Der anthropogene Treibhauseffekt – verursacht durch die Freisetzung klimarelevanter Spurengase aus der Verbrennung fossiler Energieträger – steht ganz oben auf der Tagesordnung energie- und umweltpolitischer Diskussionen. Im Rahmen möglicher Maßnahmen zur Klimagasminderung stellt die Nutzung der erneuerbaren Energien neben Energieeinsparungs- und Energieeffizienz-maßnahmen im Bereich der klassischen Endenergieträger eine wichtige Option dar. Der Biomasse kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu, da sie einerseits an traditionelle Nutzungsformen anknüpfen kann und anderseits noch große ungenutzte Potenziale in ganz Deutschland verfügbar sind. Die Nutzung erneuerbarer Energien ist aber nicht gänzlich frei von Klimagasemissionen, da auch deren Nutzung zum einen oft mit dem Einsatz fossiler Energieträger einhergeht (z. B. konventioneller Dieselkraftstoff für den Transport biogener Festbrennstoffe) und zum anderen auch mit der Nutzung regenerativer Energien Klimagasemissionen verbunden sind (z. B. Lachgasemissionen aus der Verbrennung bestimmter biogener Festbrennstoffe).
Vor diesem Hintergrund hat die Union zur Förderung von Öl- und Proteinpflanzen (UFOP) das Institut für Energetik und Umwelt in Leipzig beauftragt, die Klimagasemissionen unterschiedlicher Nutzungspfade der Biomasse zu untersuchen und deren möglichen Beitrag zur Klimagasminderung bis 2010 zu ermitteln. Bei den untersuchten Nutzungspfaden wurden sowohl biogene Reststoffe (z.B. Holzreste, Stroh, Gülle) als auch der Energiepflanzenanbau berücksichtigt.
Mit den Technologien zur Biomassenutzung können folgende Klimagas-minderungen erreicht werden:
- Bei der Wärmebereitstellung mit Biomasse können im Vergleich mit Nutzungstechnologien auf Basis fossiler Energieträger je nach Nutzungssystem etwa 40 % bis 90 % der Klimagasemissionen vermieden werden.
- Im Vergleich zum deutschen Strommix liegen die Klimagasemissionen bei einer Stromerzeugung aus Biomasse etwa um 50 % bis 90 % niedriger.
- Im Vergleich zum mineralölbasierten Benzin wird mit einem Bioethanolanteil von 85 % (E85 aus Zucker) eine deutliche Minderung der Klimagasemissionen (ca. 36 %) erreicht. Die Beimischung von 5 Volumenprozent (E5) hat lediglich eine Klimagasminderung von ca. 1,5 % zur Folge.
Durch den Einsatz von Biodiesel lassen sich trotz der Emissionen aus der Produktionskette – u. a. wegen Emissionen bei der landwirtschaftlichen Produktion – im Vergleich zu mineralölbasiertem Diesel etwa 54 % der Klimagasemissionen einsparen. Die Nutzung von B5 und B10 spart etwa 3 % bzw. 6 % der Klimagasemissionen ein.
Die möglichen Minderungseffekte für Klimagasemissionen sind im Kraftstoffsektor mittels Biomasse niedriger als bei der Bereitstellung von Wärme und Strom. Biokraftstoffe sind aber auf absehbare Zeit die einzige Kraftstoffalternative zur Reduzierung des fossilen CO2-Ausstoßes und der Importabhängigkeit bei Rohöl.
Würden alle verfügbaren Nutzungspotenziale der Biomasse aus verfügbaren Reststoffen und landwirtschaftlichen Anbauflächen ohne Lebensmittelproduktion (2 Mio. ha) optimal genutzt, könnte im Jahr 2010 der Beitrag zur Klimagasminderung 57 Mio. t erreichen. Bezogen auf die Klimagasemissionen im Jahr 2000 ließe sich somit eine Minderung um etwa 6 % realisieren. Mit der Aktivierung weiterer Ackerflächen, die langfristig nicht mehr für die Lebensmittelproduktion gebraucht werden, und verbunden mit Ertragssteigerungen beim Pflanzenanbau ist vor allem nach 2010 von deutlich höheren Potenzialen der Biomasse zur Klimagasminderung auszugehen. Andererseits wird sich in Bezug auf den Energiepflanzenanbau in der Realität ein optimierter Anbau mit ausschließlicher Ausrichtung auf die höchsten Beiträge zur Klimagasminderung mit der Folge großflächiger deutschlandweiter Monokulturen wohl nicht durchsetzen. Auch unter dem Aspekt einer nachhaltigen Entwicklung in der Landwirtschaft wird nur ein Mix von unterschiedlichen Energiepflanzen zielführend sein. Zudem sind für die Erreichung energiepolitischer Ziele wie die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Kraftstoffversorgung nicht alle Biomassepotenziale gegenwärtig gleichermaßen geeignet.
