Was ist Bioenergie?

Bioenergie ist ein Oberbegriff für unterschiedliche biogene Rohstoffe, die durch verschiedene Verfahren energetisch nutzbar gemacht werden. Bioenergie kann aus Ackerpflanzen (wie Mais, Getreide oder Zuckerrüben), schnellwachsenden Gehölzen (wie Pappeln oder Weiden), Holz aus der Forstwirtschaft oder biogenen Abfällen aus Haushalten und Industrie, gewonnen werden. Bioenergie kann in unterschiedliche Kraftstoffe für die Strom- und Wärmeproduktion aufbereitet werden:

• Gasförmig als Biogas oder Biomethan 

• Flüssig als Pflanzenöl für Heizkraftwerke oder als Biokraftstoff für Fahrzeuge etc.

• Fest als Holzhackschnitzel, Holz- oder Strohpellets

Welche Rolle spielt Bioenergie im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien in Deutschland?

Aufgrund ihrer Vielfalt ist Bioenergie derzeit der Schwerpunkt der erneuerbaren Energien in Deutschland. Nimmt man alle drei Sektoren – Wärme, Strom und Kraftstoffe – zusammen, stammen 61%¹ der aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen Energie aus Biomasse, gefolgt von Windkraft (21 %), Solar (11 %), Geothermie (4 %) und Wasserkraft (3 %). Unterscheidet man nach Sektoren, leistet Bioenergie den größten Anteil erneuerbarer Energie in der Wärmeerzeugung (85.5 %)². In der Stromerzeugung liefert Windenergie mit 45,4 % den größten Anteil, Bioenergie etwa ein Fünftel (20,2 %). 

Wie wird Bioenergie gewonnen?

Weil Energie aus Biomasse zu unterschiedlichen Aggregatzuständen verarbeitet werden kann, gibt es verschiedene Verfahren: 

• Biogas wird in großen Tanks, sogenannten Biogasanlagen, gewonnen. Dabei werden eigens angebaute Energiepflanzen wie Mais, aber auch Biomüll, Mist und Gülle aus Ställen unter Ausschluss von Sauerstoff vergärt. Dabei entstehen Gase, wie zum Beispiel Methan. Dieses wird nach der weiteren Aufbereitung in eine Erdgasleitung eingespeist und anschließend verbrannt. So entstehen Strom und Wärme im Generator.

• Bei Biokraftstoffen wird in der Regel zwischen Biodiesel und Bioethanol unterschieden. Biodiesel wird aus ölhaltigen Pflanzen, wie Raps oder Soja, mittels einer chemischen Reaktion gewonnen. Dieses wird anschließend dem Diesel aus Rohöl beigemischt. Bioethanol, welches konventionellem Benzin beigemischt wird, entsteht durch die Vergärung von stärkehaltigen Pflanzen, wie Mais, Getreide oder Rüben.

• Feststoffe aus Holz (zu Pellets gepresst oder als Scheite) werden verbrannt, um Wärme oder Strom zu erzeugen. 

Welche Vorteile bietet Bioenergie?

Ein großer Vorteil von Bioenergie ist ihre Vielfältigkeit. Schließlich kann sie in Gas, Strom oder Kraftstoffe umgewandelt werden, was vielfältige Nutzungsmöglichkeiten eröffnet. Diese Flexibilität bieten weder Photovoltaik noch Solarenergie. Manchmal ergibt sich sogar eine Doppelnutzung, wenn zum Beispiel mithilfe von Biogas sowohl Strom als auch Prozesswärme entstehen. Zudem ist Bioenergie speicherbar und kann Versorgungslücken schließen, wenn wetterbedingt Wind- und Solarenergie nicht ausreichend zur Verfügung stehen. Landwirtschaftlichen Betrieben ermöglicht die Erzeugung von Bioenergie außerdem eine zusätzliche Einnahmequelle. Zuletzt leisten insbesondere mehrjährige Mischkulturen und Gehölze als Energiepflanzen einen Beitrag zum Klimaschutz, denn sie bieten Nahrungsquellen und Lebensräume für Wildtiere, speichern Nährstoffe im Boden und sind weniger stark auf Dünge- oder Pflanzenschutzmittel angewiesen. 

