2 Energie aus Biomasse

2.1 Einführung

Biomasse ist gespeicherte Sonnenenergie. Biomasse wird von Pflanzen durch den Prozess der Photosynthese gebildet. Die dafür notwendige Energie liefert die Sonne. Biomasse ist also ein nachwachsender, erneuerbarer Energieträger.

Da Pflanzen zu einem Großteil aus Kohlenstoff bestehen, wird bei der Verbrennung sowohl regenerativer wie auch fossiler Rohstoffe CO₂ an die Atmosphäre abgegeben.
Fossile Rohstoffe sind im Laufe von Jahrmillionen entstanden und haben dementsprechend CO₂ aus der Atmosphäre aufgenommen. Sie gelten daher als riesige Kohlenstoff-Senke. Werden fossile Energieträger energetisch genutzt, dann gelangt massenhaft CO₂ in die Atmosphäre und die Gaszusammensetzung der Luft verändert sich. Reaktionen, wie sie im Modell des globalen Treibhauses beschrieben werden, treten auf und können zu rasanten Klimaveränderungen führen wie etwa heftigeren Regenfällen oder länger anhaltenden Trockenperioden bis hin zu Klimazonenverschiebungen.
Der Einsatz regenerativer Rohstoffe dagegen ermöglicht einen nahezu geschlossenen Kohlenstoffdioxidkreislauf. Auch Aufbereitung, Lagerung und der Transport von regenerativen Rohstoffen sind im Gegensatz zu fossilen Rohstoffen wesentlich weniger gefährlich. Für deren Transport sind weltweit Tausende Kilometer Rohrleitungen verlegt, welche gewartet werden müssen und nicht selten in geopolitischen Krisengebieten liegen. Auch havarierte Transporte von Roh- oder Heizöl per Schiff oder LKW verursachen Umweltschäden, die einen umgefallenen Waldhackguttransporter harmlos erscheinen lassen.

Biomasse ist sehr einfach in großen Mengen speicherbar. Dies unterscheidet sie von anderen erneuerbaren Energieträgern wie Solarenergie, Wind- und Wasserkraft.

2.2 Vorteile der Nutzung

Wer Biomasse energetisch nutzt, meint momentan vor allem Holz. Mit diesem reichlich vorhandenen Brennstoff verbinden viele aber noch Erinnerungen an qualmende Holzfeuerungen und mühselige Brennholzbereitung. Diese Zeiten sind vorbei. Hochentwickelte Biomasseheiz(kraft)werke und moderne Kleinfeuerungsanlagen sind heute Standard. Deren Technik leistet in puncto Komfort und Umweltschonung Hervorragendes.

Die Holzfeuerung hat ein großes Potential erprobter Technik. Diese reicht von Kachelöfen und Stückholzkesseln, automatischen Hackschnitzelfeuerungen bis hin zu zentralen Biomasseheiz(kraft)werken. Vor allem mittelständische Unternehmen verbessern mit ihrer Entwicklung die Technik in immer kürzeren Abständen.

Der nahezu geschlossene CO₂-Kreislauf wirkt dem Treibhauseffekt entgegen.

Der immense "Energiehunger" hochentwickelter Gesellschaften verbraucht in wenigen Jahrzehnten die in Jahrmillionen gebildeten fossilen Ressourcen. Wer Biomasse energetisch nutzt, schont diese knappen, wertvollen Vorräte.

Transport und Lagerung von Biomasse bergen bei Unfällen erheblich geringere Umweltrisiken als dies bei fossilen Energieträgern der Fall ist. Man denke an undichte Erdgasleitungen, havarierte Öltanker oder geplatzte Ölpipelines.

Die Energiebilanz der Biomasse ist positiv. Die für die Gewinnung des Energieträgers eingesetzte Energie ist geringer als diejenige, die bei dessen energetischer Verwertung frei wird. Bei Holzhackschnitzeln müssen weniger als 5 % der Nutzenergie für deren Gewinnung aufgewandt werden.

Nachwachsende Rohstoffe stammen in der Regel aus der Region, lange Transporte werden vermieden.

Als rohstoffarmes Land ist Deutschland in hohem Maße auf den Import fossiler Energieträger angewiesen. Dieser Import liegt in der Hand weniger Großkonzerne. Geld fließt entweder aus der Region in deren Kassen oder ins Ausland. Wird Biomasse energetisch genutzt, bleibt die Wertschöpfung in der Region.

Häufig importiert Deutschland fossile Rohstoffe aus Krisenregionen (Naher Osten, Russland). Die vermehrte Nutzung einheimischer Energieträger wie Holz vermindert diese Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und verschafft auf lange Sicht auch mehr Bewegungsfreiheit bei Energiekrisen und Preissteigerungen.

Die Land- und Forstwirtschaft wird von Menschen betrieben, die in der Region verwurzelt sind. Beinahe alle Mittel für den Brennstoff, dessen Gewinnung und den Betrieb des Biomasse-Heizwerkes bleiben in der Region und kommen ihr wieder zugute. Dezentral erzeugte Energie aus Biomasse schließt nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch sinnvolle Kreisläufe.

Die Verbesserung der bereits jetzt hochentwickelten Verbrennungstechnik erfordert Innovationen. Diese gehen meist von kleinen bis mittleren Unternehmen aus. Innovationsbedarf besteht auch im Vorfeld, bei der Bereitstellung der Biomasse. Hier können sich Unternehmen in Deutschland, aber auch international, neue zukunftsträchtige Märkte erschließen.

