Erneuerbare Energie aus Pflanzen

Der ständig steigende Energiebedarf führt zu immer größeren Abhängigkeiten von den Energiequellen. Fossile Brennstoffe wie Steinkohle, Heizöl, Erdgas, Diesel und Ottokraftstoffe sind endlich, belasten das Klima und werden zunehmend durch nachhaltige Alternativen wie Biomasse, Erdwärme, Wind- und Sonnenenergie ersetzt. Daraus gewonnene, erneuerbare Energie belastet unsere Umwelt weniger und ist idealerweise unbegrenzt verfügbar. Die Energiegewinnung aus pflanzlichen Rohstoffen in Biogasanlagen ist eine attraktive Methode, trotz der Erschließung und Weiterentwicklung anderer nachhaltiger Energiequellen.

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Im Jahr 2022 wurden laut Umweltbundesamt (UBA) bereits 20,4 Prozent des deutschen Energieverbrauchs aus erneuerbaren Energien gedeckt. Sie leisten einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Treibhausgase und zur langfristigen Sicherung einer stabileren und umweltfreundlicheren Energieversorgung.

Biomasse als Energiequelle

Pflanzen, die viel Biomasse produzieren und der Energiegewinnung dienen, tragen die Bezeichnung Energiepflanzen. Der Begriff Biomasse beinhaltet die gesamte organische Substanz, die durch Pflanzen, aber auch durch Tiere anfällt oder erzeugt wird. Biomasse liefert Energie in Form von Wärme (überwiegend aus Holz, einschließlich Hackschnitzel und Pellets), in Form von Strom und Wärme (aus Biogas mittels Kraft-Wärme-Kopplung) oder in Form von Kraftstoff (zum Beispiel Biodiesel). Beim Einsatz organischer Substanzen für die Energieerzeugung erfolgt eine Einteilung in nachwachsende Rohstoffe, zu denen Energiepflanzen wie Raps, Mais, Ölpalme oder Getreide zählen und in organische Reststoffe und Abfälle. Die Biomasse wird meist in Biogasanlagen zu Biogas umgesetzt.

Wie nachhaltig sind Energiepflanzen wirklich?

Betreiber von Biogasanlagen verwenden für die Energieerzeugung verschiedene Energiepflanzen mit unterschiedlicher Eignung. Der Anbau nimmt zunehmend Flächen in Anspruch, die zur Nahrungsmittelproduktion nicht mehr zur Verfügung stehen. Dadurch verschärfen sich zwei dringliche Umweltprobleme, der fortschreitende Flächenverbrauch und die Konkurrenz um Nahrungsmittel. Mais kommt wegen seines hohen Energiegehalts und einer guten Verfügbarkeit besonders häufig zum Einsatz. Seine einheitliche organische Masse erleichtert die Steuerung und Optimierung des Gärprozesses in Biogasanlagen. Zu den gut verwertbaren Energiepflanzen gehören auch Raps und Miscanthus. Zunehmender Beliebtheit erfreuen sich auch neue Arten wie beispielsweise die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum). Diese Pflanze aus Nordamerika liefert als Energie- und Futterpflanze viel Biomasse. Sie ist nicht nur bienenfreundlich, sondern zugleich wasserschonend. An manchen Standorten kommt sie durch ihre langen Wurzeln mit Trockenheit besser zurecht als der Mais, da sie sich in sehr tiefen Lagen noch Wasser erschließen kann. Zur Gewinnung regenerativer Energie werden inzwischen auch Wildpflanzenmischungen eingesetzt, was sich positiv auf die Artenvielfalt auswirkt. Schnell wachsende Pflanzen wie Gras, Holz schnellwachsende Sträucher und Bäume und andere Reststoffe aus der Garten- und Landschaftspflege eignen sich ebenfalls für eine Verwertung in Biogasanlagen. Sie bieten eine nachhaltige Alternative zu den herkömmlichen Energiequellen ganz im Sinne einer Kreislaufwirtschaft. Entscheidend bei der Auswahl von Energiepflanzen ist, nicht nur ihre Eignung für die Energiegewinnung zu betrachten, sondern die mit ihrem Anbau verbundenen Umweltauswirkungen zu berücksichtigen und zu minimieren. Dazu gehören der Wasserbedarf, Dünger- und Pestizideinsatz, sowie die Bodenerosion. Das gilt besonders für Monokulturen wie zum Beispiel Mais.

