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Forschung

Kraft aus Biomasse - Bärendienst für den Umweltschutz?

Montag, 19. November 2007

TU-Experten diskutieren die Vor- und Nachteile von Bioenergie

Getreide
Lupe

Bis zum Jahr 2010 will China keine neuen Projekte zur Gewinnung von Bioethanol aus Getreide mehr genehmigen und untersagt auch ausländische Investitionen in chinesische Bio-Kraftstoff-Anlagen. Grund sind die Verknappung von Lebensmitteln und ein steigender Getreidepreis. Auch in Deutschland macht sich bereits ein Unbehagen gegenüber dem bisher als optimal und ökologisch geltenden Energieträger "Biomasse" breit. Biotreibstoffe seien ein Angriff auf die Biodiversität, warnte kürzlich auch Prof. Dr. Ernst Ulrich von Weizsäcker, Dekan der Bren School für Umweltwissenschaft und -management an der Universität Kalifornien und ehemaliger Präsident des Instituts für Klima, Umwelt, Energie in Wuppertal. Die riesigen Monokulturen der Biospritpflanzen führten in eine ökologische Krise. Wie notwendig ist Kraftstoff aus Biomasse in unserem Energiemix und welche Herausforderungen müssen bei Anbau und Umwandlung gemeistert werden, um in eine ökologisch nachhaltige Zukunft zu führen?  TU intern befragte zwei Energie- und Ökologie-Experten.

Professor Dr. Frank Behrendt vom Fachgebiet Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien leitet den neuen Schwerpunkt Energie der TU Berlin
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Je effizienter wir  energiewandelnde Prozesse gestalten, desto stärker können wir die Emission von Treibhausgasen wie CO2 mindern. Das gleichzeitige - wünschenswerte - Wirtschaftswachstum konterkariert diese Anstrengungen allerdings. So werden die regenerativen Energieträger im künftigen Energiemix immer bedeutsamer. Doch dieser Bedeutungsgewinn darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass ihr derzeitiger Anteil an der gesamten Energieversorgung unter zehn Prozent liegt. Auch weisen regenerative Stoffe eine erheblich geringere Energiedichte auf als andere Träger. Bei der Biomasse liegt diese Dichte gerade mal bei etwa einem Zehntel der Energiedichte fossiler Energieträger. Eine einfache Eins-zu-Eins-Substitution ist also nicht der Weisheit letzter Schluss. Das sollte angesichts des teils erheblichen Förderungsaufwandes in diesem Bereich bedacht werden.

Mobilität ist eng mit Benzin, Diesel und Kerosin verbunden. Während in den nächsten Jahrzehnten nur schrittweise alternative Antriebe eingeführt werden können, wird sich die Herkunft flüssiger Kraftstoffe wandeln - weg vom Erdöl, hin zu Erdgas, Kohle und Biomasse.

Konventioneller Diesel verträgt eine Beimischung von Biodiesel aus Ölsaaten von bis zu fünf Prozent, ebenso eine Beimischung von Bioethanol aus zuckerhaltigen Pflanzen, Getreide, Stroh oder Holz. Zu diesen "natürlichen" Biokraftstoffen tritt nun eine zweite Kraftstoff-Generation: synthetische Kraftstoffe auf Biomasse-Basis, genannt "Biomass-to-Liquid" (BtL).