Land- und Forstwirte stellen oftmals nicht nur den Energieträger Biomasse bereit. Sie treten auch als Betreiber von Biomasse-Heizwerken auf. Hier und durch den vermehrten Absatz für bislang ungenutzte Reststoffe der Holzindstrie entstehen neue Beschäftigungsfelder und Einkommensquellen. Dies hilft Arbeitsplätze erhalten und stärkt die ländliche Struktur.

2.3 Festbrennstoffe

Festbrennstoffe sind die am häufigsten eingesetzten biogenen Brennstoffe. Genutzt wird hauptsächlich Holz in Form von Scheitholz, Hackschnitzeln, Hobelspänen, Sägemehl und Holzstaub. Darüber hinaus werden auch Stroh und speziell angebaute einjährige Pflanzen als Häcksel, Ballen oder Pellet zur Energiegewinnung verwendet.

2.3.1 Holz

Holz gibt es (nicht nur) in Bayern reichlich. Allein der jährlich ungenutzte Holzzuwachs von etwa 6 Mio. Festmeter könnte 2,7 % des bayerischen Primärenergiebedarfs decken. In den vergangenen 20 Jahren wurden aber nur etwa 70 % des tatsächlichen Holzzuwachses genutzt.

Es gibt mehrere Möglichkeiten der Bereitstellung:

• Scheitholz wird mit Säge und Axt gewonnen, damit verbunden sind hoher Arbeitsaufwand und hohe Kosten.



• Sägerestholz fällt bei der Nutzholzproduktion in holzverarbeitenden Betrieben an. Es besteht aus großen, groben Stücken, aber auch aus feinerem Material (z. B. Sägemehl oder Schleifstaub). Das grobe Material wird zu Hackschnitzeln weiterverarbeitet.



• Mit einem Hacker lässt sich Holz direkt aus dem Wald gewinnen. Genutzt wird Schwach- bzw. Durchforstungsholz, das der Markt nicht gewinnbringend vergütet, das aus Gründen der Waldpflege und -gesundheit aber entnommen werden sollte. Dieses Holz ist ein "So-da-Energieträger", der auf seine energetische Nutzung nur wartet, um der Verrottung zu entgehen.
  Selbst die verstärkte Entnahme von Holz zur energetischen Nutzung tastet das strenge forstwirtschaftliche Gesetz der Nachhaltigkeit nicht an.



• Bei steigenden Energiepreisen wären auch Energieholz-Plantagen mit den schnellwachsenden Baumarten Pappel und Weide denkbar.

2.3.2 Energiepflanzen

Bislang werden Pflanzen vom Acker gewöhnlich als Reststoffe genutzt. Am bekanntesten ist Stroh, ein relativ günstiger Brennstoff, bei dem nur Bergungskosten entstehen. Vergleichbare Bereitstellungstechnik (Ballen oder Pellets) benötigen auch einjährige Energiepflanzen. Ihr Anbau gestaltet sich bei den momentanen Erträgen und Energiepreisen schwierig; dies gilt auch für mehrjährige Energiepflanzen wie z. B. Miscanthus.

2.3.3 Getreide

Seit einiger Zeit verstärkt sich das Interesse vor allem in der Landwirtschaft, mit Getreide zu heizen und auf diese Weise fossile Brennstoffe wie z. B. Heizöl einzusparen. Der Grund hierfür liegt zum einen im geringen Preis, den Getreide auf dem freien Markt erzielt, zum anderen könnte Abfallgetreide durch die Verbrennung energetisch genutzt werden.
Ein Infoblatt informiert Sie über die verschiedenen Aspekte, die bei der Verbrennung von Getreide zum Tragen kommen, und die derzeitige Situation z. B. hinsichtlich der rechtlichen Vorgaben und den technischen Möglichkeiten.
Mehr Informationen finden Sie in der Rubrik Vorträge.

2.3.4 Verbrennung von Holz

Der Verbrennungsprozess läuft in den drei Phasen Trocknung, Pyrolyse und Oxidation ab. Grundsätzlich gilt: je geringer der Wassergehalt des Holzes, desto höher der nutzbare Energiegehalt.

Erst bei der letzten Verbrennungsstufe, der Oxidation, wird die eigentliche Energie freigesetzt. Etwa 1 % des Ausgangs-Brennstoffes bleibt in Form von Asche übrig.

Bei der Verbrennung von Holz werden Wasserdampf, Kohlendioxid, Stickoxide und Ascheteilchen freigesetzt. Stickoxide lassen sich bei Verwendung von naturbelassenem Holz minimieren bzw. verbrennungstechnisch reduzieren. Auch die Emission von Aschepartikeln lässt sich mit technischen Mitteln weit unterhalb der Grenzwerte senken.

Vermeidbare Emissionen wie Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxide oder unverbrannte Partikel (Ruß) können bei optimierter Feuerung minimiert und der Wirkungsgrad erhöht werden.

An gebräuchlichen Feuerungsarten unterscheidet man die offene Feuerstelle, den offenen Kamin, Stückholzkessel und Hackschnitzelkessel. Die Verfeuerung von Stückholz, besonders die von Holzhackschnitzeln, ist technisch so ausgereift, dass sehr gute Verbrennung, hohe Wirkungsgrade und entsprechend niedrige Emissionswerte erreicht werden.

  2.3.5 Holzpellets - eine Alternative zum Heizöl