Bioenergie

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Bioenergie ist ein Kunstwort für die energetische Nutzung von Biomasse. Durch die Verwendung von Biomasse soll die Bioenergie eine ökologische und günstige Energiequelle sein. Als einsetzbare Biomasse zählen vor allem Holz, Stroh, Mais, Getreide, Zuckerrüben, Raps, Biogas, Pflanzenöle, Bioabfälle, Exkremente, aber auch Algen und weitere.

Bei der Bildung von Biomasse wird die Energie der Sonnenstrahlung durch die Pflanzen mittels Photosynthese genutzt und u.a. in Form von organischem, energiereichem Material gespeichert.

Anders ist dies bei fossilen Energiequellen: Zwar gehen auch sie ursprünglich auf organische Materie zurück (Erdöl entstand aus abgestorbenem Plankton, Kohle aus Wäldern), doch war der in ihnen gebundene Kohlenstoff für Jahrmillionen dem atmosphärischen Kreislauf entzogen und wird erst seit Beginn der Industrialisierung durch Verbrennung in immer noch wachsendem Maß als Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt, was u.a. zu einem Anstieg der durchschnittlichen Lufttemperatur (Treibhauseffekt) führt.

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Formen der Bioenergie

Basis der Bioenergie ist die Sonnenenergie. Diese kann von Pflanzen mit Hilfe der Photosynthese zur Erzeugung von Biomasse genutzt werden. Abhängig von der Art der Biomasse ergeben sich unterschiedliche Nutzungsmöglichkeiten. Biomasse kann durch Verbrennung, Pyrolyse, alkoholische und Methangärung aufgeschlossen werden. Die Verbrennung von Biomasse kann in den Anlagen für fossile Brennstoffe erfolgen.

[Bearbeiten] Wärme- und Stromerzeugung

  • Biomasseheizwerke und Biomasseheizkraftwerke nutzen Biomasse, um Wärme und, bei Heizkraftwerken, auch Strom zu erzeugen. Neben der Nutzung vor allem von Holz aus der Forstwirtschaft können auch landwirtschaftliche Erzeugnisse wie Kurzumtriebsholz und Stroh genutzt werden. Auch eine Nutzung in Kleinanlagen in Wohnhäusern ist möglich, beispielsweise in Pelletheizungen zur Wärmebereitstellung. Bei mittelgroßen Anlagen kommen auch Holzhackschnitzelheizungen zum Einsatz.
  • Biogas kann durch Vergärung von Gülle, Pflanzensilage und anderer Biomasse gewonnen werden. Eine direkte Nutzung des Gasgemisches im BHKW an der Biogasanlage ist nach einigen Aufbereitungsschritten möglich. Eine Aufbereitung zu sogenanntem Biomethan, auch als Bioerdgas bezeichnet, ist möglich. Diese können in das Erdgasnetz eingespeist oder auch als Kraftstoff in Erdgasfahrzeugen genutzt werden.

[Bearbeiten] Biokraftstoffe

Neben der Verwendung in Kraftfahrzeugen können die Biokraftstoffe auch zur Strom- und Wärmeerzeugung beispielsweise in Blockheizkraftwerken (BHKW) genutzt werden.

[Bearbeiten] Ökologisch-soziale Ambivalenzen der Bioenergie

Hauptvorteil der Bioenergie ist, neben der Versorgung aus erneuerbaren statt endlichen Energiequellen, die - allerdings oft nur relativ kleine - Verringerung des Kohlendioxid-Ausstoßes in die Atmosphäre: Holz oder andere biogene Energiequellen haben das in ihnen gespeicherte Treibhausgas Kohlendioxid im Laufe ihres Wachstums der Atmosphäre zunächst entzogen, die bei nachhaltiger Nutzung nachwachsende Vegetation bindet es recht schnell wieder.

Für die Landwirtschaft bietet die Erzeugung von Biomasse und Bioenergie eine zusätzliche Einnahmequelle. Zudem bietet die Bioenergie eine Möglichkeit der Energieerzeugung aus Regenerativen Rohstoffen, bei deren Nutzung nur so viel Kohlendioxid frei wird, wie während des Wachstums der genutzten Pflanzen in der Biomasse gebunden wurde.

