Holz wird Knapp in Deutschland, Biomasse überhaupt: Sägereste, Abfälle aus der Durchforstung und Stroh finden reißenden Absatz. Selbst Möbel aus Spanplatten sowie giftgetränkte Eisenbahnschwellen und Jägerzäune sind gefragt. Dabei wollen alle nur das eine: Die Biomasse in Strom und Wärme verwandeln. Das lohnt sich mittlerweile. Nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz gibt es für jede Kilowattstunde, die ins Netz eingespeist wird, zwischen 8,6 und 10,1 Cent, je nach Anlagengröße. Obergrenze sind Kraftwerke mit 20 Megawatt elektrischer Leistung.
„Es kommt das Jahrzehnt der Biomasse”, prophezeit Dr. Klaus Heidler, Inhaber des Freiburger Consultingbüros Solar Consulting. „Ich halte sie für die am meisten unterschätzte regenerative Energie.” In 25 Jahren werde sie in Deutschland einen Anteil am Endenergieverbrauch von 7,5 Prozent erreichen. Dr. Joachim Nitsch und Michael Nast vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart, die ein Energie-Szenario für das nächste halbe Jahrhundert entwickelt haben, halten das ebenfalls für denkbar.
Neben Wasserkraft und Windenergie zählt Biomasse schon heute zu den wichtigsten erneuerbaren Energien. Holz und Stroh, aber auch Öl beispielsweise aus Raps haben noch zusätzliche Vorteile: In so genannten KWK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung) liefern sie gleichzeitig Strom und Heizwärme, so dass sie traumhafte Wirkungsgrade oberhalb von 90 Prozent erreichen. Die pfiffigsten Kraftwerke dieser Art produzieren im Sommer, wenn es keine Abnehmer für Heizwärme gibt, kaltes Wasser für Klimaanlagen oder zum Kühlen frisch gemolkener Milch. Und: Biomassekraftwerke sind nicht vom Wetter abhängig. Mit ihrer Kapazität kann man tatsächlich rechnen, während für Solar- und Windenergieanlagen Reservekraftwerke vorhanden sein müssen.
Der Deutsche Bundestag schmückt sich im Reichstag mit einer besonders raffinierten und bereits berühmten Anlage: Das 1,6 Megawatt-Blockheizkraftwerk wird mit Rapsöl betrieben, das Bauern aus der Umgebung der deutschen Hauptstadt anliefern. Es produziert im Winter Wärme und Strom. An milden Tagen wird ein Teil der Wärmeenergie in Kälte umgewandelt und in einem Grundwassersee 50 Meter unter der Erde gespeichert. Umgekehrt wird Wärme, die im Sommer nicht verwendet werden kann, in einem Wasserspeicher in 300 Meter Tiefe gelagert.
Während die Reichstagsversorgung ein Demonstrationsobjekt für deutsches Umweltbewusstsein ist, geht es im Normalfall um knallharte Wirtschaftlichkeit, beispielsweise bei der Gropiusstadt ebenfalls in Berlin. Ab 2004 werden die dort lebenden 20000 Menschen von einem Heizkraftwerk versorgt, das Abfallholz aus der Region verfeuert. Die beiden Stränge leisten jeweils 45 Megawatt thermisch und 10 Megawatt elektrisch. Sie reduzieren die Kohlendioxid-Emissionen in der Gropiusstadt um 150000 Tonnen pro Jahr.
Gebaut wird das Heizkraftwerk von der Dortmunder Harpen AG, die zum Essener Energiemulti RWE gehört – typisch für den Wandel, der in den letzten Jahren stattgefunden hat. Während sich bis vor kurzem meist nur ehrgeizige Kommunen mit CO2-neutraler Wärme- und Stromversorgung schmückten, machen jetzt die Großkonzerne mit. Siemens und Alstom liefern komplette Kraftwerke, neben RWE engagieren sich auch die E.ON, EnBW und VEAG beim lukrativen Betrieb solcher Anlagen. Besonders ehrgeizig ist der einst rein regionale Versorger MVV Energie AG. Ende vergangenen Jahres stellten die Mannheimer ein Biomasseheizwerk im oberbayerischen Kurort Bad Endorf fertig. Mit vier Megawatt thermischer Leistung gehört es zu den kleineren Anlagen. In Königs Wusterhausen und Mannheim geht MVV bis an die Förderobergrenze von 20 Megawatt. Allein die Nordbadener stecken in den nächsten Jahren 250 Millionen Euro in Biomasseanlagen. „Die Schonung und der sorgsame Umgang mit den begrenzten natürlichen Ressourcen ist für uns das zentrale Umweltthema”, verspricht MVV-Vorstand Roland Hartung.
