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Mit zahlreichen festen, flüssigen und gasförmigen Energieträgern ist die Bioenergie breit aufgestellt und bietet Einsatzmöglichkeiten für jeden Energiesektor. Aktuell werden in der öffentlichen Bioenergie-Debatte vor allem die Stärken und Schwächen von Biogas und Biokraftstoffen diskutiert und wir sind auf der Suche nach den idealen Anwendungspfaden von Bioenergie im Strom- und Kraftstoffmarkt. Bei der weniger im Fokus stehenden erneuerbaren Wärmebereitstellung dominieren hingegen die festen Bioenergieträger auf der Rohstoffbasis Holz. Ein heiß diskutiertes Feld für die Holzenergie ist die Mitverbrennung in zentralen Großkraftwerken. Bei einem von der dena veranstalteten Fachdialog zur Biomasse-Mitverbrennung wurde den Chancen und Risiken dieser Bioenergie-Nutzung auf den Zahn gefühlt. Von der Diskussion der Veranstaltung inspiriert, gibt es in diesem Artikel einen Einblick in den aktuellen Stand der Holzenergie in Deutschland und es werden Argumente des Fachdialogs vorgestellt.

Holzenergie in Deutschland

Wie die Grafik zeigt, macht die energetische Nutzung von Holz knapp die Hälfte des jährlich in Deutschland verwendeten Holzes aus. In Zahlen ausgedrückt werden 55 Millionen Festmeter Holz (etwa 35-40 Millionen Tonnen) für die Wärme- und Stromerzeugung genutzt. Dabei sind die aktuell verwendeten Energieträger auf Holzbasis die Folgenden:

  • Rundholz
  • Holzpellets
  • Hackschnitzeln
  • Holzbriketts
  • Scheitholz

Für deren Einsatz im Energiebereich darf in Deutschland kein hochwertiges Holz gefällt werden! Die Zertifizierung nach PEFC oder FSC ist für die Sicherung der Nachhaltigkeit der festen Bioenergieträger in Europa verantwortlich.

Als Trend der letzten Jahre kann festgestellt werden, dass sich die Herstellung von Holzenergieträgern in Deutschland zunehmend von der dezentralen hin zur zentralen Produktion verlagert. Dezentrale und mittelständische Produktionsunternehmen werden zunehmend durch große Energieversorger abgelöst. Dass es bei diesem Marktwandel auch zu Konflikten kommt, ist leicht nachvollziehbar.

Als ein konkretes Beispiel möchte ich auf den aktuellen Wachstumsmarkt für Holzpellets etwas näher eingehen. Die Produktion und der Verbrauch von Holzpellets unterscheiden sich in Deutschland noch deutlich und von den knapp 2 Millionen Tonnen an produzierten Holzpellets im Jahr 2011 wurden nur etwa 1.4 Millionen Tonnen auch in Deutschland verbraucht. Etwa ein Drittel der Holzpellets gehen somit in den Export. Hierbei sind Italien, Frankreich und die Schweiz die wichtigsten Importländer für die hierzulande produzierten Pellets.

„Westeuropa ist das Zugpferd beim Handel und Einsatz von Holzpellets“ – Dr. Hubert Röder, Pöyry

Entwicklung des Holzpellets-Markts

Weltweit wurden im letzten Jahr 16 Millionen Tonnen an Holzpellets verbraucht, wobei Dr. Hubert Röder von der Pöyry Management Consulting vermutet, dass der Verbrauch bis zum Jahr 2020 sogar auf 20 Millionen Tonnen ansteigen wird. Gemessen an den Produktionskapazitäten sind die folgenden Staaten die größten Märkte weltweit, wobei die Auflistung mit dem größten Markt beginnt: USA, Brasilien, Russland, Kanada, Großbritannien, Deutschland und China. Der größte Umschlagsplatz für Holzpellets ist Europa und das trotz der größeren Produktionsmärkte in Übersee. Hier werden 4.4 Millionen Tonnen an Holzpellets im Jahr gehandelt.

Grafik zur Preisentwicklung fester Bioenergieträger

Zum Erfolg der festen Bioenergieträger trägt vor allem ihre günstige Preisentwicklung bei. Die Grafik zeigt, dass die aufgelisteten biogenen Festbrennstoffe seit 3 Jahren geschlossen unterhalb des Preisniveaus von Heizöl liegen. Im Fall von Hackschnitzeln liegt der Preis momentan sogar nur bei einem Drittel des Heizölpreises. Matthias Edel (dena) sieht einen der großen Vorteil von Bioenergieträgern wie Holzenergie oder Biogas darin, dass sie vergleichsweise niedrige CO2-Vermeidungskosten mit sich bringen und somit einen bezahlbaren Klimaschutz unterstützen. In der mittelfristigen Perspektive von Dr. Röder werden die Preise für Holzpellets weder sinken, noch explodieren.

Die festen Bioenergieträger bieten vielversprechende Vorteile innerhalb der Energiewende. Das sehen auch einige der großen Kraftwerksbetreiber so und beschäftigen sich deshalb ausführlich mit der Mitverbrennung von Biomasse in Kohle- und Erdgaskraftwerken.

