Was ist Biomasse und warum ist sie wichtig für die Energiewende?
Biomasse umfasst alle biologisch abbaubaren Stoffe aus der Landwirtschaft (pflanzlichen und tierischen Ursprungs), der Forstwirtschaft sowie aus Fischerei, Aquakultur und verwandten Branchen. Dazu zählen auch biologisch abbaubare Abfälle aus Haushalten und der Industrie. Typische Beispiele sind Holz, biogene Abfälle und Reststoffe oder nachwachsende Rohstoffe, die gezielt zur Energieerzeugung angebaut werden.
Je nach Beschaffenheit kann Biomasse in fester Form (beispielsweise Waldrestholz, Altholz), flüssiger Form (beispielsweise Pflanzenöle) oder gasförmig (beispielsweise Biogas, Biomethan) genutzt werden.
Dank ihrer Vielseitigkeit spielt Biomasse eine zentrale Rolle bei der Energiewende:
- als fester Brennstoff zur Wärmeerzeugung,
- als Biokraftstoff im Verkehr,
- und als Biogas zur Stromerzeugung.
Durch ihre breite Einsetzbarkeit in allen Sektoren ist Biomasse ein unverzichtbarer Baustein auf dem Weg zu einer klimaneutralen Energieversorgung.
Welche Bedeutung hat Biomasse für die Erneuerbaren Energien in Deutschland?
Biomasse ist ein zentraler, aber oft unterschätzter Bestandteil der Energiewende in Deutschland. Während Wind- und Solarenergie im Fokus der öffentlichen Wahrnehmung stehen, leistet Biomasse einen erheblichen Beitrag zur Versorgung mit erneuerbarer Energie.
Im Jahr 2023 deckte Biomasse über die Hälfte des Anteils erneuerbarer Energien am gesamten Endenergieverbrauch in Deutschland. Damit ist sie der wichtigste erneuerbare Energieträger im Hinblick auf die Gesamtenergiebilanz.
Stromerzeugung aus Biomasse
Bei der Stromproduktion belegt Biomasse mit einem Anteil von 18 Prozent am erneuerbaren Strommix den dritten Platz – hinter Windenergie und Photovoltaik. Ihre kontinuierliche Verfügbarkeit macht sie besonders wertvoll für die Grundlastversorgung.
Führende Rolle im Wärmesektor
Der größte Teil des Endenergieverbrauchs in Deutschland entfällt auf die Wärmeerzeugung – und hier spielt Biomasse eine dominierende Rolle:
- 83 Prozent der erneuerbaren Wärme stammten 2023 aus Biomasse.
- Insgesamt machten erneuerbare Energien 18,8 Prozent des Wärmemarkts aus – maßgeblich durch den Einsatz von Holz, Biogas und anderen biogenen Brennstoffen.
Heizkraftwerke, Biogas oder Biodiesel: Wie funktioniert Biomasse als Energieträger?
Die thermische Nutzung von Biomasse erfolgt durch Verbrennung in Kraftwerken, Heizkraftwerken und Haushalten zur Erzeugung von Strom und Wärme. Dabei werden feste Biomassequellen wie Holzpellets, Hackschnitzel, Scheitholz oder landwirtschaftliche Reststoffe (zum Beispiel Stroh) verbrannt, um Wärmeenergie freizusetzen. Diese Energie wird entweder direkt für Heizzwecke oder zur Dampferzeugung in Kraftwerken genutzt, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen.
Zur flexiblen Stromerzeugung aus Biomasse eignen sich beispielsweise Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) inkl. Wärmespeicher, die in ein flexibles KWK-/Wärmenetzsystem eingebunden sind. Der Vorteil dabei: In der KWK-Anwendung kann die Biomasse effizienter eingesetzt werden als in der ungekoppelten Stromerzeugung - egal ob sie gasförmig, flüssig oder fest ist.
Die biochemische Umwandlung erfolgt durch anaerobe Vergärung, bei der organisches Material unter Luftabschluss von Mikroorganismen abgebaut wird. Dabei entsteht Biogas, ein energiereiches Gasgemisch, das hauptsächlich aus Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) besteht. Als Rohstoffe für die Vergärung kommen landwirtschaftliche Abfälle (Gülle, Mist), Energiepflanzen (Mais, Gras), organische Industrieabfälle und Bioabfälle aus Haushalten zum Einsatz.
Das erzeugte Biogas wird in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt oder zu Biomethan aufbereitet, das ins Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff für Fahrzeuge genutzt werden kann.
