holzvonhier

Globales Denken erfordert regionales Handeln.


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Ersatzbrennstoffe einsetzen – (6)

getrockneter Klärschlamm im Pelletsform; Infoartikel zu #holzvonhier-Energie

Bild: getrockneter Klärschlamm in Pelletsform. Hier versuchsweise als (super) Dünger für Balkonblumen genutzt.

Blogserie:  „Gestalteter Bioenergie“ – Handlungsfelder

(6) Sinnvolle Nutzung von Ersatzbrennstoffen 

Ersatzbrennstoffe aus Rest- und Abfallstoffen sind eine teilweise noch zu wenig genutzte Energiequelle. Auch sie sollten bei Konzepten zu gestalteter Bioenergie umfangreich berücksichtigt und wo möglich sinnvoll eingesetzt werden.

Interessante Ersatzbrennstoffe, Ersatzgärsubstrate und Ersatzenergieträger sind beispielsweise: Altholz, Altreifen, Altfette, Klärschlamm, Papierfangstoffe, Plastikabfälle, Reststoffe der Lebens-, Futtemittel-, Pharma- und Chemie-Industrie, Spuckstoffe und andere.

Einige Ersatzbrennstoffe und deren Energiepotential in Deutschland

  • Altholz: 80-112 PJ/a ; 8 Mio. t/a; 5.000 kWh/t
  • Altreifen: 0,65 Mio. t/a, 9.000 kWh/t
  • Altfette: (uns nicht bekannt); 10.000 kWh/t
  • Klärschlamm: 2 Mio. t/a; 2.700 kWh/t (10% TS)
  • Klärgas: 200.000 m3/a; 6.500 kWh/m3
  • Papierfangstoffe: (uns nicht bekannt); ca. 1.500 kWh/t
  • Plastikabfälle/Spuckstoffe: 0,7 Mio. t/a;  > 3.000 kWh/t
  • Reste aus Landwirtschaft, Lebens- und Futtermittelindustrie: 130-315 PJ/a
  • Siedlungsabfälle: 12-13 PJ/a
  • sonst. Industrie u. Gewerb. Abfälle: 6-12 PJ/a
  • Reste Pharma- u. Chemieindustrie: (uns nicht bekannt)

Kläranlage; Infoartikel zu #holzvonhier-Energie

Bild: Kommunale Kläranlage.

Beispiel Klärschlamm

Klärschlamm: wird bisher als Abfallstoff behandelt und entsorgt.

Klärschlamm ensteht bei der Aufbereitung unserer häuslichen und kommunalen Abwässer. Der Klärschlamm-Anfall in Deutschland liegt bei etwa 2,1 Mio. Tonnen TS. Ein noch geringer Anteil wird bisher als Ersatzbrennstoff mitverbrannt. Mehr als die Hälfte geht in Deutschand (ähnliches gilt auch für andere Länder in Europa) in die Landwirtschaft, Kompostierung, Rekultivierung was ökologisch, je nach Klärschlamm, teilweise bedenklich ist. Der Rest wird in der Müllverbrennung entsorgt, d.h. teils mit hohen Wassrgehalten verbrannt was energetisch und ökonomisch unsinnig ist. Die landwirtschaftliche Ausbringung ist bisher pro Tonne die kostengünstigste Variante. Mit einem Hygenisierungsgebot für die Landwirtschaft steigen die Kosten und nähern sich den Kosten für andere Entsorgungswege an. Kosten der Klärschlamm-Entsorgung (!) der EU liegen bei geschätzt ca. 2 – 2,5 Milliarden Euro pro Jahr.

Düsentrockner für Klärschlamm #holzvonhier-Energie

Bild: Düsentrockner für das Trocknen von Klärschlamm, auch Abwärme ist hier nutzbar. Getrockneter Klärschlamm hat einen Brennwert wie Braunkohle. Wenn solche Ersatzbrennstoffe mit hohen Wasseranteilen getrocknet werden, sollte dies aber wo immer möglich mit Abwärmekonzepten verbunden werden, also Trocknung mit Abwärme oder Solar statt mit Öl oder Gas.

Klärschlamm: ist eigentlich kein „Abfall“ sondern im Sinne „gestalteter Bioenergie“ ungenutzter Ersatzbrennstoff vor Ort!

Klärschlamm ist ein kontinuierlich anfallender, zumindest in Deutschland und anderen Ländern Europas, ständig kontrollierter, mengen- und qualitätsmäßig gut berechenbarer „Ersatzbrennstoff“. Mechanisch entwässerter Klärschlamm hat Trockensubstanzgehalte (TS) von 25-45%, solar getrocknet 50-70% und vollgetrocknet 80-95%. Der Energiegehalt von Klärschlamm mit 80-95% TS entspricht dem von Braunkohle. Dieser kann auch als Ersatzbrennstoff z. B. für Öl in der Industrie mit entsprechenden Filteranlagen eingesetzt werden. Teilsweise geschieht dies auch schon als „Mitverbrennung“ in Kohle-Kraftwerken. Es fehlt aber an Genehmigungsverfahren, die Klärschlamm nicht als Abfall, sondern als Ersatzbrennstoff für Öl, Gas, Kohle bewerten und auch bei anderen Anlagen zulassen, natürlich nur solchen die mit entsprechenden Filteranlagen ausgestattet sind.

