Strom aus Holz: Diese Möglichkeiten gibt es

Energiewende benötigt Alternativen zu Öl und Gas

Deutschland hat es sich zum Ziel gesetzt, den Strombedarf im Land schon 2050 allein mit regenerativen Energien abzudecken. Damit das gelingt, sind neben Photovoltaik-, Wind- und Wasserkraftwerken weitere Lösungen nötig. Gewinnen Anlagen Strom aus Holz, können sie elektrische Energie vor allem in den Wintermonaten liefern, um die geringeren solaren Erträge auszugleichen. Hausbesitzer schaffen es damit eher, sich komplett selbst zu versorgen. Sie sparen viel Geld, schonen fossile Energieträger und entlasten die öffentlichen Netze, welche durch das schwankende Angebot regenerativer Energien vor großen Herausforderungen stehen.

Verschiedene Technologien gewinnen Strom aus Holz

Strom aus Holz ist nachhaltig und längst keine Wunschvorstellung mehr. So lässt sich elektrische Energie heute mit verschiedenen Technologien aus der nachwachsenden Biomasse erzeugen. Möglich ist das beispielsweise mit Holzgas-BHKWs, Stirling-BHKS und OCR-Kreisläufen.

Stirlingmotoren wandeln thermische in elektrische Energie um

Um Strom und Wärme aus Holz zu gewinnen, sind sogenannte Stirlingmotoren nötig. Diese besitzen zwei miteinander verbundene Zylinder, in denen sich ein Arbeitsgas befindet. Setzen Wärmeerzeuger thermische Energie frei, erwärmt sich das Gas im ersten Zylinder. Es dehnt sich aus und bewegt dabei einen Kolben. Das Gas strömt in den zweiten Zylinder, kühlt sich ab und verringert sein Volumen. Das führt dazu, dass sich ein zweiter Kolben bewegt. Es entsteht Bewegungsenergie, die sich anschließend mit einem Generator in Strom umwandeln lässt. Stirlingmotoren für die Gewinnung von Strom aus Wärme kommen in Kleinanlagen zum Einsatz und eignen sich damit unter anderem für Ein- und Zweifamilienhäuser.

Große BHKWs setzen auf Holzvergaser zur Stromerzeugung

Blockheizkraftwerke (kurz BHKWs) nutzen ebenfalls die Kraft-Wärme-Kopplung, um mit Holz Strom erzeugen zu können. Möglich ist das mit sogenannten Holzvergasern, die Scheitholz, Pellets oder Hackschnitzel bei hohen Temperaturen vergasen. Bei der sogenannten Pyrolyse entsteht dabei ein Gas, welches anschließend durch einen Wärmeübertrager und einen Abscheider strömt. Am Wärmeübertrager gibt es thermische Energie an das Heizungswasser ab. Der Abscheider entfernt übrig gebliebene Verunreinigungen und leitet das Holzgas weiter zu einem Gasmotor. In diesem verbrennt es wie Erdgas. Die dabei entstehende Bewegungsenergie geht auf einen Generator über, der elektrische Energie erzeugt. Wärmeübertrager fangen die übrige Wärme auf, um diese in das Heizsystem einzuspeisen. Wenn Holzvergaser Strom erzeugen, kommen sie eher in größeren Dimensionen zum Einsatz. So zum Beispiel zur Versorgung von Gebäudekomplexen, Quartieren oder ganzen Gemeinden.

ORC-Kreisläufe erzeugen mit Dampf und Turbinen Strom aus Holz

Wer im großen Stil Strom erzeugen möchte, kann neben Stirlingmotoren und Holzgas-BHKWs auch auf sogenannte ORC-Kreisläufe (Organic-Rankine-Cycle) setzen. Diese übertragen die bei der Verbrennung entstehende Wärme auf ein Medium, welches bei geringen Temperaturen verdampft. Der Dampfdruck steigt und setzt eine Turbine in Gang. Letztere überträgt die Energie auf einen stromerzeugenden Generator, wobei sich der Dampf abkühlt und in seiner Ausgangsform zum Anfang des Kreislaufs strömt.

Thermoelektrischer Generator für Kaminöfen im kleinen Stil

Mit thermoelektrischen Generatoren ist es sogar möglich, über den Kamin Strom zu erzeugen. Die Lösungen bestehen aus zwei Metalllegierungen, die in kleinen Platten miteinander verbunden sind. Wird eine Seite durch den Ofen erhitzt und die andere an der Raumluft abgekühlt, findet ein Energieaustausch statt, sodass sich Strom abgreifen lässt. Die Leistung ist im Vergleich zu den anderen Lösungen zwar klein, jedoch ausreichend, um einzelne Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen.

Strom und Wärme aus Holz: Lohnt es sich?

Ob es sich lohnt, Strom aus Holz zu erzeugen, lässt sich nicht pauschal beurteilen. Günstig ist die Lösung vor allem dann, wenn ausreichend Holz vorhanden ist, da auf diese Weise die Energiekosten sinken. Auch ein kontinuierlicher Wärmebedarf ist förderlich. Denn die Anlagen gewinnen nur dann Strom aus Holz, wenn sie die gleichzeitig entstehende Wärme abführen können.

Kommen große Holzvergaser zur Stromerzeugung zum Einsatz, versorgen sie meist Quartiere, Gemeinden oder ganze Stadtteile mit Strom und Wärme. Die relativen Kosten sinken und die Anlagen lassen sich häufig wirtschaftlich betreiben.

Ganz gleich, ob es sich um eine Kleinanlage oder ein Großprojekt handelt: Eine Aussage über die Wirtschaftlichkeit ist nur nach einer individuellen Untersuchung möglich. Bei dieser berücksichtigen Experten alle Betriebsparameter, um Kosten und Einsparungen korrekt gegenüberstellen zu können.