Biomasse kennt keine Grenzen

Das trinationale vom Karlsruher Institut für Technologie KIT koordinierte Forschungsprojekt OUI Biomasse hat die Potenziale einer nachhaltigen Nutzung von Biomasse in der Oberrhein-Region (ORR) untersucht. Anlass: Trotz der gemeinsamen Geographie gab es bislang weder eine grenzüberschreitende Strategie zwischen Deutschland, Frankreich und der Schweiz zur nachhaltigen Biomassenutzung, noch ein etabliertes Netzwerk zur Umweltforschung für die gesamte Region. Die Forscher der 19 Partnereinrichtungen aus allen drei Ländern haben sich der Frage gewidmet, wie sich die Bioenergiegewinnung am Oberrhein nachhaltig und umweltschonend weiterentwickeln lässt.

Während in der Schweiz der Leitsatz der Nutzungshierarchie „Teller, Trog, Tank“ sehr strikt angewendet wird, wurde die rechtliche und finanzielle Unterstützung der Energiepflanzenproduktion in Deutschland erst 2014 eingeschränkt, sodass neue Biogasanlagen künftig im Wesentlichen nur dann wirtschaftliche betrieben werden können, wenn sie Abfälle und Reststoffe verwenden oder wenn es sich um kleine Anlagen mit einer Leistung bis 75 kW handelt, die Gülle einsetzen. Energiepflanzen werden in Deutschland und Frankreich jedoch weiterhin für die Erzeugung von Biotreibstoffen genutzt, deren Beimischung zu konventionellen Kraftstoffen durch europäische und nationale Quoten festgelegt ist.

Perspektiven für Biomasse als Energieträger in der ORR

• Unter den gegenwärtigen Bedingungen kann nur eine begrenzte Zunahme der Bioenergieerzeugung erwartet werden
• Ökologische Anforderungen beeinflussen die für die Bioenergieproduktion verfügbare Biomasse durch veränderte Landflächennutzung und Einschränkungen der Reststoffgewinnung
• „Virtuelle Landnutzung“  für die Biokraftstoffproduktion wirkt sich nur geringfügig auf die landwirtschaftliche Flächennutzung in der ORR aus
• Relevante neue Anbauflächen für Energiepflanzen werden nur erschlossen, wenn der Umbruch von Dauergrünland erlaubt ist
• Der potentielle zusätzliche Beitrag von Energiepflanzen zur Bioenergieerzeugung ist äußerst begrenzt, wenn die Nahrungs- und Futtermittelproduktion in der ORR zumindest erhalten werden soll
• Der potentielle Beitrag landwirtschaftlicher Reststoffe (Stroh) ist insgesamt gering und in einigen Gebieten nicht vorhanden

Bioenergiekonversionspfade effizienter machen

Ein Schwerpunkt sollte nach Meinung der Wissenschaftler auf die Effizienzverbesserung bestehender Bioenergieproduktion gesetzt werden, um mehr nutzbare Energie aus beschränkt verfügbaren regionalen Biomasseressourcen zu erzeugen. Mit gezielten Anreizmaßnahmen könnten Aufrüstungs- und Erneuerungsinvestitionen für eine erhöhte Effizienz unterstützt werden, wenn Nachhaltigkeit sichergestellt ist. Zusätzlich sollten zur Verbesserung der Nachhaltigkeit auch alternative Nutzungskonzepte geprüft werden, wie der Einsatz von Holz und Biogas für industrielle Hochtemperaturprozesse.

Bioenegieanlagen und inbesondere Biogasanlagen nutzen häufig unzureichend die aus der Kraft-Wärme-Kopplung produzierte Wärme. Deshalb sollten Optionen für die optimale Wärmenutzung oder alternativ die Aufbereitung des erzeugten Biogases zu Biomethan und Einspeisung in ein Gasnetz untersucht werden. Die Förderung von Biomethanerzeugung sollte mehr in die Förderung von Strom- und Wärmeerzeugung integriert werden.