Insgesamt werden in Deutschland in den nächsten Jahren 3,6 Milliarden Euro in Biomasseanlagen investiert, hat Oliver Storz, Experte für regenerative Energie der Energieconsulting Heidelberg, festgestellt. Shell steigt mit gleich acht Anlagen in das Geschäft ein. Nordrhein-Westfalen will als Kohleland mit sinkender Förderung seinen Nimbus als Energiezentrale Deutschlands erhalten. Die Energieagentur des Landes gehört zu den eifrigsten Förderern aller Arten moderner Energieumwandlung. Bei der Biomasse setzt NRW nicht nur auf Größe, sondern auch auf die CO2-neutrale Beheizung von Ein- und Mehrfamilienhäusern. Gerade hat die Agentur eine Pellet-Heizungen-Initiative ausgerufen. Pellets sind Holzreste, die unter hohem Druck, ohne Bindemittel, in Würstchenform gebracht werden: zwei Zentimeter lang, sechs Millimeter dick. Während die Anfangsinvestition bei Pellet-Heizungen größer ist als bei Öl- und vor allem Gasanlagen, ist der Betrieb günstiger. Preiserhöhungen sind allerdings bei knapper werdendem Holzangebot voraussehbar. Dank automatischer Fördersysteme müssen die Pellet-Heizer keine Abstriche beim Komfort machen. Auch nicht beim Umweltschutz: „Der Schadstoffausstoß ist vernachlässigbar”, beteuert Gilbert Krapf vom Carmen e.V., dem Centralen Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwerk in Straubing.
Bärbel Höhn, grüne Umweltministerin in NRW, spekuliert darauf, dass ein nennenswerter Anteil der 600000 Heizungsanlagen, die bis Ende 2006 im bevölkerungsreichsten Bundesland aus Umweltschutzgründen erneuert werden müssen, durch Pellet-Brenner ersetzt wird. „Es besteht eine große Chance, dass sie einen nennenswerten Marktanteil erobern”, glaubt sie und findet Unterstützung bei Krapf. Von den insgesamt fünf Millionen Heizungsanlagen, die in Deutschland ausgetauscht werden müssen, könnten 20 Prozent durch Pellet-Öfen ersetzt werden, so der Carmen-Experte.
Mehrere Nummern größer ist die Energieversorgung der Priener Hütte, die auf 1410 Meter Höhe in den Chiemgauer Alpen liegt. Zwei Motorenkraftwerke, die mit Rapsöl betrieben werden, erzeugen Strom und Wärme, ein Scheitholzkessel sorgt für wohlige Wärme selbst an den eisigsten Wintertagen. Da die Hütte gut zugänglich ist, lassen sich die benötigten Mengen an Holz (gut 400 Kubikmeter pro Jahr) und Rapsöl (5000 Liter pro Saison) leicht antransportieren. Hoch oben in den Alpen geht es um die ganze Palette des Umweltschutzes: Es fällt kein zusätzliches Kohlendioxid an, die Abgase sind schwefelfrei und stickoxidarm. Die Lagerung ist problemlos. Rapsöl ist schwer entzündlich, und auch wenn der Tank ein Leck bekommen sollte, ist das Ökosystem nicht gefährdet. Denn das Naturprodukt Rapsöl wird von Mikroorganismen in kurzer Zeit abgebaut.
In Deutschland gibt es bereits Hunderte solcher Anlagen, fast 150 allein in der Größenklasse vier Megawatt und darüber. Carmen setzt alles daran, dass es noch mehr werden. Allein bei Waldrestholz und Sägewerksabfällen geht es um ein Potenzial, das 1,5 Prozent des Primärenergiebedarfs decken könnte. Nach dem finanziellen Zuckerbrot durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz schwingt der Gesetzgeber ab 2005 die Peitsche. Dann, so hat er verfügt, darf nicht einmal mehr belastetes Altholz deponiert werden. Doch daran denkt ohnehin niemand mehr, im Gegenteil: Trotz eines Angebots von acht Millionen Tonnen pro Jahr, so eine Schätzung von Wissenschaftlern der Universität Hamburg, wird Altholz ab 2005 so knapp sein, dass die deutschen Betreiber von Biomassekraftwerken Brennstoff importieren müssen. Das Marktforschungsunternehmen Ecofys GmbH, das sich auf Energiefragen spezialisiert hat, hält noch Transportwege von 10000 Kilometer für wirtschaftlich akzeptabel, allerdings nur per Schiff.
