Hallo, in diesem Vortrag geht es um das
Thema Biomasse und ich möchte Ihnen einen
Überblick geben über die energetische
Nutzung von Biomasse, also
die biogenen Brennstoffe.
Die erste Folie zeigt
zunächst die Ausgangsstoffe in
drei Kategorien, nämlich zum
einen Energiepflanzen, die explizit
angebaut werden. Raps, zum Beispiel, oder
Mais, Zuckerrüben oder schnell
wachsende Hölzer, wie hier diese Pappeln.
Zweite Kategorie: die Erntereste.
Stroh zum Beispiel von abgeernteten
Getreidefeldern oder hier Holzreste.
Und die dritte Kategorie:
organische Abfälle wie
Sägespäne oder Sägemehl, hier
Mist und Gülle oder
auch Müll, Hausmüll oder Sperrmüll.
In jedem Fall müssen solche
Ausgangsstoffe transportiert werden, weil
sie in der Regel nicht am Ort der Nutzung
anfallen, teils müssen sie auch geerntet
werden, wie zum Beispiel die
Energiepflanzen. Ein ganz großer
Vorteil von biogenen Energieträgern: sie
können auch gelagert werden - anders als
zum Beispiel die Sonne oder der Wind.
Ja, und um dann
einzelne biogene Brennstoffe
erzeugen zu können, braucht es noch eine
weitere Bearbeitung, relativ wenig
Bearbeitung hier bei festen
Brennstoffen: Brennholz, Stroh,
das muss gegebenenfalls zerkleinert
werden. Also hier wenn man einen Baum
fällt, entsprechend zerkleinert werden,
getrocknet werden, damit der Wassergehalt
reduziert wird und das besser brennt oder
gepresst werden wie Stroh zu
Strohballen, die dann in einem großen
Heizwerk verbrannt werden können oder
wenn solche Holzspäne oder
Sägemehl gepresst werden zu Holzpellets.
Ja, und in diese Kategorie der festen
biogenen Brennstoffe gehört auch der
Müll, weil etwa 50%
des Mülls biogenen Ursprungs sind.
Beim Sperrmüll, zum Beispiel, in dem
alte Möbelstücke aus Holz sind oder auch im
Hausmüll sind Abfallstoffe oder
Lebensmittelabfälle zum Beispiel, die im
Müll entsorgt werden.
Das sind die festen Brennstoffe.
Die zweite Kategorie ist hier
Pflanzenöl, Biodiesel. Wenn man das
erzeugen will, zum Beispiel aus
Raps, dann muss man diesen Raps ernten
zu der entsprechenden Verarbeitungsstelle
transportieren und dann die
Rapskörner auspressen.
Weil in diesen ausgepressten
Substanzen dann schon noch Öl
drin ist, kann man das chemisch noch
weiter extrahieren, damit man noch mehr
Öl heraus bekommt. Dann hätte man das
Pflanzenöl. Und wenn man dann Biodiesel
haben will, also aus dem
dickflüssigeren Pflanzenöl
dünnflüssiges Biodiesel machen will,
dann muss man noch chemisch umestern.
Nächster Kraftstoff: neben Biodiesel gibt
es auch Biobenzin oder ganz allgemein
formuliert Bioalkohol. Da
würde man zum Beispiel zuckerhaltige
Ausgangsstoffe verwenden oder
stärkehaltige Stoffe aus Getreide
oder auch zellulosehaltige. Also da kann
man ganz unterschiedliche Ausgangsstoffe
verwenden, die man dann alkoholisch vergärt,
um Alkohol beziehungsweise Biobenzin zu erhalten.
Vierte Kategorie: Biogas,
Biomethan, Klärgas und Deponiegas.
Für Biogas wäre ein typischer Ausgangsstoff
Gülle oder Mist.
Vor allem Gülle aus der
Tierhaltung
wird hierzu verwendet,
ggf. angereichert mit
Co-Fermenten, wie zum Beispiel Maissilage,
um den Biogas-Output noch etwas zu erhöhen.
Klärgas-erzeugung ist im Prinzip der gleiche
Prozess, nur aus Klärschlämmen, die
Biomasse enthalten. Und Deponiegas
ist die Ausgasung aus Deponien,
in denen organischer Müll gelagert ist.
Letzte Kategorie: Das Vergasen,
Verflüssigen, Verkohlen bei
sehr hohen Temperaturen zu
Synthesegas, Methanol und Kohle.
Das werden Sie gleich in der nächsten
Folie sehen. Das spielt aber in
Deutschland noch keine Rolle, das ist
im Forschungs- und Experimentierstadium
im Moment.
Die nächste Folie zeigt die
einzelnen Einsatzbereiche und
wieviel das in
Deutschland verwendet wird, in welchen
Mengen. Alle Zahlen
hier sind in
GWh (Gigawattstunden) pro Jahr angegeben.
Sie sehen, dass hier das Holz
und der Müll, aber vor allem das Holz,
also die festen Brennstoffe weitaus
dominierend sind im Moment in Deutschland
in der Anwendung. Diese 127.000 GWh
pro Jahr stellen hier den Spitzenreiter dar,
vor allem die Wärmebereitstellung,
d.h. typischerweise Holzverbrennung
in entsprechenden Heizungsanlagen oder
Öfen. Es wird aber auch ein wenig Strom
produziert, das wäre typischerweise in
Heizkraftwerken der Fall, also gekoppelte
Wärme- und Stromerzeugung.
