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Biomasse: Unterschied zwischen den Versionen
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* Quelle: http://bioenergie.fnr.de/bioenergie/biomasse/definition/ und http://mediathek.fnr.de/broschuren/bioenergie/bioenergie.html - Abgerufen: 10.10.2013 | * Quelle: http://bioenergie.fnr.de/bioenergie/biomasse/definition/ und http://mediathek.fnr.de/broschuren/bioenergie/bioenergie.html - Abgerufen: 10.10.2013 | ||
== Grundlagen == | == Grundlagen == | ||
{{Anker|Biomasse ist gespeicherte Sonnenenergie - Die biochemischen Grundlagen}} | |||
=== Biomasse ist gespeicherte Sonnenenergie - Die biochemischen Grundlagen === | === Biomasse ist gespeicherte Sonnenenergie - Die biochemischen Grundlagen === | ||
Biomasse entsteht im Wesentlichen durch Photosynthese von Pflanzen. Mittels Sonnenenergie werden aus dem Kohlendioxid der Luft, Wasser und verschiedenen Nährstoffen Biomassen gebildet, die sich in folgende wesentliche Stoffgruppen einteilen lassen: | Biomasse entsteht im Wesentlichen durch Photosynthese von Pflanzen. Mittels Sonnenenergie werden aus dem Kohlendioxid der Luft, Wasser und verschiedenen Nährstoffen Biomassen gebildet, die sich in folgende wesentliche Stoffgruppen einteilen lassen: | ||
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Seit jeher nimmt der Mensch durch Auslese und Züchtung Einfluss auf die Ausprägung und Leistungsfähigkeit von Pflanzen als Lieferant | Seit jeher nimmt der Mensch durch Auslese und Züchtung Einfluss auf die Ausprägung und Leistungsfähigkeit von Pflanzen als Lieferant | ||
von Rohstoffen für Nahrung, Energie und stoffliche Produkte. Viele Pflanzen, ob Bäume im Wald oder Getreide, Hackfrüchte und Ölpflanzen auf dem Acker, decken mit ihren Haupt- und Nebenprodukten oder Reststoffen dabei die verschiedenen Bedürfnisse. Mit der wachsenden Bedeutung der Bioenergie werden auch Pflanzen mit optimierten Merkmalsausprägungen und Eigenschaften für diese Nutzungsrichtung gezüchtet und so sind in den zurückliegenden Jahren auch neue Begriffe wie z. B. Energierübe und Biogasmais geprägt worden. Sie heben hervor, dass Rüben und Mais mit besonders vorteilhaften und leistungsfähigen Merkmalen für den Einsatz in Biogasanlagen gezüchtet werden. | von Rohstoffen für Nahrung, Energie und stoffliche Produkte. Viele Pflanzen, ob Bäume im Wald oder Getreide, Hackfrüchte und Ölpflanzen auf dem Acker, decken mit ihren Haupt- und Nebenprodukten oder Reststoffen dabei die verschiedenen Bedürfnisse. Mit der wachsenden Bedeutung der Bioenergie werden auch Pflanzen mit optimierten Merkmalsausprägungen und Eigenschaften für diese Nutzungsrichtung gezüchtet und so sind in den zurückliegenden Jahren auch neue Begriffe wie z. B. Energierübe und Biogasmais geprägt worden. Sie heben hervor, dass Rüben und Mais mit besonders vorteilhaften und leistungsfähigen Merkmalen für den Einsatz in Biogasanlagen gezüchtet werden. | ||
== Politische Ziele, Gesetze und Rahmenbedingungen == | == Politische Ziele, Gesetze und Rahmenbedingungen == | ||
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'''Tabelle 1: Entwicklungspfade des Energiekonzepts''' | '''Tabelle 1: Entwicklungspfade des Energiekonzepts''' | ||
{|class="wikitable" | {|class="wikitable" | ||