Mobilisierung zusätzlicher Biomasse für die Bioenergie

• Bessere Nutzung der technischen Potentiale landwirtschaftlicher Reststoffe sowie Gülle und Mist für die Biogasproduktion. Neben der notwendigen Innovation kleiner wirtschaftlicher Biogasanlagen muss auch die Bereitschaft der Landwirte in die Biogasproduktion einzusteigen berücksichtigt werden, sowie gezielte regionale Anreize und Unterstützung in Erwägung gezogen werden.
• Vermehrte Steuerung und Koordination des verschärften Wettbewerbs zwischen verschiedenen Biomassekonversionspfaden. Die meisten Biomassequellen können verschiedenen Nutzungen und Bioenergiekonversionspfaden zugeführt werden. Für viele landwirtschaftliche Kulturpflanzen und forstwirtschaftliches Holz existiert bereits ein starker Wettbewerb. Auch organische Reststoffe aus der Landwirtschaft, organische Abfälle aus der Industrie und der organische Anteil des Haushaltsabfalls, unterliegen einem verstärkten Wettbewerb. Diese Konkurrenz sollte für eine erfolgreiche Projektplanung berücksichtigt werden. Eine lokale Bewertung der wirtschaftlichen, ökologischen und gesellschaftlichen Aspekte der verschiedenen Optionen der Bioenergiekonversion und deren Kombinationen sollten für die Optimierung der energetischen Biomassenutzung berücksichtigt werden.
• Künftige Beschränkungen oder die Abschaffung von Quoten für die Biokraftstoffnutzung in der EU werden sich nur geringfügig auf die Flächennutzung in der ORR auswirken. Ohne bedeutende Änderungen in der EU- und/oder nationaler Politik im Hinblick auf erneuerbare Energien wird neuer Anbau von Energiepflanzen wenigen spezifischen Situationen vorbehalten bleiben (z. B. Niederwald mit Kurzumtrieb auf Grenzertragsflächen), welche jedoch genutzt werden sollten.

Info: Landnutzung

• Die drei Teilregionen unterscheiden sich in der landwirtschaftlichen Nutzung erheblich: im Elsass dominiert der Anbau auf Ackerland, insbesondere von Mais; in der Schweiz sind Dauergrünland und Viehwirtschaft vorherrschend; der deutsche Teil der ORR liegt dazwischen, mit dem höchsten Anteil an Dauerkulturen.
• Ein Großteil des ORR-Gebietes (43 % Wald, 37 % Landwirtschaftsfläche) wird bereits intensiv für die Biomasseproduktion genutzt.
• Aufgrund der topographischen Struktur und den klimatischen Gegebenheiten verfügt die ORR über günstige Bedingungen für die Biomasseproduktion. 

Info: Potenziale

• Reststoffe aus landwirtschaftlichem Anbau auf Ackerland (z. B. Stroh) werden gegenwärtig kaum für die Bioenergieproduktion genutzt. Die energetische Konversion (Umwandlung) von 50 Prozent der in der ORR generierten landwirtschaftlichen Reststoffe könnte etwa 170 kWh/Kopf/Jahr Biogas erzeugen. 
• Unter der Annahme, dass 50 % der erzeugten Gülle in Biogasanlagen verarbeitet würde, könnten in der ORR rund 30 kWh/Kopf/Jahr an Biogas produziert werden. Gegenwärtig wird nur ein geringer Anteil an Gülle aus der Viehwirtschaft genutzt.

Info: Projekt
Das dreijährige Projekt „OUI Biomasse“ lief Ende Juni 2015 aus. Es wurde als eines von sieben Leuchtturmprojekten der Wissenschaftsoffensive unter anderem im „INTERREG IV Oberrhein“ Programm zur Förderung der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit im Oberrheingebiet gefördert. Ihre Ergebnisse sowie einen strategischen Leitfaden mit Empfehlungen für eine koordinierte Weiterentwicklung der Bioenergienutzung bis 2030 stellten die Partner auf der Projektabschlusskonferenz im Juni vor.