Biomasse

1. Energieversorgung der Zukunft - Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Biomasse

Seit cirka 700.000 Jahren nutzt der Mensch die Verbrennung von Holz zur Herstellung von Feuer, das als Wärmeträger zum Kochen von Mahlzeiten und als Heizquelle dient. Heutzutage werden neben Holz als Energieträger andere Formen der Biomasse verwendet, die zur Generierung von Bioenergie zum Einsatz gebracht werden. Biomasse ist der vielseitigste erneuerbare Energieträger. Er kann als fester, flüssiger oder gasförmiger Bioenergie-Träger zur Bereitstellung von Wärme, zur Stromerzeugung oder als Kraftstoff eingesetzt werden.

Biomasse in flüssiger, gasförmiger und fester Form

Anders als die fossilen Energieträger wie beispielsweise Kohle, Erdöl oder Erdgas, deren Ressourcen sich in Jahrmillionen gebildet haben und immer knapper werden, ist Biomasse durch den natürlichen Kreislauf ein nachwachsender Rohstoff. Als einsetzbare Biomasse zählen alle Stoffe organischer Herkunft. Verwendet werden vor allem Holz, Stroh, Mais, Getreide, Zuckerrüben, Raps, Biogas, Pflanzenöle, Bioabfälle, Exkremente, aber auch Algen.

Die Sonne liefert mit ihrer Strahlung den Motor für das Wachstum der Pflanzen und treibt die Photosynthese an. Dabei wird CO2 aus der Luft verbraucht, die bei der energetischen Nutzung (meist Verbrennung) der Biomasse wieder freigesetzt wird. So ist der CO2-Kreislauf geschlossen, und der Treibhauseffekt wird nicht zusätzlich belastet.

Multitalent Bioenergie: Erzeugung von Wärme, Strom und Kraftstoffen

Biomasse liefert Bioenergie. Diese ist vielseitig einsetzbar und produziert Kraftstoffe, Wärme und Strom. Von den Erneuerbaren Energien erschließt die Bioenergie damit das größte Potenzial zur Energiegewinnung.

Wärme: In Heizkraftwerken wird Wärme gewonnen, was traditioneller Weise und immer noch mit der Verbrennung von Holz geschieht.

Biomasse deckt cirka 5% des gesamten Energiebedarfs im Wärmemarkt ab und liefert dabei über 90% der Wärme aus Regenerativen Energien. Dabei hat sich die Nachfrage besonders nach Pelletheizungen in Privathaushalten signifikant gesteigert. Biomasse wird auch in der so genannten Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt. Dies bedeutet, dass im Kraftwerk gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt wird.

Strom: Im Vergleich zur Wärmegewinnung aus Biomasse, ist die Stromerzeugung aus Biomasse relativ jung. Mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und der Biomasseverordnung (BiomasseV) wurden erfolgreich die Grundlagen für einen verstärkten Ausbau der Anlagen in Deutschland geschaffen. Viele Kraftwerke befinden sich im Aufbau und in der Planung. Die gebräuchlichste Art Strom zu gewinnen, ist im Kessel durch die Dampferzeugung aus Verbrennung fester Biomasse. Biomasse anstelle von Kohle sozusagen, da die Technik die selbe der eines Kohlekraftwerkes ist. Eine weitere Möglichkeit, die in den letzten Jahren kräftig zugelegt hat, ist die Stromerzeugung in Turbinen aus Biogas, das nach der Vergasung von Biomasse (Futterreste, Mais, Fäkalien) entsteht. In Zukunft wird die Brennstoffzelle dazu beitragen, die Verstromung von Biogas effizienter als bisher zu gestalten und die Stromausbeute deutlich zu erhöhen.

Im Jahr 2005 lag die Stromproduktion aus fester Biomasse und Biogas in Deutschland bei 13,1 Milliarden Kilowattstunden, was eine Quote von 2,2% des gesamten Stromverbrauchs und damit einen Zuwachs von knapp 40% gegenüber 2004 darstellt.

Kraftstoffe: Biokraftstoffe wie Biodiesel, Pflanzenöl, Ethanol, Biomethan oder die neuen synthetischen Biomass-to-Liquid (BtL)-Kraftstoffe sind in aller Munde, nicht zuletzt, weil herkömmlicher Kraftstoff immer teurer wird und der Verkehr mit rund 20% des CO2-Ausstoßes weltweit die Umwelt verschmutzt. Der Absatz von Biokraftstoffen boomt. 2005 hat sich der Verbrauch auf 2 Millionen Tonnen verdoppelt. Die EU-Richtlinie zu „Förderung der Verwendung von Biokraftstoffen im Verkehrssektor“ sieht vor, dass bis 2010 der Kraftstoffbedarf zu 5,75% von erneuerbaren Biokraftstoffen abgedeckt sein soll. Momentan liegt der Wert bei 3,4%. Investitionen vor allem in der Herstellung von synthetischen Biokraftstoffen bergen große Potenziale.

