Die Mitgliedsinstitute des ForschungsVerbunds Sonnenenergie (FVS) haben eine abgestimmte Forschungsstrategie zur Energiegewinnung aus Biomasse vorgelegt. Mit dem Papier stellen sie die Leitlinien ihrer Forschung zur Bioenergie in den nächsten Jahren vor. Die Wissenschaftler machen auf das große noch unerschlossene Anwendungspotenzial der Biomasse aufmerksam, zu dessen Nutzung Technologien erforscht und weiterentwickelt werden müssten. Der FVS empfiehlt eine Erhöhung der Fördermittel für diesen erheblichen Forschungs- und Entwicklungsbedarf auf mindestens 30 Millionen Euro pro Jahr, was ungefähr einer Verdreifachung entspricht.
Biomasse könne zur Energieversorgung der Zukunft einen wichtigen Beitrag leisten. Im Konzert der erneuerbaren Energien werde sie eine besondere Rolle spielen, weil sie sehr gut verfügbar ist und man mit Hilfe von Biomasse Energie genau zu der Zeit und an dem Ort bereitstellen kann, wo sie benötigt wird. Als besonders aussichtsreich bewerten die Wissenschaftler das so genannte Polygeneration-Konzept, eine Nutzungstechnologie bei der Strom, Wärme und Kraftstoffe gleichzeitig erzeugt werden. Dieses Konzept sei großtechnologisch umsetzbar und produziere Kraftstoffe, die als Brücke zu einer künftig denkbaren Wasserstoffwirtschaft dienen könnten.

Biomasse kann jederzeit und an jedem Ort genutzt werden
Der Vorteil von Biomasse ist, dass sie als gespeicherte Sonnenenergie zeitlich und räumlich flexibel in alle Energieformen umgewandelt werden kann: Sie ist durch Verbrennung direkt in Wärme umwandelbar, Strom aus Biomasse wird durch Verbrennung und Vergasung erzeugt. Bei der Stromerzeugung aus Biomasse entsteht zudem Wärme, die in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen genutzt werden kann. Aus Biomasse lassen sich auch Kraft- und Brennstoffe erzeugen, die fossile Kraftstoffe für Fahrzeugantriebe ersetzen oder Brennstoffzellen in mobilen und stationären Anwendungen versorgen.

Konkurrenz mit Nahrungsproduktion soll vermieden werden
Da man jede Pflanze nur einmal verwenden kann, stehen die verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten miteinander und mit der Nahrungsproduktion in Konkurrenz, betont der FVS. In Deutschland könne das derzeit technisch nutzbare Potenzial der Biomasse rund 10% des Gesamtbedarfs an Strom, Wärme und Kraftstoff decken. Dabei haben die Potenzialstudien des FVS berücksichtigt, das stets genügend Ackerfläche zur Nahrungsmittelproduktion vorhanden sein muss. Bei der Entscheidung für die beste energetische Verwendung sei es notwendig, den gesamten Umwandlungspfad vom Anbau bis zur Zielenergieform energetisch und ökologisch zu betrachten, um die knappe Ressource Biomasse effizient und hinsichtlich eines optimalen erneuerbaren Energiemixes nachhaltig und mit bestem Wirkungsgrad zu nutzen. Besonders wertvoll sei die Biomassenutzung, wenn ihre Eigenschaft als Energiespeicher berücksichtigt werde und Biomasseanlagen in Kraft-Wärme-Kopplung betrieben werden.

Polygeneration vereint Produktion von Strom, Wärme und Kraftstoffen
Das Polygeneration-Konzept umfasst die gleichzeitig Erzeugung von Strom, Wärme und Kraftstoffen und bietet laut FVS einen aussichtsreichen Ansatz, Biomasse sehr effizient und wirtschaftlich zu nutzen. Dafür wird die Biomasse in einem thermochemischen Prozess in Wärme, Strom und Kraftstoff umgewandelt. Strom aus Biomasse eignet sich im Stromverbund der verschiedenen erneuerbaren Energien als Hintergrundsicherungssystem, um das schwankende Leistungsangebot von Photovoltaik und Windgeneratoren auszugleichen. Die Verbrennung von Biomasse habe zwar bereits einen hohen technischen Stand erreicht, müsse aber dennoch deutlich umweltfreundlicher und effizienter werden und sollte hinsichtlich ihrer Rolle im Polygenerationprozess entwickelt werden. Dabei sei die optimale Nutzung der Abwärme bei der Stromerzeugung durch Kraft-Wärme-Kopplung entscheidend.

