Wie lässt sich Energie aus Biomasse sinnvoll nutzen?

Was ist Energie aus Biomasse?

Eine einheitliche Definition von Biomasse gibt es nicht. Vereinfacht gesagt umfasst der Begriff alle Energie liefernden Lebewesen einschließlich abgestorbenen Materials, die als Energieträger genutzt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob sie tierischen oder pflanzlichen Absprungs sind. Aus den folgenden Rohstoffen lässt sich Energie gewinnen:

• Mais
  
• Weizen
  
• Zuckerrüben
  
• Raps
  
• Sonnenblumen
  
• Ölpalmen
  
• schnellwachsende Gehölze
  
• Holz

Abfälle und Reststoffe können auch zur Energiegewinnung genutzt werden

Daneben können auch sogenannte biogene (also: biologische) Abfälle oder Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft sowie aus normalen Haushalten oder der Industrie genutzt werden. Dies meint zum Beispiel Ernteabfälle, aber auch Biomüll oder Gülle sind Biomasse, aus der sich Energie gewinnen lässt. Um aus Weizen oder Müll Heizwärme zu machen, bedarf es unterschiedlicher Aufbereitungsschritte. Handelt es sich um Holz, kann dies direkt verwendet und verbrannt werden. Bei anderen Materialien erfolgen Zwischenprozesse wie die Methangärung oder die Herstellung von Pflanzenölen wie bei Sonnenblumen oder Rapspflanzen. Erst in Ölform kann aus der Biomasse Energie gewonnen werden.  

Die Urform, aus Biomasse Energie zu gewinnen

Die Idee, Energie aus Biomasse zu gewinnen und zu nutzen, ist viel älter als gedacht. Die ursprünglichste Form dieser Energiegewinnung ist das Verbrennen von Holz, Kohle oder Dung in einem Drei-Steine-Ofen. Diese Methode gehört leider nicht der Vergangenheit an, sondern wird in vielen Teilen der Welt noch verwendet. Der Wärmeverlust ist dabei riesig. Noch schwerer wiegt nur die sehr hohe Schadstoffbelastung. Vor allem die Verbrennung in schlecht gelüfteten Räumen kostet weltweit jährlich Hunderttausende Menschen das Leben. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO gehört die Luftverschmutzung in Innenräumen zu den zehn größten Umweltproblemen unserer Zeit.

Verwendungszwecke für Biomasse-Energie

In den Industrieländern wird Energie aus Biomasse längst nicht mehr nur zum Kochen oder Heizen benutzt. Stattdessen hat sich eine kleine Nische gebildet, in der aus Biomasse unterschiedliche Endprodukte erzeugt werden.

Biomasse-Energie zur Stromerzeugung

Mit der Energie aus Biomasse lässt sich unter anderem Strom erzeugen. Hierfür ist ein Kondensationskraftwerk notwendig, das die Biomasse für die Verdampfung des Wassers verfeuert. Der aufsteigende Dampf treibt anschließend eine oder mehrere Turbinen an, die wiederum Strom produzieren. Mit dieser konventionellen Technik lassen sich aber nur knapp 40 Prozent der Primärenergie in Strom umwandeln. Viel effizienter arbeitet ein Biomasseheizkraftwerk, das nicht nur den Strom, sondern auch die dabei entstehende Wärme sinnvoll verwendet. Das Verfahren wird streng in der sogenannten  Biomasseverordnung  geregelt.  

Biomasse-Energie zur Wärmeerzeugung

Aus Biomasse Energie zur Wärmeerzeugung zu erzeugen, ist nach wie vor ein Thema; wenn auch nicht in Form von offenen Feuerstellen. Das bekannteste Beispiel dafür ist die Pelletheizung. Als Energielieferant kommen Pellets zum Einsatz, die zuvor aus Abfällen von Forstbetrieben, Holz verarbeitenden Betrieben oder Sägewerken hergestellt wurden.

Energetische Verwertung von Biomasse zu Biogas

Eine andere, ebenfalls populäre Form der Energienutzung ist die Umwandlung von Biomasse in  Biogas. In großen Biogasanlagen wird der Abbau der Biomasse kontrolliert vorangetrieben. Im Laufe des Abbauprozesses werden die organischen Inhaltstoffe wie Fette und Kohlenhydrate in kleine, molekulare Bausteine zerlegt. Dabei entsteht ein Gasgemisch, das neben Faulschlamm, Schwefelwasserstoff, Ammoniak und anderen Gasen etwa 60 Prozent Methan enthält.

Energie aus Biomasse als Kraftstoff

Mit der Energie aus Biomasse lässt sich auch eine Alternative zu Benzin und Gas verwirklichen. Biodiesel aus Raps und Bioethanol aus Weizen sind zwei bekannte Produkte, die jedoch nicht unumstritten sind. Das gilt übrigens auch für das Palmöl, welches dem Biodiesel beigemischt wird.

Vor und Nachteile der Energie aus Biomasse

Biomasse ist regenerativ. Schließlich werden zur Energiegewinnung nur land- und forstwirtschaftliche Reststoffe verwendet. Wer diese Energie nutzt, schont zugleich knapp werdende fossile Ressourcen. Biomasse gilt zudem als CO₂-neutral, denn sie setzt bei der Verbrennung nur die Menge an Kohlenstoffdioxid frei, die sie zuvor im Laufe ihres Wachstums aufgenommen hat. Des Weiteren lässt sie sich in fester, flüssiger oder gasförmiger Form nutzen, was ihre Vielseitigkeit noch weiterverstärkt.

Richtig eingesetzt kann die Energie aus Biomasse eine ganze Kleinstadt energieautark machen. Das beste Beispiel dafür liefert das sogenannte Bioenergiedorf im niedersächsischen Jühnde. Dort decken Biogasanlagen und Kraft-Wärme-Kopplungs-Maschinen wie das Blockheizkraftwerk den jährlichen Strom- und Wärmebedarf komplett ab.

Energie aus Biomasse hat auch Nachteile

Bislang gilt Energie aus Biomasse als ein Nischenprodukt, das gerademal zehn Prozent der weltweiten Energienachfrage abdeckt. Mit zunehmender Nachfrage werden aber auch mehr Anbauflächen benötigt. Schon jetzt werden große Ackerflächen für den Anbau von sogenannten Energiepflanzen (Raps, Weizen, Palmöl etc.) umgestellt. Im Falle des Palmöls mussten sogar Regenwälder und Schutzgebiete dem Anbau weichen. Die Folgen sind nicht nur der Verlust der Diversität und die Vertreibung vieler Tierarten. Die Monokultur lässt auch die Preise am Weltmarkt steigen. Davon betroffen sind, wie so oft, die Ärmsten der Armen.

Das Potenzial von Biomasse-Energie

Energie aus Biomasse kann einen großen Beitrag zum Klimaschutz leisten, wenn einerseits weltweit gültige Regeln eingehalten werden und andererseits die richtige Technik zum Einsatz kommt. Steht die Produktion von Energiepflanzen jedoch in Konkurrenz zum landwirtschaftlichen Anbau von Nahrungsmitteln, führt es langfristig zu Preissteigerungen und letztlich zu Hungersnöten in den ohnehin ärmeren Ländern. Wie eine mögliche Lösung aussehen könnte, hat das Bioenergiedorf gezeigt.