Klärschlammtrocknung mit Solarwärme; Infoartikel zu #holzvonhier-Energie

Bilder: Solare Trocknung von Klärschlamm. Die Verfahren könnten noch deutlich mehr ausgebaut und verfeinert werden. Dezentrale und brachenübergreifende Konzepte zur Trocknung von kommunalem Klärschlamm mit der Abwärme aus Industrie und Gewerbe würde viele ungenutzte Potentiale europaweit erschließen. Nassen Klärschlamm in einer Müllverbrennungsanlage zu verbrennen, wie es heute leider noch oft geschieht, ist energetisch, ökologisch und wirtschaftlich völlig unsinnig.

Klärschlamm: klimafreundlich & günstig

Etwa 11.000 Tonnen (t) gepresster Klärschlamm würde den Einsatz von ca. 4.200 t Steinkohleienheiten einsparen. Das bedeutet eine Kosteneinsparung von ca. 240.000 Euro. Die vermiedenen CO2-Emissionen würden sich auf ca. 11.200 t CO2 belaufen. Dies gilt jedoch nur, wenn der Klärschlamm umweltfreundlich getrocknet werden kann, also nicht mit Öl oder Gas, sondern wenn beispielsweise sowieso anfallende Abwärme vor Ort dazu genutzt wird. Hier fehlen bislang vielfach sinnvolle Konzepte.

Klärschlamm: CO2-Bilanz und Nettoenergiebilanz

Die CO2-Emissionen in der Prozesskette (Bereitstellung+Transport) sind bei Öl 15-fach, bei Gas 9-fach und bei Kohle 15-fach höher, als die CO2-Freisetzung bei der Verbrennung selbst. Die CO2-Emissionen von getrocknetem Klärschlamm bei der Verbrennung sind etwa mit denen von Braunkohle vergleichbar. Die Netto-Energiebilanz ist bei Öl (-0,6 KWh/kg), Gas (-1 KWh/kg) und Kohle (-7,7 KWh/kg) negativ, die von Klärschlamm 70-95% TS positiv (+1,9 KWh/kg).

Wird Klärschlamm mit Abwärme oder Solar und nicht mit Öl oder Gas getrocknet, sind die CO2-Emission in der Prozesskette niedrig.

 

Daten und Infos: Fachtagung Klärschlamm Bonn , 2006; Günthert, 2006; Marquart, Bruckner, Strohmeier mit der Firma Liapor, 2007-2008; Berechnungen Marquart, Bruckner, Strohmeier für Klärwerke. Bilder Bruckner und Strohmeier.

 

Blogserie: Grundlegende Handlungsfelder  „Gestalteter Bioenergie“

  1. Energie sparen.
  2. Erneuerbare Energien verstärkt im Mix nutzen.
  3. Biomasse der kurzen Wege aus nachhaltigem Anbau.
  4. Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen.
  5. Brancheninterne und branchenübergreifende, innovative Abwärmekonzepte entwickeln.
  6. Sinnvolle Nutzung von Ersatzbrennstoffen.
  7. Verzicht auf Bio/Agrarenergieträger mit schlechter Klimabilanz und Ersatz durch Innovationen.
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Abwärme nutzen ! – (5)

 

Abwärmenutzung an Hackschnitzelheizung; #holzvonhier-Energie

Bild: Abwärmenutzung einer Hackschnitzelheizanlage die ein Hochhaus versorgt. Mit der Abwärme wird in den Containern beispielsweise  Brennholz getrocknet.

Blogserie: „Gestalteter Bioenergie“ – Handlungsfelder

(5) Abwärme nutzen, Abwärme Konzepte entwickeln und umsetzen!
Möglichst alle anfallende Abwärme nutzen ! Weltweit!

Abwärmenutzung im umfassenden Sinn ist ein wichtiger Baustein nachhaltiger Energiewende.

Bei Verbrennung von Kohle, Öl, Gas für die Stromerzeugung entstehen 30-60% Wärmeverluste. Bei Verbrennung von Benzin und Diesel entstehen bis zu 80% Wärmeverluste. Die meisten industriellen Prozesse verursachen Abwärme. Auch bei der Nutzung von Biomasse, wie z.B. in der Biogasproduktion entsteht Abwärme. Der Großteil all dieser anfallenden Abwärme wird nicht genutzt. Das heißt auch, dass der Großteil der verwendeten Rohstoffe nicht besonders effizient eingesetzt wird.

Wer von „Rohstoffeffizienz“ spricht muss Abwärmekonzepte unbedingt in die Überlegungen mit  einbeziehen.

Dabei sind die technischen Möglichkeiten heute vielfältig, ebenso wie die Einsatzbereiche für diese Abwärme, von Beheizung von Räumen über KWK (Kraft-Wärme-Kopplung) bis hin zu direkter Rohstofftrocknung oder „mobiler Wärme“. Oftmals ist hierfür aber die dezentrale Nutzung der Abwärme nötig. Durch jegliche Form der Abwärmenutzung wird systemimmanent ganz wesentlich auch zu mehr Klimaschutz und Ressourceneffizienz beigetragen.

Holz von Hier setzt sich in Praxis und Öffentlichkeitsarbeit für jegliche Form der Abwärmenutzung ein, denn dadurch wird systemimmanent ganz wesentlich zu mehr Klimaschutz und Ressourceneffizienz beigetragen.

