Biomasse

Biomasse wird von Pflanzen mit Hilfe des Sonnenlichtes aufgebaut. Dazu werden Inhaltsstoffe der Luft (z.B. CO2) und des Bodens (z. B. Wasser und Mineralien) von der Pflanze aufgenommen und durch die Photosynthese umgesetzt. Biomasse ist also letztlich ein Umsetzungsprodukt des Sonnenlichtes. Biomasse kann neben weiteren Ausgangsstoffen wie beispielsweise organischen Abfallprodukten als Energieträger verwendet werden.

Die Biomasse produzierende Pflanzen werden in drei Hauptgruppen eingeteilt: Bäume und Büsche, Krautartige und landwirtschaftliche Pflanzen und aquatische Biomasse, also Algen. Grundsätzlich stehen verschiedene Verfahren zur energetischen Nutzung der Biomasse zur Verfügung wie Verbrennen, Pyrolyse (Vergasung), Fermentation (Gärungsprozess), Mahlen bzw. Raffination (Verarbeitung zu Öl). Damit können Bioenergieträger wie zum Beispiel Alkohol, Pflanzenöle oder Biogas gewonnen werden. Folgende Ausgangsstoffe können zur Bildung von Bioenergieträgern genutzt werden: Holz, Stroh, Gülle, Mist, zucker-, stärke-, lignozellulosehaltige Pflanzen, Ölpflanzen, Getreide, C4-Pflanzen, Gehölz.

Holz, Stroh, Hausmüll:

Ziel der Verbrennung von Holz, Holzabfällen und Stroh ist häufig die Wärme- oder Stromgewinnung. Vor der Verbrennung steht i.d.R. die Trocknung und Zerkleinerung des Materials. Neben der thermischen Verwertung können Holz, Holzabfälle, Stroh und weitere Energiepflanzen auch einer Vergasung zugeführt werden. Das entstehende Gas wird zur Wärme- und Stromerzeugung genutzt.

Gülle, Mist:

Organisches Abfallmaterial wird unter Luft- und Lichtabschluss in einem Faulbehälter durch Mikroorganismen vergoren (anaerobe Vergärung). Dabei entstehen Biogas und Düngematerial. Das entstehende Gasgemisch enthält etwa 50-65 % Methan und kann zur Strom- und Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken eingesetzt werden. Das vergorene Düngematerial zeichnet sich gegenüber dem unvergorenen Flüssigmist durch höhere Pflanzenverträglichkeit, geringere Aggressivität und Geruchsintensität aus.

Zucker-, stärke- und lignozellulosehaltige Pflanzen:

Sie werden zur Bioalkoholerzeugung genutzt. Als Ausgangsstoffe kommen dafür beispielsweise Getreide, Mais, Kartoffeln, Zuckerrüben oder Zuckerhirse zum Einsatz. Als Endprodukt steht Bioäthanol zur Verfügung, das mit Hilfe von Bakterien und Hefen durch anaerobe Vergärung erzeugt wird. Bioalkohol kann beispielsweise als Treibstoff eingesetzt werden.

Ölpflanzen:

Ölhaltige Pflanzen können durch Auspressen und Veresterung Öle liefern, die als Biodiesel oder als Schmierstoffe verwendet werden können. Als Ausgangsstoffe eignen sich besonders Raps oder Sonnenblumen.

Getreide, C4-Pflanzen, Gehölze (Energiepflanzen):

C4-Pflanzen wie das bekannte Chinaschilf sind in der Lage, bis zu 6,5 % der eingestrahlten Energiemenge durch die Sonne in Form von Kohlenstoff und Wasserstoff zu binden. Energiepflanzen wie Getreide, C4-Pflanzen oder Gehölz können durch Verbrennung direkt zur Wärme- und Stromgewinnung eingesetzt werden. Die Verbrennung verläuft CO2-neutral. Jedoch müssen die CO2-Belastungen bezüglich der Produktion, Lagerung und evtl. Trocknung der Energiepflanzen beachtet werden.

Die jährliche Produktionsrate an Biomasse auf der Erde beträgt etwa 155 Mio. Tonnen, davon etwa 100 Mio. Tonnen auf den Kontinenten und 55 Mio. in den Ozeanen. Biomasse weist gegenüber den anderen erneuerbaren Energien folgende Besonderheiten auf:

geringe Zuwachsrate
kann gespeichert werden
kann vielfältig genutzt werden
wird meist über die Verbrennung erschlossen
ist nur unter bestimmten Bedingungen als regenerative Energie anzusehen.

Probleme bei der großtechnischen Nutzung der Biomasse ergeben sich dadurch, dass angesichts des zunehmenden Nahrungsmittelbedarfs der wachsenden Erdbevölkerung eine Konkurrenzsituation auftreten wird. Die Frage, ob eine Fläche z. B. mit Zuckerrohr für die Alkoholproduktion oder mit Nutzpflanzen für die Nahrungsmittelproduktion bepflanzt werden soll, wird in jedem Land der Erde anders beantwortet werden müssen.

Dem Anbau der nachwachsenden Rohstoffe sind aus gesamtökologischen Gründen Grenzen gesetzt. Ein großflächiger Anbau, beispielsweise der exotischen Pflanze Chinaschilf, könnte zu einem nachhaltigen Eingriff in die Lebensräume heimischer Tier- und Pflanzenarten werden.
Zum anderen erfordern die Anlagen zur Verbrennung der Rohstoffe eine aufwendige Umweltschutztechnik, um Mensch und Umwelt vor entstehenden Schadstoffen zu schützen. Langfristig könnten etwa 10 % des Energiebedarfs in unseren Breiten durch Biomasse gedeckt werden.

Bei der Verbrennung nachwachsender Rohstoffe wird beim Verbrennungsvorgang nur so viel CO2 freigesetzt, wie die Pflanze im Lauf ihres Wachstums aufgenommen hat. Die Energiegewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen ist demnach CO2-neutral.

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