Durch biochemische Prozesse kann Biomasse in flüssige Biokraftstoffe umgewandelt werden, die fossile Kraftstoffe im Verkehrssektor ersetzen. Der wichtigste Vertreter ist Bioethanol, das aus stärke- und zuckerhaltigen Pflanzen wie Mais, Weizen, Zuckerrohr oder Zuckerrüben gewonnen wird. Mikroorganismen wandeln die enthaltene Stärke und Zucker durch Fermentation in Ethanol um, das anschließend destilliert wird. Bioethanol wird als Beimischung zu Benzin (zum Beispiel E10, E85) oder als reiner Treibstoff in flexiblen Ottomotoren eingesetzt.
Ein weiterer wichtiger Biokraftstoff ist Biodiesel, der durch chemische Umwandlung von Pflanzenölen (etwa: Rapsöl, Palmöl, Altspeiseöl) in Fettsäuremethylester (FAME) hergestellt wird. Biodiesel kann fossilem Diesel beigemischt (zum Beispiel B7, B10) oder als reiner Biodiesel (B100) in bestimmten Dieselmotoren genutzt werden.
Was sind die Vorteile, was die Nachteile von Biomasse?
Biomasse bietet als erneuerbare Energiequelle viele Vorteile, bringt aber auch Herausforderungen mit sich. Ihre Rolle im Energiesystem sollte daher stets unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit betrachtet werden.
Vorteile von Biomasse
- Speicherbare Energiequelle: Biomasse lässt sich über längere Zeit lagern und bei Bedarf flexibel einsetzen – unabhängig von Tageszeit oder Wetter.
- Beitrag zur Versorgungssicherheit: Sie ermöglicht eine kontinuierliche Energieversorgung, auch bei schwankender Einspeisung von Wind- und Solarstrom.
- Stabilität für das Energiesystem: Biomasse sorgt für gesicherte Leistung und unterstützt die Netzstabilität in einem zunehmend auf erneuerbaren Energien basierenden Stromsystem.
- Vielfältige Einsatzmöglichkeiten: Ob als fester Brennstoff, Biokraftstoff oder Biogas – Biomasse ist sektorübergreifend nutzbar in Strom, Wärme und Verkehr.
- Bewährte Technologien: Die thermische Nutzung in Heizkraftwerken oder Biogasanlagen ist technisch erprobt und wirtschaftlich etabliert.
Nachteile und Herausforderungen
- Begrenzte Verfügbarkeit: Biomasse ist erneuerbar, aber nicht unbegrenzt verfügbar – das Potenzial ist regional und ressourcenabhängig begrenzt.
- Flächenkonkurrenz: Der Anbau von Energiepflanzen kann mit der Lebensmittelproduktion konkurrieren und zur Verdrängung natürlicher Ökosysteme führen.
- Nachhaltigkeit erforderlich: Nur bei nachhaltiger Bewirtschaftung der Biomasseressourcen lassen sich negative ökologische Folgen wie Entwaldung, Bodenverarmung oder Emissionen vermeiden.
Wie ist politische und rechtliche Lage der Biomasse in Deutschland?
Die Nutzung von Biomasse in Deutschland ist politisch eng mit den Klimaschutz- und Energiewendezielen verknüpft. Sie soll zur Reduktion von Treibhausgasemissionen, zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und zur Flexibilisierung des Energiesystems beitragen.
Gesetzliche Grundlagen
Die rechtliche Nutzung und Förderung von Biomasse in Deutschland basiert auf mehreren zentralen Gesetzen und EU-Vorgaben:
- Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG): Fördert die Stromerzeugung aus Biomasse durch Einspeisevergütungen oder Marktprämien. Voraussetzung ist die Einhaltung von Nachhaltigkeitskriterien und technischer Effizienz.
- Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG): Unterstützt Anlagen, die Biomasse für die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung nutzen, etwa in Blockheizkraftwerken (BHKW).
- EU-Richtlinie für erneuerbare Energien (RED II): Setzt den rechtlichen Rahmen auf europäischer Ebene, unter anderem mit Nachhaltigkeitsanforderungen für Biomasse zur Sicherstellung von Klima- und Umweltschutz.
Politische Entwicklung und aktuelle Diskussionen
Angesichts des begrenzten Biomassepotenzials und der Flächenkonkurrenz mit der Nahrungsmittelproduktion rücken politische Debatten zunehmend Fragen der Nachhaltigkeit in den Fokus. Dabei wird die Priorität klar:
- Stärkere Nutzung von Reststoffen und Abfallbiomasse, etwa aus Landwirtschaft, Industrie und Haushalten
- Vermeidung zusätzlicher Flächenkonkurrenz durch den Anbau von Energiepflanzen
- Effizienter und sektorübergreifender Einsatz der verfügbaren Biomasseressourcen
