wirkungsgrad von Bioenergie deutlich höher. Dies gilt auch für Biomüll und Grünabfall.
Biomasse - Potenzial für die Zukunft?
Als die Idee der Bioenergie aufkam, versprach man sich großes Potenzial für Biomasse. Doch schon damals warnten Experten vor Nebeneffekten. Unter Experten heißt es heute, dass Risiken für Boden, Wasser und Biodiversität nicht haltbar seien. Dies mache Biomasse zum unattraktiven Energieträger. Die ökologischen Folgen der Nutzung von Biomasse müssen also abgewogen werden.
Fazit
Einzelne Aspekte von Biomasse können sinnvoll sein. So, wie Bioenergie momentan genutzt wird, ist sie kein effizienter Energieträger. Doch würden wir für Biomasse ausschließlich Reste verwerten, könnte die Nutzung dieser Energie deutlich sinnvoller sein. Traktoren, beispielsweise, könnten ausschließlich mit Biokraftstoff betrieben werden. Dadurch würde die Landwirtschaft unabhängiger vom Energiemarkt werden. Auch das Nebenprodukt Wärme kann in der Industrie sinnvoll genutzt werden.
Das Klima profitiert von Biomasse nur dann, wenn wir sie richtig nutzen. Wir brauchen erneuerbare Energien, wenn diese allerdings im Sinne der finanziellen Bereicherung einzelner unökologisch werden, ist es nicht mehr wert, in diese Form der Energie zu investieren.
