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Wie kann Biomasseenergie die Ära der neuen Energien überholen?

2016-07-11View Original

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Vor dem Hintergrund des allmählichen Ausbleibens fossiler Energien, der zunehmenden Luftverschmutzung sowie der sich verschärfenden globalen Klimaveränderungen hat die Biomasseenergie aufgrund ihrer Vorteile wie Nachhaltigkeit, Kohlenstoffneutralität und Umweltfreundlichkeit an Bedeutung gewonnen. Sie zieht weltweit große Aufmerksamkeit auf sich, und ihre Entwicklung ist in die Energieentwicklungsstrategien der verschiedenen Länder aufgenommen worden. Brasilien, die EU und die USA haben früh mit der Nutzung von Biomasseenergie begonnen – jeweils mit eigenen Stärken. Derzeit sind es jedoch weiterhin die ersten Generationen an Biokraftstoffen sowie feste Brennstoffe, die tatsächlich in der Industrie eingesetzt werden. Die jährliche Produktion von Ethanol aus Zuckerrohr in Brasilien beträgt über 25 Milliarden Liter – das entspricht mehr als 50 Prozent des gesamten Verbrauchs an Benzin im Land. In den USA liegt die jährliche Produktion von Ethanol aus Mais bereits bei über 40 Milliarden Litern. Länder wie die Vereinigten Staaten, Brasilien und Indonesien machen bei der Produktion von Biodiesel rasche Fortschritte. Die wichtigsten Rohstoffe sind Raps, Sojabohnen, Palmen sowie abgefallene Fette. Im Jahr 2014 lag die Produktion von Sojabohnenbiodiesel in den Vereinigten Staaten und Brasilien jeweils über 2 Millionen Tonnen. In Indonesien betrug die Produktion von Palmöl-biodiesel mehr als 3,8 Millionen Tonnen. In Europa wird in vielen Ländern **partikelförmiges Brennstoffmaterial als Biomasseenergie entwickelt. Schweden entwickelt die Biogas- und -dampferzeugung hauptsächlich durch den Anbau von Energiebäumen wie Weiden. Dadurch werden jährlich etwa 100 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt – das entspricht 16,5 Prozent des gesamten Energieverbrauchs des Landes sowie 68,5 Prozent des Energieverbrauchs für die Wärmeerzeugung. In Dänemark werden jährlich etwa 1,5 Millionen Tonnen landwirtschaftliche und forstwirtschaftliche Abfälle zur direkten Verbrennung zur Stromerzeugung verwendet. Damit wird 5 Prozent des gesamten Strombedarfs des Landes gedeckt. Biobrennstoffe machen in den Vereinigten Staaten und Österreich jeweils 4 % sowie 10 % des Verbrauchs an Primärenergie aus. Deutschland nutzt zur Herstellung von Biogas die Trockenfermentation von biologischen Abfällen – dieses Biogas wird anschließend für die Kraft-Wärme-Kopplung verwendet. Dadurch entsteht etwa 7 Prozent des gesamten Strombedarfs des Landes. “Die Nutzung von Nutzpflanzen zur Erzeugung von Biomasseenergie widerspricht den Prinzipien der Ernährungssicherheit und wird von der internationalen Gemeinschaft kritisiert. Die Vereinten Nationen versuchen zudem, die Produktion von Maisethanol in den USA zu stoppen. Daher begann die internationale Gemeinschaft, nach Biokraftstoffen der zweiten Generation zu suchen, insbesondere Zelluloseethanol. Die USA entwickelten im Jahr 2006 eine „Roadmap für die Forschung an Zelluloseethanol“ und veröffentlichten im Jahr 2008 einen „Aktionsplan für Biokraftstoffe“. Derzeit werden intensiv Technologien zur Anbau und Umwandlung von Rohstoffen für Zelluloseethanol erforscht. ”Jia Liming sagte: „Auch Brasilien entwickelt Umwandlungstechnologien, um aus Zuckerrübenschnitzeln Celluloseethanol herzustellen.