Obwohl mit einer forcierten Biomassenutzung ein deutlicher und steigerbarer Beitrag zur Klimagasminderung geleistet werden kann, wird sich die Energieversorgung in Deutschland noch über lange Zeit auf einen breiten Energiemix aus fossilen und erneuerbaren Energien abstützen müssen. An folgenden Leitlinien für den Energiemix der Zukunft sollte die Energieversorgung orientieren werden:
- Der Energiemix der Zukunft muss an den gleichrangigen Zielen einer sicheren, wirtschaftlichen und umweltverträglichen Versorgung ausgerichtet sein. Im Sinne einer sozialverträglichen Versorgung sind Akzeptanzaspekte zu berücksichtigen.
- Die Nutzung aller heimischen Energieressourcen – hierzu gehören vor allem Braun- und Steinkohle sowie erneuerbare Energien – ist eine wesentliche Grundlage für eine sichere Versorgung. Es ist daher sinnvoll, die bestehenden Optionen mit dem Ziel einer nachhaltigen Effizienzsteigerung sinnvoll zu nutzen und in einem strategisch ausgerichteten Energieträgermix zu berücksichtigen.
- Die Balance zwischen den energiepolitischen Zielen war und ist immer eine Gratwanderung. Diese Balance erfordert einen dynamischen Anpassungsprozess an sich ändernde Rahmenbedingungen. Nur bei einem ausgewogenen Energiemix, bei dem kein Energieträger ausgeschlossen wird, können die Vor- und Nachteile der einzelnen Energieträger in ihrer Kombination zur Erfüllung des energiepolitischen Zieldreiecks beitragen.
Vor dem Hintergrund der Biomassenutzungspotenziale und den damit verbundenen ernergieversorgungs- und umweltpolitischen Erwartungen sowie Zielsetzungen wird die Politik auch an ihren daran ausgerichteten Initiativen zur Schaffung einer zukunftsorientierten Forschung gemessen. Im Bereich der Biomasse ist dies bislang nur in Ansätzen erkennbar.
Möglich wird die Forcierung der Entwicklung durch eine Fortführung und erhebliche Intensivierung der F&E-Begleitung bzw. Forschungs-koordinierung und Innovationsförderung bei nachwachsenden Rohstoffen. Für die Biomasseanwendung wären unter dem Blickwinkel der vollständigen Potenzialerschließung künftig in größerem Maße technologische Verbesserungen und vor allem erheblich größere öffentliche Forschungsmittel von Bund und Ländern in folgenden Bereichen notwendig:
- Entwicklung der Anlagen zur Nutzung von Stroh und Getreideganzpflanzen.
- Positive Effekte könnten zudem durch die Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten für Biogas geschaffen werden, indem die Biogaseinspeisung in das Erdgasnetz ermöglicht und gesetzlich verankert wird.
- Die technischen Nutzungsmöglichkeiten fester Biomasse für den Kraftstoffsektor stehen erst am Anfang. Hier ist noch ein erhebliches Forschungspotenzial vorhanden. Unter dem Aspekt der großen Importabhängigkeit bei Mineralöl von annähernd 100 % kann perspektivisch auch hier ein Beitrag zur Versorgungssicherheit geleistet werden.
