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Bioenergie – CO2-neutral und nachhaltig auf dem Vormarsch

Bioenergie zählt neben Solarenergie, Windenergie und Wasserkraft zu den umweltschonenden, erneuerbaren Energiequellen und ist aus dem Strommix in Deutschland nicht mehr wegzudenken. Sie wird, wie der Name bereits andeutet, aus Biomasse gewonnen. Unter dem Begriff Biomasse versteht man dabei Abfälle und Reststoffe biogenen Ursprungs, also bspw. Bioabfälle, Gülle, Pflanzen oder auch Holz.

Was ist Bioenergie?

Bioenergie ist letztendlich nichts anderes als Sonnenenergie, die in der Wachstumsphase der Biomasse von dieser gespeichert, in unterschiedlichen Prozessen wieder freigesetzt wird und dann in Form von Wärme, Strom oder auch als Kraftstoff weitergenutzt werden kann.

Daher spricht man auch von der sogenannten CO2-Neutralität der Biomasse. Man sagt, dass die Biomasse bei ihrer Verbrennung genauso viel CO2 freisetzt, wie sie davor der Atmosphäre im Rahmen ihres Wachstumsprozesses entzogen hat.

Wie funktioniert Bioenergie?

In der Praxis unterscheidet man Biomasse in drei verschiedene Arten.

Alle drei Arten der Biomasse werden meist zur Verstromung und Wärmeerzeugung in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (BHKW) eingesetzt. Diese liefern Strom und Wärme für Unternehmen (Prozesswärme), kommunale Liegenschaften oder Privathaushalte (Fernwärme, Zentrale Heizungsanlagen).

Grundlage für die Zuordnung ist der jeweilige Aggregatszustand der Biomasse:

Holz, Stroh oder auch Holzpallets zählen zur festen Biomasse.
Bei Palmöl, Rapsöl oder Öl aus Sonnenblumen handelt es sich um flüssige Biomasse.
Von gasförmiger Biomasse spricht man, wenn durch die Vergärung von Bioabfällen, also pflanzlichen oder tierischen Reststoffen, in Biogasanlagen Biogas entsteht.

Die flüssige Biomasse kommt häufig auch als Kraftstoff zum Einsatz. Ebenso die gasförmige Biomasse, denn diese kann mittels einer Aufbereitungstechnik zu Bioerdgas veredelt und ins Erdgasnetz eingespeist werden. So kann das entstandene Erdgas über die herkömmlichen Erdgasleitungen transportiert werden oder auch für das Tanken von Erdgasautos verwendet werden.

Wie wird Bioenergie in Deutschland genutzt?

Die kontinuierliche Förderung der Bioenergie ist im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgeschrieben. So haben die erneuerbaren Energien aus Sonne, Wind, Wasserkraft und Biomasse im Jahr 2020 bereits über 250 Milliarden Kilowattstunden Strom generiert und fast die Hälfte des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland abgedeckt. Etwa ein Fünftel davon entfällt auf die Bioenergie, die damit den größten Anteil an den erneuerbaren Energien am Strommix in Deutschland ausmacht.

Biomasse hat den zusätzlichen Vorteil, dass aus ihr auch Kraftstoffe hergestellt werden können, was sie gegenüber anderen nachhaltigen Energiequellen deutlich flexibler macht. Außerdem kann Biogas zu Erdgas aufbereitet werden und einfach durch bestehende Leitungen transportiert werden.

Allerdings ist die Tank-Teller-Diskussion nicht zu vernachlässigen. Der Anbau von Biomasse wie z.B. Mais benötigt große Flächen, auf denen auch Nahrungsmittel angebaut werden könnten. Hier gibt es einige Kritiker.

Strom aus Bioenergie

Wie bereits erwähnt, stammt etwa ein Fünftel des nachhaltig produzierten Stroms in Deutschland aus Biomasse, Tendenz steigend. Waren es im Jahr 2010 noch 33,9 Milliarden Kilowattstunden, stieg diese Leistung bis zum Jahr 2020 bereits auf 50,9 Milliarden Kilowattstunden an.Dadurch konnten bislang mehr 30 Millionen Tonnen an CO2-Emissionen eingespart werden.

Die Erzeugung von Strom erfolgt dabei meist in lokalen Blockheizkraftwerken, die einfach ausgedrückt aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator bestehen. Das verbrannte Biogas treibt dabei den Generator an, der dadurch Strom erzeugt und direkt ins Stromnetz einspeist.

Bei der Erzeugung von Strom aus Biomasse wird der Wirkungsgrad dadurch außerdem auf bis zu 80 Prozent erhöht, wenn die bei der Kraft-Wärme-Kopplung entstehende Abwärme bspw. in ein Nahwärmenetz eingespeist wird und unmittelbar als Wärmequelle für Wohngebiete genutzt wird. Auch Unternehmen mit einem hohen Wärmebedarf setzen diese Art der Energiegewinnung gerne ein.

Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auch dem sog. Bio-Erdgas, das aus speziell aufbereitetem Biogas hergestellt wird und die Einsatzmöglichkeiten von Bioenergie nochmals erweitert. Dieses Bio-Erdgas wird direkt in die Leitungen der bestehenden, großflächigen Erdgasversorgung eingespeist und hat den großen Vorteil, dass es auch von Haushalten und Gewerbebetrieben genutzt werden kann, die nicht in unmittelbarer Nähe einer Biogas-Produktionsstätte liegen. Dieses Bioerdgas kann als Alternative zum herkömmlichen Erdgas eingesetzt werden und somit auch zur Wärmegewinnung eingesetzt werden. Wird das Bioerdgas in einem BHKW verstromt, wird meist nur die Wärme benötigt und der Strom, der daraus entsteht, ist sozusagen eine Art Abfallprodukt, wird ins Netz eingespeist und nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz EEG, in Abhängigkeit von Alter und Zustand der Anlage, entsprechend vergütet.

