Holzreste zum Heizen

Die Vielfalt der Biomasse

Biomasse ist ein sehr weiter Begriff. Darunter zählen Erntereste, Holzabfälle aus Wäldern oder eigens angebaute Energiepflanzen wie Raps oder sogar Weizen. Je nach Art und Herkunft der Biomasse kann das energiereiche Gut auf verschiedene Weise genutzt werden.

Ein Blockdiagramm informiert über Wege, Biomasse zu nutzen. Nach Ernten, Sammeln, Transport und Aufbereitung wird sie entweder thermochemisch verkohlt, vergast, verflüssigt. Oder sie wird physikalisch-chemisch gepresst, extrahiert oder umgeestert. Oder sie wird biochemisch vergärt, anaerob oder aerob abgebaut. Die Produkte werden bei fast allen Arten einfach verbrannt. Nur der aerobe Abbau liefert gleich direkt Wärmeenergie.
Nutzung der Biomasse für die Energiegewinnung

So vielfältig die einzelnen Energieträger sind, die man unter der Sammelbezeichnung Biomasse zusammenfasst, so vielfältig sind auch die Möglichkeiten der weiteren Verfahrensschritte. Welt der Physik gibt einen Überblick über die zum Einsatz kommenden Bio-Energieträger und die auf sie angewandten thermochemischen, physikalisch-chemischen und biochemischen Verfahren zur Umwandlung in die zum Einsatz kommenden Nutzenergieträger.

Treibstoffe aus Biomasse

Bemerkenswert ist, dass sich Biomasse gut in flüssige Kraftstoffe umwandeln lässt und damit technisch zum direkten Ersatz von Mineralöl im Verkehrsbereich herangezogen werden kann. In Deutschland lag der Anteil von Biokraftstoffen am gesamten Kraftstoffverbrauch im Jahr 2016 mit 107,5 Petajoule bereits bei 5,1 Prozent. Den größten Anteil hatte Biodiesel mit 75 Petajoule, gefolgt von Bioethanol mit 31,1 Petajoule und, deutlich weniger, Biomethan mit 1,3 Petajoule.

Nach Angaben der Firma BP entsprach der deutsche Verbrauch an Biotreibstoffen im Jahr 2016 etwa 3,1 Prozent des Weltbedarfs von 3446 Petajoule.

Wärme, Strom und Rohstoff

Infolge der rasanten technischen Entwicklungen seit Anfang des 21. Jahrhunderts kann heute aus Biomasse letztendlich jede Form der Energiebereitstellung, von der Wärme über Elektrizität bis zu Kraftstoffen, gewonnen werden. So belief sich ihr Beitrag zur Wärmebereitstellung im Jahr 2016 mit 533 Petajoule bereits auf 11,8 Prozent und für die Bruttostromerzeugung mit 51,8 Terawattstunden auf acht Prozent.

Als Rohstoff im Energiebereich trägt die Biomasse mit 29,85 Terawattstunden auch zur Bereitstellung von Kraftstoffen bei: 75 Petajoule Biodiesel, 1,3 Petajoule Biomethan und 31,1 Petajoule Bioethanol.

Die Biomasse hat das Potenzial, in alle Funktionen hinein wachsen, die derzeit noch von fossilen Energieträgern beherrscht werden. Das gilt auch im nicht-energetischen Bereich als materieller Rohstoff für Kunststoffe und sonstige Materialien, die auf Kohlenstoff basieren.

Aus technischer Perspektive kann Biomasse daher nach dem Abschluss der umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf lange Sicht als universaler nachhaltiger Ersatz für fossile Rohstoffe angesehen werden. Die Frage ist nur, in wieweit dies auch quantitativ und bei den Energiepflanzen in Konkurrenz zu anderen Bioprodukten (zum Beispiel Lebensmittel) darstellbar ist.

Nachhaltige Nutzung

Die Belange des Naturschutzes müssen dabei jedoch gewahrt bleiben: Wie viel darf der Mensch von der knappen biotischen Produktionsfläche der Erde für sich beanspruchen und darüber hinaus speziell nur für die Energiegewinnung? Diese Frage erfordert eine verantwortungsbewusste Flächenbewertung und -zuordnung, - auch nach ethischen Kriterien im Sinne der „Bewahrung der Schöpfung“.