Mitverbrennung als Streitpunkt zwischen zentraler und dezentraler Holzenergie

Das Thema Mitverbrennung von Biomasse ist auf der einen Seite ein großer Hoffnungsträger, führt aber auch zu Sorgen über den möglicherweise daraus resultierenden Umgang mit unseren Wäldern. Meiner Meinung nach können wir uns in Deutschland einen ausgewogenen Optimismus bezüglich der Mitverbrennung erlauben. Deutschland gehört immerhin zu den Ländern, die über eine langjährige Tradition innerhalb der nachhaltigen Waldwirtschaft verfügen und der Begriff der „Nachhaltigkeit“ wurde erst von dem deutschen Forstwissenschaftler Hans Carl von Carlowitz geprägt. Ursprünglich bezieht sich seine Verwendung im Jahr 1713 sogar gannz direkt auf die nachhaltige Nutzung von Wäldern.

Was bedeutet nun die Mitverbrennung von Biomasse?

Grafik zur Leistung und Anlagenanzahl von Biomasseheizkraftwerken

Zum leichteren Verständnis der Größenordnung bietet die Grafik einen Überblick über die Entwicklung von Biomasseheizkraftwerken (BMHKW) in Deutschland während der vergangenen 11 Jahre. Das Besondere an diesen Anlagen ist, dass sie ausschließlich organische Substrate („Biomasse“) für die Verbrennung einsetzen. Auf diesem Wege liefern die BMHKW Strom und Wärme mit einer beeindruckend guten Klimabilanz. Die absoluten CO2-Emissionen von Biomasseheizkraftwerken sind deutlich günstiger für den Klimaschutz, als die von Kohlekraftwerken. Das bedeutete allerdings nicht, dass die Klimabilanz der Biomasseverbrennung nicht auch kritisch betrachtet wird.

Die Leistungsentwicklung der Grafik zeigt auch, dass die installierte elektrische Leistung von Biomasseheizkraftwerken in Deutschland (1.3 GW) im Vergleich mit der Anlagenleistung im Biogasbereich (3.2 GW) noch gering ist. Der Einsatz von Biomasse in BMHKW entspricht in etwa der Leistung von 2 Kohlekraftwerken mittlerer Größe. Da wir in Deutschland über mindestens 65 Kohlekraftwerke mit einer Einzelleistung von über 100 MW verfügen, hat die Mitverbrennung von Biomasse in Kohlekraftwerken (biogene Festbrennstoffe) und Erdgaskraftwerken (biogene Gasbrennstoffe) einen schnellen Zugang in die Klimaschutz-Debatte gefunden.

Die Mitverbrennung („Co-Firing“) von Biomasse in zentralen Großkraftwerken bietet folgende Vorteile:

  • Schneller Beitrag zum Klimaschutz
  • Hohe Wirkungsgrade von Großkraftwerken ermöglichen eine effiziente energetische Nutzung der Biomasse
  • Vergleichsweise niedrige Investitionskosten und somit ein bezahlbarer Beitrag zu Klimaschutz

Die Mitverbrennung von Biomasse bringt folgende Nachteile:

  • Der zentrale Einsatz verringert den Anteil an Biomasse, der für eine dezentrale Energiewende zur Verfügung steht. Die Biomasse kann auf Grund der großen Mengen die für die Mitverbrennung benötigt werden, nur begrenzt aus dem direkten Umfeld der Verbrennungsanlage bezogen werden. Bei zahlreichen kleinen/ dezentralen Anlagen (z.B. Holzpellets-Anlagen) wären die Transportwege kürzer.
  • Die Infrastruktur der fossilen Energiewirtschaft wird mittelfristig gefestigt und der vollständige Umstieg auf 100 Prozent erneuerbare Energien dadurch erschwert.

Eine der großen Fragen der Energiewende ist die nach dem Grad der Dezentralität der zunehmenden Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien. Diese Frage stellt sich auch beim weiteren Ausbau der Bioenergie. Welchen Mix aus ländlichen und industriellen Biogasanlagen wollen wir? Nutzen wir unsere Holzpellets hauptsächlich in zentralen Großkraftwerken (siehe Biomasse-Strategie und Mitverbrennung der Vattenfall Europe AG) oder in dezentralen Pelletsanlagen? Wahrscheinlich werden wir einen Mix aus beiden Systemen sehen und sowohl die Politik, der Markt und die Wissenschaft werden die weitere Gestaltung beeinflussen.

Was denken Sie über die Mitverbrennung? Unterstützen Sie vor allem die zentrale oder dezentrale Holzenergie?

Download der Vorträge zur Mitverbrennung von Biomasse

Hier können Sie die beim Fachdialog „Mitverbrennung und Nachhaltigkeit von Biomasse – ein Widerspruch?“ gehaltenen Vorträge herunterladen. Die für diesen Artikel verwendeten Grafiken stammen von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR). Vielen Dank an beide Akteure für die Bereicherung und Vertiefung der Bioenergie-Debatte!