sind Biomassekraftwerke wirklich umweltfreundlich ?
was ist Biogas ?
Bevor wir auf die Vor-und Nachteile von Biogas eingehen, wollen wir zunächst klären, was die Fachwelt unter Biogas versteht.
Biogas ist eine Alternative zu Erdgas. Es wird durch Zersetzung organischer Abfälle (z.B. Klärschlämme, Gülle, Raps, Stroh, Mais-silage, tote Tiere ) oder aus nachwachsenden Rohstoffen (Holz-pellets) gewonnen.
Durch Vergärung und Verfaulung entsteht Biogas. Durch Verbrenn-ung der Biomasse entsteht Wärmeenergie. Bei einem reinen Bio-massekraftwerk erzeugt die Verbrennung Dampf. Dieser Dampf wird durch verschiedene Kesselzüge zu einem Generator geführt. Die Rotationsenergie der Turbine erzeugt Strom, der dann in das Stromnetz eingeführt wird. Das Biogas wird für den Antrieb der Turbine benötigt.
was ist ein Biomasseheizkraftwerk ?
Das Funktionsprinzip eines Biomasseheizkraftwerkes unter-scheidet sich hinsichtlich der Energiegewinnung nicht von anderen Festbrennstoffkesseln oder einem Kohlekraftwerk. In beiden werden Rohstoffe verbrannt, um Strom und Wärme zu erzeugen. Die meisten Anlagen arbeiten mit Rostfeuerungen, größere Anlagen auch nach dem Prinzip der Wirbelschicht-verfeuerung.
Bei der Rostfeuerung werden die Abfälle, Rohstoffe und Klär-schlämme in verschiedenen Zonen getrocknet, dann entzündet und verbrannt. Bei der Wirbelschichtverfeuerung wird der Brenn-stoff direkt dem Wirbelschichtkessel als Feuerraum zugeführt.
Über Düsen wird von unten heiße Luft eingedüst, um den Brenn-stoff und eingesetzten Sand (als Fluidisierungsmedium) zu ver-wirbeln. Der Sand sorgt dafür, das der Brennstoff in der Schwebe gehalten wird. Die dabei entstehenden heißen Rauchgase werden durch Kesselzüge geleitet. Größere Anlagen haben wasserge-kühlte Membramwände.
Der überhitzte Dampf wird dann über Rohrschlangen, die als Ver-dampferfläche dienen, einer Turbine zugeführt. Diese erzeugt dann über die Rotationsenergie Strom und danach auch Fern-wärme.
Und wie bei einem Kohlekraftwerk werden die entstehenden Rauchgase, die in einer Rauchgasreinigungsanlage gereinigt werden, über einen Schornstein in die Umwelt emittiert. Gereinigt wird mit Hilfe von Kalkhydrat und Aktivkohle. Entstehende Stick-oxide werden mit Ammoniak oder Harnstoff neutralisiert. Aller-dings sind die damit verbundenen CO2-Emissionen geringer als bei einem fossilen Kohlekraftwerk.
Ende 2020 waren 9.400 Biomassekraftwerke in Betrieb. Tendenz steigend.
es ist angerichtet: Holzpellets, Foto: pixabay.com
Quellennachweise:
Frey, Chris: Der große Irrtum bzgl. Emissionen von Bio-masse, in: Eike.de vom 14.02.2019; drs.: Ganze Wälder werden vernichtet, nur um Biomasse in Gestalt von Holz-Pellets herzustellen, in: Eike.de vom 22.04.2018; Die Welt vom 12.08.2010 (Biomasse: Vor-und Nachteile); badeno-va.de (Energievoll: was ist Biogas?) vom 03.08.2020; Nachhaltigkeit von Biomasse, Bundesverband Bio-energie e.V. (Hrsg.) vom 12.07.2020, (in: bionenergie.de); net4en-ergy.com; wikipedia.org (zu: Biomasseheizkraftwerke); bmk-luenen.de ( Biomassekraftwerk Lünen); N.N.: Ist Biomasse klimaneutral und nachhaltig ?, Siemens-Stiftung (Hrsg.) München 2017; bund.de ( Bundesverband für Umwelt und Naturschutz e.V. zum Problem von Klär-schlämmen); energie-agentur.nrw.de (Nachteile der Bio-massenutzung); Donaukurier vom 11.10.2011 sowie RK-Redaktion vom 06.10.2021
Fotonachweise:
Header: Baum im zerspringenden Glasbehälter: Bela Geletneky of pixabay.com; Illustration: Revierkohle
DAS GROSSE ABER
Es wäre zu schön um wahr zu sein, wenn wir den Energie-bedarf in Deutschland überwiegend aus Biogas und Wind-kraft decken könnten. Das das bei Windkraft nicht geht, ist klar, denn Wind steht nur gelegentlich bedarfsgerecht zur Verfügung und lässt sich leider auch nicht speichern. Bei Biogas sieht das aber ander aus, wenn da nicht die vielen Nachteile wären.
