Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung

204 8 Optimale Einbindung und Nutzung der Bioenergie in Energiesystemen
heutiger Technologie erreichbaren Weg darstellt
(Abb. 8.1-8).
8.1.2
Die Rolle der Bioenergie in der nachhaltigen
Energieversorgung von Industrieländern
Das Potenzial der nachhaltig verfügbaren Bioenergie
ist begrenzt (Kap. 6). Es ist absehbar, dass es nicht
ausreichen wird, um einen größeren Anteil des heutigen
Weltenergiebedarfs zu decken. Daher ist es wichtig,
die strategischen Eigenschaften der beschränkt
vorhandenen Biomasse optimal zu nutzen (Kap. 2).
In Industrieländern ist ihr Einsatz dort zu empfehlen,
wo ihre spezifischen Eigenschaften nicht durch
andere Energieträger ersetzt werden können und
ihr Nutzen in Bezug auf Energieeffizienz und Klimaschutz
am größten ist, ohne dass andere Nachhaltigkeitskriterien
wie der Erhalt der Biodiversität
und die Ernährungssicherheit gefährdet werden. Im
Folgenden werden die drei potenziellen Haupteinsatzgebiete
Verwendung als Treibstoff im Verkehr,
Wärmebereitstellung und Stromerzeugung näher
betrachtet.
8.1.2.1
Bioenergie im Verkehr: Biostrom versus
Biokraftstoffe
Herausforderung Rohstoff
Der Rohstoff Energieträger ist in allen Energiesektoren
ein Problem. Der Verkehrsektor ist heute fast
ausschließlich von fossilem Erdöl abhängig und speist
sich beispielsweise in Europa zu ca. 98 % aus Erdöl,
in vielen anderen Regionen ist die Abhängigkeit ähn-
lich hoch (Boerrigter und van der Drift, 2004). . Fos- Fos-
sile Kraftstoffe werden knapper und tendenziell teurer.
Ein möglicher Ausweg wird über Biokraftstoffe
gesucht, deren relevantes Potenzial jedoch an verfügbare
Flächen gebunden ist (Kap. 6 und 7). Synthetische
Biokraftstoffe der 2. Generation versprechen
zwar eine höhere Energieausbeute als Biokraftstoffe
der 1. Generation. Ihre Ökobilanz ist jedoch nicht
wesentlich besser als die der 1. Generation und, wie
alle Ergebnisse der Bilanzierung für Energiepflanzen,
deutlich von den direkten und indirekten Landnutzungsänderungen
abhängig (Kap. 7.3; Jungbluth
et al., 2008). Neben den Flächen für Energiepflanzen
ist auch die Menge der zu verwertenden Reststoffe
limitiert. Ab Mitte des Jahrhunderts wird zudem die
stoffliche Nutzung von Biomasse weiter zunehmen,
wenn Erdöl für die chemische Industrie unwirtschaftlich
wird und andere Kohlenwasserstoffe verwendet
werden müssen (Kap. 5.3). Biokraftstoffe können das
Klimaproblem nicht lösen und auch in der Versorgungssicherheit
nur eine Brückenfunktion erfüllen.
Sowohl die Nahrungs- und Futtermittelproduktion
als auch bestimmte Industriezweige (Chemie, Bau,
Textilien usw.) benötigen Kohlenstoffverbindungen.
Energie für Mobilität kann hingegen auch auf anderen
Wegen bereitgestellt werden.
Effizienter Einsatz von Bioenergie im
Verkehr
Neben der Rohstoffverfügbarkeit ist für den Verkehr
auch der Wirkungsgrad der Konversion entscheidend
für den energetischen Beitrag der Biomasse.
Die Konversion von Biomasse in Biokraftstoffe führt
im Vergleich zur Konversion in Strom für Elektromobile
zu deutlich geringeren Gesamtwirkungsgraden
(Kap. 7.2 und 7.3). Es ist deshalb energetisch
sinnvoller, Biomasse in der KWK einzusetzen, als sie
in Kraftstoff umzuwandeln, wie am Beispiel holzartiger
Biomasse deutlich wird: Der Aggregatzustand
des festen Brennstoffs wird unter Energieverlusten
von bis zu 60 % zweimal geändert und der gewonnene
Kraftstoff im Verbrennungsmotor eingesetzt,
so dass am Ende nur ca. 10 % der Energie als Nutzenergie
am Rad zur Verfügung stehen (Abb. 8.1-9).
Im Vergleich dazu kann Biomasse effizient verstromt
(stationäre Energiewandlung, Volllastbetrieb), die
Abwärme genutzt und der Strom im Elektromobil
sauber und leise eingesetzt werden. In Abbildung
8.1-9 sind exemplarisch vier Nutzungspfade für den
Fahrzeugantrieb gegenübergestellt. Ausgehend von
100 % Primärenergie (Energieinhalt der Gesamtpflanze
bei der Ernte) steht für den Vortrieb am
Rad bei der Biokraftstoffnutzung deutlicher weniger
Energie zur Verfügung, als dies über den Pfad
der Elektromobilität möglich ist. Zum Vergleich ist
die direkte sehr effiziente Stromerzeugung aus Wasserkraft,
Windkraft und Sonnenenergie aufgetragen.
Deutlich wird die Überlegenheit des Elektroantriebs
auch, wenn die Reichweite eines Fahrzeugs auf eine
Energieeinheit (kWh) Primärenergie bezogen wird
(Abb. 8.1-10).
Der WBGU hält es nicht für sinnvoll, die bestehende
ineffiziente Verkehrsinfrastruktur dadurch zu
verstetigen, dass die Bioenergienutzung in Form von
Biokraftstoffen an diese Struktur angepasst wird.
Das Ziel verschiedener Akteure, Bioenergie im Verkehr
als Innovationsschub für Technologie und Klimaschutz
einzusetzen, sollte an der richtigen Stelle
erfolgen. Innovationen sollten daher auf die Elektromobilität
gelenkt werden, die es erlaubt, die Effizienz
des Antriebssystems von heute ca. 20 % im Verbrennungsmotor
unter Einsatz regenerativ erzeugten
Stroms auf über 70 % zu steigern. Für den Übergang
vom Verbrennungsmotor zum Elektroantrieb spielt
die Hybridisierung (kombinierter Verbrennungs