- Im Hinblick auf den Energiepflanzenanbau lassen sich durch die Nutzung von Holz aus Kurzumtriebsplantagen besonders hohe Klimagas-minderungen erzielen. Um diesen Nutzungspfad der Biomasse zu entwickeln, erscheint jedenfalls anfänglich eine Förderung für den Anbau auf Stilllegungsflächen der Landwirtschaft sinnvoll. Neue Anbausysteme und -kulturen können zudem zu einer Ertragserhöhung bei allen Biomassefraktionen beitragen und entsprechende Entwicklungen wären zu fördern.
- Die energetische Nutzung von Biomasse kann einen wachsenden Beitrag zur Energieversorgung und Klimagasminderung leisten. Hierzu fehlen allerdings noch von allen beteiligten Wirtschaftskreisen der Energiewirtschaft und der Fahrzeugindustrie geeignete und system-übergreifende Konzepte zur Integration in ein zukunftsfähiges Energiesystem.
- Erforderlich sind politische Rahmenbedingungen, die die erforderliche Investitionssicherheit schaffen. Deutschland hat mit seinem Mix aus förderpolitischen Instrumenten (EEG, Marktanreizprogramm und Biokraftstoffquotengesetz) zur Förderung von Strom, Wärme und Kraftstoffen grundsätzlich der energetischen Nutzung von Biomasse den Marktzugang ermöglicht. Diese international viel beachtete Entwicklung muss jetzt einmünden in eine europäische Gesamtstrategie.
- Voraussetzung ist eine gemessen an den energieversorgungs- und umweltpolitischen Ansprüchen finanziell ausgestattet und strategisch ausgerichtete Förderung der Biomasseforschung, beginnend über die Pflanzenzüchtung, Anbaustrategien bis hin zu der Konversion für die unterschiedlichsten Anwendungen. Die Schwerpunktsetzung in der Forschung muss sich an dem kurz- bis mittelfristig Realisierbaren orientieren und gleichzeitig wichtige Optionen für die Biomassenutzung mitverfolgen und fördern. Dies trifft insbesondere für die Biokraftstoffe Biodiesel, Bioethanol und BTL zu. Hier liegt ein großes Potenzial in der Technologieentwicklung und für den Export, denn die Biomasse bleibt weltweit in vielen Regionen der wichtigste Energieträger.
- Im Bereich der Biokraftstoffe reicht die Inanspruchnahme der jetzt in Aussicht gestellten EU-Mittel des 7. Forschungsrahmenprogramms nicht aus. Die F&E-Förderung muss auch auf nationaler Ebene eine analoge finanzielle Unterstützung erfahren, mit dem Ziel eine wissenschaftliche und unabhängige Begleitforschung zu schaffen. Der F&E-Bedarf bei Pflanzenölkraftstoffen und Bioethanol ist enorm, dies bestätigt die aktuelle Diskussion zur Abstimmung einer nationalen und europäischen Biokraftstoffstrategie.
Vor diesem Hintergrund hat die Union zur Förderung von Öl- und Proteinpflanzen (UFOP) das Institut für Energetik und Umwelt in Leipzig beauftragt, die Klimagasemissionen unterschiedlicher Nutzungspfade der Biomasse zu untersuchen und deren möglichen Beitrag zur Klimagasminderung bis 2010 zu ermitteln. Bei den untersuchten Nutzungspfaden wurden sowohl biogene Reststoffe (z.B. Holzreste, Stroh, Gülle) als auch der Energiepflanzenanbau berücksichtigt.
Mit den Technologien zur Biomassenutzung können folgende Klimagas-minderungen erreicht werden:
- Bei der Wärmebereitstellung mit Biomasse können im Vergleich mit Nutzungstechnologien auf Basis fossiler Energieträger je nach Nutzungssystem etwa 40 % bis 90 % der Klimagasemissionen vermieden werden.
- Im Vergleich zum deutschen Strommix liegen die Klimagasemissionen bei einer Stromerzeugung aus Biomasse etwa um 50 % bis 90 % niedriger.
- Im Vergleich zum mineralölbasierten Benzin wird mit einem Bioethanolanteil von 85 % (E85 aus Zucker) eine deutliche Minderung der Klimagasemissionen (ca. 36 %) erreicht. Die Beimischung von 5 Volumenprozent (E5) hat lediglich eine Klimagasminderung von ca. 1,5 % zur Folge.
