Biomassekraftwerk

Ein Biomassekraftwerk ist eine Anlage zur Energieerzeugung aus pflanzlichen und tierischen Rohstoffen – also Biomasse. Diese nachwachsenden Rohstoffe stehen ebenso für nachhaltige Energieerzeugung wie andere regenerative Energien. Werden Biomassekraftwerke für die Erzeugung von Energie genutzt, ist das für den Klimaschutz vorteilhaft. Hier erfahren Sie, wie ein Biomassekraftwerk funktioniert, wie viel Strom es erzeugt, welche Vorteile es bietet und vieles mehr.

Wie funktioniert ein Biomassekraftwerk?

Grundsätzlich funktionieren Biomassekraftwerke genauso wie andere Kraftwerke. In einem großen Kessel wird die zugeführte Biomasse verbrannt. Durch diese Verbrennung entsteht in der Anlage Wärme als Energie und erhitzt Wasser zu Wasserdampf. Mit Hilfe einer Turbine wird schließlich elektrischer Strom erzeugt und in das Stromnetz gespeist.

Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird zu Heizzwecken genutzt, und aus einem einfachen Kraftwerk wird damit ein Biomasseheizkraftwerk. Mit einem Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent wird in diesen Kraftwerken die Energie genutzt. Es gibt auch Biomassekraftwerke, in denen die Biomasse zu Biogas fermentiert oder vergärt wird. Das Gas dient dann als Antrieb einer Turbine zur Erzeugung von Energie.

Wie viel Energie erzeugt ein Biomassekraftwerk?

Wie viel Strom ein Kraftwerk aus Biomasse erzeugen kann, hängt im Wesentlichen von zwei Aspekten ab:

  • von der Leistung des Kraftwerks
  • vom Methangehalt in der Biomasse

Aus einem Kubikmeter Biomasse können in einem Biomassekraftwerk zwischen 1,85 und 3,3 Kilowattstunden Strom generiert werden.

Welche Vorteile haben Biomassekraftwerke?

Nachhaltig:

Weil in diesen Kraftwerken nur regenerative und nachwachsende Rohstoffe genutzt werden, sind sie nachhaltig. Das gilt besonders für die Kraftwerke, die biologischen Abfall zur Energiegewinnung aus Biomasse nutzen.

Vielseitig:

Im Gegensatz zu einem Kohle-, Gas- oder Atomkraftwerk kann das Biomassekraftwerk viele Rohstoffe nutzen, pflanzliche ebenso wie tierische. Laub, Stroh, Hackschnitzel und viele andere organische Stoffe können zur Energiegewinnung genutzt werden. Damit können die Betreiber ihre Betriebskosten gering halten und das günstigste Angebot an Brennstoffen nutzen.

Umweltfreundlich:

Bei der Verbrennung organischer Brennstoffe bleibt Asche zurück. Diese kann auf den Feldern als stickstoffhaltiger Dünger genutzt werden.

Kohlendioxidneutral:

Weil bei der Verbrennung von Biomasse nur so viel Kohlendioxid entsteht, wie die Rohstoffe zuvor gespeichert haben – und bei natürlichem Abbau ebenfalls entstehen würde – ist die Nutzung nachwachsender Biomasse Kohlendioxidneutral.

Effizient:

Wird nicht nur elektrischer Strom, sondern auch die entstehende Wärme genutzt, sind Biomassekraftwerke echt effiziente Kraftpakete.

Biomassekraftwerk

Die Nachteile der Biomassekraftwerke

Konkurrenz:

Werden im Biomassekraftwerk nicht nur die Abfälle verwertet, sondern extra Kulturen als Brennstoff auf dem Acker angebaut, steht diese Fläche nicht mehr zur Erzeugung von Nahrungsmitteln zur Verfügung.

Belastetes Altholz:

Wird Altholz zu Holzhackschnitzeln verarbeitet und im Biomassekraftwerk verbrannt, kann dieses durch schädliche Zusatzstoffe belastet sein. In diesem Fall müssen nicht nur die Emissionen gereinigt werden, sondern auch die Asche als Sondermüll entsorgt werden.

Geruchsbelästigung:

Steht ein Biomassekraftwerk in der Nähe von Wohnhäusern, sind die direkten Nachbarn oft wenig erfreut. Das Biogas kann zur Geruchsbelästigung führen, auch ihre Emissionen rufen mancherorts Proteste bis hin zu Bürgerinitiativen hervor.

Biomasse als Brennstoff zur Energieerzeugung

Blockheizkraftwerke sind die effizientesten Biomassekraftwerke. Sie generieren gleichzeitig elektrische und thermische Energie. Sie werden auch als Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet.

Der hohe Wirkungsgrad der Blockheizkraftwerke ergibt sich durch die gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme. Es gibt Blockheizkraftwerke als wärmegeführte und stromgeführte Kraftwerke, je nachdem, welche Erzeugung den Vorrang hat.

Welche Motoren nutzen Biomassekraftwerke?

Die meisten Biomassekraftwerke nutzen Gasmotoren. Das sind normale Ottomotoren, die mit Biogas betrieben werden können. In größeren Kraftwerken werden Dampfkessel zur Dampferzeugung genutzt, der Dampf treibt schließlich die Turbine an und erzeugt auf diese Weise elektrische Energie. Gas- und ORC-Turbinen werden dagegen seltener genutzt, Stirlingmotor und Dampfmotor ebenfalls.

Was ist ein Biomasseheizkraftwerk?