! !! width="120" | Treibhausgas- Emissions-minderung (Bezugsjahr 1990) || width="120" | Anteil der erneuerbarer Energien am Bruttoend-energieverbrauch || width="120" | Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch || width="120" | Primärenergie-verbrauch (Bezugsjahr 2008) | ! !! width="120" | Treibhausgas- Emissions-minderung (Bezugsjahr 1990) || width="120" | Anteil der erneuerbarer Energien am Bruttoend-energieverbrauch || width="120" | Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch || width="120" | [[Primärenergie]]-verbrauch (Bezugsjahr 2008) | ||
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| 2020 || –40 % || 18 % || 35 % || –20 % | | 2020 || –40 % || 18 % || 35 % || –20 % | ||
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Zweck des EEWärmeG ist es, die Weiterentwicklung von Technologien zur Erzeugung von Wärme und Kälte aus Erneuerbaren Energien zu fördern. Das Gesetz soll – unter Wahrung der wirtschaftlichen Vertretbarkeit – dazu beizutragen, den Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch | Zweck des EEWärmeG ist es, die Weiterentwicklung von Technologien zur Erzeugung von Wärme und Kälte aus Erneuerbaren Energien zu fördern. Das Gesetz soll – unter Wahrung der wirtschaftlichen Vertretbarkeit – dazu beizutragen, den Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch | ||
für Wärme und Kälte bis zum Jahr 2020 auf 14 Prozent zu erhöhen. Das EEWärmeG orientiert auf die Vorbildfunktion öffentlicher Gebäude und legt Nutzungspflichten für Wärme aus [[Erneuerbare Energie|erneuerbaren Energien]] für Neubauten fest. Eigentümer von neu zu errichtenden Gebäuden müssen den Wärme- und Kälteenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien decken. Bei öffentlichen Gebäuden gelten Nutzungspflichten auch im Fall grundlegender Renovierungen von Bestandsgebäuden. Daneben regeln das Energiesteuergesetz, die Nachhaltigkeitsverordnung, die Biomasseverordnung und andere die Erzeugung und Nutzung von Bioenergie. | für Wärme und Kälte bis zum Jahr 2020 auf 14 Prozent zu erhöhen. Das EEWärmeG orientiert auf die Vorbildfunktion öffentlicher Gebäude und legt Nutzungspflichten für Wärme aus [[Erneuerbare Energie|erneuerbaren Energien]] für Neubauten fest. Eigentümer von neu zu errichtenden Gebäuden müssen den Wärme- und Kälteenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien decken. Bei öffentlichen Gebäuden gelten Nutzungspflichten auch im Fall grundlegender Renovierungen von Bestandsgebäuden. Daneben regeln das Energiesteuergesetz, die Nachhaltigkeitsverordnung, die Biomasseverordnung und andere die Erzeugung und Nutzung von Bioenergie. | ||
== Biomasse-Potenziale == | |||
Im Jahr 2008 betrug der globale [[Primärenergie]]verbrauch ca. 500 Exajoule (EJ). Erneuerbaren Energien lieferten 64 EJ, davon entfielen auf Biomasse mit 50,4 EJ nahezu 80 Prozent der regenerativen Quellen. Der Wissenschaftliche Beirat Globale Umweltveränderungen der Bundesregierung (WBGU) schätzt das weltweite, jährliche nachhaltige Bioenergiepotenzial auf 80–170 EJ (davon 30–120 EJ aus Energiepflanzen und 50 EJ aus Abfall- und Reststoffen). | |||
Die Potenziale der Erneuerbaren Energien sind enorm und reichen aus, um den Energiebedarf der Welt zu decken. Die Nutzung von Biomasse, überwiegend als Holz, ist heute bereits vielfach wirtschaftlich, entsprechend groß ist ihr Anteil. Um Aspekte der Nahrungsversorgung und des Naturschutzes zu berücksichtigen, unterliegen die nachhaltig nutzbaren Biomassepotenziale Restriktionen. | |||
