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40 Neujahrsblatt der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich 1980 Abb. 24 Versuchsenergieplantage in Georgia (USA). Nach Entwaldung des Versuchsfeldes, Düngung (ca. 1100 kg/ha), Herbizidbehandlung (3,7 kg/ha) wurden vor zwei Jahren einjährige Jungpflanzen (Robinie, Platane) gesetzt. Unkraut schützt vor Bodenerosion und verhindert Wildschäden an den Pflanzungen. Die Pflanzung erfolgt in Reihen (Abstand 60-180 cm, Zwischenräume 100-240 cm); dadurch wird der Einsatz von Maschinen für Pflege und Ernte erleichtert. Bedürfnisse in bezug auf den Boden zu haben, können doch Abfalldeponien und Abraumhalden damit aufgeforstet werden. Weiter wird vorgeschlagen, das nicht nutzbare Land an Autobahnen für Energieplantagen einzusetzen. Es wurde errechnet, dass der heutige Bedarf der USA an Treibstoffen und Heizöl durch Bepflanzen einer Fläche von 500 000 km², also auf weniger als 6% der Landfläche, mit Biomasse gedeckt und eine totale Unabhängigkeit von importiertem Erdöl erreicht werden könnte [29, 56]. In den Neuenglandstaaten sind schon heute eine ganze Anzahl thermischer Kraftwerke in Betrieb, die auf Holz als Brennstoff umgestellt haben. Ein 50- MW- Werk, das etwa 50 000 Personen mit Elektrizität versorgt, benötigt jährlich 800 000 t Frischholzschnitzel, die aus einer Fläche von etwa 60 km² im Zweijahreszyklus gewonnen werden können. Um die Transportwege möglichst kurz zu halten, sollten Energieplantagen nicht zu gross angelegt werden. Transport, Verteilung und Lagerung des Holzes können vereinfacht werden, wenn es sofort nach der Ernte zu Schnitzeln zerkleinert wird. Selbstfahrende Maschinen verarbeiten pro Tag 250-500 t Frischholz, wobei der Energieverbrauch bei 2% des Energiegehaltes des zerkleinerten Holzes liegt. Man hat heute noch keine Erfahrungen, wie weit eine Monokultur von Pappeln anfällig auf Krankheiten oder Schädlinge ist. Vor allem um auf den teuren Stickstoffdünger verzichten zu können, werden in Georgia auf sehr kargem Boden (Humusgehalt unter 0,5%) Mischkulturen gezogen und der Einfluss von Baumarten mit stickstoffbindenden Symbionten (Robinie, Erle) untersucht.
R. BACHOFEN Bio-Energie, heute- morgen 41 Unter nicht verholzten Pflanzen sind gute Zucker-, Stärke- oder Ölproduzenten auch für die Energiegewinnung von Interesse; besonders studiert und heute auch schon genutzt werden z.B. Zuckerrohr (Saccharum officinarum), Maniok (Manihot esculenta), Kenaf (Hibiscus cannabinus), Hirse (Sorghum bicolor und S. dochna), Sonnenblume (Helianthus annuus) wie sogar Elefantengras (Pennisetum purpureum) [35, 74]. Zuckerrohr hat unter diesen durch seine ausgedehnte Nutzung in Energieplantagen in Brasilien wohl die grösste Bedeutung erlangt. Vergärung zu Äthanol liefert nicht nur einen hochwertigen Brennstoff, sondern nach chemischer Umwandlung zu Äthylen auch einen Rohstoff, von dem aus eine Vielzahl chemischer Produkte hergestellt werden kann. Schon zwischen dem Ersten und Zweiten Weltkrieg wurde Äthanol in verschiedenen Ländern durch Vergärung von Zuckern grosstechnisch hergestellt. Diese Technologie geriet in Vergessenheit und wurde kaum weiterentwickelt, nachdem Äthanol weit billiger aus Äthylen, das bei der Erdölraffinierung anfällt, hergestellt werden konnte. Bei den heutigen Weltmarktpreisen für Erdölprodukte dürfte eine Äthanolproduktion aus Biomasse in jenen Gebieten wieder aktuell werden, wo genügend Rohmaterial zu geringen Kosten zur Verfügung steht. Die Erträge in Brasilien für Zuckerrohr liegen bei 50 t/ha Jahr, in einzelnen Gebieten bis 90 t/ha Jahr. Die Pflanzen werden sehr dicht kultiviert (bis 160 000 Stengel/ha>, so dass kaum noch Licht ungenutzt auf den Boden gelangt. Um Zuckerrohr während der ganzen Zeit bei optimalem Wachstum zu halten, muss intensiv gedüngt und bewässert werden; ein Teil des Düngers kann durch Rezirkulation der salzreichen Fermentationsrückstände ersetzt werden (siehe auch Abb. 36) [19]. Trotz dieses Aufwandes hat die Zuckerrohrproduktion im Vergleich zu andern Kulturpflanzen ein günstiges Energie-Input/Output-Verhältnis von 0,2. Bei dessen Ermittlung wurde als Energiezufuhr der Aufwand für Aussaat, Düngung, Kultivierung, Herbizide, Ernte und Transport zur Verarbeitungsstelle berücksichtigt. Ursache für dieses günstige Verhältnis dürfte vor allem der Umstand sein, dass eine Pflanzung über 10 und mehr Jahre hohe Erträge abwirft und die erstmaligen Pflanzungskosten sich daher über eine längere Zeit verteilen. Günstig für eine energetische Gesamtbilanz wirkt sich schliesslich aus, dass die faserhaltigen Abfälle, die Bagasse, immer mehr als Rohstoff für Zellulose- und Papiergewinnung gefragt sind. Während Brasilien heute noch jährlich 300 000 t Papier und Zellulose einführt, rechnet man 1985 mit einem Export von 200 000 t pro Jahr; dies aus den ca. 40% Bagasseüberschüssen, die bei der Zucker- und Alkoholproduktion nicht für Prozessenergie verwendet werden können. Während in den feuchten, tropischen Gebieten Brasiliens mit Zuckerrohr, aber auch mit Mohrenhirse und Maniok für Energieplantagen sowohl hohe Flächenerträge wie auch günstige Energieaufwand/ Ertrags-Verhältnisse erzielt werden können, sind in trockenen Gebieten die Verhältnisse ungünstiger. Nach einer neueren Untersuchung hat sich für solche Gebiete besonders Ananas als geeignet erwiesen. Während Zuckerrohrkulturen bei Niederschlagsmengen von weniger
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