Beispiele für Abwärmequellen:

  • Abwärme aus Verbrennungs- und Fertigungsbereichen unserer  Wirtschaft.
  • Abgase aus Kesselanlagen und anderen Verbrennungsprozessen.
  • Abwärme aus Biobasierten Prozessen z. B. Biogas, Biomasseverbrennung, Molkereien, Brauereien und andere.
  • Warme Abwässer (z. B. Kläranlagen) und Kühlwasser aus industriellen Prozessen.
  • Kälteanlagen, Druckluftkompressoren, Gleichrichter, Trafos und vieles mehr.

Beispiele für Anwendungsbereiche bei anfallender Abwärme:

  • Raumheizung.
  • Erwärmung von Brauchwasser.
  • Erzeugung von Prozesswärme.
  • Erzeugung von Kälte über angepasste Adsorptionsverfahren.
  • Erzeugung von Strom über Turbinen, ORC u.a.
  • Hochleistungsbatterien
  • Trockungsprozesse … und mehr.

Kraftwerk #holzvonhier-Energie

Bild: Kraftwerke und viele Industriebranchen haben viel Abwärme …  die leider vielfach immer noch oft ungenutzt bleibt. Deutschland und Europa sind auch hier weltweit Vorreiter mit Techniken und Abwärmenutzungskonzepten. Hier ein Beispiel eines Kraftwerkes, bei dem die Abwärme teilweise für die Trockung von anderen Stoffen genutzt wird. Im anderen Produktionsregionen der Welt ist Abwärmenutzung noch kaum ein Thema geschweige denn in der Umsetzung.

Produktion ohne Abwärmenutzung – sollte immer mehr ein No-Go für Ressourcenschonende Produktion sein!

Produktion ohne Abwärmenutzung sollte es in Zuknuft nicht mehr geben vor allem sie macht die Produktion im Hinblick auf die Energienutzung ineffektiv.  In vielen Produktionsregionen der Welt ist Abwärmenutzung noch gar kein Thema. Es gilt verstärkt brancheninterne und branchenübergreifende, innovative Abwärmekonzepte zu entwickeln.

 

Blogserie: Grundlegende Handlungsfelder  „Gestalteter Bioenergie“

  1. Energie sparen.
  2. Erneuerbare Energien verstärkt im Mix nutzen.
  3. Biomasse der kurzen Wege aus nachhaltigem Anbau.
  4. Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen.
  5. Abwärme nutzen. Brancheninterne und branchenübergreifende, innovative Abwärmekonzepte entwickeln.
  6. Nutzung von Ersatzbrennstoffen.
  7. Verzicht auf Bio/Agrarenergieträger mit schlechter Klimabilanz und Ersatz durch Innovationen.


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Nutzungskonkurrenzen vermeiden – (4)

Getriede

Bild: Getreidefeld

Blogserie:  „Gestalteter Bioenergie“ – Handlungsfelder

(4) Nutzungskonkurrenzen vermeiden

Nutzungskonzurrenzen weitestgehend vermeiden! mit
(1) Nahrungs-/Futtermittelproduktion,
(2) Stofflicher Nutzung und
(3) natürlichen Ökosystemen

Abb-holzvonhier-Energie-25

Abbildung: Der Fleischkonsum in Industrieländern ist sehr hoch, nimmt aber auch in Schwellenländren wie z.B. China und anderen rassant zu. Die Abbildung zeigt prognostizierte Trends in Industrie-, Schwellen- und Entwicklunsgländern. Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus FAO und Peters et al 2007.

Nutzungskonkurrenz mit der Nahrungs- und Futtermittelproduktion vermeiden

Weltweit haben 923 Mio. Menschen keinen Zugang zu ausreichend Nahrung, Tendenz steigend. Die weltweit genutzte Biomasse wird vor allem als Futtermittel (58%), Rohstoffe (20%), Brennholz (10%) und nur 12% als Nahrung eingesetzt. Eine der Ursachen für weltweit steigende Nahrungsmittelpreise ist diese Nutzungskonkurrenz.

Heute leben 6,6 Mrd. Menschen auf unserer Erde, davon 80% in Entwicklungsländern, bis 2030  werden es 8,3 Mrd. sein. Mit höherem Einkommen und steigender Verstädterung steigt der Konsum an Fleisch, Milchprodukten, Fetten, Zucker, auch in Entwicklungs- und Schwellenländern.

Weltweit stehen etwa 34% der Landflächen für landwirtschaftliche Nutzung zur Verfügung (ca. 50 Mio. km2), davon dienen bereits heute 80% (Weide und Futteranbau) der Viehhaltung.

Von der weltweit genutzten Biomasse werden 58% als Futtermittel, 20% als Rohstoffe, 10% als Brennholz und nur 12% als Nahrung genutzt(5). Eine der Ursachen für weltweit steigende Nahrungsmittelpreise ist der weltweite Bioenergieboom.

Entschärfen dieser Nutzungskonkurrenz ist laut WGBU möglich durch:

  • Anbau von Energiepflanzen auf degradierten Flächen (keine Naturschutzflächen !).
  • Reform der Welt-Agrar- und Handelspolitik.
  • Entwicklung neuer Bioenergie- und Ernährungsstrategien auf Länderebene.
  • Steigerung der Flächenproduktivität, bei gleichzeitigem Erhalt von Bodenfruchtbarkeit, Wasserhaushalt, Biodiversität.
  • Gesunde fleischärmere Ernährungsweisen.