Zunächst ist darauf hinzuweisen, dass die Anpflanzung von Raps und Mais einen großen Flächenbedarf erfordert. Diese Flächen stehen für die landwirtschaftliche Nutzung nicht zur Verfügung. Sie konkurrieren mit anderen Feldern für die Lebens-und Tiermittelproduktion. Der Anbau von Mais, Soja oder Zuckerrüben erfordert einen hohen Wass-ermitteleinsatz. Gerade in den Ländern der Dritten Welt ist das ein echtes Problem. Das führt dann unweigerlich zu einer Erhöhung der Lebensmittelpreise.
Auch die bei Naturschützern so „beliebten“ Mittel wie Breit-bandherbizide (Stichwort:Glyphosat), Fungizide und Pesti-zide zur Unkrautvernichtung müssen reichlich gespritzt werden.
Desweiteren haben Biomassekraftwerke einen relativ geringen Bruttowirkungsgrad. Wenn Holzpellets eingesetzt werden, beträgt der elektrische Bruttowirkungsgrad gerade einmal 30 %. Sofern diese Kraftwerke mit einer Zwischen-überhitzung arbeiten, kann der Wirkungsgrad auf bis zu 37 % gesteigert werden. Mit anderen Worten: rd. 60 % der Bioenergie geht als Wärme verloren. Und ganz generellt gilt: Holzpellets haben eine relativ geringe Energiedichte, weshalb davon sehr viel mehr eingesetzt werden muß.
CO2-neutral ist die Verbrennung von Holz ebenfalls nicht und nachhaltig nur dann, wenn nur soviel Holz geschlagen wird, wie auch nachwächst. Das ist weder in Indonesien, Paraguay und Brasilien der Fall. Jährlich werden in diesen Ländern rd. 5,2 Mio. Hektar Urwaldfläche dezimiert, um Platz zu schaffen für Energiepflanzen oder Futtermittel. Aber auch in den USA fallen in den Laubwäldern des US-Bundesstaates Virginia riesige Waldflächen der Motorsäge jedes Jahr zum Opfer.
Auch in Deutschland sieht die Situation nicht wesentlich anders aus. Der jährliche Holzverbrauch liegt bei 136 Mio. Raummetern. Der Anteil an Brennholz davon liegt bei 41 Mio. Raummetern. Tendenz steigend.
Besonders lukrativ ist der Holzeinschlag in alten Wäldern mit bis zu 100 Jahren alten dickstdämmigen Tannen, Fichten, Buchen und Eichen. Die wachsen zwar wieder nach. Allerdings erst in 100 Jahren. Biomassekraftwerke, die Holzpellets verbrennen, verbrauchen also wesentlich mehr Holz, als dieses nachwächst.
Ausnahme: Schnellumtriebswälder. Das aber wieder schafft Monokulturen, die anfällig für Krankheiten und Plagegeister sind ( Stichwort: Borkenkäferplage). Laut Bundesumweltamt werden nur 15 % der deutschen Wälder wirklich naturnah bewirtschaftet. Das erklärt auch die Anfälligkeit der Bäume und hat mit dem Klimawandel wenig zu tun.
Und billig ist so ein Biomasseheizkraftwerk auch nicht. Sofern Strom und Fernwärme erzeugt werden soll, kostet so eine Anlage gut und gerne rd. 8 Mio. EUR. Zur Ver-brennung von Waldhackschnitzel werden jährlich 18 – 20.000 Kubikmeter Pellets benötigt.
Und das die Verbrennung von pflanzlichen Rohstoffen, Klärschlämmen und Holzpellets dazu führt, dass an-geblich 80 % an CO2-Emissionen eingespart werden können, ist wohl eher in die Abteilung Wunschdenken einzuordnen.
Denn laut einer Studie von Synpase Energy Econimcs aus dem Jahre 2021 schätzten die Fachleute die durch-schnittlichen CO2-Emissionen bei Biomasse-Kraftwerken auf rd. 1,67 Tonnen pro erzeugter Megawattstunde Strom.
Das ist dreimal mehr als die CO2-Emissionen, die ein fossil betriebenes Gaskraftwerk erzeugt. Warum die Europäische Union Biomasse trotzdem als CO2-neutral ansieht, bleibt ein Rätsel.