Einstieg in die Materie: Definition, Beispiele, Nutzung.

In Östereich ist "Biomasse" gemäß ÖNORM M 7101 wie folgt definiert: "Unter dem Begriff Biomasse versteht man alle organischen Stoffe biogener, nicht fossiler, Art und umfaßt also in der Natur lebende und wachsende Materie und daraus resultierende Abfallstoffe, sowohl von der lebenden als auch schon abgestorbener organischer Masse".

Biomasse ist also chemisch gebundene Sonnenenergie. Bei der Photosynthese der Pflanze wird Sonnenlicht und aus der Luft gebundenes Kohlendioxid (CO₂) in organische Substanz umgewandelt. Bei der Verbrennung von Holz, Pflanzen, organischen Abfällen bzw. von deren Folgeprodukten wird diese gespeicherte Energie wieder freigesetzt. Dabei entsteht nur soviel CO₂, wie die Pflanze im Laufe Ihres Lebens aufgenommen hat. Biomasse verbrennt also CO₂-neutral.

Sonne + CO₂ = Biomasse
Biomasse = Energie + CO₂

Im Gegensatz zu den fossilen und endlichen Energieträgern Kohle, Erdöl und Erdgas wird Biomasse zu den erneuerbaren bzw. regenerativen Energien gezählt. Diese solaren Energieformen nutzen die Sonnenenergie in direkter (z. B. solare Warmwasserbereitung, Photovoltaik) oder indirekter (z. B. Biomasse, Windenergie, Wasserkraft) Form.

Weitere Definitionen:

• Biomasse ist allgemein die gesamte durch Pflanzen, Tiere und Menschen anfallende oder erzeugte organische Substanz. Beim Einsatz von Biomasse zu energetischen Zwecken ist zwischen nachwachsenden Rohstoffen, Energiepflanzen und organischen Reststoffen zu unterscheiden.

• Biomasse ist die gesamte durch Pflanzen oder Tiere erzeugte organische Substanz. Chemisch gebundene Energie in den Pflanzen, insbesondere im Holz. Die Energie wurde während des Wachstums der Pflanze aus der Sonnenstrahlung gewonnen, und kann zum Beispiel durch Verbrennen wieder freigesetzt werden.

• Unter Biomasse wird sämtliches durch Fotosynthese direkt oder indirekt erzeugtes organisches Material verstanden, das nicht über geologische Prozesse verändert wurde (im Gegensatz zu fossiler Biomasse - Erdöl, Kohle, Erdgas).

Grundsätzlich kann zwischen fester, flüssiger und gasförmiger Biomasse unterschieden werden. In Österreich wird Biomasse vorwiegend in der Form von Holz genutzt. Fast 70 % des inländischen Energieverbrauchs von erneuerbaren Energieträgern (ausgenommen Wasserkraft) basiert auf Holzrohstoffen. Dazu zählen Scheitholz, Waldhackgut, Industrierestholz, Holzpellets.

Zur Energiegewinnung eignen sich hervorrganed auch Stroh, Getreide (Energiekorn) und andere Energiepflanzen bzw. organischer Abfall (Biomüll).

Zur flüssigen Biomasse werden vor allem die aus Raps und anderen ölreichen Pflanzen wie der Sonnenblume gewonnenen Pflanzenöle und deren Raffinerieprodukte gerechnet (Biodiesel). Aber auch aus Altspeiseölen und -fetten, die in Gastronomie und Haushalt anfallen und gesammelt werden, kann Biodiesel erzeugt werden.

Stärke- und zuckerhältigen Pflanzen wie Getreide oder Zuckerrüben dienen zur Herstellung von Kraftstoffalkoholen (Bioethanol), die Benzin substituieren können.

Eine zunehmende Rolle nimmt das Biogas als Energieträger ein. Üblicherweise wird in einer landwirtschaftlichen Biogasanlage aus nassen organischen Reststoffen durch anaerobe Fermentation Biogas erzeugt. Die Ausgangsstoffe dafür sind z. B.:

• Gülle aus der Tierhaltung
• Speisereste, Küchenabfälle
• Schlachtabfälle
• Resten der Gemüseverarbeitungsindustrie
• Schlempe von Brennereien
• Rasenschnitte
• Landschaftspflegeabfällen

Je nach Rohstoffbasis besteht das Biogas zwischen 50 und 75 % aus Methan (CH₄). Den zweiten großen Anteil macht mit 20 bis 50 % Kohlendioxid (CO₂) aus. Weitere Bestandteile sind Sauerstoff, Stickstoff und Spurengase (u. a. Schwefelwasserstoff).