Abb-holzvonhier-Energie-24

Abbildung: Um einen Bedarf von 1000 kcal zu decken braucht man bei Getreide deutlich weniger Fläche als bei Fleisch. Die genannten 1000 kcal das ist ein Minimumtagesbedarf und gilt bei uns als Diät, für viele Menschen auf der Welt wird jedoch selbst das als Tagesbedarf kaum erreicht. Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus FAO und Peters et al, 2007.

HOLZ VON HIER Pavillion-4

Bild: HOLZ VON HIER Pavillion. Nutzungskonkurrenzen mit der stofflichen Nutzung von Holz, sollten weitgehend vermieden werden.  Die Ausstellungen von Holz von Hier weisen immer wieder auch auf die Vielfalt der heimischen Hölzer hin die stofflich genutzt werden können. Es ist einfach zu schade beispielsweise Obstholz als Brennholz zu nutzen.

Nutzungskonkurrenz mit der stofflichen Nutzung vermeiden

Sägefähiges Stammholz, das stofflich für langlebige Produkte genutzt werden könnte, zu verbrennen ist aus Klimaschutzsicht negativ. In einigen Regionen treten bereits verstärkte Nutzungskonkurrenzen zwischen energetischer und stofflicher Nutzung auf. 

Die wichtigsten stofflich genutzten biogenen Rohstoffe sind: Holz, Zellulose, Naturfasern, Öle, Fette, Stärke, Zucker. Viele Produkte enthalten heute bereits einen Mix aus mineralischen, biogenen und fossilen Rohstoffen. Biomasse in der stofflichen Nutzung kann meist gut recycelt und wieder verwendet werden.

Der Handel mit Rohstoffen und Halbwaren für die stoffliche und auch inzwischen die energetische Nutzung ist rege, unübersichtlich und von der Art des Rohstoffes abhängig.

Holz ist weltweit der bedeutendste unter den Bio-Rohstoffen für die stoffliche Nutzung. Etwa die Hälfte des weltweit geschlagenen Rundholzes wird zur Produktion von Schnittholz, Holzwerkstoffen, Zellstoff/Papier/Karton genutzt. Langlebige Holzprodukte (z. B. Häuser, Möbel) sind für das Klima besser als kurzlebige (z. B. Papier, Brennholz), da sie das CO2 länger „speichern“.

Die stoffliche und energetische Nutzung von Holz nimmt zu, also auch die Konkurrenzsituation um den Rohstoff. Dies kann sich noch verschärfen. Holz  ist ein begehrter Bau- und Werkstoff und bereits heute ist die weltweit produzierte Holzmenge (3 Mrd. m3) weit höher als die produzierte Menge an Stahl, Aluminium, Beton zusammen. Der Verbrauch an Zellstoff in Industrieländern ist schon heute hoch, mit steigender  Tendenz weltweit. Das führt zu hohen Importanteilen. Zudem nimmt mit steigenden Öl- und Gaspreisen auch bei uns die energetische Holznutzung zu. Umso wichtiger wird es vor Ort folgenden umzusetzen:

  • Es sollten nachweislich heimische Rohstoffe in Produktionsprozessen mit kurzen Wegen genutzt werden, denn auch im Energieholzbereich nehmen die langen Stoffströme zu (siehe eigener Blogbeitrag dazu). Als Kunden können Sie hier aber auf Zertifikate wie HOLZ VON HIER achten.
  • Auf Material- und Energieeffizienz in der Verarbeitung zu achten. Als Verarbeiter sind hier viele Wege zur Ressourceneffiezienz ausbaubar.
  • Kaskadennutzung und Recycling muss noch viel konsequenter eingeführt werden. Hierfür müssen auch dezentrale Logistiksysteme geschaffen werden und dies sollte bereits bei der Produktentwicklung berücksichtigt werden. Darauf sollten alle drängen, die Politik, die Verarbeiter und die Kunden.

 

Tropenwaldbild für Infotexte #holzvonhier

Bild: Tropenwald. Flächennutzungskonkurrenz von Energiepflanzenplantagen mit natürlichen Ökosystem wie Primärwäldern oder natürlichen Grasländern sollte unbedingt umfänglich vermieden werden. Diese natürlichen Öksysteme, vor allem die Primärwälder, steuern maßgeblich unser Klima mit und 60-80 % aller Tier- und Pflanzenarten unserer Erde leben hier.

Nutzungskonkurrenz mit natürlichen Ökosystemen vermeiden

Primärwälder (Urwälder), Feuchtgebiete und natürliche Grasländer gehören zu den durch Landnutzungsänderungen weltweit am meisten bedrohten Ökosystemen. Diese Landflächen für den Anbau von Agrarenergiepflanzen zu nutzen schadet der Artenvielfalt und ist klimaschädlich.

Verzicht auf Holz aus Primärwäldern – Holz nur aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern!

In Südostasien und Südamerika kam es in den letzten 20 Jahren zu enormen Primärwaldrodungen. In Sibirien nahm die Walddegradation wegen nicht nachhaltiger Waldnutzung zu. Im Tropenwald wird 1/3-tel des Bestandskohlenstoffes im Boden gespeichert, in Europäischen Wäldern ca. 2/3-tel. Durch Primärwaldrodungen entweichen enorme Mengen Kohlenstoff. Deutsche Wälder sind seit langem nachhaltig bewirtschaftet, hier bleibt der Bodenkohlenstoff nahezu konstant.

