Über Jahrtausende sicherte die Verbrennung von Biomasse den Wärmebedarf der Menschen. Aber was ist mit der Fermentation?

Louis Pasteur (1822-1895) und Robert Koch (1843-1910) legten nicht nur die Grundlagen für die Impfung gegen Infektionskrankheiten. Pasteur entdeckte 1863, dass die Fermentation von Biomasse zu Gasen auf Mikroorganismen zurückgeht. Bereits seit 1920 werden Klärgase zur Energieerzeugung genutzt.

Welche Bedeutung hat Biomasse heute?

Nicht nur Wärme braucht der Mensch. Auch Licht. Also Strom. Und das heutzutage in Massen. Für die Produktion von Gütern, für das Internet, für den täglichen Bedarf. Und der Strombedarf wird dramatisch steigen.  

Der Stromverbrauch wird in Zukunft deutlich steigen. Die Mobilität wird zunehmend elektrisch und es wird auch immer mehr über Wärmepumpen geheizt. Langfristig gehen Wissenschaftler von einer Verdoppelung des Stromverbrauchs aus. Und die Digitalisierung unserer Gesellschaft findet ohne Strom auch nicht statt.

Wenn Sonne und Wind die Hauptlast der Stromerzeugung tragen, dann wird die Biomasse unverzichtbar, um eine Versorgung sicher jederzeit zu ermöglichen. Biomassekraftwerke und Biogasanlagen können das, was Sonne und Wind allein nicht können – bedarfsgerecht Strom erzeugen. Sie stellen die Grundlast und die Spitzenlast gleichermaßen bereit. Ihre Steuerbarkeit ist Gold wert.

Strom aus Biomasse hat ihren Preis, aber sie ist ihren Preis auch wert. Denn sie ist immer dann da, wenn sie gebraucht wird. Daher ist die Bioenergie – und deren Ausbau – ein unverzichtbarer Baustein in der zukünftigen Stromversorgung.

Menschen nutzen Biomasse nicht nur energetisch, sondern vor allem auch als Nahrungsmittel, Futtermittel oder Baustoffe. Ein großer Teil der Biomasse wird gar nicht genutzt. Manchmal sollte man sie auch gar nicht nutzen.

Biomasse ist ein Sammelbegriff für die Stoffmasse von Lebewesen aller Art, wobei hier nur die energetisch nutzbare Stoffmasse betrachtet werden soll. Führen Sie sich die Vielfalt mal vor Augen. Holz, Hackschnitzel, Restholz, landwirtschaftliche Reststoffe, Ölsaaten, Getreide, Stroh, Gras, Reste aus der Produktion von Nahrungsmitteln, Material aus der Landschaftspflege, Laub usw. Haben Sie sich auch mal gefragt, was mit ihrem Biomüll passiert, wenn er abgeholt wird?

Die Vielfalt der Biomasse ist gigantisch, aber alle Formen der Biomasse haben eines gemeinsam, man kann sie energetisch nutzen. Manchmal macht das wirtschaftlich keinen Sinn, manchmal ist das technisch schwierig. Manchmal wird diese Biomasse für andere Zwecke benötigt, die auch unverzichtbar sind.

Wenn es aber geht, dann spielt Biomasse meist eine zentrale Rolle in der Energieversorgung.  Denn sie wird zwingend gebraucht. Ohne Biomasse wird das gar nichts mit der Energiewende.

Vor einigen Jahren hat man intensiv das „Tank-oder-Teller“-Problem diskutiert. Die Produktion von Energiepflanzen und Nahrungsmitteln auf den Äckern steht in Konkurrenz zueinander. Um die Diskussion ist es still geworden.

Der Einsatz von Mais wurde in Deutschland für neue Biogasanlagen streng begrenzt. Vor allem landwirtschaftliche Reststoffe sollen nun energetisch genutzt werden. Allerdings ist seit 2012 auch der Bau neuer Biogasanlagen praktisch zum Erliegen gekommen, weil die Förderung neuer Anlagen einen wirtschaftlichen Betrieb kaum mehr erlaubt.

Die Flächenkonkurrenz zwischen Nahrungsmittel- und Energiepflanzenproduktion besteht aber weiterhin. Und gerade international ist die Frage nicht gelöst, wie der Anbau von Palmölplantagen in Südostasien zeigt.