Kraftstoffe aus Biomasse für die Wasserstoffwirtschaft
Die Gewinnung wasserstoffreicher Energieträger aus Biomasse sieht der FVS als Baustein einer langfristigen Perspektive für Transport und Verkehr. „Wenn Wasserstoff der Kraftstoff der Zukunft werden soll, dann brauchen wir heute die Entwicklung von Brückentechnologien und Brückenkraftstoffen“, heißt es in der FVS-Pressemitteilung. Biomethan könne ein solcher Brückenkraftstoff sein. Aus Sicht des FVS stellt die Methanerzeugung aus Biomasse eine attraktive Alternative zur Biomass-To-Liquid (BTL)-Erzeugung dar. Ein Polygeneration-Konzept seiht die Herstellung von Synthesegas aus Biomasse vor. Dabei kann laut FVS etwa 75% der in der Biomasse gespeicherten Energie als chemische Energie des Wasserstoffs bereitgestellt werden. Vorteilhaft sei, dass die Verwertung unterschiedlichster Pflanzenarten und aller Pflanzenteile möglich ist, so dass der Anbau von Monokulturen vermieden werden könne und die Pflanzen sehr effizient genutzt werden.

Gesetzliche Rahmenbedingungen zur Integration der Bioenergien verbessern
Künftige Gesetzesinitiativen müssen nach Auffassung der FVS-Wissenschaftler die Integration von Biomasse in die Versorgungsstrukturen stärker beachten. Zurzeit seien Biogasanlagen oft konzeptionell zu sehr auf die wirtschaftlichen Vorgaben des EEG festgelegt. Der Strom aus Biomasse sollte vor allem dazu dienen, die attraktiven Möglichkeiten zu nutzen, welche die Bioenergie für Systemdienstleister bietet, um die Regelbarkeit des Stromnetzes mit hohen Anteilen aus erneuerbaren Energien zu verbessern. Bei der Standortwahl für Biogasanlagen müsse auch die wirtschaftliche Nutzung der entstehenden Wärme durch Kraft-Wärme-Kopplung gesichert sein, was in dörflichen Strukturen oft zu unwirtschaftlich sei. Daher sei auch unter Gesichtspunkten der Energieeffizienz die Verabschiedung eines Erneuerbare-Wärmeenergie-Gesetzes zu empfehlen. Durch die Vergütung der Wärmeproduktion würde die effizientere Nutzung der Biomasse auch die wirtschaftlich attraktivere Lösung, so der FVS.

Fördermittel für die Bioenergie-Forschung sollen steigen
Bei der Nutzung der Biomasse bestehe noch ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf, betont der FVS. Die Finanzierungsmittel des Bundes für Forschung und Entwicklung seien gemessen an den Herausforderungen und dem Forschungsbedarf unzureichend. Für 2007 stünden lediglich elf Millionen Euro zur Verfügung. Der ForschungsVerbund Sonnenenergie fordert eine Verdreifachung der Mittel auf mindestens 30 Millionen Euro pro Jahr. Im Rahmen eines erweiterten Forschungsbudgets sollten etliche dringende Vorhaben angegangen werden.

Neue Forschungsaufgaben angehen
Für die Stromerzeugung sind laut FVS systemtechnische Untersuchungen der gesamten Konversionskette erforderlich, ebenso zur Integration von Bioenergieanlagen in intelligente Netze. Außerdem stünden innovative Konzepte zur Kraft-Wärme-Kopplung im kleinen Leistungsbereich aus. Für die Wärmegewinnung aus biogenen Festbrennstoffe in Heizungsanlagen müssen laut FVS emissionsärmere Verbrennungsprozesse unter Vermeidung von Betriebsproblemen erforscht werden. wie beispielsweise Verschmutzungen und Korrosionen. Auch sollen die Biomasse-Heizungen kostengünstiger und technisch verlässlicher werden.

07.02.2007 | Quelle: FVS | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH