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Biomasse im energiepolitischen Kontext II

Betrachtet man vor diesem Hintergrund den Rohstoff Holz, der bereits vor dem industriellen Zeitalter den primären Energielieferanten repräsentierte, als potenzielle Energiequelle für Kraftstoffe und Chemikalien, so kommt für eine Biomassenutzung im weltweiten Ausmaß in erster Linie die biogene Grundsubstanz Lignozellulose in Frage, die etwa 90% des globalen Biomasseaufkommens in Form von Holz, Blattwerk oder auch Stroh ausmacht. Abgesehen von der traditionellen Zellstoffproduktion in Höhe von ca. 150 Mio. t pro Jahr wird Lignozellulose im Bereich der chemischen Industrie derzeit kaum genutzt. Weiterlesen

Biomasse im energiepolitischen Kontext I

Da sich in den kommenden Jahrzehnten die wirtschaftlich gewinnbaren Öl-, Gas- und Kohlevorräte aufgrund des global exponentiell ansteigenden Energiebedarfs maßgeblich reduzieren werden, wird die derzeit noch relativ teure Biomasse vermutlich bereits in naher Zukunft eine weltweit zentrale Bedeutung bei der Herstellung organischer Kraftstoffe und Chemieprodukte erhalten. Nach der schon heute absehbaren Erschöpfung der genannten fossilen Rohstoffe wird Biomasse die einzige regenerative Kohlenstoffquelle unter sämtlichen Energieformen überhaupt darstellen. Weiterlesen

Eignung und Stellung der Biomasse als erneuerbare Energiequelle III

In diesem Zusammenhang stellt die energetische Nutzung von Biomasse und organischen Abfällen ein beachtliches Potenzial dar, das durch einen gezielten Anbau von sogenannten Energiepflanzen maßgeblich erhöht werden kann und – im Gegensatz zu anderen Biomasseverwertungs­konzepten – keinerlei Nutzungskonkurrenz zur grundständigen Nahrungsmittelproduktion darstellt, demgegenüber jedoch den Aufbau neuer Strukturen in Land-, Forst- und Abfallwirtschaft sowie einen hohen erforderlichen Flächenbedarf bedingt. Weiterlesen

Eignung und Stellung der Biomasse als erneuerbare Energiequelle II

Darüber hinaus ist zu überlegen, vor dem Hintergrund der zeitnah notwendigen Erarbeitung von Strategien zur langfristigen Nutzung von Biomasse weitere Verfahren zur Ankopplung an bestehende BTL-Prozesse, so z. B. in Form einer hydrothermalen Wasserstofferzeugung, zu entwickeln. Da neue Verfahren tendenziell auf die Herstellung hochwertiger Produkte und / oder die großtechnische Nutzung vergleichsweise kostengünstiger Einsatzstoffe abzielen, ist insofern eine Steigerung der Wertschöpfung bezüglich der Verwertung nachwachsender Rohstoffe mithilfe weiterführender Schlüsseltechnologien in Betracht zu ziehen. Weiterlesen

Eignung und Stellung der Biomasse als erneuerbare Energiequelle I

Biomasse als grundständiger Einsatzstoff für BTL-Verfahren birgt im Hinblick auf eine diesbezügliche Nutzung im großindustriellen Maßstab gegenüber ihren o. g. Vorzügen jedoch auch einige technische und logistische Problembereiche. In diesem Kontext sind zum einen der vergleichsweise geringe Energiegehalt sowie das dezentrale, d. h. regionale Aufkommen zu nennen. Weiterhin erweist sich Biomasse als ein relativ variantenreich auftretender Rohstoff, was verfahrenstechnisch gesehen ihre Eignung als Einsatzstoff für Anlagenprozesse jeglicher Art aufgrund ihrer chemisch sehr unterschiedlichen Zusammensetzung und Konsistenz sowie ihres überwiegend festen Aggregatzustands potenziell erschwert. So stellt ein Großteil der anfallenden Restbiomasse einen nur schwer verarbeitbaren, heterogenen Festbrennstoff dar, der darüber hinaus hohe Asche- und Salzgehalte enthält. Weiterlesen

Prognosen zum Biomasse- und BTL-Kraftstoffertrag

Hinsichtlich des theoretischen Nutzungspotenzials von Biomasse beträgt die derzeitige Weltgesamtproduktion an erntbarer Biomasse ungefähr 50 Gtoe/a (vgl. Artikel „Biomassepotenzial zur energetischen Nutzung I“), wovon ca. 30 Gtoe/a auf den fruchtbaren, flächenmäßig ungefähr zwei Drittel ausmachenden Anteil an der kumulierten nutzbaren Erdlandfläche (insg. ~ 149 Mio. km²) entfallen, was einer mittleren Produktivität von rund einem Kilogramm lufttrockener Biomasse pro Quadratmeter und Jahr entspricht. Etwa 70% und damit ungefähr 21 Gtoe/a der erntbaren Landbiomasse werden bei einem Holzernteanteil von rund einem Viertel durch Waldgebiete zur Verfügung gestellt, wobei über 50% dieses Gebietes auf die Flächen des tropischen Regenwaldes entfallen. Im Gegensatz dazu beträgt der jährliche Holzzuwachs insgesamt ca. 5 Gtoe, wovon ungefähr 1 Gtoe/a als hochwertiges Industrieholz und etwa 2 Gtoe pro Jahr als Brennholz erntbar sind respektive zum konventionellen Gebrauch verwendet werden können. Weiterlesen

Generelle Anmerkungen zur Biomassenutzung

Ausgehend von den Überlegungen in den vorstehenden Artikeln („Biomassepotenzial zur energetischen Nutzung I“ und Teil II) sollte insofern eine technisch und ökonomisch machbare Verwertung des energetisch nutzbaren Anteils der insgesamt anfallenden Biomasse als einzigem erneuerbarem Kohlenstofflieferanten sowie als speicherbarem organischem Chemie- und Energierohstoff statt des bisher zumeist praktizierten Unterpflügens oder Verbrennens auf Feldern anvisiert werden. Zum Zwecke einer Ausweitung der derzeitigen Biomassenutzung ist jedoch auch die Erschließung und Verarbeitung bisher wenig genutzter, technisch schwieriger beherrschbarer aschereicher Restbiomasse aus Land- und Forstwirtschaft durch neue Verfahren erforderlich. Weiterlesen

Biomassepotenzial zur energetischen Nutzung II

Die weltweite Getreideproduktion an Reis, Weizen, Mais und Gerste, die zusammen ungefähr 90% der Feldfruchterträge repräsentieren, kann mit etwa einem Kilogramm pro Einwohner und Tag und – bei einem mittleren Verhältnis zwischen Korn und Stroh von ca. 1 : 1 – ebenfalls rund einem Kilogramm Stroh je Einwohner und Tag beziffert werden. Dies kommt einer Gesamtmenge von jeweils ungefähr 2,1 Gt/a (~ 0,7 Gtoe/a) Stroh- bzw. Kornerträgen gleich, die auf etwa der Hälfte der globalen Ackerlandfläche angebaut wurde. Davon wiederum stellt rund die Hälfte in der Landwirtschaft zur Anwendung kommende Biomasse wie beispielsweise Streu, Raufutter oder Humusbildner dar, während der Rest in Form von ca. 0,5 kg Überschussstroh / (E · d) (~ 0,35 Gtoe/a) als bislang weitgehend ungenutzter Energierohstoff bei verhältnismäßig geringem Erfassungsaufwand zur Verfügung steht. Weiterlesen