Bei der Umstellung von fossilen auf erneuerbare Energieträger hat auch in Deutschland die Biomasse einen besonderen Stellenwert. Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe ([[FNR]]) kommt im Rahmen einer Potenzialabschätzung zu folgenden Ergebnissen: <br /> | |||
23 Prozent unserer Primärenergie können im Jahr 2050 aus heimischer Biomasse bereitgestellt werden! Dieser Abschätzung zugrunde liegt unter anderem die Annahme, dass sich der Primärenergiebedarf in Deutschland bis zum Jahr 2050 gegenüber dem Bezugsjahr 2008 von rund 14.000 PJ auf 7.000 PJ halbieren wird (Quelle: Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung 2010). | |||
'''Tabelle 2: Weltweite theoretische, technische und nachhaltig nutzbare Potenziale der Erneuerbaren Energien''' | |||
{|class="wikitable" | |||
! width="150" | !! width="100" | Theoretisches <br /> Potenzial <br /> (EJ/Jahr) || width="100" | Technisches <br /> Potenzial <br /> (EJ/Jahr) || width="100" | Nachhaltig <br /> nutzbares <br /> Potenzial <br /> (EJ/Jahr) || width="100" | Produktion <br /> 2008 <br /> (EJ) | |||
|- align="right" | |||
| align="left" | Biomasse || 2.400 || 800 || 100 || 50,3 | |||
|- align="right" | |||
| align="left" | Geothermie || 41.700.000 || 720 || 22 || 0,4 | |||
|- align="right" | |||
| align="left" | Wasserkraft || 504.000 || 160 || 12 || 11,6 | |||
|- align="right" | |||
| align="left" | Solarenergie || 3.900.000 || 280.000 || 10.000 || 0,5 | |||
|- align="right" | |||
| align="left" | Windenergie || 110.000 || 1.700 || >1.000 || 0,8 | |||
|- align="right" | |||
| align="left" | '''Gesamt <br /> Erneuerbare Energie''' || '''46.000.000''' || '''283.500''' || '''>11.000''' || '''64,0''' | |||
|} | |||
Quelle: WBGU (2011) | |||
Die Gründe dafür liegen u. a. in der demografischen und technologischen Entwicklung. Etwa 2.200 der insgesamt 7.000 PJ könnte Biomasse dann | |||
liefern, davon wiederum rund 1.640 PJ (oder etwa 23 Prozent des Gesamtprimärenergiebedarfs) ließen sich aus einheimischen Quellen erzeugen. Die benötigte Energie würden Energiepflanzen vom Acker, Energieholz aus dem Wald, Koppelprodukte und biogene Reststoffe liefern. Die restlichen knapp 600 PJ Biomasse müssten durch Biomasseimporte gedeckt werden. | |||
Energiepflanzen stellen das größte einheimische Biomassepotenzial dar. Unter Berücksichtigung naturschutzfachlicher Restriktionen können Energiepflanzen im Jahr 2050 auf bis zu 4 Mio. Hektar Ackerfläche (2012 ca. 2,1 Mio. Hektar) angebaut werden. Bei Annahme eines Biomasseertrages von 10 Tonnen pro Hektar (gerechnet als Trockenmasse, Wassergehalt 0 Prozent) und eines Brennwertes von 18,5 GJ pro Tonne | |||
ließen sich so auf einem Hektar 185 GJ und auf 4 Mio. Hektar 740 PJ erzeugen. Die verschiedene Reststoffe, Koppelprodukte und Energieholz aus dem Wald werden im Jahr 2050 voraussichtlich mit 900 PJ zum Primärenergieverbrauch beitragen. | |||
Der FNR-Potenzialabschätzung liegt die Annahme zugrunde, dass sich die Anteile von Nahrungs- und Futtermittelimporten und -exporten nicht wesentlich ändern und der heutige Selbstversorgungsgrad mit Lebensmitteln konstant bleibt. Zudem wird erwartet, dass sich die sogenannte Kaskadennutzung durchsetzt, nachwachsende Rohstoffe also zunächst stofflich und erst am Ende ihres Lebenszyklus zur Energiegewinnung | |||
genutzt werden. | |||
=== Einheimische Bioenergie: was kann sie 2050 leisten? === | |||