Moorige Böden bedecken nur 3-4% der Erdoberfläche, speichern aber 25-30% des global in Pflanzen und Böden gebundenen Kohlenstoffes. Große Kohlenstoffmengen werden bei der Trockenlegung sibirischer Hochmoore und Rodung bewaldeter Moorböden in Südostasien frei gesetzt, z. B. für Palmölplantagen.

Bewahrung natürlicher Grasländer!

Umwandlung von Grasland in Ackerfächen setzt CO2 aus den Boden frei, Aufforstungen wirken sich positiv auf den Kohlenstoffspeicher aus. In Deutschland werden in eher kleinbäuerlich strukturierten Regionen kaum Grasländer in Ackerflächen umgewandelt, die EU hat hier mit den  „Cross Compliances“ Vorgaben gemacht. Weltweit sieht dies anders aus. Da natürliche Graslandökosyteme vielfach sehr artenreich sind, wirkt sich ein Umbau  hier meist negativ auf die Biodiversität aus bzw. hängt dann sehr von der Nutzung ab.

 

Daten aus: WGBU, 2009; MA, 2005; Peregon et al., 2008; Hooijer et al., 2006; FAO, 2006; UN, 2008; FAOSTAT, 2006; UNDP, 2006;  Steinfeld et al., 2006; Maxwell, 2008; Abb. mit Daten aus FAO und Peters et al, 2007.

 

Blogserie: Grundlegende Handlungsfelder  „Gestalteter Bioenergie“

  1. Energie sparen.
  2. Erneuerbare Energien verstärkt im Mix nutzen.
  3. Biomasse der kurzen Wege aus nachhaltigem Anbau.
  4. Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen.
  5. Brancheninterne und branchenübergreifende, innovative Abwärmekonzepte entwickeln.
  6. Nutzung von Ersatzbrennstoffen.
  7. Verzicht auf Bio/Agrarenergieträger mit schlechter Klimabilanz und Ersatz durch Innovationen.

 


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Biomasse der kurzen Wege – (3)

Energieholz heimischer Wald #holzvonhier-Energie

Heimisches Durchfostungsholz für Biomasseheizwerk

Blogserie:  „Gestaltete Bioenergie“ – Handlungsfelder

(3) Biomasse der kurzen Wege aus nachhaltigem Anbau !

Keine Biomasse aus Primärwäldern und von Plantagen auf zuvor gerodeten Primärwaldflächen !
Biomasse der kurzen Wege aus nachhaltigem Anbau nutzen

Biomassepotentiale

Etwa 60% der erneuerbaren Energien in Deutschland werden von Biomasse abgedeckt,  Tendenz  steigend. Es werden enorme Energiepotentiale prognostiziert. Diese sind jedoch wohl eher als positive Einschätzung denn als reales Potential zu werten, denn Nutzungskonkurrenzen verschiedener Art (vgl. stoffliche Nutzung Waldholz), Außenhandelstrends (z. B. Exporte Altholz) und Umweltbestimmungen der EU (z. B. Cross Compliences) können die Potenziale deutlich einschränken.

Geschätzte Energiepotentiale durch „Bio-Energieträger“ für Biomasse und Biogas in (PJ/a)

  • Waldrestholz: 80-180 PJ/a
  • Schwachholz: 110-130 PJ/a
  • Industrierestholz (aus Säge-, Holzwerkstoff, Bau/Holz/Möbel-, Papier/Zellstoff-Industrie): 55-58 PJ/a
  • Altholz: 80 PJ/a
  • Landschaftspflegematerial: 11-22 PJ/a
  • Landw. Abfälle/Reststoffe (Stroh, Ernterückst., tier. Abfälle, u.a.): 135-200 PJ/a
  • Industrielle + Gewerbliche Abfälle: 9 PJ/a
  • Siedlungsabfälle: 12 PJ/a
  • Energiepflanzen: ca. 310 PJ/a

Nachhaltige Biomasse der kurzen Wege

Abb-holzvonhier-Energie-14

Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

Bioenergie ist eine der Säulen Deutschlands zur Erreichung der Reduktion der Treibhausgasemissionen und auch die Europäische Union sieht die Förderung der Bioenergie als eine wesentliche Maßnahme in ihren Aktionsplänen vor. Das ureigene Ziel für die Förderung der Bioenergie war und ist, einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.

Optimal CO2-neutrale Verbrennung ist gegeben, wenn der Rohstoff aus umweltfreundlichem Anbau stammt und kurze Wege hinter sich hat. So ist die energetische Nutzung von Durchforstungsholz oder Schwachholz aus unseren, seit langem nachhaltig bewirtschafteten Wäldern oder Sägerestholz heimischer Betriebe, CO2-neutral.

Auch im Holzenergiebereich haben jedoch immer mehr Produkte lange Transportwege hinter sich. Daher ist es essentiell, auch bei der Bioenergie auf gestaltete Entwicklung, Klima- und Umweltfreundlichkeit der Rohstoffe und möglichst kurze Wege zu achten.

Energiestoffe mit HOLZ VON HIER Zertifikat sind ein Best practice Beispiel für „Optimal klimafreundliche Bioenergie“.

Verbrennung von Importholz (z. B. Tropenholz), insbesondere aus Raubbau, ist nicht CO2-neutral.  Biomasse aus Primärwäldern und Plantagen auf zuvor gerodeten Primärwaldflächen sollte aus Klimaschutzgründen vermieden werden.