Wärme aus Bioenergie

Vom gesamten Stromverbrauch in Deutschland entfällt mehr als die Hälfte auf die Versorgung mit Wärme. 15 Prozent hiervon, genauer gesagt eine Gesamtmenge von 181,7 Milliarden Kilowattstunden dieser Wärme wurde aus Erneuerbaren Energien gewonnen. Dieser Anteil lag damit sogar einen Prozentpunkt über der von der Regierung vorgegebenen Zielmenge, die bis zum Jahr 2030 auf 50 Prozent gesteigert werden soll.

Von diesen 15 Prozent entfallen wiederum 86 Prozent auf Biomasse. Damit nimmt die Biomasse hier im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen eine Vorreiterrolle ein. Der Anteil der Bioenergie an dieser Gesamtleistung liegt mit 86 Prozent deutlich vor den anderen erneuerbaren Energiequellen.

Zur Erzeugung von Wärme aus Bioenergie werden meist sog. Kleinfeuerungsanlagen (z.B. Gasthermen, BHKW, Öfen) in Privathaushalten verwendet, bspw. durch das Verbrennen von Holzpellets oder Holzscheiten. Daneben werden auch mittlere oder große Anlagen dazu genutzt, um ganze Ortschaften oder Stadtteile über ein Nahwärmenetz mit Wärme zu versorgen.

Kraftstoffe aus Bioenergie

Auch für die Erzeugung von Kraftstoffen verschiedenster Art wird Biomasse eingesetzt. Dabei handelt es sich um Biodiesel, Biomethan, Bioethanol oder Pflanzenöle.
Im Jahr 2020 betrug der Anteil solcher Biokraftstoffe am gesamten Kraftverkehr bereits 6,7 Prozent, das entspricht mehr als 4,5 Tonnen.Dieser alternative Kraftstoff und hat bisher bereits 13,2 Millionen Tonnen CO2-Emissionen im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen eingespart.

(Quelle: www.bioenergie.de)

Wie viele Biomassekraftwerke gibt es in Deutschland?

Die Anzahl der Biomassekraftwerke betrug im Jahr 2020 etwa 400 Anlagen, die mit rund 44 Terawattstunden etwa 7,5 Prozent der deutschen Energieversorgung abdecken konnten. Nicht eingerechnet in diese Zahlen ist die Stromerzeugung in privaten Kleinkraftwerken, nimmt man diese mit hinzu, erhöht sich die Anzahl der Biomassekraftwerke auf fast 9.700 Anlagen.

Bioenergietonne

Über eine Bioenergietonne, auch als Biotonne bekannt, verfügt mittlerweile fast jeder Haushalt. Mit ihrem meist grünen oder braunen Deckel ergänzt sie die Tonnen für Papier (blau), Wertstoffe (rot) und Restmüll (schwarz).

In jedem Haushalt fallen Tag für Tag wertvolle Bioabfälle an, dazu zählen Essensreste oder Obst- und Gemüseabfälle ebenso wie Grünabfälle oder Balkonpflanzen. Wer nicht über einen eigenen Komposthaufen verfügt, kann diese Abfälle in der Biotonne sammeln. Diese Tonnen werden daraufhin von der zuständigen Müllabfuhr abgeholt und der weiteren Verwendung als Energiequelle für Strom und Wärme zugeführt oder auch für die Produktion von hochwertigem, ökologisch unbedenklichem Dünger genutzt.

Was ist ein Bioenergiedorf?

Unter Bioenergiedörfern versteht man Gemeinden, die es sich zum Ziel gesetzt haben, ihren Energiebedarf für Strom und Wärme weitgehend aus Biomasse zu gewinnen. Liegt dieser Anteil bei 50 Prozent oder mehr, darf sich eine Gemeinde offiziell als Bioenergiedorf bezeichnen.

Bei der Entscheidungsfindung für diese Entwicklung werden die Bürgerinnen und Bürger in der Regel von Anfang an einbezogen und werden dabei zumindest anteilsmäßig Mitinhaber der meist lokalen Bioenergieanlagen. Auch die benötigte Biomasse wird meist in der unmittelbaren Umgebung der Gemeinde produziert, was wiederum die Energieeffizienz und die Wertschöpfung steigert.

Vor- und Nachteile von Bioenergie

Ein großer Vorteil von Bioenergie ist, dass sie sich äußerst flexibel nutzen lässt, sie eignet sich nicht nur für die Erzeugung von Wärme und elektrischem Strom, sondern auch für die Herstellung von Biodiesel und Treibstoff für gasbetriebene Fahrzeuge.

Darüber hinaus handelt es sich bei Bioenergie um eine klimaneutrale Energiequelle, da bei der Herstellung nur die Menge an CO2 ausgestoßen wird, wie bei der Entstehung der zugrunde liegenden Biomasse aus der Atmosphäre aufgenommen wurde.

Allerdings benötigt der Anbau von Holz, Mais, Raps & Co. sehr große landwirtschaftliche Flächen, auf denen sonst Tierfutter oder Nahrungsmittel für die Menschen angebaut werden könnten (sogenannte Tank-Teller-Diskussion).