Bioenergie: Wärme, Strom und Kraftstoffe aus Biomasse

Bioenergie ist eine Form erneuerbarer Energie. Gemeinsam mit Solarenergie, Wasserkraft und Windenergie bildet sie die Hauptformen regenerativer Energien. Die Energieerzeugung aus Biomasse spielt eine wichtige Rolle im angestrebten Energiemix, um im Rahmen der Energiewende dauerhaft die CO2-Emissionen und den Klimawandel zu begrenzen.

 

 

Grüne Pflanzen als Energiequelle

Für die Erzeugung von Bioenergie werden nachwachsende, pflanzliche Rohstoffe genutzt. Die ursprüngliche Energiequelle ist das Sonnenlicht, das durch Photosynthese chemisch gebunden wird. So entsteht kontinuierlich nachwachsende, energetisch nutzbare Biomasse. Bioenergie lässt sich in verschiedene Kategorien unterscheiden: Sowohl hinsichtlich der genutzten Ausgangsstoffe als auch im Bezug auf die Form, in der die regenerative Energie erzeugt wird.

 

 

Die wichtigsten Formen von Bioenergie

Biomassekraftwerke

• verbrennen Biomasse und produzieren Wärme
• dienen nachgelagert zur Stromerzeugung
• Heizkraftwerke und Holzgas-BHKW besitzen durch Kraft-Wärme-Kopplung höheren Gesamtwirkungsgrad
• typische Brennstoffe: Gebrauchtholz und minderwertiges Restholz, daneben Stroh, Torf und andere pflanzliche Stoffe

 

Biomasseheizungen

• Bioenergie als ökologisch sinnvolle Alternative zur Heizung mit fossilen Brennstoffen
• Wärmegewinn für Gebäudeheizung und Warmwassererzeugung
• Brennstoffe: vorwiegend Pellets, Hackschnitzel und Scheitholz

 

Biogasanlagen

• produzieren methanhaltiges Biogas durch kontinuierliche Vergärung
• Ausgangsstoffe Gülle und Pflanzensilage
• BHKWs nutzen Biogas meist vor Ort zur Erzeugung von Wärme und Strom
• Veredelung von Biogas zu Biomethan (Bioerdgas), erlaubt Netzeinspeisung oder Nutzung als Kraftstoff

 

SNG und Wasserstoff

• durch Pyrolyse entsteht aus erneuerbaren Quellen Bioenergie in Form von Wasserstoff und Erdgas
• Nutzung für Stromerzeugung, Einspeisung ins Gasnetz oder Biokraftstoff

 

Biogene Flüssigkraftstoffe

• Pflanzenöl, Biodiesel und Bioethanol sind aktuell bedeutende Formen der Bioenergie
• Alternative für fossile Brennstoffe als Fahrzeugkraftstoff und für Strom- und Wärmeerzeugung
• innovative BtL-Kraftstoffe nutzen die gesamte Pflanze
• Bioenergie aus Algen besitzt mittelfristig sehr großes Potenzial, ist aber aktuell nur in wenigen Fällen marktreif

 

 

Problematik: Flächennutzungskonflikte und Gesamtenergiebilanz

Zum Bewerten der Wirtschaftlichkeit von Bioenergie spielt die Primärenergiebilanz des gesamten Prozesses eine große Rolle. Für das Erzeugen von Bioenergie ist der Gewinn und der Transport der Rohstoffe notwendig. Der Betrieb der Anlagen verbraucht ebenfalls Energie. So benötigen Biogasanlagen einen relativ hohen Energieeinsatz für das Beheizen und das Rührwerk. Die positive Bilanz bei der Erzeugung von Bioenergie hängt in vielen Fällen auch vom sinnvollen Nutzen der entstehenden Abwärme ab.

Ein wichtiger Aspekt von Bioenergie besteht in der Flächenkonkurrenz von Energiepflanzen zu klassischer, landwirtschaftlicher Nutzung. Ihr Anbau ist in einigen Fällen bereits lohnender als das Erzeugen von Nahrungsmitteln. Das führt zu steigenden Nahrungsmittelpreisen, unter denen insbesondere die Bevölkerung in Ländern der Dritten Welt zu leiden hat.

Sehr kritisch ist auch die Vernichtung von Primärwäldern zugunsten von Plantagen für Energiepflanzen. Neben dem Verlust wertvoller Ökosysteme verursacht die Nutzung hohe Treibhausemissionen. Ein bekanntes Beispiel ist die Debatte über europäische Palmölimporte für die Erzeugung von Biodiesel. In Deutschland sollen die Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung und Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung die Nachhaltigkeit von Bioenergie garantieren.