Biomasse aller Art ist nicht unbegrenzt verfügbar. Und Ackerland ist nicht vermehrbar. Das schränkt das Wachstum der Biomassenutzung erheblich ein.

Die energetische Nutzung hat also enge Grenzen. Im ländlichen Raum lässt sich meist ein vernünftiges Maß zwischen lokal nutzbarer Biomasse und lokalem Energieverbrauch finden. Wo eigentlich, wenn nicht da? Gerade landwirtschaftliche Reststoffe sind ein großes, aber bisher technisch kaum erschlossenes Potential an Biomasse. Das ist eine Chance.

Da die technisch nutzbare Biomasse generell knapp ist, ist sie entsprechend teuer. Das setzt der Biomasse auch enge wirtschaftliche Grenzen. Denn Bioenergie hat  ihren Preis, den Verbraucher auch bezahlen können müssen. Bioenergie funktioniert daher nur im Mix mit preiswerter Windenergie und Solarenergie. Aber sie funktioniert.

So vielfältig Biomasse ist, so vielfältig sind die Technologien und die Möglichkeiten einer Anwendung. Strom, Wärme, Kälte und Mobilität – für alle Bereiche gibt es eine passende Biomasse und die entsprechenden Technologien dazu.

Alle Bereiche der energetischen Nutzung können über Biomasse in der einen oder anderen Form – als Gas, fest oder flüssig – verwirklicht werden. Die verwendeten Technologien sind ebenfalls vielfältig, man kann auch sagen unüberschaubar. Dabei sind die Technologien ebenfalls in einem ständigen Entwicklungsprozess. Ob Kraftstoffe aus Biomasse oder immer bessere Fermenter, alles wird ständig weiter entwickelt.

So werden viele Dinge möglich, die noch vor kurzem undenkbar waren. Oder an die bisher einfach keiner gedacht hat. Aber das kennen Sie ja sicher auch.

Allerdings entsteht auch eine Nutzungskonkurrenz zwischen Technologien. Soll Mais als Futtermittel oder als Substrat in einer Biogasanlage oder zur Herstellung von Bioalkohol verwendet werden? Was macht energetisch, wirtschaftlich, ökologisch und im Bezug auf das Klima Sinn? Spätestens hier wird es kompliziert.

Der Fachverband für nachhaltige Rohstoffe hat in einer Studie die Ressourcen für das Jahr 2050 prognostiziert. Die Studie zeigt nicht nur die Potentiale auf, sondern auch, wie die Potentiale schon genutzt werden.

Einheimische Biomasse trägt in Deutschland zukünftig maßgeblich zur Energieversorgung bei. Bis zu 26 % des Bedarfs an Wärme, Strom und Kraftstoffen kann sie 2050 decken. Energie aus der Landwirtschaft, aus Holz sowie aus Abfällen bietet das Potential, einen erheblichen Teil unserer Energie nachhaltig zu erzeugen.

Die Studie offenbart aber auch, wie eng die Grenzen sind. Die Energie aus Abfällen, z.B. aus Ihrer Biotonne, ist schon jetzt ausgeschöpft, Holz bereits zu 2/3.  Lediglich in der Landwirtschaft bleiben immer noch 2/3 der Reststoffe verfügbar. Nur hier ist ein Ausbau der Bioenergie noch möglich.

Mindestens 74 % des Gesamtenergiebedarfs muss aus anderen Quellen gedeckt werden. Bioenergie ist also einerseits zwingend notwendig für eine sichere Energieversorgung, aber andererseits ist sie sehr knapp. Daher muss möglichst sparsam mit ihr umgegangen werden.

Jahrtausende lang wurde immer mit Holz geheizt. Das Kaminfeuer spendete Wärme und das Kochen war nur mit Holz möglich. Das ist heute anders. Wärme wird mit Öl, Kohle und Gas erzeugt. Und der Bedarf ist riesig.

Schaut man sich den Energieverbrauch in Deutschland an, dann stellt man schnell fest, dass 57 % der Energie, die wir insgesamt verbrauchen für Wärme verwendet wird. Die verbleibenden 43 % verteilen sich auf die Mobilität und den Stromverbrauch, den wir als private Haushalte und die Unternehmen haben.