Angesichts der Verknappung erstaunt, dass Wissenschaftler nach anderen Verwertungsmöglichkeiten suchen. So arbeiten Forscher des Instituts für Energie- und Umwelttechnik an der Universität Rostock an einem Verfahren, mit dem sich aus gifthaltigem Altholz eine Art Diesel herstellen lässt, der besonders schadstoffarm verbrennt. Das geschredderte Holz wird bei 500 Grad Celsius unter Luftabschluss pyrolysiert. Die Giftstoffe sammeln sich in den entstehenden Gasen und in der Asche – eine faszinierende Technik, deren Nutzung allerdings aus wirtschaftlichen Gründen fraglich ist. Ein ähnliches Verfahren haben Wissenschaftler am Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt. Der Vorteil dieses Umwegs: Öl und Koks haben eine bis zu zehnmal höhere Energiedichte als Biomasse. Damit könnte eine Verteilung des Brennstoffs an verschiedene Endverbraucher wirtschaftlich werden. Allerdings ist das Verfahren sehr aufwendig, weil es zweistufig ist. „Das schlammartige Gemisch aus Öl und Koks, das in der ersten Stufe erzeugt wird, kann noch nicht direkt verwertet werden”, sagt Dr. Edmund Henrich, Leiter der Forschergruppe. Erst in Phase zwei werden die Fraktionen getrennt. Das zunächst mit Stroh getestete Verfahren lässt sich für alle festen Biomaterialien verwenden, selbst für Papier- und Pappeabfälle.
In größerem Stil, wenn auch noch nicht kommerziell, verwertet die Dr. Mühlen GmbH & Co. KG in Herten ein besonders breites Spektrum an Materialien. Es reicht von klassischer Biomasse bis hin zu Knochenmehl, Schlachtabfällen, verdorbenen Lebensmitteln und Kunststoffmüll. Gestufte Reformierung heißt der Prozess, bei dem mithilfe von Wasserdampf alle Stoffe in Koks und ein wasserstoffreiches Brenngas umgewandelt werden. Das Gas lässt sich in Motorkraftwerken und nach entsprechender Aufbereitung auch in Brennstoffzellen nutzen.
Als „zukunftsträchtigen Wachstumsmarkt auf dem regenerativen Energiesektor” sieht Dr. Norbert Allnoch, Leiter des Internationalen Wirtschaftsforums Regenerative Energien im westfälischen Münster, die ganze Palette an Biokraftstoffen. Biodiesel wird bereits in großen Mengen hergestellt. Ende dieses Jahres erreicht die Produktionskapazität in Deutschland 1,3 Millionen Tonnen pro Jahr, das entspricht fünf Prozent des Dieselverbrauchs. Biodiesel ist attraktiv, weil er von der Mineralölsteuer befreit und mit rund 75 Cent pro Liter deutlich billiger verkauft wird als Diesel aus Mineralöl. Doch längst nicht alle Motoren vertragen den aggressiveren Biosprit, der aus Rapsöl oder Fettabfällen unter Zusatz von Methanol gewonnen wird. Das Umweltbundesamt gehört zu den härtesten Kritikern: „ Rapsdiesel bringt keine entscheidenden Vorteile für die Umwelt und ist unwirtschaftlich”, heißt es in einer Presseerklärung. Die tatsächlichen Herstellungskosten lägen bei rund 1,23 Euro pro Liter. Außerdem fresse der Energieeinsatz für Anbau, Ernte, Verarbeitung und Transport 60 Prozent der im Biodiesel gespeicherten Energie gleich wieder auf. Dazu komme noch die Umweltbelastung durch die Düngung der Rapsfelder.
