Substanzen von Lebewesen, entweder als lebende oder als tote Biomasse.
Wirkungsgrad der Biomasse-Produktion
Die wichtigste Frage im Zusammenhang mit der Biomasse-Produktion für die technisch-energetische Nutzung ist die Frage nach ihrem Wirkungsgrad. Dabei gibt der Wirkungsgrad an, wieviel der eingesetzten Energie in Form des Sonnenlichtes als energetisches Biomasse-Produkt letztendlich als Endenergie nutzbar ist. Es besteht eine Flächenkonkurrenz zwischen dem Anbau von Pflanzen für die technisch-energetische Nutzung und die Bereitstellung von Nahrung.
| Verfahren | Energiemenge pro m2 |
Wirkungsgrad | |
|---|---|---|---|
| [kWh] | Liter Öl | [%] | |
| Rapsmethylester | 1.5 | 0.15 | ca. 0.15 |
| Bioethanol aus Getreide*1 | 1.3 | 0.13 | ca. 0.13 |
| Bioethanol aus Zuckerrüben*1 | 3.0 | 0.3 | ca. 0.3 |
| Biogas | 4.5 | 0.45 | ca. 0.15 |
| Biomass-to-Liquid-Verfahren | 4.5 | 0.45 | ca. 0.5 |
| Mikroalgen | 90 | 9 | ca. 10 |
| Zum Vergleich … | |||
| Photovoltaik (D) | 120 | 12 | ca. 15 (komm. Module) |
| Photovoltaik (Sahara) | 240 | 24 | ca. 15 (komm. Module) |
| solartherm. KW | 500 | 50 | ca. 30 (Experimentalstatus) |
Die Tabelle zeigt, daß bei der heute praktizierten Bioenergie-Gewinnung in Form von Biodiesel (Rapsmethylester) ein äußerst geringer Wirkungsgrad zu verzeichnen ist. Auch moderere Verfahren wie Biogas-Gewinnung oder Biomass-to-Liquid haben verglichen mit der Photovoltaik nur sehr geringe Wirkungsgrade. (Siehe auch untenstehendes Bild.)
Photovoltaik zeichnet sich durch einen viel höheren Wirkungsgrad als die klassischen Methoden der Bioenergie-Bereitstellung aus, leidet aber unter dem Manko, daß das Problem der Stromspeicherung bislang noch nicht gelöst ist.
Erst Mikroalgen als hocheffiziente „Biomasse-Erzeuger“ könnten einen revolutionären Schritt hin zu einer tolerablen Bioenergie-Erzeugung bedeuten, bei der dann auch die Speicherproblematik gelöst ist. Bei dem Einsatz von Mikroalgen in offenen Systemen ist allerdings darauf zu achten, daß keine nicht tolerierbaren Verschiebungen von Stoffbilanzen entstehen. Bei gentechnisch modifizierten Mikroalgen könnten weitere Probleme entstehen, wie etwa eine unkontrollierte Vermehrung und die Verdrängung natürlicher Mikroalgen — dadurch können Veränderungen in Nahrungsketten ausgelöst werden, die auch z.B. Fischarten betreffen.
Energieinhalt von Biomasse und Produkten
Für genauere Angaben der Energiedichte von Biomasse wird der Wert der trockenen Biomasse verwendet. Der sehr stark schwankende Wassergehalt selbst bei einer Sorte Biomasse, zum Beispiel Heu oder Holz, macht einen direkten Vergleich im Rohzustand unmöglich.
Typische Brennwerte verschiedener Biomassearten sind im folgenden zusammengestellt ([ENQU1990]: DIW, ARENHA):
Wichtige Umwandlungsprodukte von Biomasse sind Biogas und Biotreibstoff.
Grundsätzlicher Vorteil der Nutzung von Biomasse ist die Einbettung in den
direkten Kohlenstoffkreislauf, anhand der Biogasnutzung
dargestellt:
Dadurch wird eine Anreicherung des treibhauswirksamen Kohlendioxids in der Erdatmosphäre vermieden – der bei der Nutzung der Biomasse freigesetzte Teil des CO2 wird wieder in pflanzliche Biomasse integriert, die dann erneut genutzt werden kann, wodurch ein Kreislauf entsteht.
Quellen
- http://www.kraftwerksbauer.de/bioethanol-anlage_anklam / Projektbeschreibung der „Zuckerfabrik ANKLAM“
2008-02-02: Update zu Wirkungsgraden
1999-06-12: INIT