Hackschnitzelheizung; #holzvonhier-Energie

Bild Biogasanlage

Beispiel Biomasseheizwerke

In Deutschland werden 55 Mio. Festmeter Holz energetisch genutzt. Davon gehen 46% v.a. als Brennholz in private Haushalte, 36% in große Biomasseanlagen (>1 MW) und nur 9% in kleinere Anlagen (< 1 MW), als typische Kommunale Anlagen.

Deutsche Biomasseanlagen.

In Deutschland existieren heute ca. 1.500 – 2.000 Biomasseheizwerxke (BHW: Wärme) und bis 270 – 300 Biomasseheizkraftwerke (BHKW: Wärme + Strom) bzw. 50 bis 60 große BHKW auf reiner Altholzbasis (10 – 150 MW). Genutzt wird Waldholz, Sägerestholz, Flurholz, Altholz u.a.

Rostoffmix + Rohstoffeffizienz.

In geförderten Biomasseheizanlagen wird oft aufgrund Fördervorgaben vor allem Waldholz verwendet (60%). Je trockener die Hackschnitzel sind, desto besser die Energieausbeute bzw. desto weniger Material wird gebraucht. Je größer die Anlagen sind, desto geringer ist der Anteil an Waldholz.

Umsetzung gestalteter Biomassenutzung.

Nutzung von Holzbiomasse bei uns ist vor allem dann klimafreundlich, wenn es Holz der kurzen Wege ist. In einigen Regionen kommt es jedoch bereits zu Konkurrenzen mit der stofflichen Nutzung. Für den Klimaschutz ist aufgrund der langen Bindung von CO2, der stofflichen Nutzung, der Vorzug zu geben.

Die Anpassung der Kapazitäten an die verfügbaren Rohstoffmengen und Nutzungskonkurrenzen findet bisher nicht statt, weder in unseren Regionen noch weltweit. So nimmt der „Rohstofftourismus“ zu. Beispielsweise werden aus Deutschland ca. 5,2 Mio. Tonnen Altholz, 1,3 Mio. t Sägespäne/Holzabfälle und 1,2 Mio. t Holzplättchen exportiert. Allein diese Transporte verursachen etwa 70.000 Tonnen CO2 und hätten ca. 3.900 kleinere Biomasseheizanlagen in unseren Regionen versorgen können. (Faustzahl: 1 Biomasseheizwerk benötigt je 1 kW Leistung ca. 1 t Rohstoff).

Stimmen aus der Praxis – Netzwerk Holz von Hier 

„Schluss mit dem Rohstofftourismus“.
„Wir brauchen die Rohstoffe bei uns in der Region“.
„Wir Kommunen haben Interesse daran die Wertschöpfung in der Region zu erhöhen“.
„Die Rohstoffe effizienter einsetzten“… denn „die Waldhackschnitzel werden bei uns knapp“.
„Vor dem Bau immer prüfen ob die Rohstoffe verfügbar sind“.
„Kleinere Anlagen“.
„Rohstoffmix auch in der Förderung zulassen“.
„Wir müssen unsere kommunalen Potentiale in Zusammenarbeit mit unseren Unternehmen vor Ort besser nutzen“.
„Wir haben eigenen Wald und sind deshalb unabhängig“.
„Die Technik für die Biomasseheizwerke ist ausgereift, wir brauchen Investoren und gute Contractingmodelle“.
„Machbarkeitsstudien haben wir auf dem Tisch liegen, aber es ist immer noch unklar, wo es für uns lang gehen soll“.

Biogasanlage; #holzvonhier-Energie

Bild Biogasanlage

Beispiel Biogasanlagen

Heimische Reststoffe der kurzen Wege aus Landwirtschaft und Kommunen nutzen bedeutet Wirtschaftlichkeit und eine positive Klimabilanz,  auch wenn die Förderungen gegenwärtig – leider ! – nicht an die Nutzung heimischer Rohstoffe gebunden sind.

Deutsche Biogasanlagen.

Die deutschen 4.780 Biogasanlagen erzeugen 1.600 MWel Strom, durch wurden 6,9 Mio. Tonnen CO2 vermieden. Das Biogaspotential wird auf 417 PJ geschätzt, 83% aus Energiepflanzen, 26% aus Tierexkrementen/Bioabfällen.

Ökologische Schlaglichter.

Seit Einführung des „Nawaro-Bonus“ werden v. a. Mais, Getreide, Grassilage in Biogasanlagen eingesetzt und haben Gülle und Reststoffe oft abgelöst. Deutsche Biogasanlagen sind zur Vemeidung von Methanemissionen, neben CO2 einem weiteren  starken Treibhausgas, verpflichtet, dies ist nicht überall in der EU der Fall. Landnutzungsänderungen für Biogas sind im weltweiten Vergleich in Deutschland moderat. Aber auch bei uns vermehrter Maisanbau, Grünlandintensivierung, sowie Wiedernutzung von Stillegungsflächen stattgefunden.

Innovationen.