Zusätzlich kann Biogas auch in Kläranlagen (Klärgas) oder Mülldeponien (Deponiegas) gewonnen werden. Auch Holz kann unter sehr hohen Temperaturen vergast und so als Rohstoff für die Biogaserzeugung herangezogen werden.

Die in der Biomasse gespeicherte Sonnenergie kann in vielfältiger Form genutzt werden – zur Wärmeproduktion, zur Herstellung von Biokraftstoffen, zur Stromerzeugung.

Rund 10 % des österreichischen Bruttoinlandsenergieverbrauchs werden derzeit durch Biomasse abgedeckt, wobei die Wärmenutzung eindeutig dominiert. Das Heizen mit Holz spielt also eine große Rolle: Die Bandbreite reicht hier von Einzelöfen, automatischen Kleinfeuerungen (Pellets, Hackschnitzel, Scheitholz), Kachelöfen bis zu Heizwerken, die einzelne Gebäude oder ganze Nah- bzw. Fernwärmenetze speisen. Mehr als zwei Drittel der Biomasse werden in diesem Niedertemperaturbereich, also vornehmlich zur Erzeugung von Raumwärme genutzt.

Die bei der Verbrennung von Biomasse entstehende Wärme kann darüber hinaus verwendet werden, um Dampf zu erzeugen, der eine Turbine zur Stromerzeugung antreibt. Neben dieser Technik gibt es auch verschiedene andere Verfahren der Elekrizitätserzeugung aus Biomasse (ORC-Prozess, Stirlingmotor, Holzvergasung). Über eine Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) kann bei allen diesen Prozessen Wärme und Strom genutzt werden.

Die kostengünstigste Art der Stromerzeugung aus Biomasse ist die Zusatzfeuerung bei bestehenden Kraftwerken, das sogenannte Cofiring. Die relative Kostengünstigkeit entsteht aber nur, weil dabei von der kostenlosen anteiligen Mitbenutzung der meist mehrere Jahrzehnte alten Kohlekraftwerksanlage ausgegangen wird.

Ein wesentlicher Anteil geht auf den Einsatz von Biomasse zur Erzeugung von Prozesswärme – vor allem in der Papier- und Zellstoffindustrie und in der holzbe- und -verarbeitenden Industrie. Die in der Papier- und Zellstoffindustrie als Nebenprodukt anfallenden Ablaugen stellen ebenfalls einen erneuerbaren Energieträger dar. Neben Rinde werden diese Ablaugen, die im Wesentlichen aus dem gelösten Holzbestandteil Lignin bestehen, in Ablauge- und Wirbelschichtkesseln zumeist zur Deckung des Eigenbedarfs an Strom und Raumwärme und vor allem zur Deckung des betrieblichen Prozesswärmebedarfs eingesetzt.

Biogas wird mittels Gasmotoren ebenfalls zur Stromerzeugung herangezogen. Auf diese Weise kann die Landwirtschaft mehrere tausend Hektar landwirtschaftliche Fläche in die Energieproduktion einbinden. Der Rohstoff Biogas kann allerdings auch zur Treibstoffproduktion herangezogen werden. Durch die Aufbereitung des landwirtschaftlichen Rohgases auf Erdgasqualität wird eine Einsatz in modernen gasbetriebenen Fahrzeugen möglich. Derzeit sind das in erster Linie städtische Fuhrparks, die auf diese umweltfreundliche Alternative umgerüstet wurden. Das veredelte Biogas kann darüber hinaus in das Erdgasnetz eingespeist werden und damit stehen dem erneuerbaren Energieträger alle Verwendungs- und vor allem Verteilungsoptionen wie seinem fossilen Verwandten offen.

Zu den Biokraftstoffen zählen weiters kalt gepresste Pflanzenöle, Biodiesel (Fettsäuremethylester) und Ethanol-Kraftstoffe. Für die Dieselproduktion werden vorrangig Raps und Sonnenblume herangezogen, die Alkoholerzeugung basiert meist auf Getreide oder Zuckerrüben.

Einsatz von Biomasse nach Verwendungszweck (2001):