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

Eine Biogasanlage ist eine Einrichtung, die organische Materialien wie Energiepflanzen, Gülle, tierische Abfälle und Reststoffe aus der Landwirtschaft und Lebensmittelabfälle anaerob, das bedeutet unter Ausschluss von Sauerstoff, vergärt. Während des Vergärungsprozesses produzieren Bakterien Methangas, das als Biogas bekannt ist und als erneuerbare Energiequelle genutzt wird. Die Ausbeute hängt von der Zusammensetzung der Biomasse und von der Prozessführung ab. Je einheitlicher das Pflanzenmaterial ist, desto effizienter lässt sich der Gärprozess steuern. In der Vorgrube der Biogasanlage werden die Substrate angemischt, bevor sie zum Gären in Fermenter genannte, luftdicht verschlossene Boxen kommen. Das Substrat wird regelmäßig mit Gülle besprüht. Für den Gärprozess sind eine konstante Temperatur und der pH-Wert wichtig. Nach der Gärung entweicht das Gas und wird in einer Aufbereitungsanlage weiterbehandelt und anschließend in einem Gasspeicher gelagert, in das Gasnetz eingespeist oder der Nutzung als Kraftstoff zugeführt. Die meisten Anlagenbetreiber nutzen das produzierte Gas unmittelbar vor Ort zum Betrieb eines Blockheizkraftwerks (BHKW). Der im Fermenter verbleibende Gärrest dient in der Landwirtschaft als Dünger. Wichtig ist eine strenge Kontrolle und Wartung der Biogasanlagen, da das Risiko besteht, dass klimaschädliches, entzündliches Methangas austritt oder in Gärung befindliche Biomasse oder Gärreste unkontrolliert in die Umwelt gelangen und dort das Wasser gefährden.

Vor- und Nachteile der Nutzung von Biogas aus Biomasse

Biogas ist eine erneuerbare Energiequelle, da es aus organischen Materialien wie Pflanzenresten, Gülle oder Lebensmittelabfällen gewonnen wird, die nachwachsen oder auf natürliche Weise anfallen. Es ermöglicht, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, eine begrenzte Unabhängigkeit von nicht erneuerbaren Ressourcen und reduziert die Treibhausgasemissionen. Die Nutzung von Biogas aus organischen Abfällen trägt zur Reduzierung der Methanemissionen bei, da das bei der Vergärung entstehende sehr klimawirksame Methan energetisch genutzt wird und nicht in die Atmosphäre gelangt. Da Biogas unabhängig von Sonne und Wind kontinuierlich produziert wird, eignet es sich zur Verwendung als Grundlaststromquelle. Biogasanlagen tragen durch die effiziente Entsorgung von organischen Abfällen zur Abfallreduktion bei. Das verringert die Umweltbelastung. Die Nutzung der Gärreste als Düngemittel schließt den Kreislauf zwischen Nahrungsmittelproduktion, Energieerzeugung und Abfallverwertung. Sie enthalten Stickstoff, Phosphor und andere Nährstoffe. Der Energieaufwand für den Anbau, die Ernte und den Betrieb der Biogasanlagen schmälert jedoch diesen positiven Effekt. Der Transport von organischen Materialien zu Biogasanlage verursacht abhängig von der Entfernung zusätzliche Emissionen.

Biogas, eine erneuerbare Energie in Zahlen

Die Anteile erneuerbarer Energie und speziell des Biogases variieren stark in verschiedenen Ländern und Regionen. Ende 2021 waren laut Deutschem Biomasse Forschungszentrum (DBFZ) in Deutschland rund 8900 Biogasanlagen (inklusive Aufbereitungsanlagen für Biomethan) in Betrieb. Die installierte elektrische Anlagenleistung der Biogasanlagen (einschließlich Biomethan) umfasste 2021 insgesamt 6,7 Gigawatt. Trotz der leicht rückläufigen Entwicklung der Anlagenzahl wurde die installierte Anlagenleistung auch 2021 weiter ausgebaut.

Handlungsoptionen für Verbraucher*innen

Es liegt in unserer Verantwortung, nachhaltige Entscheidungen zu treffen und die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen zu unterstützen, um für kommende Generationen eine lebenswerte Zukunft zu sichern.

Folgende Tipps helfen dabei:

• Sammeln Sie Bioabfall sorgfältig in der Bio-Tonne und vermeiden Sie Fremdstoffe wie zum Beispiel Plastiktüten, auch Bioplastiktüten gehören nicht in den Biomüll.
• Energie, die erst gar nicht verbraucht wird, ist der beste Umweltschutz. Reduzieren Sie Ihren Energieverbrauch durch energieeffizientes Verhalten im Alltag.
• Achten Sie bei der Neuanschaffung von Haushaltsgeräten auf die Energieeffizienz.
• Bevorzugen Sie für Ihre täglichen Wege öffentliche Verkehrsmittel oder Fahrräder statt des Autos.
• Fragen Sie Ihren regionalen Energieanbieter zu Fernwärmemöglichkeiten.

Quellen:

Biogasanlagen | Umweltbundesamt

Biogas: Nachhaltigkeit mit Nebenwirkung | Nachhaltigkeit | Umwelt | Verstehen | ARD alpha 

Wieso heizen wir nicht mit Biogas? - SWR Wissen

Sparen im Haushalt – Energieverbrauch reduzieren - Hauswirtschaft - VerbraucherService Bayern (verbraucherservice-bayern.de)