Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung

XVI
Inhaltsverzeichnis
6.7 Regionale Betrachtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.7.1 Lateinamerika und Karibik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.7.2 China und angrenzende Länder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
6.7.3 Pazifisches Asien ......................................................... 133
6.7.4 Südasien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.7.5 Afrika südlich der Sahara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.7.6 Gemeinschaft unabhängiger Staaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.8 Interpretation und Folgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
7 Anbau und energetische Nutzung von Biomasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.1 Anbausysteme zur Produktion von Biomasse für Energiezwecke ....................... 139
7.1.1 Anbau von Energiepflanzen in Monokultur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.1.1.1 Mehrjährige Kulturen in den Tropen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
7.1.1.2 Kulturen in Rotation in den gemäßigten Breiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
7.1.1.3 Mehrjährige Kulturen in den gemäßigten Breiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
7.1.2 Kurzumtriebsplantagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
7.1.3 Waldfeldbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
7.1.4 Dauergrasland und Weiden ................................................ 150
7.1.5 Wälder als Biomasselieferanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.1.5.1 Biomassenutzung in tropischen Wäldern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.1.5.2 Biomassenutzung in temperaten Wäldern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.1.5.3 Biomassenutzung in borealen Wäldern .............................. 156
7.1.6 Folgerungen ............................................................. 158
7.2 Technisch-ökonomische Analyse und Bewertung von Bioenergienutzungspfaden . . . . . . . . . 158
7.2.1 Übersicht der energetischen Nutzungsmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
7.2.2 Technologien zur Energieumwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.2.2.1 Verbrennung und thermochemische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.2.2.2 Physikalisch-chemische Verfahren .................................. 162
7.2.2.3 Biochemische Umwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
7.2.3 Effizienz verschiedener moderner Konversionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
7.2.3.1 Übersicht der untersuchten Bioenergienutzungspfade ................. 164
7.2.3.2 Wirkungsgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7.2.4 Effizienz verschiedener traditioneller Konversionsverfahren .................... 169
7.2.5 Ökonomische Analyse und Bewertung der Konversionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 174
7.2.5.1 Gestehungskosten moderner Konversionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
7.2.5.2 Diskussion der zukünftigen Kostenentwicklung von Bioenergiepfaden ... 174
7.3 Treibhausgasbilanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.3.1 Die Methodik der Ökobilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.3.2 Treibhausgasbilanzen ausgewählter Bioenergienutzungspfade .................. 179
8 Optimale Einbindung und Nutzung der Bioenergie in Energiesystemen ....................... 197
8.1 Bioenergie als Teil einer nachhaltigen Energieversorgung in Industrieländern . . . . . . . . . . . . 197
8.1.1 Transformation der Energiesysteme für mehr Energieeffizienz und Klimaschutz ... 197
8.1.1.1 Bausteine der Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
8.1.1.2 Transformation des Energiesystems durch Kombination der Bausteine . . 203
8.1.2 Die Rolle der Bioenergie in der nachhaltigen Energieversorgung von
Industrieländern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
8.1.2.1 Bioenergie im Verkehr: Biostrom versus Biokraftstoffe ................ 204
8.1.2.2 Bioenergie für die zentrale wie dezentrale Wärmebereitstellung . . . . . . . . 205
8.1.2.3 Bioenergie in der Stromerzeugung: Regelenergie und Kraft-Wärme-
Kopplung ....................................................... 206