Mit Biomasse Energie erzeugen – Möglichkeiten und Grenzen

Den Begriff der Biomasse ist vor allem beim Thema der erneuerbaren Energien in aller Munde. Dabei fällt es schwer, diesen wirklich eindeutig zu definieren. Denn bei diesem Bereich handelt es sich im wahrsten Sinne des Wortes um ein weites Feld. Grundsätzlich geht es nämlich um organische Substanzen, die anfallen oder durch Menschenhand erzeugt werden. Die Quelle ist die die chemisch gebundene Sonnenenergie. Doch wie erzeugt Biomasse daraus für den Menschen nutzbare Energie? Wodurch besticht diese Form der Energie und wo liegen aktuell ihre Grenzen?

Der Weg von der Biomasse zur Energie

Biomasse ist Teil des Sektors erneuerbarer Energien und besonders vielfältig. Gasförmig oder in fester und flüssiger Form kann Biomasse sowohl Strom als auch Wärme erzeugen. Speziell als Flüssigkeit dient sie außerdem als Kraftstoff. 

Was ist Biomasse?

Noch breiter als das Einsatzgebiet von aus Biomasse gewonnener Energie ist das Spektrum an Ausgangsmaterial. unter anderem aus folgenden Rohstoffen lässt sich Energie gewinnen:

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

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. 

Auf dem Bild ist ein Feld zu sehen, auf dem Raps angebaut wird, der als Biomasse Energie erzeugen kann.
© Kletr / Fotolia

Wie entsteht aus Biomasse Energie?

Soll die in der Biomasse chemisch gebundene Energie nutzbar gemacht werden, kann dies grundsätzlich wie bei fossilen Energieträgern in einem Kondensationskraftwerk (oder auch Wärmekraftwerk genannt) erfolgen. Im Mittelpunkt steht die Verbrennung des Ausgangsmaterials. infolgedessen erhitzt sich das Wasser bis zum Siedepunkt. Wasserdampf entsteht und erzeugt einen Überdruck im Kessel. 

Die unterschiedlichen Druckverhältnisse setzt eine Dampfturbine in Strom um. Etwa 35 Prozent der dabei eingesetzten Energie erzeugen auf diese Weise Strom. Durch eine Kraft-Wärme-Kopplung erhöht sich der Wirkungsgrad. Denn zusätzlich nutzt das Kraftwerk die Abwärme, die beim Verbrennen entsteht und sonst ungenutzt bleibt. Entsprechend der produzierten energie gibt es unterschiedlich große Kraftwerke. 

Diejenigen mit bis zu bis zu 20 Megawatt sind die sogenannten Heizkraftwerke. Anlagen mit einem kleineren Leistungsbereich werden als Blockheizkraftwerke (oder kurz: BHKW) bezeichnet.

Aus Biomasse Energie gewinnen: Vor- und Nachteile

Insbesondere im Hinblick auf den politisch angestrebten Energiemix in Deutschland birgt die Biomasse noch ein großes Potenzial. Dieses auszuschöpfen, ist mitunter Ziel des Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) hat dieses ins Leben gerufen. Im Fokus steht die Forschung und Entwicklung zur kosten- und vor allem energieeffizienten Nutzung der in der Biomasse gebundenen Energie. Denn neben vielen Vorzügen der Biomasse gibt es bislang auch noch Grenzen und Nachteile.

Vorteile der Bioenergie

Mit Biomasse kann Energie erzeugt werden und das im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien (Sonne, Wind und Wasser) auch ganzjährig sowie nahezu überall. Zudem lässt sich die Energie hervorragend speichern. Des Weiteren überzeugt die Biomasse dadurch, dass sie nachwachsend und damit fast unerschöpflich ist, solange es Anbaugebiete gibt. 

Besonderer Vorteil ist, dass die Treibhausgas-Emission vergleichsweise gering ist. Bei der durch Biomasse gewonnenen Energie wird der Ausgangsstoff ebenso wie bei Öl oder Erdgas verbrannt. Dennoch entsteht hier nur so viel Kohlenstoffdioxid wie zuvor durch die Photosynthese der Pflanzen auch aus der Atmosphäre aufgenommen wurde. Vor allem über diesen Punkt streiten sich die Geister und viele Experten sehen darin einen falsch verstandenen Vorteil. Worin das Problem genau besteht, erklären wir im folgenden Abschnitt. 

Bleiben wir jedoch kurz bei den Vorzügen für die aus der Biomasse gewonnenen Energie, sollten die biologischen Abfälle kurz hervorgehoben werden. Denn Biomüll und organische Reststoffe weisen eine besonders gute Ökobilanz auf. 

Grenzen der durch Biomasse gewonnenen Energie

In den vergangenen Jahren wurde über die Bioenergie trotz ihrer ganzen Vorteile auch viel diskutiert. Schwerpunkte dabei waren unter anderem die CO2-Bilanz und die benötigten Anbauflächen. Vor allem im Vergleich zu regenerativen Energien aus Sonne, Wind und Wasser schneidet die Biomasse schlechter ab. Denn dort finden keine Verbrennungsprozesse statt, die immer mit dem Ausstoß von Kohlendioxid verbunden sind. Zudem können vor allem bei der Verwendung von Abfällen auch unerwünschte sowie schädliche Nebenprodukte entstehen.

Daneben ändert die steigende Nachfrage nach Anbaubiomasse die weltweite landwirtschaftliche Nutzung. Die Flächen sind begrenzt. Sie stehen nämlich unter anderem in Konkurrenz mit der klassischen Bebauung für die Produktion von Lebensmitteln. Vor allem im Hinblick auf globale Entwicklungen kann sich dies zuspitzen. Denn neben Anbauflächen für die Biomasse steigt die Nachfrage nach tierischen Produkten. Entsprechend hoch ist der Futtermittelbedarf. Schließlich ist die Anbaubiomasse dem Wetter und letztlich dem Klimawandel ausgesetzt. Diese Faktoren beeinflussen den Ertrag und Ausfälle sind nicht wirklich absehbar. Experten rechnen aufgrund der genannten Entwicklungen und Einflussfaktoren langfristig mit einer Preissteigerung für die durch Biomasse gewonnenen Energie.

heizung.de Redakteurin Jeannette Kunde

Fazit von Jeannette Kunde

Aus Biomasse Energie zu gewinnen, ist letztlich ein alter Hut. Denn die Menschen haben sich bereits vor Jahrhunderten in Form eines Lagerfeuers diese zunutze gemacht. Heutzutage werden neben Holz auch andere biologische Stoffe zur Strom- und Wärmeerzeugung verwendet. Deshalb nimmt die Nachfrage nach Anbauflächen stetig zu. Doch diese sind begrenzt. Lösungen für eine effizientere Nutzung müssen zukünftig noch gefunden werden.

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