Gleichwohl steht die Biooenergie vor allem wegen ihres Flächenbedarfs beim Anbau Nachwachsender Rohstoffe zeitweise in der Kritik, da sie eine Flächenkonkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelerzeugung darstellt und für den enormen Anstieg der Nahrungsmittelpreise im Jahr 2007 mit verantwortlich gewesen sein soll. Weitere wichtige Aspekte bei der Beurteilung sind der Bedarf an Fremdenergie und die Umweltbelastung bei Pflanzenanbau. Kritisiert wird die Veränderung des Landschaftsbildes durch Veränderung der Flächenverhältnisse von Ackerkulturen und durch Umwandlung von ökologiusch wertvollerer flächen wie Regenwald, Moore oder Grünland in Ackerland.

Der ausgedehnte Anbau von Energiepflanzen wie Mais, Raps, Zuckerrüben, Getreide, Bäume als Biomasselieferanten für die Gewinnung von Biokraftstoffen ist umstritten.[1]

Bioenergie-Anwendungen wird jedenfalls in älteren Untersuchungen eine sehr gute Ökobilanz zugesprochen, wenn Abfälle, Reststoffe und organisch belastete Abwässer verwertet werden, die man sonst mit (u.U. großem) Energieaufwand behandeln müsste [2]. Die Verwertung von Güllen ist aus Sicht der Ökobilanz bereits problematischer.[3]

Wenn hingegen Pflanzen (als Nachwachsende Rohstoffe bzw. Energiepflanzen) angebaut werden, ist in der Regel weniger als ein Prozent der Sonnenenergie netto in den Pflanzen (vergleichsweise schlechter Wirkungsgrad der Photosynthese; brach liegende oder noch nicht voll bewachsene Felder, Fremdenergieaufwand für Maschinen, Pestizide und Dünger etc.). Um dieses knappe Prozent in einen brauchbaren Energieträger umzuwandeln, ist Zusatzaufwand nötig (Biogasreaktor oder Gärung und Destillation oder Abpressen und Weiterverarbeiten von Öl o.a.). Das bedeutet wiederum Einsatz von Fremdenergie für Bau und Betrieb der entsprechenden Infrastruktur und große Verluste (Bakterien und Hefen bauen nicht 100 % ab; bei der Ölgewinnung bleiben Pflanzenreste zurück etc.). Am Ende stehen netto nur 0,1-0,3 % der eingestrahlten Sonnenenergie zur freien Verfügung, und der Treibhauseffekt wurde - wegen Fremdenergieeinsatz und Emissionen von Lachgas, Methan etc. bei der landwirtschaftlichen Produktion - kaum oder gar nicht reduziert.[4] Modelle zur Bioenergie-Gewinnung aus Abfall oder Exkrementen sind bereits getestet und funktionieren in Großanlagen sowie in Mini-Kläranlagen für den Hausgebrauch. Bei diesen Modellen ist der Hauptnachteil ausgeschaltet. Zusätzlich machen sie Kanalisation und zentrale Kläranlagen "überflüssig" und ermöglichen so den Bau von Häusern, oder Satellitenstädten weit entfernt von jeglicher Infrastruktur.

In die umstrittene ökologisch-soziale Bilanz der Bioenergie (speziell der Biokraftstoffe) gehen weitere Aspekte ein:[5] Landnutzungsänderungen (z.B. Biomasseanbau auf ehemaligen Regenwaldflächen), aber auch ein entsprechender Düngereinsatz (Dünger ist in der Produktion sehr energieintensiv) können dazu führen, daß die Bioenergie klimapolitisch keinen Vorteil mehr gegenüber fossilen Brennstoffen erbringt. Umgekehrt wird eingewandt, dass die gleichen Probleme in der Fleisch- bzw. Futtermittelproduktion für den Verbrauch in den Industrieländern die gleichen Probleme aufwerfe, ohne dass dies bisher thematisiert würde (und zwar in quantitativ größerem Umfang). Eingewandt wird gegen die Bioenergie aber auch, dass Nutzungskonkurrenzen nicht nur zur Nahrungsmittelproduktion, sondern auch zur traditionellen Biomassenutzung (als Bau- und Brennmaterial) in den Entwicklungsländern entstünden.