“ Derzeit werden international vor allem Grasarten wie Süßsorghum, Schilfrohr, Schafgras und Bambus sowie Baumarten wie Pappeln und Eukalyptusbäume als Rohstoffe für Zelluloseethanol genutzt. Zu den Umwandlungstechniken gehören die Pyrolyse, die Enzymatik, chemische Methoden sowie physikalisch-chemische Verfahren. Biodiesel entwickelt sich ebenfalls in Richtung hochwertigen Biokerosins. ” Chinas Entwicklung legt den Schwerpunkt auf die Ernährungssicherheit – es soll weder um Getreide noch um Land mit anderen konkurrieren. Die Forstwirtschaft gilt dabei als eine Branche mit großem Potenzial. „Nicht um Getreide und nicht um Land mit anderen konkurrieren“ – das ist das grundlegende Prinzip bei der Entwicklung von Biomasseenergie in China. Von Anfang an war die Sicherstellung der Ernährungssicherheit die Grundvoraussetzung für die Entwicklung der Biomasseenergie in China. Die Forstwirtschaft verfügt gerade über ein unvergleichlich großes Potenzial, um Biomasseenergie zu entwickeln – und zwar auf der Grundlage der Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung. Tatsächlich hat die Forstwirtschaft sowohl hinsichtlich der Ressourcen als auch des Landes einzigartige Vorteile. Unser Land verfügt über 4,6 Milliarden Mu Waldfläche, wovon mehr als 4,4 Millionen Hektar als geeignete Flächen für den Anbau von Bäumen zur Erzeugung von Biomasseenergie dienen können. Zudem gibt es mehr als 1,7 Millionen Hektar Waldfläche, die zur Gewinnung von Holz als Energiequelle genutzt werden kann. Jährlich entstehen so 350 Millionen Tonnen an Holzabfällen und anderen Rohstoffen für die Erzeugung von Energie. “Unser Land verfügt über ein enormes Potenzial an Rohstoffen für die Forstwirtschaft. Es gibt mehr als 150 Baumarten, deren Früchte und Samen einen Ölgehalt von über 40 % aufweisen. Zu den wichtigsten Baumarten, die in großem Maßstab angebaut werden können, um Rohstoffe für Biodiesel zu gewinnen, gehören Jatropha, Sumach, Xanthoceras, Huanglianmu, Lindera, Castanopsis, Rhus, Pinus elata sowie Euphorbia. ”Sagte Jia Liming. **Die Forstbehörde veröffentlichte außerdem als Erste den „Nationalen Entwicklungsplan für Forstbiomasseenergie (2011–2020)“, in dem die Entwicklungsperspektiven und Richtungen der Forstbiomasseenergie festgelegt wurden. In unserem Land ist die Entwicklung von Biomasseenergie am weitesten fortgeschritten – insbesondere bei der Erzeugung von Strom aus Biomasse. Es gibt bereits über 60 Unternehmen, die Strom aus Biomasse erzeugen; dabei werden hauptsächlich Stroh und holzartige Materialien verwendet. Die Biogasanlage in Shanxian, Heze, ist die erste Biogasanlage in unserem Land. Ihre Leistung beträgt 25.000 Kilowatt. Jährlich werden 160 Millionen kWh Strom erzeugt, was zu einem industriellen Umsatz von über 100 Millionen Yuan führt. Die Hauptrohstoffe für Biodiesel sind abgefallene Fette sowie Pflanzensamen mit hohem Ölgehalt. Yunnan Shenyu produziert Biodiesel aus den Samen des Jatropha-Baums. Im Oktober 2011 verwendete die staatliche Fluggesellschaft dieses von ihnen hergestellte Biodiesel in Kombination mit herkömmlichem Flugkraftstoff im Verhältnis 1:1 bei Testflügen mit Boeing 747-400-Flugzeugen – mit erfolgreichem Ergebnis. Die Beida Weiming Group arbeitet in Zusammenarbeit mit dem Forstwissenschaftlichen Institut der Provinz Hunan an der Entwicklung von Biodiesel auf Basis des Lichthölzchens – dieses Produkt wird bereits in einigen Gebieten in der Praxis eingesetzt. Doch bislang entwickelt sich die Branche der Biomasseenergie in unserem Land nur langsam. Der Hauptgrund dafür ist, dass man sich ausschließlich auf Produkte wie Biodiesel oder gepresste Brennpartikel konzentriert. Die Gewinne sind dabei gering, wodurch die Unternehmen natürlich keine Motivation haben, sich weiterzuentwickeln. Wie kann man die drei größten Hindernisse für Effizienz – nämlich Rohstoffe, Technologie und nachhaltige Entwicklung – überwinden? Das chinesische Modell zeigt hierbei Vorteile. Effizienz ist schließlich die Lebensader einer Branche. Obwohl unterstützende Maßnahmen unerlässlich sind, dürfen sie den Marktgesetzen nicht widersprechen. Um auf eigene Kräfte gestützt wachsen und sich entwickeln zu können, können Biobrennstoffunternehmen dem Überlebensprinzip der Kosteneffizienz nicht entkommen. Jia Liming ist der Ansicht, dass die drei Hauptfaktoren, die die Entwicklung von Forstbiomasseenergie einschränken, Rohstoffe, Technologie und nachhaltige Entwicklung sind. Derzeit arbeiten Forschungseinrichtungen wie das **Forschungszentrum für energieerzeugende, nicht-Getreide-basierte Biomasse** an der