Die deutsche Bioenergie-Industrie

Die Bioenergie leistete in Deutschland im Jahr 2005 den größten Beitrag aller Regenerativen Energien zum Energieendverbrauch. Mit einem Gesamt-Umsatz von 5,9 Milliarden Euro sind knapp 57.000. Menschen in der Bioenergie-Branche beschäftigt und es bieten sich weiterhin große Potenziale im Arbeitsmarkt.

Der Bundesverband BioEnergie geht von einem Schätzwert aus, nach dem die Bioenergie bis 2030 mindesten 15% des Primärenergiebedarfs in Deutschland an Strom, Wärme und Kraftstoffen decken kann und dadurch bis zu 200.000 neue Arbeitsplätze entstehen können.


1.1 Holzpellets-Anlagen - Eine Renaissance der Holzheizung

Als Alternative zu Öl oder Gas setzt sich immer häufiger Holz als Brennstoff für Hausheizungen durch. Mit Omas von Hand befeuertem Holzofen hat dies allerdings wenig zu tun. Vielmehr sind hochmoderne Holzfeuerungsanlagen ähnlich komfortabel wie eine Öl- oder Gasheizung. Besonders Holzpelletheizungen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit.

Umweltverträglichkeit: Holz ist ein regional nachwachsender Rohstoff, bei dessen Verbrennung nur soviel CO2 freigesetzt wird, wie der Baum zuvor beim Wachstum gespeichert hat. Moderne Pelletheizkessel besitzen zudem einen hohen Wirkungsgrad und verbrennen sehr emissions- und schadstoffarm.

Brennstoff: In der Pelletheizung werden in Form gepresste Hobel- und Sägespäne, so genannte Holzpellets, verfeuert. Diese Abfallprodukte der Holzindustrie dürfen nicht durch Zusatzstoffe belastet sein und haben einen Durchmesser von sechs und eine Länge von 20 Millimetern. Holzpellets werden unter hohem Druck hergestellt. Dadurch haben sie einen sehr niedrigen Wassergehalt und in Folge dessen einen sehr hohen Energiegehalt.

Einzelofen: Als Zusatzheizung zu anderen Systemen eignet sich der Pelletofen, der nur einen einzelnen Raum beheizt. Er steht mit sichtbarer Flamme im Wohnbereich und strahlt seine Wärme direkt ab. Über einen kleinen Vorratsbehälter (der von Hand aufgefüllt wird) werden die Pellets automatisch in den Brennraum transportiert. Die Heizleistung kann von Hand eingestellt und über einen Thermostat geregelt werden.

Zentralheizung: Für ganze Gebäude gibt es große Zentralheizsysteme, die die gesamte Warmwasser- und Wärmeversorgung übernehmen. Diese können selbstverständlich auch in Kombination mit anderen regenerativen Energiequellen, etwa einer solarthermischen Anlage zur Brauchwassererwärmung, kombiniert werden.

Lieferung und Lagerung: Holzpellets für die Zentralheizung werden ganz bequem einmal pro Jahr mit dem Tankwagen oder in abgepackten Säcken angeliefert und im Pelletlager im Keller oder in einem aufgestellten Sacksilo gelagert. Dafür wird nicht mehr Platz verbraucht als durch Tankräume für einen Ölkessel. Der Lagerraum muss lediglich gegen Feuchtigkeit geschützt sein. Mit automatisierter Technik werden die Pellets dann mit einem Förderband aus dem Lagerraum in den Kessel befördert.

Asche: Bei der Verbrennung entsteht natürlich auch Asche. Im Jahr fallen bei einem Einfamilienhaus etwa 30 Kilogramm an. In der Heizperiode ist es ratsam den Aschenbehälter alle ein bis zwei Monate zu leeren, damit der Behälter nicht allzu schwer wird. Die Asche kann dann als Dünger verwendet oder einfach im Mülleimer entsorgt werden.

Kosten: Die Investitionen für eine Pellet-Zentralheizung liegen derzeit noch über denen für eine Öl-Zentralheizung. Allerdings gibt es für den Einbau von Holzheizungen finanzielle Unterstützung vom Staat: in Form von zinsverbilligten Darlehen der KfW-Bank, eines Förderprogramms des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) sowie diverser Programme der Bundesländer oder Kommunen. (Förderdatenbank)

(Quelle: Auszugsweise Das Energieportal)