Durch den Einsatz von Biodiesel lassen sich trotz der Emissionen aus der Produktionskette – u. a. wegen Emissionen bei der landwirtschaftlichen Produktion – im Vergleich zu mineralölbasiertem Diesel etwa 54 % der Klimagasemissionen einsparen. Die Nutzung von B5 und B10 spart etwa 3 % bzw. 6 % der Klimagasemissionen ein.
Die möglichen Minderungseffekte für Klimagasemissionen sind im Kraftstoffsektor mittels Biomasse niedriger als bei der Bereitstellung von Wärme und Strom. Biokraftstoffe sind aber auf absehbare Zeit die einzige Kraftstoffalternative zur Reduzierung des fossilen CO2-Ausstoßes und der Importabhängigkeit bei Rohöl.
Würden alle verfügbaren Nutzungspotenziale der Biomasse aus verfügbaren Reststoffen und landwirtschaftlichen Anbauflächen ohne Lebensmittelproduktion (2 Mio. ha) optimal genutzt, könnte im Jahr 2010 der Beitrag zur Klimagasminderung 57 Mio. t erreichen. Bezogen auf die Klimagasemissionen im Jahr 2000 ließe sich somit eine Minderung um etwa 6 % realisieren. Mit der Aktivierung weiterer Ackerflächen, die langfristig nicht mehr für die Lebensmittelproduktion gebraucht werden, und verbunden mit Ertragssteigerungen beim Pflanzenanbau ist vor allem nach 2010 von deutlich höheren Potenzialen der Biomasse zur Klimagasminderung auszugehen. Andererseits wird sich in Bezug auf den Energiepflanzenanbau in der Realität ein optimierter Anbau mit ausschließlicher Ausrichtung auf die höchsten Beiträge zur Klimagasminderung mit der Folge großflächiger deutschlandweiter Monokulturen wohl nicht durchsetzen. Auch unter dem Aspekt einer nachhaltigen Entwicklung in der Landwirtschaft wird nur ein Mix von unterschiedlichen Energiepflanzen zielführend sein. Zudem sind für die Erreichung energiepolitischer Ziele wie die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Kraftstoffversorgung nicht alle Biomassepotenziale gegenwärtig gleichermaßen geeignet.
Obwohl mit einer forcierten Biomassenutzung ein deutlicher und steigerbarer Beitrag zur Klimagasminderung geleistet werden kann, wird sich die Energieversorgung in Deutschland noch über lange Zeit auf einen breiten Energiemix aus fossilen und erneuerbaren Energien abstützen müssen. An folgenden Leitlinien für den Energiemix der Zukunft sollte die Energieversorgung orientieren werden:
- Der Energiemix der Zukunft muss an den gleichrangigen Zielen einer sicheren, wirtschaftlichen und umweltverträglichen Versorgung ausgerichtet sein. Im Sinne einer sozialverträglichen Versorgung sind Akzeptanzaspekte zu berücksichtigen.
- Die Nutzung aller heimischen Energieressourcen – hierzu gehören vor allem Braun- und Steinkohle sowie erneuerbare Energien – ist eine wesentliche Grundlage für eine sichere Versorgung. Es ist daher sinnvoll, die bestehenden Optionen mit dem Ziel einer nachhaltigen Effizienzsteigerung sinnvoll zu nutzen und in einem strategisch ausgerichteten Energieträgermix zu berücksichtigen.
- Die Balance zwischen den energiepolitischen Zielen war und ist immer eine Gratwanderung. Diese Balance erfordert einen dynamischen Anpassungsprozess an sich ändernde Rahmenbedingungen. Nur bei einem ausgewogenen Energiemix, bei dem kein Energieträger ausgeschlossen wird, können die Vor- und Nachteile der einzelnen Energieträger in ihrer Kombination zur Erfüllung des energiepolitischen Zieldreiecks beitragen.
Vor dem Hintergrund der Biomassenutzungspotenziale und den damit verbundenen ernergieversorgungs- und umweltpolitischen Erwartungen sowie Zielsetzungen wird die Politik auch an ihren daran ausgerichteten Initiativen zur Schaffung einer zukunftsorientierten Forschung gemessen. Im Bereich der Biomasse ist dies bislang nur in Ansätzen erkennbar.