Ein Biomasseheizkraftwerk, kurz: BMHKW, ist ein Kraftwerk, in dem elektrische Energie und Wärme gleichermaßen durch die Verbrennung organischer Stoffe generiert werden. Stroh, Holzpellets und Holzhackschnitzel sind die üblicherweise genutzten pflanzlichen Rohstoffe. Der hohe Wirkungsgrad der Biomasseheizkraftwerke wird durch die Kraft-Wärme-Kopplung erreicht.

Wird durch Verbrennung der Biomasse in einer Anlage elektrische Energie erzeugt, entsteht dabei Wärme als Abfallprodukt. Diese Wärme wird genutzt, z.B. zur Heizung, und somit ein Wirkungsgrad bis zu 90 Prozent erreicht. Mit Hilfe von Biomasseheizkraftwerken wird die Energie dezentral erzeugt und damit der Strom flexibel bereitgestellt.

Besonders strukturschwache und kleinere ländliche Regionen können von der Verbrennung und Heizung durch Biomasse Anlagen profitieren, die Umwelt wird nachhaltig geschont und die regionale Wirtschaft gestärkt. Grund hierfür ist die Förderung durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG).

Mit Biomassekraftwerken die Energiewende vorantreiben

Wird Bioenergie aus nachwachsenden organischen Rohstoffen gewonnen, ist das in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft. Abfälle und Reststoffe werden nicht einfach entsorgt, sondern verwertet. Energiepflanzen auf dem Acker bereichern die Fruchtfolge, der Forst wird ebenfalls aufgewertet und der ländliche Raum gestärkt.

Trotzdem wird der Nutzen von Biomassekraftwerken kontrovers diskutiert. Bei der Erzeugung von elektrischem Strom kann ein Biomassekraftwerk beispielsweise flexibel die manchmal nicht vorhandene Stromerzeugung durch Photovoltaik und Windkraft ergänzen. Dagegen wird die Nutzung von Biomasse in Kraftstoffen oder zur Wärmegewinnung durchaus in Frage gestellt. Trotzdem gelten Biomassekraftwerke im Energiemix als unverzichtbar, wenn es um das Erreichen der Klimaziele und der Energiewende geht.

Wärme erzeugen durch Biomassewärmekraftwerke

Für die Heizung ganzer Ortschaften mittels Nahwärmenetzen wird die Bioenergie und die Stromerzeugung durch Biomasse eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen. Sie lässt sich dezentral einsetzen und kann mit ihrer Wärme regionale Wärmenetze speisen. Doch mit Hilfe von Biomassekraftwerken lassen sich noch viel höhere Wärmemengen erzeugen. In der Industrie wird für viele Prozesse Wärme benötigt.

Hier gilt es, den Anteil an erneuerbaren Energien auszubauen, soll die Energiewende gelingen. Während niedrigere Temperaturen, die im Bereich der Prozesswärme bis 300 Grad Celsius liegen, durch Wärmepumpen, Geothermie oder Solarthermie generiert werden können, braucht jedoch ein großer Teil der Industrie Prozesswärme von mehr als 500 Grad Celsius. Für diesen Bereich ist die Energieerzeugung durch Bioenergie hervorragend geeignet. Wird feste Biomasse oder Biogas in einem Biomassekraftwerk verbrannt, lassen sich solche Hochtemperaturen leicht erzeugen.

Sicherheit in der Stromerzeugung mit Biomasse

Da sich Bioenergie ebenso speichern lässt wie regeneratives Methan, springtd as Biomassekraftwerk genau dann zur Erzeugung von Energie ein, wenn es gerade eine Flaute bei der Gewinnung von Strom durch Wind und Sonne gibt. Jedes Biomassekraftwerk verfügt dabei über eine flexible Technologie und kann im Mix der Stromerzeugung einen Teil der Grundlast tragen.

Entsprechend zuschaltbare Speicher können dabei unterstützend wirken. Endet jedoch die Förderung der Kraftwerke nach Ablauf der EEG-Förderperiode, arbeiten viele Biomassekraftwerke noch nicht im wirtschaftlichen Bereich. Daher sind die Betreiber dieser Anlagen auf der Suche nach weiteren Optionen. Eine Möglichkeit ist es, die Energie aus Biomassekraftwerken dann zu nutzen, wenn es den entsprechenden Bedarf gibt. Ist die Nachfrage hoch, lässt sich auch ein höherer Preis für die damit generierte Energie erzielen.

Da sich die Rohstoffe leichter an den Kraftwerken direkt speichern lassen, können sie genau dann die Energie anbieten, wenn diese nicht aus Wind oder Sonne erzeugt werden kann. Je flexibler erneuerbare Energien nach Bedarf erzeugt werden können, um so schneller lässt sich auf herkömmliche Brennstoffe verzichten. Können Verbraucher und Erzeuger aufeinander abgestimmt werden, ist die Energie der Zukunft effizienter, zumal die Netzkapazitäten dabei besser ausgelastet werden.

Es braucht weniger teure und große Infrastruktur, auch die Bereitstellung großer Kraftwerke zur Erzeugung der Grundlast könnte damit entfallen. Mit der Technologie der Kraft-Wärme-Kopplung wird zudem bereits die Erzeugung von Strom und Wärme gekoppelt, ein Potential, das Zukunft hat. 🌱

Bildquellen

  • Biogasanlage: iStock/CreativeNature_nl
  • Biomassekraftwerk: iStock/abadonian