Bio ist für uns Abfall? – Zum Sinn der energetischen Verwertung von Biomasse

Wenn Biomasse zur energetischen Verwertung genutzt wird, kann man diese in drei Kategorien aufteilen. Primäre Produkte bzw. direkte Anbauprodukte sind in Deutschland vor allem Mais, Raps, Zuckerrüben, Soja, Getreide, Holz und im Forschungsstadium auch Algen. Außerhalb Deutschlands ist dies zusätzlich auch vor allem Zuckerrohr. Sekundäre Produkte sind Stoffe, die indirekt aus der landwirtschaftlichen Nutzung kommen. Dazu gehören Biomüll, Gülle, Altspeisefette und Gräser bzw. Stroh. Tertiäre Produkte sind weiterverarbeitete Produkte wie Holzmöbel, Kleidung oder Papier. Diese finden aber kaum Einsatz in der energetischen Verwertung abseits von Recycling und Restmüllverbrennung.

Wie werden landwirtschaftliche Produkte umgewandelt?

Alle diese Produkte werden in verschiedenen Verfahren zu Ersatzstoffen für fossile Energieträger umgewandelt. Mais, Getreide, teilweise Holz, Gülle, Biomüll, Palmöl und Stroh/Gräser werden klassischerweise per Vergasung oder Fermentation zersetzt, sodass Biogas als Produkt entsteht. Diese wird u. a. als Ersatz für Erdgas verwendet. Mais, Zuckerrüben, Zuckerrohr und Getreide werden meist durch Fermentation in einen Alkohol, z. B. Ethanol, umgewandelt. Dieser wird als Zusatz zu oder als Ersatz von Benzin verwendet. Raps, Soja, Palmöl oder Altspeisefette werden entweder verestert oder mit Wasserstoff hydriert (FAME oder HVO), um daraus ein Substitut für Dieselkraftstoff herzustellen. Holz stellt eine Besonderheit dar, weil es sowohl zu Biogas oder Biokohle verarbeitet, als auch direkt als Brennstoff verwendet wird. Holz kann in der Form von klassischen Holzscheiten, Holzhackschnitzeln oder gepresst und geformt als Holzpellet verbrannt werden.

Wie werden diese Produkte verwendet?

Flüssige Produkte wie Bioethanol oder Biodiesel werden fast ausschließlich im Verkehrssektor eingesetzt. Der Tankstellenkraftstoff E10 besitzt beispielsweise 10 Vol.-% Bioethanol. Reguläres Superbenzin enthält bis zu 5 Vol.-% Bioethanol. An einigen Tankstellen gibt es zudem E85. Biodiesel wird entweder in fossilen Diesel beigemischt oder als B100 oder HVO100 direkt verkauft. Biogas wird entweder ins reguläre Erdgasnetz eingespeist oder direkt in einem Blockheiz- oder Gas- und Dampfkraftwerk verstromt und Fernwärme bereitgestellt. Zudem gibt es einen Zertifikatehandel mit eingespeistem Biogas.

Rechtliche Behandlung

Nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz und dem Biokraftstoffquotengesetz muss die Mineralölwirtschaft seit 2020 mindestens 10% der verkauften Kraftstoffmenge regenerativ sein. Aus diesem Grund ist beispielsweise E10 auch immer günstiger als Superbenzin.

Biomasseanlagen, die Strom ins Netz einspeisen, werden nach einem Gebotsverfahren vergütet. Das Erneuerbare Energien Gesetz legt in §28c das Zielvolumen an installierter elektrischer Leistung fest. Eigentlich ist die Höchstförderung 16,07ct/kWh, was deutlich mehr ist als eine PV-Kleinanlage bekommt. Für 2024 wurden diese sogar erhöht, um das Ausschreibungsvolumen nicht zu stark zu verfehlen, auf 19,43ct/kWh für Neuanlagen. Biomasseanlagen bekommen zudem eine Festförderung entsprechend der installierten Leistung, wenn diese mit eine gewissen Mindestauslastung im Jahr läuft. Kleinanlagen, die mit mindestens 80% Gülle betrieben werden, haben separate Förderungen mit bis zu 22ct/kWh entsprechend §44 EEG.

Probleme in Anbau & Nutzung

Für primäre Landwirtschaftsprodukte liegt immer eine Flächennutzungskonkurrenz vor. Das bedeutet, dass statt der Pflanzen zur energetischen Verwertung Pflanzen für den Lebensmittel- oder Futtermittelgebrauch angebaut werden könnten. Braucht man die Flächen für Stromproduktion, eignet sich Freiflächenphotovoltaik. Vergleicht man Energiemenge vom produzierten Strom durch eine Biogasanlage mit Trockenfermentation gegenüber einer neuen Freiflächen-Photovoltaikanlage, zeigt sich ein deutlicher Unterschied: Die PV-Anlage kann knapp um den Faktor vierzig mehr Energie in Form von Strom bereitstellen. Betrachtet man noch den Effizienzunterschied vom Elektroauto zum Vergasungsprozess und Verbrennerauto, wird der Unterschied noch größer. Energiepflanzenanbau neigt zu dem zu Monokulturbetrieb der Flächen, der langfristig negative Folgen für Bodenqualität und Artenvielfalt hat.