Ungeachtet dessen unterstützt die Union zur Förderung von Öl- und Proteinpflanzen in Bonn – hinter ihr steht der Deutsche Bauernverband – den Einsatz von Biokraftstoffen. Nächster Schritt ist die großtechnische Herstellung von Bioethanol, eines Alkohols, der dem Benzin beigemischt werden kann. Weil dieser Natursprit seit Januar 2003 von der Mineralölsteuer befreit ist und damit wirtschaftlich interessant wird, soll jetzt eine große Produktionsanlage im Kreis Bitterfeld entstehen. Als Rohstoffe eignen sich beispielsweise Zuckerrüben, Kartoffeln und Getreide. Volkswagen und DaimlerChrysler setzen auf Biotreibstoffe, die aus regenerativen Energieträgern wie Holz, Stroh, eigens angebauten Energiepflanzen oder Biomüll gewonnen werden. In einem zweistufigen Prozess entsteht daraus Synthesegas. Dieses wird in Methanol oder einen dieselähnlichen Treibstoff umgewandelt. Volkswagen gab dieser Art Sprit den lyrischen Namen SunFuel. Die beiden Autokonzerne haben sich an einem Forschungsprojekt der Choren Industries GmbH im sächsischen Freiberg beteiligt, das den Prozess entwickeln will. „Aus Biomasse synthetisch hergestellte Kraftstoffe schließen den Kreislauf und folgen der Natur”, schwärmt Volkswagen-Forscher Dr. Ulrich Eichhorn. Auch hier findet das Umweltbundesamt Grund zum Mäkeln: „Es wäre besser, die Forschungsmittel in die Entwicklung sparsamer Fahrzeuge zu investieren.”
Ein hohes Potenzial schlummert schließlich noch in der Gülle. Die Abfälle der Viehhaltung, die heute noch weitgehend auf den Äckern landen und ganze Landstriche mit Ammoniakgestank verpesten, lassen sich umweltverträglich und gewinnbringend in Biogas zur Produktion von Strom und Wärme umwandeln. Josef Pellmeyer im oberbayrischen Freising hat sich eine solche Anlage zugelegt, um die Exkremente seiner 220 Rinder zu entsorgen. Was sie an Gülle produzieren, reicht bei weitem für die Deckung des eigenen Wärmebedarfs. Den Strom, jährlich fast 5 Millionen Kilowattstunden, schickt Pellmeyer ins öffentliche Netz und kassiert dafür pro Kilowattstunde gut 9 Cent. Damit kann er die Anlage, die 1,2 Millionen Euro gekostet hat, mit Gewinn betreiben. Auf rund 2000 Bauernhöfen in Deutschland laufen derartige Biogasanlagen. Nach Schätzungen des Fachverbands Biogas könnten es 220000 sein, bei einer Gesamtzahl von gut 550000 Höfen. „Schon eine kleine Anlage mit 20 Kilowatt bringt dem Landwirt bei sorgfältiger Planung ein Zubrot von 1000 Euro pro Jahr”, lockt Dr. Joachim Fischer vom Biomasse-Info-Zentrum an der Universität Stuttgart.
Auch für große Anlagen im Megawattbereich gibt es Bedarf. „Sie sind für Nahrungsmittelhersteller, bei denen große Mengen an Abfallfetten anfallen, und landwirtschaftliche Großbetriebe interessant”, sagt Peter Rank von der MTU in Friedrichshafen, die Biogasmotoren herstellt. Attraktiv macht sie vor allem, dass sie auch Kälte produzieren können. „Die meisten Biogas-Anlagen nutzen die Abwärme nur unzureichend”, so die Erfahrung von Stephan Kabasci vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in Oberhausen, der ein solches System für einen Bauernhof in Nordrhein-Westfalen entwickelt hat. Darin werden außer Gülle pro Jahr 4500 Tonnen Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie und 2000 Tonnen Maissilage vergoren. Das Blockheizkraftwerk erzeugt Strom für etwa 500 Haushalte. Mit der Wärme werden der Hof und ein Industriebetrieb versorgt. Im Sommer betreibt die jetzt nicht nutzbare Abwärme eine Absorptionskältemaschine, die Büros, Wohnung und selbst die Ställe klimatisiert. Damit kehrt die Gülle an ihren Entstehungsort zurück.
KOMPAKT
• Die deutsche Produktionskapazität für Biodiesel beträgt bereits 1,3 Millionen Tonnen.
• Ab dem kommenden Jahr werden 20 000 Bürger von Berlin-Gropiusstadt Wärme für ihre Wohnungen von einem Altholzkraftwerk beziehen.
• Etwa eine Million Altheizungen könnten bald durch Pellet-Öfen ersetzt sein.
• In 25 Jahren könnte der deutsche Energiehunger bereits zu 7,5 Prozent durch Biomasse gestillt werden.
Sebastian Moser