Möglich wird die Forcierung der Entwicklung durch eine Fortführung und erhebliche Intensivierung der F&E-Begleitung bzw. Forschungs-koordinierung und Innovationsförderung bei nachwachsenden Rohstoffen. Für die Biomasseanwendung wären unter dem Blickwinkel der vollständigen Potenzialerschließung künftig in größerem Maße technologische Verbesserungen und vor allem erheblich größere öffentliche Forschungsmittel von Bund und Ländern in folgenden Bereichen notwendig:
- Entwicklung der Anlagen zur Nutzung von Stroh und Getreideganzpflanzen.
- Positive Effekte könnten zudem durch die Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten für Biogas geschaffen werden, indem die Biogaseinspeisung in das Erdgasnetz ermöglicht und gesetzlich verankert wird.
- Die technischen Nutzungsmöglichkeiten fester Biomasse für den Kraftstoffsektor stehen erst am Anfang. Hier ist noch ein erhebliches Forschungspotenzial vorhanden. Unter dem Aspekt der großen Importabhängigkeit bei Mineralöl von annähernd 100 % kann perspektivisch auch hier ein Beitrag zur Versorgungssicherheit geleistet werden.
- Im Hinblick auf den Energiepflanzenanbau lassen sich durch die Nutzung von Holz aus Kurzumtriebsplantagen besonders hohe Klimagas-minderungen erzielen. Um diesen Nutzungspfad der Biomasse zu entwickeln, erscheint jedenfalls anfänglich eine Förderung für den Anbau auf Stilllegungsflächen der Landwirtschaft sinnvoll. Neue Anbausysteme und -kulturen können zudem zu einer Ertragserhöhung bei allen Biomassefraktionen beitragen und entsprechende Entwicklungen wären zu fördern.
- Die energetische Nutzung von Biomasse kann einen wachsenden Beitrag zur Energieversorgung und Klimagasminderung leisten. Hierzu fehlen allerdings noch von allen beteiligten Wirtschaftskreisen der Energiewirtschaft und der Fahrzeugindustrie geeignete und system-übergreifende Konzepte zur Integration in ein zukunftsfähiges Energiesystem.
- Erforderlich sind politische Rahmenbedingungen, die die erforderliche Investitionssicherheit schaffen. Deutschland hat mit seinem Mix aus förderpolitischen Instrumenten (EEG, Marktanreizprogramm und Biokraftstoffquotengesetz) zur Förderung von Strom, Wärme und Kraftstoffen grundsätzlich der energetischen Nutzung von Biomasse den Marktzugang ermöglicht. Diese international viel beachtete Entwicklung muss jetzt einmünden in eine europäische Gesamtstrategie.
- Voraussetzung ist eine gemessen an den energieversorgungs- und umweltpolitischen Ansprüchen finanziell ausgestattet und strategisch ausgerichtete Förderung der Biomasseforschung, beginnend über die Pflanzenzüchtung, Anbaustrategien bis hin zu der Konversion für die unterschiedlichsten Anwendungen. Die Schwerpunktsetzung in der Forschung muss sich an dem kurz- bis mittelfristig Realisierbaren orientieren und gleichzeitig wichtige Optionen für die Biomassenutzung mitverfolgen und fördern. Dies trifft insbesondere für die Biokraftstoffe Biodiesel, Bioethanol und BTL zu. Hier liegt ein großes Potenzial in der Technologieentwicklung und für den Export, denn die Biomasse bleibt weltweit in vielen Regionen der wichtigste Energieträger.
- Im Bereich der Biokraftstoffe reicht die Inanspruchnahme der jetzt in Aussicht gestellten EU-Mittel des 7. Forschungsrahmenprogramms nicht aus. Die F&E-Förderung muss auch auf nationaler Ebene eine analoge finanzielle Unterstützung erfahren, mit dem Ziel eine wissenschaftliche und unabhängige Begleitforschung zu schaffen. Der F&E-Bedarf bei Pflanzenölkraftstoffen und Bioethanol ist enorm, dies bestätigt die aktuelle Diskussion zur Abstimmung einer nationalen und europäischen Biokraftstoffstrategie.
