Anzeige

Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Energie – Erzeugung, Handel und Transport (6)

Neben Solarstrahlung und Windkraft zählen auch Biomasse sowie Wasserkraft und Geothermie zu den erneuerbaren Energiequellen. Zwar stehen sie in der 
öffentlichen Wahrnehmung als alternative Lösungen zur Energieerzeugung im Schatten von Solar- und Windenergieanlagen, haben aber genügend Potential, um zur notwendigen Reduzierung von CO2-Emssionen beitragen zu können.

Schematische Darstellung einer Biogasanlage (Quelle: ep)

Biomasse – wichtigster er
neuerbarer Energieträger

Zum Energieträger Biomasse zählen nachwachsende Rohstoffe aus forst- und landwirtschaftlichen Betrieben, die Energiepflanzen wie Bäume, Raps oder Mais anbauen. Auch Pflanzenöle und Biodiesel gehören in diese Kategorie, ferner biogene Neben-, Rest- und Abfallstoffe wie zum Beispiel Gülle, Bioabfälle oder Restholz. Biomasse umfasst demnach feste, flüssige und gasförmige Bioenergieträger und lieferte im Jahr 2018 insgesamt rund 51,9 TWh Strom, was in etwa der Menge aus dem Jahr 2017 (51,0 TWh) entspricht. Davon stammten 29,5 TWh aus Biogas, 10,7 TWh aus fester Biomasse und 6,2 TWh aus dem biogenen Anteil des Abfalls. Der Anteil von Biomasse (einschließlich Biokraftstoffe und Bioabfälle) am gesamten Primärenergieverbrauch betrug 8,3 % und rangierte damit Ende 2018 unter den erneuerbaren Energieträgern (insgesamt 13,8 %) an erster Stelle, deutlich vor der massiv geförderten Windkraft (3,0 %) und Photovoltaik (1,3 %) [1].

Die Nutzbarmachung von Biomasse für die Energieerzeugung ist größtenteils noch unerschlossenen und dürfte in Zukunft fortschreiten. Allerdings ist zu bedenken, dass ihre Verwendung auch einen Nachteil mit sich bringt: Bei der Verfeuerung von festen Bioenergieträgern, vor allem Holz, wird Kohlendioxid (CO2) freigesetzt, was die Zuordnung von Biomasse zu den erneuerbaren Energieträgern paradox erscheinen lässt.

Verbrennung biogener Festbrenn
stoffe in Biomasse-Kraftwerken

Biogene Festbrennstoffe lassen sich direkt für die Stromerzeugung nutzen, indem man sie in einem Kraftwerk in Brennkammern verbrennt, die entstehende Wärme zur Erzeugung von Wasserdampf verwendet und damit einen Elektrogenerator antreibt. In der Regel wird gleichzeitig ein Teil der Wärme ausgekoppelt und für Heizzwecke genutzt. Kraftwerke für biogene Feststoffe sind typischerweise als Hackschnitzelanlagen ausgelegt, die auch größere Holzscheite ohne besondere Aufbereitung in Rost- oder Wirbelschichtfeuerungen verarbeiten können; alternativ ist eine Beschickung mit konfektionierten Holzpellets möglich. Vorteile dieser Feuerungsmethoden sind hohe Flexibilität und geringe Kosten. Die Leistungsbereiche erstrecken sich von 0,03 bis über 
50 MWth, die Temperaturbereiche bis 130 °C. Moderne Hackschnitzelfeuerungen erreichen thermische Wirkungsgrade von 80 bis 85 %.

Eine alternative Technik der energetischen Nutzung von biogenen Festbrennstoffen ist die Holzvergasung. Hierbei wird die Biomasse in einer sauerstoffarmen Atmosphäre vergast. Dabei entsteht ein Brenngas, das sich entweder in einem Motor-BHKW oder einer Gasturbine zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung nutzen lässt. Die Vorteile gegenüber der konventionellen Technik liegen vor allem in der besseren Regelbarkeit und im Verhalten bei schwankender Biomassequalität [3].

Im Jahr 2018 produzierten deutsche Biomasse-Kraftwerke aus biogenen Festbrennstoffen einschließlich des biogenen Anteils des Abfalls rund 16,9 TWh elektrische Energie. Zusätzlich erzeugten KWK-Anlagen rund 31,0 TWh Wärme [2].

Feste Biomasse ist aber nicht nur für die Erzeugung von Strom ein weit verbreiteter unkomplizierter Brennstoff. Die Verbrennung von Holz zu Heizzwecken ist seit Jahrtausenden bekannt; in vielen Entwicklungsländern steht diese Methode noch heute an erster Stelle, wenn es darum geht, Gebäude und Wohnräume zu beheizen und Mahlzeiten zuzubereiten. Aber auch in modernen Industriestaaten wollen die Menschen nicht auf biogene feste Brennstoffe verzichten und beheizen ihre Wohnungen mit offenen Kaminen sowie mit Scheitholz-, Hackschnitzel- und Pelletsheizsystemen.

Autor: W. Wilming

Literatur:

[1] AG Energiebilanzen: Auswertungstabellen 1990–2017 (Datenstand Juli 2018). 3.1 Primärenergieverbrauch erneuerbarer Energien. Abrufbar unter www.ag-energiebilanzen.de. Zuletzt eingesehen am 9.10.2019.

[2] Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie (BMWi): Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland unter Verwendung von Daten der Arbeitsgruppe Erneuerbare-Energien-Statistik (AGEE-Stat). Stand: Februar 2019. Abrufbar unter www.erneuerbare-energien.de/EE/Navigation/DE/Service/Erneuerbare_Energien_in_Zahlen/Zeitreihen/zeitreihen.html. Zuletzt eingesehen am 2.12.2019.

[3] Fernuniversität Hagen & Fraunhofer UMSICHT: Umweltwissenschaften – infernum. Hagen und Oberhausen 2018, S. 36.

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

Kommentare

botMessage_toctoc_comments_926
Anzeige

Nachrichten zum Thema

Im Vergleich zur letzten Befragung im Herbst 2021 kann Deutschland seine Werte stark verbessern. Nach den negativen bis neutralen Ergebnissen der letzten Jahre wird die aktuelle und zukünftige Marktsituation nun als sehr positiv eingeschätzt. Der...

Weiter lesen

+++ News +++ Nutzung von Wasserstoff Studie zu grünem Wasserstoff vorgestellt

Die politischen Entwicklungen der letzten Monate haben die Notwendigkeit einer sicheren und unabhängigen Energieversorgung Europas gezeigt. Das Gelingen der Energiewende ist neben dem verstärkten Ausbau der erneuerbaren Energien an die beschleunigte...

Weiter lesen

+++ News +++ Speicher und Energiemarkt Mehr Balance im Netz durch Batteriespeicher

Der Batteriespeicher in der Wartburgstadt Eisenach, in Westthüringen hat Anfang April den Betrieb aufgenommen. Für das österreichische Energieunternehmen Verbund hat die ECO STOR GmbH das Projekt realisiert.

Weiter lesen

+++ News +++ Novelle der "Bundesförderung Effiziente Gebäude“ (BEG) Schieflage bei Gebäudeförderung beenden

In Deutschland gehört das Heizen in den bestehenden Gebäuden zu den größten Klimagas-Verursachern. Das ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH fordert daher, den Fokus auf die Wärmewende im Bestand zu legen.

Weiter lesen

Gegenüber dem Vorjahr ist die Zahl neu genehmigter Windenergieanlagen in Brandenburg im ersten Quartal 2022 um über 50 % zurückgegangen.

Weiter lesen
Anzeige