Beispiel für eine Innovation in dem Bereich ist die Trockenfermentation, ein einstufiges Batch-Verfahren zur Biogaserzeugung (mit BHKW). Es kann schüttfähige und stapelbare Biomasse, mit einen hohen Trockensubstanzgehalt bis 70% TS eingesetzt werden, also neben Mais, Grasschnitte z. B. auch Gartenabfälle, Bioabfälle, Mist, Stroh. Die Gasausbeuten gleichen denen der Naßverfahren. Interessant sind auch der niedrige Prozessenergie- und Wasserverbrauch. Deshalb ist die Technik auch in Ländern mit Wasserknappheit geeignet. Das Gas zeichnet sich durch niedrige Schwefel- und hohe Methangehalte aus und kann ins Gasnetz eingespeist oder für Gasfahrzeuge verwendet werden. Das vergorene Restmaterial kann als Dünger in Landwirtschaft oder Gartenbau verwendet werden.

Short Facts

Brennwerte:
Biogas: 20-25 MJ/m3; Erdgas: 30-45 MJ/m3
Wirkungsgrad

BHKWelektr.: 30 – 45%; BHKWtherm.: 35 – 60%; BHKWgesamt: ca. 85%
Laufzeit ca.

7.500-8.000 Bh/Jahr
Invest ca.

3.000 bis 4.000 Euro/KWel
Förderung

Grundvergütung, Nawaro-Bonus, Gülle-Bonus, Landschaftspflegematerial-Bonus, Emissionsminderungs-Bonus, Technologie-Bonus, KWK-Bonus.
Methangehalt von Biogas: 50-75%.

Heizöläquivalend: 1 m3 Biogas = 0,6 l Heizöl
Biogaserträge (Auswahl):
Gülle:           30 m3/t FM
Bioabfall:    100 m3/t FM
Grassilage: 170 m3/t FM
Maissilage: 200 m3/t FM
Methanerträge je Silageart: 1 Hektar …
Mais:        ca. 5.500 m3
Getreide:  ca. 3.900 m3
Kleegras:  ca. 3.500 m3
Gras:        ca. 2.800 m3
Techniken: Naßfermentation und Trockenfermentation

Daten aus : BMU 2007, 2008. Abbildungen Daten aus BMWi , 2009/2010, BMU, 2008. 

 

Mehr Infos im
Starthilfepacket kleine Biomasseheizwerke

unter http://www.holz-von-hier.de
gefördert von der FNR Fachangentur für nahcwachsende Rohstoffe

oder als Komune anfordern als CD bei Holz von Hier inklusieve weitere Infopakete.

 

Blogserie: Grundlegende Handlungsfelder  „Gestalteter Bioenergie“

  1. Energie sparen.
  2. Erneuerbare Energien verstärkt im Mix nutzen.
  3. Biomasse der kurzen Wege aus nachhaltigem Anbau.
  4. Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen.
  5. Brancheninterne und branchenübergreifende, innovative Abwärmekonzepte entwickeln.
  6. Nutzung von Ersatzbrennstoffen.
  7. Verzicht auf Bio/Agrarenergieträger mit schlechter Klimabilanz und Ersatz durch Innovationen.


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Erneuerbare Energien verstärkt im Mix nutzen – (2)

pelletsofen #holzvonhier-Energie

Blick in einen Pelletsofen

Blogserie: „Gestalteter Bioenergie“ – Handlungsfelder

(2) Erneuerbare Energiene (EE) verstärkt im Mix nutzen

Erneuerbare Energien (EE): Biomasse, Wasserkraft, Windenergie, Solarenergie, Geothermie, Meeresenergie.

Vorteile erneuerbarer Energien 

Ein wichtiger Beitrag zur  Unabhängigkeit von Importen.

Mehr als 70% unseres Primärenergieverbrauches stammt aus Importen. Erneuerbare Energien machen uns unhabhängiger von Importen und schaffen so Versorgungssicherheiten. Denn Biomasse, sofern sie nachhaltig genutzt wird, wächst nach.

Ein wichtiger Beitrag  zum Klimaschutz.  

Aber bei Bioenergie auf die Herkunft die Klimafreundlichkeit achten wie sie z.B. Label wie HOLZ VON HIER belegen und auch auf Holz aus nachhaltiger Waldwirtschaft achten (z.B. FSC und PEFC). Bioenergie um jeden Preis ist nicht sinnvoll. Biomasse für Bioenergie ist dann klimafreundlich, wenn sie (a) aus nachweislich nicht-umweltzerstörenden Prozessen stammt (z. B. keine Abholzung von Primärwäldern für Biomasseanbau), (b) nachhaltig gewonnen wird, also nur so viel entnommen wird wie nachwächst und die Bodenfruchtbarkeit sowie der Wasserhaushalt erhalten wird,  (c) keine langen Transporte hinter sich hat.
Generell sollte, wenn möglich, im Sinne der langfristigen CO2-Bindung der stofflichen Nutzung von Biomasse der Vorrang gegeben werden. Heimische Rohstoffe für Bioenergie sind durch die kurzen Transporte in der Beschaffung und die Nachhaltigkeit des Anbaues klimafreundlich.

Ein wichtiger Beitrag zur Energieffizienz.

Bis zum Endenergieverbrauch entstehen bei konventionellen Energieformen, wie  z. B. Stromerzeugung aus Kohlekraft, Umwandlungsverluste von mindestens >30%, vor allem in Form von ungenutzter Abwärme oder Leitungsverlusten. Erneuerbare Energien können sehr gut dezentral eingesetzt werden und ihre Umweltbilanz, vor allem bei nachhaltig gewonnenen Rohstoffen und kurzen Wegen im Stoffstrom, ist erheblich besser.