Prinzipiell stehen für eine Erhöhung des Biomasse-Anteils am Energiemix genug Flächen zur Verfügung. In Deutschland liegen nach Flächenstilllegungen rund sieben Prozent der landwirtschaftlichen Nutzflächen brach. Schwerpunkt im Anbau werden neben geeigneten Fruchtfolgen von Raps, Getreide und Rüben Kurzumtriebsplantagen sein. Holz ist zwar gut für Vergasungs- und Verbrennungsprozesse nutzbar, der biochemische Aufschluss muss aber wegen des Ligninanteils weiter erforscht werden. Der Wettbewerb um Holz lässt zudem die Preise steigen. Um die Prozesse zur Erzeugung von Kraftstoffen aus Biomasse verlässlich bewerten zu können, ist es notwendig, die gesamte Prozesskette vom Acker über Brennstoffaufbereitung und Transport zur Konversionsanlage und weiter bis zur "Zapfsäule" zu betrachten. Zum Beispiel ist der Standort einer Konversionsanlage für Biomasse sehr entscheidend, da Biomasse nicht weit transportiert werden sollte. Prinzipiell kann auch ein Potenzial für bestimmte Biomassen in einer Region angegeben werden. Die Nutzbarkeit hängt jedoch wesentlich vom Konversionsweg ab, von der Anlagengröße und von den lokal wirklich verfügbaren und uneingeschränkt nutzbaren Ressourcen.

Prof. Dr. Johann Köppel
Prof. Dr. Johann Köppel vom Fachgebiet Landschaftsplanung und Umweltverträglichkeitsprüfung, Vizepräsident für Forschung, ist Mitglied des TU-Schwerpunktes Energie
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Für umweltbewusste Verbraucher war die Bioenergie bislang ein integraler Bestandteil des Energiemix aus erneuerbaren Ressourcen. Der Strom kommt nicht aus der Steckdose, sondern aus der Biogasanlage, der Wagen wird nicht mit fossilem Benzin, sondern mit Biodiesel betankt und die wohlige Kaminwärme wird nicht mit Kohle, sondern mit Holz aus heimischen Wäldern erzeugt. Doch das Öko-Image der Bioenergie wankt. Umweltverbände appellieren, Anbau und die Nutzung von Energiepflanzen ökologisch zu prüfen.

Bioenergie werde nicht effizient genutzt. Pro Hektar Anbaufläche könnten weit mehr Treibhausgase eingespart werden, wenn die Bioenergie nicht im Verkehr, sondern bei der Strom- und Wärmegewinnung eingesetzt wird. Außerdem konkurriere die steigende Nachfrage nach Energiepflanzen mit dem Lebens- und Futtermittelanbau - mit erheblichen sozialen und ökologischen Folgen.

Tatsächlich müssen in tropischen Ländern Urwälder Palmölplantagen weichen, und auch hierzulande weiten sich in einigen Regionen Monokulturen aus - vor allem Mais. Erweist also die Klimapolitik dem Umweltschutz einen Bärendienst? Um das Klima zu schützen, will die EU bis zum Jahr 2020 zehn Prozent des gesamteuropäischen Treibstoffverbrauchs durch biogene Kraftstoffe ersetzen. Doch welchen Preis zahlen wir für dieses Wachstum?

Auf eine steile Boomphase folgt häufig die Depression, sagt die Innovationsforschung. Erst danach können sich neue Strukturen und Innovationen dauerhaft etablieren. In dieser Orientierungsphase befindet sich die Bioenergie offenbar. Nun müssen Strategien entwickelt werden, sie effizient und zugleich umweltverträglich zu nutzen. Dabei müssen auch die Förderpolitik und andere Steuerungsmechanismen überdacht werden. Hier kommt der Forschung der wichtige Auftrag zu, Lösungen zu erarbeiten die Politik aktiv zu beraten. Zusammen mit dem TU-Fachgebiet Geoinformationsverarbeitung in der Umweltplanung und der TU München untersuchen wir derzeit, gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, Möglichkeiten des naturverträglichen Anbaus von Energiepflanzen in zwei Modell-Regionen in Brandenburg und Bayern. Flächenscharf können so ökologische Risikoanalysen durchgeführt und angepasste Kulturen und Anbaumethoden empfohlen werden. Eine pauschale Ablehnung von Energiepflanzen ist nach unseren bisherigen Ergebnissen nicht angebracht. Klar ist jedoch: Es bedarf zukünftig genauer Kriterien, um zu entscheiden, welche Energiepflanzen auf welchen Standorten mit welchen Methoden angebaut werden sollten, um klimaeffizient zum Energiemix beizutragen.

pp / Quelle: "TU intern", 11/2007

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