Welche Nachteile hat die Gewinnung von Energie aus Biomasse? ³

Bei der Erzeugung von Bioenergie gibt es einige Nachteile. Die meisten Nebeneffekte ergeben sich bei eigens für Bioenergie angebauten einjährigen Pflanzen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen. Bei der Verwertung von Reststoffen wie Speiseresten, Mist und Gülle oder beim Anbau mehrjähriger Pflanzen in Mischkulturen hat Bioenergie eine positivere Gesamtbilanz. 

• „Teller oder Tank“: Biomasse zur Energieerzeugung wird häufig speziell für diesen Zweck auf Äckern angebaut, die auch für den Anbau von Nahrungsmitteln genutzt werden könnten. In der sogenannten Debatte „Teller oder Tank“ wird diskutiert, welche Folgen der Anbau von Biomasse auf Lebensmittelerzeugung und -preise hat – nicht nur innerhalb Deutschlands, sondern weltweit. Klimatische Veränderungen und damit einhergehende Ernteverluste haben die Debatte über die Nutzung von Ackerflächen für Energie versus Lebensmittel in den letzten Jahren verschärft.

• Flächeneffizienz: Für Photovoltaik, Windkraft und Bioenergie werden bestimmte Flächen benötigt, aus denen eine Flächeneffizienz pro Quadratmeter für jede erneuerbare Energie berechnet wird. In diesen Berechnungen wird auch kalkuliert, ob eine Doppelnutzung möglich ist, zum Beispiel ob eine Photovoltaikanlage auf einem Dach installiert ist oder auf einer Wiese, auf der zudem Nutztiere grasen. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien hat Bioenergie die geringste Flächeneffizienz. Hinzu kommt, dass technische Entwicklungen bei Photovoltaik und Windkraft zu einer Steigerung der Flächen- und Energieeffizienz beigetragen haben – eine Möglichkeit, die bei Bioenergie kaum besteht.

• Ökologischer Einfluss: Der Anbau von Energiepflanzen für Bioenergie kann sich auf verschiedene Weise auf die Umwelt auswirken. Einjährige Energiepflanzen, wie Mais oder Getreide, sind auf Dünge- und Pflanzenschutzmittel angewiesen, die sich auf die umliegende Natur auswirken. Mischkulturen, also der Anbau von verschiedenen Pflanzen auf einem Acker, können diesen Effekt mildern und die Artenvielfalt erhöhen. 

• Gesamte Klimabilanz: Für jeden Energieträger wird eine Klimabilanz errechnet, die dessen Emissionen mit positiven Effekten für den Klimaschutz in Beziehung setzen. Auf dem Acker angebaute Energiepflanzen werden mithilfe großer Landmaschinen ausgesät, gepflegt und geerntet, die wiederum Kraftstoffe für ihren Betrieb benötigen. Auch die Emissionen, die bei der Erzeugung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln entstehen, werden in die Klimabilanz miteingerechnet. Diese Emissionen rund um die Erzeugung von Energiepflanzen verschlechtern die Klimabilanz von Bioenergie.

Fazit – wie groß ist das Potenzial von Bioenergie?

Bioenergie bietet aufgrund seiner vielfältigen Anwendbarkeit einige Vorteile, besonders weil sie wetterunabhängig ist und Versorgungslücken aus anderen erneuerbaren Energiequellen ausgleichen kann. Gleichzeitig ist wissenschaftlich belegt, dass der Anbau von Energiepflanzen, vor allem bei einem großflächigen Anbau einjähriger Pflanzen, ungewünschte Nebeneffekte hat. Deshalb empfiehlt der Sachverständigenrat der Bundesregierung, den Anbau von spezifischen Energiepflanzen nicht auszuweiten. Weniger umstritten ist die Erzeugung von erneuerbaren Energien aus Reststoffen, wie Stallmist oder Lebensmittelabfällen, die über Biogasanlagen vergärt werden können. Auch aus anderen Ländern stammende Pflanzen, wie die Staude Silphie oder die Hirse, bieten vor allem in mehrjährigen Mischkulturen die Möglichkeit, die Klimabilanz von Bioenergie zu verbessern.

Quellen: 

1) Bundesinformationszentrum Landwirtschaft ("Energie aus nachwachsenden Rohstoffen")

2) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V ("Nutzung Bioenergie")

3) Umwelt Bundesamt ("Bioenergie") | Planet Wissen ("Energie aus Biomasse")