In einer Freiflächen-PV Anlage können bei hinreichend hoher Aufständerung der PV-Module Wiesen mit einem hohen Grad an Biodiversität entstehen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Anlage als Weidefläche für Schafe zu nutzen, die als „lebende Taxis“ auf der neuen Fläche die Artenvielfalt erhöhen. Eine parallele landwirtschaftliche Nutzung und eine hohe Aufstellung von speziellen PV-Modulen ist je nach Anbaupflanze ebenfalls möglich. Im Gegensatz dazu landet in Deutschland etwa ein Drittel des gesamten angebauten Mais in der energetischen Verwertung.

Bei HVO-Kraftstoffen werden nicht nur Altspeisefette verwendet wie oftmals beworben, sondern zum größeren Anteil Palmöl oder Palmölreste. Fetthaltige Sekundärreste wie Altspeisefette können auch als Erdölsubstitut in anderen Bereichen als der energetischen Verwertung verwendet werden.

In Zeiten von Klimawandel, der Ernteausfälle verschlimmert, schwindender Biodiversität oder Baulandbedarf ist ein Anbau von Pflanzen zur energetischen Verwertung schlicht eine Verschwendung von Flächen.

Holz als Brennmaterial wird unter aktueller Gesetzgebung als nachhaltiger Rohstoff betrachtet. Es wird argumentiert, dass Holz, das verbrannt wird, bereits einmal CO₂ eingespeichert hat und durch Neuanpflanzung wieder gebunden wird. In Klimamodellen wird jedoch häufig bei Wäldern angenommen, dass diese eine CO₂ Senke sind. Das bedeutet, dass diese Biomasseaufwuchs haben. Holz, das vor Ort verrottet, gibt CO₂ später ab und führt zu Humusbildung im Waldboden. Wälder sollten besser als CO₂ Senke genutzt werden, da CO₂-Einspeicherung oft mit vielen Risiken behaftet ist. Insbesondere Holzpellets haben einen erheblichen Energieaufwand zur Produktion, um dann als Hauptenergieträger verbrannt zu werden. Energetische Verwertung von Holzresten oder tertiären Holzprodukten steht immer in der Nutzungskonkurrenz zu Recycling oder direkter Nutzung und sollte deshalb eine untergeordnete Rolle spielen. Wird produziertes Biogas, Holz oder ein Biokraftstoff direkt zur Stromproduktion verwendet, fällt Abwärme an, die oft als Prozesswärme für die Verarbeitung der Biomasse und ggf. als Fernwärmeauskopplung in ein Wärmenetz eingespeist wird.

Gülle und Mist haben keine direkte Flächennutzungskonkurrenz und nach der energetischen Verwertung kann das Nebenprodukt weiterhin als Dünger verwendet werden. Allerdings kann hier indirekt ein Anreiz für den Erhalt von Massentierhaltung entstehen. Bei der energetischen Nutzung von Gülle bleibt aber weiterhin Nitrat erhalten. Nitrat aus Gülle stellt die wichtigste Quelle für zu hohe Nitratwerte im Grundwasser dar. Die energetische Nutzung von Gülle darf nicht zum Anreiz werden, heutige zu hohe Tierzahlen beizubehalten oder sogar die Tierhaltung auszuweiten und mehr Gülle zu produzieren.

Biomüll wird neben der energetischen Verwertung vor allem zur Humusbildung als Dünger für den Gartenbau eingesetzt. Reste aus der energetischen Verwertung können jedoch weiterhin zur Humusbildung eingesetzt werden. Auch hier gilt, dass die energetische Nutzung nicht als Anreiz für mehr Biomüll bzw. Lebensmittelverschwendung verwendet werden darf.

Forderungen

Ziel muss sein, möglichst wenig landwirtschaftliche Anbaufläche für primäre Anbauprodukte zur energetischen Verwertung zu verwenden. Das bedeutet konkret, dass es keine Förderung mehr für Neuanlagen für primäre Anbauprodukte geben soll. Fallen Biogasanlagen aus der Förderung, gibt es keine neue Anschlussförderung mehr. Zusätzlich darf es keine bauplanerischen Hürden für die Umnutzung vom Anbau von primären Produkten zu Freiflächen-Photovoltaikanlagen geben.

Die energetische Nutzung von sekundären Produkten muss spezifisch pro Produktgruppe gedeckelt werden (Gülle, Mist, Gräser, Biomüll etc.), um keine falschen Anreize zu setzen. Zusätzlich kann ein Moratorium für neue Anlagen für Gülle und Mist sinnvoll sein, um keinen Anreiz zur Erhaltung der Massentierhaltung zu setzen.

Holzprodukte sollten nicht länger als erneuerbare Energieträger gelten. Wenn kommunale Wärmeplanungen keine Wärmeeinspeisung aus Biomasse planen, ist die Deklassifizierung als erneuerbarer Energieträger zu berücksichtigen.

Bestehende Biomasseanlagen sollen keine Anschlussförderung erhalten, wenn sie aus der bestehenden Förderung herausfallen. Auch dann nicht, wenn sie bereits zur Fernwärmeeinspeisung genutzt werden. Eine Ausnahme gilt nur, wenn der Planungs- und Realisierungszeitraum für eine alternative Wärmebereitstellung unzumutbar kurz wäre.

Im Straßenverkehrsbereich soll perspektivisch kein dedizierter Biokraftstoff eine Anwendung finden. Das bedeutet, dass es der Pflichtanteil an Biokraftstoffen im Flottenverbrauch schrittweise gesenkt wird. HVO100 und biomassebasiertem E85 wird nach Möglichkeit die Zulassung entzogen.