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Prominenter nicht unumstrittener Staudamm

Erneuerbare Energien weltweit

Der Anteil der EE am Welt-Primärenergiebedarf liegt bei 17%. Etwa 60% stellt die Biomasse, 35% Wasserkraft,  Wind, Solar u. a. spielen global noch eine geringe Rolle. Der Anteil der EE ist da hoch, wo Biomasse traditionell zum Kochen/Heizen genutzt wird: wie Afrika (34%), Südamerika (22%), Asien (23%). Von der globalen Holzentnahme aus Wäldern (3 Mrd. m3) werden 60% als Feuerholz/Holzkohle genutzt.
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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

Die USA als größter Energieverbraucher der Welt hat nur 5% Anteil EE, Europa 16%, die Pazifikstaaten 3%. Der Anteil der EE geht in Schwellenländern zurück, weil Biomasse zur Wärmeerzeugung dort durch Gas ersetzt wird. In Industrienationen nehmen EE zu, wegen verstärkten Einsatzes von Biokraftstoffen, Mitverbrennung holzartiger Biomasse in Kraftwerken, Nutzung von Biomasse in Biogasanlagen. Heute werden < 1% des globalen Strombedarfs aus Biomasse erzeugt, aber mit stark steigender Tendenz.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

Erneuerbare Energien in Deutschland

Der Anteil der EE ist in Deutschland in den letzten zwei Jahrzehnten um 60% gestiegen und macht heute 10-20% des Gesamtenergiebedarfs aus. Es wird vor allem Biomasse und Windkraft genutzt.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

Biomassenutzung steigt stark an

Dieser Anstieg der Erneuerbaren Energien in Deutschland beruht vor allem auf dem Anstieg der Nutzung des Energieträgers Biomasse (Holz, Stroh, Biodiesel, Biogas) und der Windkraft.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

Strom aus erneuerbaren Energien

Wasserkraft, ein traditioneller Stromlieferant, hat weltweit  große Bedeutung.  Windkraftnutzung und
Bioenergie haben in den letzten Jahren auch für die Stromgewinmnung stark an Bedeutung gewonnen.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

Wärme aus erneuerbaren Energien

Energetische Biomassenutzung ist traditionell stark, ihr Anteil verdoppelte sich in den letzten Jahern. Biomasse wird vor allem im Wärmebereich eingesetzt also vor allem für Heizenergie.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

„Bio“-Kraftstoffe

Der Anteil der umstrittenen Biokraftstoffe (Bioethanol und Biodiesel für Kraftfahrzeuge sowie Pflanzenöl für BHKW) hat in den letzten Jahren um 97% zugenommen, der Großteil davon waren Importe von Biodiesel.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

Potenziale

Viele Abfallstoffe / Reststoffe (Klärschlamm, Altholz, Papierfangstoffe, Abfälle der Nahrungsmittelindustrie usw.) werden nicht zu den Rohstoffen für erneuerbare Energien gezählt und beim Einsatz nicht gefördert, haben und hätten aber in der Nutzung sehr gute Potenziale.

CO2-Einsparungen durch Erneuerbare Energien

CO2-Einsparung …

Die CO2 Emissionen Deutschlands sind von 1990 bis heute um etwa mehr als -20% zurück gegangen, vor allem durch Einsparungen bei verarbeitendem Gewerbe (-43%) und Haushalten (-33%). Bei Energiewirtschaft (-7%) und Verkehr (-4%) hat es vergleichsweise wenig Einsparungen gegeben. In Deutschland werden ca. 940 Mt CO2-Äquivalent emittiert. Der Großteil der CO2-Emissionen wird heute immer noch durch Energieproduktion für Strom, Raumwärme, Warmwasser und Verkehr verursacht und hier v. a. den Güterverkehr. Dieser hat seit 1990 ca. 2,5 fach zugenommen.

… durch den Ausbau der Erneuerbaren Energien

Durch Erneuerbare Energien werden heute pro Jahr etwa 112 Mio. Tonnen CO2 eingespart,  70% davon in Strombereich (74 Mio. t), vor allem durch Wasser- und Windkraft. Im Wärmebereich wurden etwa 25 Mio. t CO2 eingespart, davon >90% durch Biomasse. Etwa 50 Mio. t CO2 werden durch Biomasse im Bereich Strom und Wärme (ohne Kraftstoffe) eingespart. Der Löwenanteil der bisherigen Förderung entfiel dabei auf die Windenergie mit ca. 50% und ca. 20 – 25% auf Biomasse.

Andere Emissionen zum Vergleich

Zum Vergleich: andere Emissionen sind von 1990 bis heute in Deutschland drastisch zurück gegangen, beispielsweise SOx um 92%, NOx um 59%, Staub bei Haushalten, Gewerbe und Energiewirtschaft um 91-99%, beim Verkehr um 28%.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

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Abbildung #holzvonhier-Energie, Daten aus BMWiT Datenbank und WGBU Berichten.

 

Blogserie: Grundlegende Handlungsfelder  „Gestalteter Bioenergie“

  1. Energie sparen.
  2. Erneuerbare Energien verstärkt im Mix nutzen.
  3. Biomasse der kurzen Wege aus nachhaltigem Anbau.
  4. Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen.
  5. Brancheninterne und branchenübergreifende, innovative Abwärmekonzepte entwickeln.
  6. Nutzung von Ersatzbrennstoffen.
  7. Verzicht auf Bio/Agrarenergieträger mit schlechter Klimabilanz und Ersatz durch Innovationen.