Rund 27 % der Endenergie entfällt auf das Heizen. Das ist fast die Hälfte des gesamten Wärmeverbrauchs. Fast ebenso viel Wärme benötigt unsere Gesellschaft für Warmwasser und vor allem als Prozesswärme, z.B. in der Güterproduktion.

Man kann es daher wenden, wie man will. Eine Energiewende hin zu erneuerbaren Energien muss vor allem anderen eine Wärmewende sein. Aber nur 15% des Wärmeverbrauchs stammen bisher aus erneuerbaren Energien. Es ist also noch ein weiter Weg. Von diesen 15 % stammen 85 % aus der Biomassenutzung. Der Rest sind Solarthermie und Geothermie.  

Der Anteil regenerativer Wärme steigt über die Jahre leicht an, aber nicht in dem Tempo, wie es zur Erreichung der Klimaziele notwendig wäre.

Neben wirtschaftlichen und technischen gibt es auch ökologische Grenzen. Ein fatales Beispiel ist die Rodung der Regenwälder in Amazonien, Afrika und Indonesien. Diese ökologischen Grenzen lassen sich leicht verstehen.

Die Rodung für den Soja-Anbau und die Palmölproduktion beschleunigt den Klimawandel und trägt zum Artensterben bei. Die internationale Verlagerung von Nutzungskonflikten in das Ausland löst keine Klimaprobleme, sondern verschärft sie.

Wenn Palmöl aus Borneo in Europa dem Diesel beigemischt wird, erweist man dem Klima einen Bärendienst. Der Diesel ist zwar anteilig „bio“ und wird gerne mit grün gefärbten Zapfpistolen vertankt. Die dafür gerodeten Regenwälder sind aber bisher die „grüne Lunge“ der Welt, die das Klima stabil halten.

Neben den Meeren und den Böden ist Biomasse ist ein wichtiger Speicher für CO₂. Die energetische Nutzung von Biomasse darf nur so erfolgen, dass die natürlichen Kreisläufe um eine Schleife erweitert, aber nicht unterbrochen werden. Das gilt auch für die Humusbildung in den Böden. Humus bewirkt die Bindung von CO₂ im Boden. Dieses ist nicht nur für den Erhalt des Klimas wichtig, sondern auch für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit und damit der Landwirtschaft.

Es hängt immer alles miteinander zusammen. Die Biomassenutzung ist für eine nachhaltige Energieversorgung zwingend, aber sie erfordert Augenmaß und eine ganzheitliche Betrachtung der ökologischen Zusammenhänge. Das sind die  natürlichen Grenzen der Nutzung von Biomasse.

Zu den Begriffen unserer Zeit gehört die „Nachhaltigkeit“. Er stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft. Im Wald darf nur so viel Holz geschlagen werden, wie permanent nachwächst. Andernfalls gibt es einen Kahlschlag.

Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip zur Nutzung von Ressourcen, bei dem eine dauerhafte Befriedigung der Bedürfnisse, z.B. nach Energie, nur dann nachhaltig erfolgt, wenn die natürliche Regenerationsfähigkeit der beteiligten Ökosysteme gewährleistet bleibt. Andernfalls spricht man von einem Raubbau an der Natur.

Im Englischen ist das entsprechende Wort für Nachhaltigkeit „sustainable“. Das Prinzip ist hier wörtlich erkennbar: to sustain im Sinne von aushalten bzw. ertragen. Mit anderen Worten: Die beteiligten Systeme können ein bestimmtes Maß an Ressourcennutzung dauerhaft aushalten, ohne Schaden zu nehmen.

Längst geht es nicht nur um die Forstwirtschaft. Der Umgang mit allen Ressourcen, z.B. zur Energieerzeugung, kann dauerhaft nur nachhaltig erfolgen. Die Nutzung fossiler Energien ist niemals nachhaltig. Sie sind nicht regenerierbar. Die Nutzung von Biomasse kann nachhaltig sein, ist es aber nicht immer. Man kann es auch falsch machen. Nur wenn man es richtig macht, ist es nachhaltig. Das ist die Kunst.