Energie aus Biomasse

Biomasse
Ihr seid bestimmt schon einmal an einem Lagerfeuer gesessen oder euch am Kamin gewärmt.
Ihr wisst bestimmt, dass in Holz Energie steckt, die beim Verbrennen in Wärme umgewandelt wird(chemische Energie), dabei entsteht eine thermische Energie. Aber nicht nur in Holz steckt Energie drin, sondern in allen anderen Pflanzen, auch in allen Pflanzenabfällen und pflanzlichen Rückständen und sogar in Gülle und in den Überresten unseres Essens nach der Verdauung. Das alles wird als Biomasse bezeichnet. Es ist eine heimische Energiequelle, die unabhängig von den Jahreszeiten und Wetter zur Verfügung steht. Es kommt in der Natur in verschiedenen Formen vor flüssig (z.B. Pflanzenöl, Alkohol, Biodiesel), gasförmig(z.B. Biogas). Als ein nachwachsender Rohstoff gehört es zu den erneuerbaren Energien. Die thermische Nutzung von Biomasse ist die älteste Form der Energiegewinnung unserer Menschheit.
Man kann auch sagen Biomasse ist  die erzeugte organische Substanz durch Pflanzen, Tiere und Menschen. Meist wird Biomasse durch eine Photosynthese im Blattgrün(Chlorophyll) umwandelt.
Bei Energiegewinnung stehen Ausgangsstoffe, Verfahren und Nutzungsmöglichkeiten zur Verfügung z.B. Strom, Wärme und Treibstoff. Der Einsatz von Biomasse in der energetischen Nutzung steigt. (Wärmeerzeugung) Biomasse ist billig und umweltfreundlich.
Organisch = lebende, wachsend


Photosynthese

Photosynthese ist ein Vorgang im Blattgrün, der aus energiearmen Substanzen wie Wasser, Kohlenstoffdioxid und Sonnenenergie hergestellt. Aus dem Kohlendioxid aus der Luft, Wasser aus dem Boden bauen sich Pflanzen mithilfe von Sonnenenergie die Struktur der Photosynthese auf. Als Abfallprodukt entsteht Sauerstoff. Somit bildet die Biomasse das wesentliche für einen Kohlenstoffkreislauf und auch die Grundlage für die Lebewesen. Die Phtosynthese findet im Chrolophyll in den Chloroplasten der Blätter statt
Bei der Photosynthese wird an erster Stelle Glucose hergestellt und so sieht dafür die Grundgleichung aus:
6CO² + 12 H²O + Chlorophyll und Sonnenenergie = C6H12o6 + 6O² + 6H²O
Kohlendioxid + Wasser + Energie -> Einfachzucker(Glukose) + Sauerstoff


CO2 Bilanz

In einem Dieselmotor entstehen 3,15 kg Kohlenstoffdioxid pro 1 Liter Kraftstoff. Außerdem kommen noch indirekte Emissionen beim Transport von Rohöl zur Raffinerie und von der Raffinerie zur Tankstelle. Das sind 0,08kg CO2 /l Diesel. In der Raffinerie selber entstehen zusätzlich Emissionen von 0,26kg CO2/l Diesel. Es entstehen also insgesamt 3,49kg CO2/l bei der Nutzung von 1l Diesel.

Bei Biodiesel entstehen keine neuen Emissionen bei der Verbrennung im Motor, da die Raps-pflanze das CO2 der Luft schon entnommen hat. Es wird nur Energie bei folgenden Sachen benötigt:
Betankung der Traktoren und Herstellen von Düngemittel (1,15kg CO2/l Biodiesel)
Bei der Rapsölgewinnung (0,52kg CO2/l Biodiesel)
Bei der Umesterung (0,32kg CO2/l Biodiesel)
Beim Transport zur Tankstelle (0,04kg CO2/l Biodiesel)

Insgesamt sind es 2,03kg CO2/l Biodiesel. Aber da bei der Biodieselproduktion auch Nebenprodukte entstehen, die weiterverwendet werden können, gibt es Gutschriften bei den
CO2-Emissionen:
Das nach der Umesterung entstandene Glycerin findet in der Pharma- und Kosmetikindustrie Verwendung (-0,72kg CO2/l Biodiesel)
Rapsschrot wird als Futtermittel weiterverwendet (-0,59kg CO2/l Biodiesel)

→ So sind wir am Ende bei 0,72kg CO2/l Biodiesel
→ Das sind 20,63% im Vergleich zum Diesel
→ 4/5 also können eingespart werden
 
 
Bioenergie und Energiepflanzen in Deutschland und Global

Bioenergie ist Oberbegriff für alle Energieträger, die aus tierischen oder pflanzlichen Substanzen hervorgegangen sind. Es handelt sich letztlich bei allen um gespeicherte Sonnenenergie.

Bioenergie lässt sich in die 3 Aggregatzustände unterteilen:
fest → Biomasse
flüssig → Biogene Kraftstoffe (z.B. Biodiesel)
gasförmig → Biogas
Man kann sie zur Wärme- und Stromgewinnung einsetzten.

Bioenergieträger sind auf ihre Kohlenstoffdioxid-Bilanz neutral, weil sie die Menge CO2, die sie bei ihrer Entstehung gebunden haben, bei ihrer Verbrennung wieder in die Atmosphäre abgeben.


Energiepflanzen

Lignocellulose, Holz und Stroh → Brikkets, Pellets, Gas
Pflanzenöl ( Raps-, Sonnenblumenöl) → Bioöl, Biodiesel
Stärke-, und zuckerhaltige Pflanzen (Mais, Rübe) → Bioalkohol
Pflanzenreste (Gülle) → Biogas

Am Beispiel der Energieplantagen gibt es Vorteile aber auch Probleme für die Energiegewinnung aus Biomasse.
Vorteile
gute Speicherform
erneuerbar
verschiedene Umwandlungsmöglichkeiten
schafft Arbeitsplätze
vernünftig im Preis
ökologisch wenig problematisch
erhöht CO² - Konzentration der Luft nicht

Probleme
große Landflächen nötig
Konkurrent zu Land für Ernährung des Menschen
Düngung und Bewässerung für hohe Erträge nötig
Transport zum Verbraucher