Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung

38 4 Bioenergie, Landnutzung und Energiesysteme: Status Quo und Trends
306 GW und bis 2050 auf 505 GW steigen (Greenpeace,
2007).
Fast alle Arten von Biomasse können über Verbrennung,
Vergasung oder Vergärung zur Stromerzeugung
genutzt werden. Dabei wird überwiegend in
Elektrizitäts- und Heizkraftwerken die Verbrennung
zur Dampferzeugung mit einem angeschlossenen
konventionellen Dampf-Kraft-Prozess in Turbinen
eingesetzt. Weite Verwendung findet dabei komprimierte
Biomasse in Form von Holzpellets oder -briketts,
die einen ähnlichen Heizwert wie Braunkohle
aufweisen. Alternativ kann Biomasse auch zusammen
mit einem fossilen Brennstoff (z. B. Kohle) verfeuert
werden (Co-firing). Diese Mitverbrennung
in großen Kohlekraftwerken hat den Vorteil eines
höheren Gesamtwirkungsgrades (bis zu 45 %) im
Vergleich zu kleinen Biomassekraftwerken (30–
35 %; IEA, 2007b).
Biostrom wird ferner durch die Verbrennung von
Biogas in Gas- und Verbrennungsmotoren erzeugt.
Biogas wird dezentral durch Vergärung flüssiger und
fester Biomasse hergestellt, wobei vor allem die Verwertung
von Abfällen wie Tierdung große ökologische
Vorteile bietet. In Europa spielen gasförmige
und feste Biomassearten zur Stromerzeugung etwa
gleichgewichtige Rollen: Beispielsweise wurden 2006
in Deutschland 0,9 % des Strombedarfs durch Biogasanlagen
gedeckt und 1,2 % durch feste Biomasse
(BMU, 2007a). Eine besonders effiziente Verstromung
von Biomasse aus Abfällen bietet neben Biogasanlagen
die Vergasung und Gasverstromung in
Gas- und Dampfkraftwerken.
Beitrag von Bioenergie aus der Kraft‑
Wärme‑Kopplung
Thermische Stromerzeugungsprozesse nutzen im
Idealfall auch die entstehende Abwärme. In südlichen
Ländern wird die Abwärme aus der Kraft-
Wärme-Kopplung (KWK) für Industrieprozesse wie
beispielsweise zur Trocknung eingesetzt. In den nördlichen
Ländern wird sie vorwiegend für Raumwärme
und Warmwasser bereitstellung genutzt, direkt oder
indirekt über Nah- und Fernwärmenetze. Globale
Daten zur Kraft-Wärme-Kopplung sind schwierig zu
erheben, weil die Anwendungen sehr vielfältig sind
(Prozesswärme, Raumwärme), der Bedarf saisonal
auftritt (Heizung) und in wärmeren Ländern die
Kraft-Wärme-Kopplung nur selten zur Kühlungszwecken
genutzt wird. 2005 wurden in Deutschland
58 PJ Biomasse zur Strom- und Wärmeerzeugung bei
einem Nutzungsgrad von 86 % in der KWK eingesetzt,
was einem Primärenergieanteil von 0,4 % entspricht
(Nitsch, 2007).
Handel mit Bioenergieträgern im Strom‑
und Wärmesektor
Produktion und Nutzung von Bioenergieträgern finden
nicht selten an räumlich getrennten Orten statt.
Vor allem bei der modernen Bioenergie liegen häufig
größere Distanzen zwischen dem Ort der Produktion
und der Endnutzung. Daher werden Vorprodukte
der Bioenergieproduktion wie biogene Festbrennstoffe
(Rohholz, Hackholz, Pellets), die in der Konversion
verwendeten Rohmaterialien (Energiepflanzen,
Restholz, u. a.) sowie Bioenergie als Endprodukt
(Biokraftstoffe, Strom aus Bioenergie) überregional
gehandelt. Charakter und Ausmaß des Handels werden
durch die Verfügbarkeit von Rohmaterialen und
Konversionstechnologien sowie durch internationale
Preis- und Kostenstrukturen bestimmt (Schlamadinger
et al., 2005).
Der nationale und internationale Handel von Bioenergie
in der Endnutzung des Strom- und Wärmesektors
ist an die logistische Verfügbarkeit leistungsfähiger
Strom- und Fernwärmenetze geknüpft.
Phy sikalisch-technologische Begrenzungen schränken
die ökonomische Vorteilhaftigkeit des Handels
derzeit ein. Über mittlere Distanzen, z. B. innerhalb
Europas, kann der Handel mit Biostrom wirtschaftlich
sein (Schlamadinger et al., 2005; Schütz und Bringezu,
2006). Auf der Ebene der Vorprodukte, die mit
Verbrennungstechnologien im Strom- und Wärmesektor
genutzt werden (Energieholz), findet ein weltweiter
Handel jedoch bisher nur in begrenztem Rahmen
statt. So wurden 2005 von den 1,77 Mrd. m 3 Holz,
die als Brennholz genutzt wurden (bei einer globalen
Holzentnahme von rund 3 Mrd. m 3 ) nur 3–4 Mio.
m 3 oder 0,2 % international gehandelt (FAO, 2007a).
Hohe Transportkosten im Verhältnis zum Warenwert
verhindern häufig die Wirtschaftlichkeit von Exporten
(Thrän et al., 2005).
Allerdings lassen sich bei bestimmten biogenen
Festbrennstoffen, die industriell verarbeitet wurden
(Hackholz, Pellets), expandierende internationale
Märkte beobachten. Angetrieben durch verschiedene
nationale Maßnahmen in der Klima- und
Energiepolitik wächst die Nachfrage nach Pellets in
Europa, Nordamerika und Asien. Auch Brasilien,
Argentinien, Chile und Neuseeland planen, Infrastrukturen
für die Pelletproduktion zu entwickeln.
Die Entwicklung und Verbreitung moderner Pelletierungstechnologie
unterstützt diesen Trend (Thrän
et al., 2005; Peksa-Blanchard et al., 2007). Pellets aus
der Holzproduktion dominieren bisher die Nutzung.
Grundlage ist Holz aus der Kurzumtriebsproduktion,
aber auch holzartige Biomasse als Rückstand aus der
Forstwirtschaft (Restholz), aus der Landwirtschaft
(vor allem Stroh), aus der Weiterverarbeitung (u. a.
Industrierestholz und vor allem Sägespäne) sowie
Altholz nach der Endnutzung (Sperrmüll, Abriss-