{|align="right" | |||
|valign="top"|[[Bild:Umwelt nawaro biomasse potenzial.png|thumb|500px| Einheimische Bioenergie: was kann sie 2050 leisten? (Quelle: [[FNR]])]] | |||
|} | |||
Die in der Grafik benannten Biomasse-Fraktionen setzen sich wie folgt zusammen: | |||
# Energiepflanzen: Mais, Raps, Getreide, Gräser und neue Energiepflanzen sowie Agrarholz (schnell wachsende Baumarten) für [[Biogas]], [[Biokraftstoff]]e und Festbrennstoffe | |||
# Landwirtschaftliche Koppelprodukte und Reststoffe: Stroh und sonstige Erntereste, Gülle und Mist, Landschaftspflegematerial, etc. | |||
# Energieholz aus dem Wald: Durchforstungsholz, Schwachholz, Kronenreste etc. | |||
# Sonstige biogene Reststoffe: Industrierestholz, Gebrauchtholz, Klärschlamm, organische Abfälle aus Haushalten, Industrie und Gewerbe, Deponie- und Klärgas etc. | |||
== Biomasse und Nachhaltigkeit == | |||
Nachhaltigkeit umfasst mehr als nur eine Ebene, das wird in der Definition des „Drei-Säulen-Modells“ deutlich: Danach besitzt Nachhaltigkeit eine ökologische, eine ökonomische und eine soziale Komponente. Einfach ausgedrückt: Das beste ökologische Konzept kann nicht nachhaltig sein, wenn es unbezahlbar ist und/oder sich mit sozialen Ansprüchen nicht vereinbaren lässt. In diesem Fall wäre keine Nachhaltigkeit als | |||
Ganzes gegeben. Entsprechend gilt es, viele Facetten bei der Nachhaltigkeit von [[Bioenergie]] zu berücksichtigen. Im Vordergrund steht zunächst die | |||
=== Ökologische Nachhaltigkeit der Bioenergie === | |||
Sie gliedert sich wiederum in mehrere Ebenen. | |||
'''Klimaschutz''': Die Nutzung von Biomasse zur Gewinnung von Energie hat ein hohes Nachhaltigkeitspotenzial, denn sie dient grundsätzlich | |||
der Verminderung von Treibhausgas-, speziell [[CO2|CO<sub>2</sub>]]-Emissionen. Die Ursachen dafür liegen im wahrsten Sinne des Wortes „in der Natur der Sache“, denn sie gründen auf den biochemischen Zusammenhängen bei der Entstehung und energetischen Umwandlung von Biomasse, erläutert in [[Biomasse ist gespeicherte Sonnenenergie - Die biochemischen Grundlagen|Kapitel 2]. Diese Grundsätze werden jedoch manchmal unterlaufen, wenn die Erzeugung und Aufbereitung der Biomasse selbst mit einem hohen (fossil gedeckten) Energieaufwand verbunden sind, oder wenn, um Platz für den Anbau der Biomasse zu schaffen, Urwälder gerodet und Moore entwässert und dabei große Treibhausgasmengen freigesetzt werden. Unter Umständen sind diese Mengen dann größer, als bei der eigentlichen Energiegewinnung gegenüber fossilen Brennstoffen eingespart werden kann. Daraus folgt: Die Nutzung von Bioenergie muss unter bestimmten Rahmenbedingungen erfolgen, die immer wieder neu zu hinterfragen und zu kontrollieren sind. | |||
'''Artenvielfalt''': Auch hier gilt: Bioenergie hat unter den richtigen Rahmenbedingungen das Potenzial, einen Beitrag zur Artenvielfalt | |||
zu leisten. Schließlich ist die Bandbreite an Energiepflanzen und weiteren nachwachsenden Rohstoffen deutlich größer, als das gegenwärtig angebaute, recht begrenzte Spektrum der Pflanzen zur Erzeugung von | |||
* Quelle: http://bioenergie.fnr.de/bioenergie/biomasse/grundlagen/ und http://mediathek.fnr.de/broschuren/bioenergie/bioenergie.html - Abgerufen: 10.10.2013 | * Quelle: http://bioenergie.fnr.de/bioenergie/biomasse/grundlagen/ und http://mediathek.fnr.de/broschuren/bioenergie/bioenergie.html - Abgerufen: 10.10.2013 | ||