[Bearbeiten] Politische/ rechtliche Regulierung der Ambivalenzen

Deshalb wird vorgeschlagen[6], (1) Bioenergie statt zur Treibstofferzeugung zur kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung zu verwenden (Kraft-Wärme-Kopplung) und (2) insgesamt stärker auf eine Senkung der - weltweiten - Primärenergienachfrage (durch Effizienz und Suffizienz) zu setzen statt auf einen massiven Ausbau ambivalenter erneuerbarer Energien; beides würde die Ambivalenzen durch eine Begrenzung der Gesamtnachfrage reduzieren. Die 2009 in Kraft tretende EU-Erneuerbare-Energien-Richtlinie[7] schlägt demgegenüber einen anderen Weg ein, indem sie Kriterien für nachhaltig produzierte Bioenergie aufzustellen versucht; dies wird aktuell in mehrere deutsche Rechtsverordnungen übernommen. Solchen Kriterienkatalogen werden indes mehrere Kritikpunkte entgegengehalten: (a) Vollzugsprobleme speziell in den Entwicklungsländern; (b) Unvollständigkeit; (c) Probleme wie Nutzungskonkurrenzen mit der Nahrungsmittelproduktion lassen sich nicht als Kriterien formulieren; (d) es drohen Verlagerungseffekte, die die Kriterien leerlaufen lassen (ein Verbot der Biomasseproduktion im Regenwald könnte z.B. eine vermehrte Futtermittelproduktion im Regenwald zur Folge haben).

[Bearbeiten] Siehe auch

[Bearbeiten] Einzelnachweise

  1. ↑ Gutachten des Beirats für Agrarpolitik, November 2007, Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung - Empfehlungen an die Politik http://www.bmelv.de/nn_1029776/DE/14-WirUeberUns/Beiraete/Veroeffentlichungen/NutzungBiomasseEnergiegewinnung.html__nnn=true
  2. ↑ Edelmann et al., (2000): Ökologischer, energetischer und ökonomischer Vergleich von Vergärung, Kompostierung und Verbrennung fester biogener Abfallstoffe, http://www.naturemade.ch/common/texted_zertifizierung/%C3%96kobilanz%20Feststoffverg%C3%A4rung.pdf; teilweise anders SRU (2007), Klimaschutz durch Biomasse. Sondergutachten
  3. ↑ Edelmann et al. (2001): Oekobilanz der Stromgewinnung aus landwirtschaftlichem Biogas, http://www.arbi.ch/seite11.htm
  4. ↑ R. Zah et al (2007): Ökobilanz von Energieprodukten http://www.news-service.admin.ch/NSBSubscriber/message/attachments/8514.pdf
  5. ↑ Hierzu und zum folgenden F. Ekardt et al. (2009): Europäische und nationale Regulierung der Bioenergie und ihrer ökologisch-sozialen Ambivalenzen, Natur und Recht, S. 222-232; SRU (2007), Klimaschutz durch Biomasse. Sondergutachten
  6. ↑ Hierzu und zum folgenden F. Ekardt et al. (2009): Europäische und nationale Regulierung der Bioenergie und ihrer ökologisch-sozialen Ambivalenzen, Natur und Recht, S. 222-232; SRU (2007), Klimaschutz durch Biomasse. Sondergutachten
  7. ↑ Dazu wieder F. Ekardt et al. (2009): Europäische und nationale Regulierung der Bioenergie und ihrer ökologisch-sozialen Ambivalenzen, Natur und Recht, S. 222-232

[Bearbeiten] Literatur

  • Bernd Geisen: Energieversorgung der Zukunft - Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Biomasse. Müll und Abfall 37(11), S. 548-551 (2005), ISSN 0027-2957
  • Daniela Thrän, Alexander Vogel, Michael Weber: Biogene Kraftstoffe in Deutschland, Techniken und Potenziale. Müll und Abfall 37(11), S. 552-559 (2005), ISSN 0027-2957
  • Thomas Fritz: Das Grüne Gold - Welthandel mit Bioenergie, Berlin 2007, ISBN 978-3-923020-37-9, Download

[Bearbeiten] Weblinks

Von „http://de.wikipedia.org/wiki/Bioenergie“
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