Pekinger Forstuniversität in Zusammenarbeit mit den wichtigsten Unternehmen im Bereich der Forstbiomasseenergie in China daran, ein nachhaltiges Modell für die Nutzung von Forstbiomasse als Energiequelle zu entwickeln. Dieses Modell zeichnet sich durch die Produktion von Rohstoffen in Plantagen mit hoher Energieeffizienz sowie durch die Entwicklung effizienter Produktionsketten aus. China gehört damit bereits zu den weltweit führenden Ländern auf diesem Gebiet. Die Anpflanzung von Rohstoffwäldern erfolgt nach dem Plantagenmodell, wobei auf die wichtigsten Energieholzarten unseres Landes zurückgegriffen wird, um eine großflächige und intensivierte Anbauweise zu ermöglichen. Dadurch wird eine stabile Rohstoffproduktion sowie eine nachhaltige Versorgung gewährleistet, was die Kosten für die Rohstoffe erheblich senken kann. Su Shuchai sagte, dass die Pflanzenarten für Biodiesel in unserem Land genauso angebaut werden sollten wie Apfelbäume – mit Hilfe von hochwertigen Klontypen, dichter Pflanzung, Formung und Pruning der Pflanzen, Kontrolle von Blüten und Früchten, Bewässerungs- und Düngemanagement sowie mechanisierten Arbeitsverfahren. Jia Liming sagte, dass selbst bei Brennholz- und Zellulosebäumen wie Akazien und Salzwiesenbäumen qualitativ hochwertige Sorten verwendet werden sollten, um eine hohe Dichte sowie kurze Fällungszyklen zu erreichen. In den Gebieten im Nordwesten unseres Landes, wo Büsche wie Salix chinensis in großem Umfang vorkommen, werden diese, wenn man sie nicht regelmäßig pflegt, immer schlechter. Wenn man sie jedoch alle paar Jahre zurückgeschnitten lässt, erhält man gleichzeitig Rohstoffe und kann die Waldflächen wieder zum Gedeihen bringen. Der Kern der Innovationen in der Produktionstechnologie ist das Entwicklungsmodell einer effizienten Kaskadenproduktionskette. Aus einem Biomasse-Rohstoff werden verschiedene Produkte hergestellt; der Rohstoff wird bis auf den letzten Rest ausgenutzt, wodurch eine lange Wertschöpfungskette entsteht. Dadurch kann der Mehrwert der Produkte sowie die Rentabilität der Branche erheblich gesteigert werden. Jia Liming sagte, dass durch die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft, Industrie und Forschung in diesem Modell bereits Durchbrüche erzielt wurden. Fujian Yuanhua nutzt den saftreichen Fruchtfleisch der Seifenbaumfrucht, das reich an Saponinen ist, als Rohstoff zur Herstellung wertvoller Seifen, Badeöle und Shampoos. Aus den Samen, die mehr als 40 % Öl enthalten, wird Biokraftstoff hergestellt. Aus den Samenschalen wiederum wird hochwertiger Aktivkohle hergestellt. Zudem werden aus diesen Rohstoffen Pflanzenöle, hochwertige Kosmetikprodukte sowie proteinreiche Futterstoffe hergestellt. Die französische Entwicklungsagentur ist der Ansicht, dass die Sappanindustrie ein für China typisches Modell für die Entwicklung von Biomasseenergie auf Basis von Holzöl geschaffen hat. Sie hofft sehr, durch Kreditprojekte dieses Entwicklungsmodell weiter zu verbessern und so ein Vorbild für die internationale Entwicklung der Biomasseenergiewirtschaft zu schaffen. Die Biokraftstoff-Produktionskette der Jingjiao-Gruppe basiert hauptsächlich auf landwirtschaftlichen und forstwirtschaftlichen Abfällen als Rohstoffen. Aus diesen werden unter anderem Biodiesel mit niedriger Viskosität, Militäröl für kalte Regionen sowie Weichmacher hergestellt. Dadurch wird der Mehrwert der Produkte erhöht. Intern bekannte französische Experten für Biodiesel schätzen dieses Herstellungsverfahren sehr und betrachten es als weltweit führende Technologie mit hervorragenden Zukunftsaussichten. Eine nachhaltige Entwicklung über den gesamten Lebenszyklus – von der Herstellung der Rohstoffe bis zum Endprodukt – erfordert sowohl wirtschaftliche Effizienz als auch Umweltfreundlichkeit sowie Vorteile für die regionale Wirtschaft und Gesellschaft. Nur so kann man sich mit dem internationalen Markt verbinden und einen „Zugangsschein“ zum internationalen Markt erhalten.

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