Ähnliches gilt für den Müll,
der Strom und Wärme liefert, denn typischerweise
wird Müll in Deutschland in
Müllheizkraftwerken verbrannt, also per
Kraft-Wärme-Kopplung
Strom und Wärme bereitgestellt.
Der Strom wird dann ins Netz eingespeist,
die Wärme in ein Fernwärme- oder Nahwärmenetz.
Zweitwichtigste Kategorie ist dann hier
das Biogas und Biomethan.
Klärgas und Deponiegas spielen nicht so
die Rolle, vor allem das Deponiegas
nicht, weil Müll in Deutschland kaum
noch deponiert wird: vor allem wird
er verbrannt. Das spiegelt sich ja dann
hier oben wieder. Biogas und
Biomethan dominiert
bei dieser Verwendung von rund
52.000 GWh pro Jahr.
Und Sie sehen hier, da wird auch Wärme
und vor allem Strom produziert - auch das
dann in der Regel in Kraft-Wärme-Kopplung.
Und da ist interessant,
dass hier weniger Wärme produziert
wird als Strom. Das ist bei der
Kraft-Wärme-Kopplung eigentlich umgekehrt
und das hat auch einen ganz trivialen Grund:
solche Biogasanlagen stehen ja
häufig irgendwo auf der grünen Wiese bei
einem Bauernhof und da fehlen die
Wärmeverbraucher. Einen Teil der Wärme braucht
man in der Biogasanlage selbst. Und man
beheizt vielleicht noch den Hof mit, aber
es gibt dann kein Nah- oder Fernwärmenetz,
in das man weitere Wärme einspeisen kann.
Deshalb ist der Betrag hier geringer.
Ein bisschen biogenes Gas gibt es auch im Verkehr.
Es gibt ja an
manchen Tankstellen das CNG-Gas,
also Compressed Natural Gas für
Erdgasautos - nicht zu verwechseln mit LPG
dem Autogas, das
ist Liquid Petroleum Gas,
ein Abfallprodukt aus der
Rohölverarbeitung. Dagegen ist
CNG (Compressed Natural Gas) ein Flüssiggas,
also komprimiertes Methan.
Zuletzt gibt es diese flüssigen
Kraftstoffe Biodiesel,
Biobenzin. Das sind insgesamt hier
diese 41.000 GWh pro
Jahr, davon wenig im
Bereich Wärme und Strom. Das könnte ein
Blockheizkraftwerk sein, was mit
Biodiesel oder Biobenzin
angetrieben wird, mit etwas
Wärmeproduktion oder die direkte
Verfeuerung dieser flüssigen
Brennstoffe zur Wärmebereitstellung.
Also: flüssige Kraftstoffe verwendet man vor allem im Verkehr,
etwa drei- bis viermal mehr Biodiesel
als Biobenzin.
Sie tanken, wenn Sie ein
Dieselfahrzeug fahren, mit jedem
normalen Liter Diesel auch einen gewissen
Prozentsatz an Biodiesel mit.
Und bei Biobenzin ist es das E10,
das sie an der Tankstelle in
Deutschland kaufen können. Wie
gesagt, dieser Weg über
Synthesegas, Methanol oder Kohle,
spielt im Moment
energiewirtschaftlich noch keine Rolle.
Zum Abschluss möchte ich
noch einen Blick auf die
CO₂-Bilanz werfen.
Häufig wird ja gesagt, die
energetische Biomassenutzung
ist CO₂-neutral.
Das stimmt auf den ersten Blick,
weil bei der Biomassenutzung (Verbrennung)
genau die Kohlendioxidmenge
frei wird,
die der Baum oder
die Biomasse als solche
assimiliert hat, also die in ihm steckt.
Das ergibt sich schon alleine aus der
chemischen
Atomerhaltung: die Atome werden ja nicht
zerstört, der Kohlenstoff bleibt
erhalten. Das gilt im Übrigen auch für
den Wasserstoff und den Sauerstoff.
Das ist ein
geschlossener Kreislauf.
Das gilt aber nicht, wenn man es
ganzheitlich betrachtet, zumindest im
Moment noch nicht, weil bei
ganzheitlicher Betrachtung muss man
Samen aussäen und Pflanzen aufziehen,
man verwendet Düngemittel, man
erntet, man verarbeitet weiter.
Diese Bearbeitungsketten haben wir uns angesehen
und solange wir bei diesen
Verarbeitungsschritten noch fossile
Energieträger einsetzen, solange diese
Energieaufwände, die dabei anfallen,
nicht zu 100% regenerativ gedeckt
werden, haben auch biogene
Brennstoffe einen CO₂-Fußabdruck. Der
ist aber meistens klein: z.B bei
Holzpellets sind es 40 g CO₂
pro kWh (Kilowattstunde) und
0,2 kWh fossile Primärenergie pro kWh
Endenergie. Zum Vergleich
bei Heizöl ist das ein Vielfaches,
nämlich 320 g CO₂. Und auch der
Primärenergiefaktor ist höher: 1,1 kWh Primärenergie
pro Kilowattstunde Endenergie.
Das war der Überblick,
bis demnächst.