Grundlagen und Perspektiven der Energiewende

Kurs: Grundlagen und Perspektiven der Energiewende | OnCourse UB

• Lektion 6
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    Potentiale und Grenzen von Biogas und Biokraftstoffen

    Biogas

    Biogas wird zur Erzeugung von Strom und zur Erzeugung von Fernwärme eingesetzt. Die Herstellung von Biogas ist verhältnismäßig aufwändig. U.a. müssen die Fermenter beheizt und Pumpen und Rührwerke betrieben werden um das Biogas herzustellen. In dem Prozess entweicht auch Methan, welches sich negativ auf die Emissionsbilanz auswirkt. Für den Betrieb von Biogasanlagen wird auch Strom benötigt, der phasenweise zugeführt werden muss und als Hilfsenergie bezeichnet wird. Diese Hilfsenergie wird in Bilanzrechnungen mit der Belastung des normalen Strommix zugeschlagen. Insgesamt produziert die Nutzung von Biogas natürlich mehr Strom als sie verbraucht.
    Bei der Gewinnung von Biogas aus Reststoffen, Energiepflanzen und Gülle fallen jeweils unterschiedliche Emissionen an. Für die Gewinnung von Wärme sind dies für CO₂-Äquivalente pro produzierter kWh jeweils 104 g, 179 g und 196 g. Die Werte für die anderen Emissionen in Form von säurebildenden Stoffen, Kohlenmonoxid, Staub und flüchtigen organischen Verbindungen unterscheiden sich kaum zwischen den verschiedenen Substraten. (siehe Abbildung):
    
    (Tabelle: Lauf et al. (2023), S.122)
    
    

    Für die Gewinnung von Strom sind die freigesetzten Treibhausgasemissionen sogar etwas höher als für die Wärmegewinnung, wohingegen die anderen Emissionen wiederum vergleichbar sind.

    
    (Tabelle: Lauf et al. (2023), S.78)
    
    Im Vergleich zur Verwendung von fossilen Energieträgern sind die THG Emissionen deutlich geringer, allerdings sind die anderen Emissionen teilweise höher.

    
    

    
    
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    Biokraftstoffe

    Die Nutzung von Biokraftstoffen bringt im Vergleich zur Verbrennung von fossilen Kraftstoffen einen verminderten Ausstoß von Treibhausgasen. Die Verbrennung von Diesel aus Erdöl setzt ungefähr 342 g/kWh CO₂ frei, wobei ca. 21% in der sogenannten Vorkette, also die Herstellung und den Transport des Kraftstoffs, entstehen.
    
    
    (Tabelle: Lauf et al. (2023), S.146)
    
    

    Bei Biodiesel wird in der Bilanz durch die Verbrennung keine direkte Emission von CO₂-Äquivalenten angenommen, da dieser zuvor von den Pflanzen gebunden wurde. Die Emissionen in der Tabelle unterscheiden sich je nach genutzter Quelle des Öls. Wenn der Biodiesel aus Abfall und Reststoffen besteht wird in der Vorkette besonders wenig CO₂ freigesetzt und insgesamt werden nur 8% der THG-Emissionen des Diesels aus Mineralöl freigesetzt. Biodiesel aus Raps setzt im Vergleich ungefähr 28% der CO₂-Äquivalenten Emissionen frei, Biodiesel aus Palmöl ca. 20%.

    
    (Tabelle: Lauf et al. (2023), S.145)
    
    

    Bei den Emissionen von säurebildenden Stoffen gibt es im Gegensatz zu den CO₂-Äquivalenten keinen konsistenten Vorteil des Biodiesels, die Emissionen liegen teilweise deutlich (aus Sonnenblume/Soja/Palmöl) über denen des normalen Diesels und teils deutlich unter diesen (Raps/Abfall). Die direkten Emissionen sind aber deutlich geringer. Bei den Emissionen von Staub, Kohlenmonoxid und flüchtigen organischen Verbindungen sind die Unterschiede geringer.

    Beim Bioethanol sind die Einsparungen der Emissionen im Verhältnis zum mineralischen Benzin deutlich größer als die Einsparungen beim Biodiesel gegenüber mineralischem Diesel. Die emittierten CO_2-Äquivalente betragen im Vergleich zum mineralischen Kraftstoff maximal 16% und alle anderen Emissionen sind ebenfalls deutlich geringer als beim Ottokraftstoff. Auch hier gibt es Unterschiede zwischen den Energiepflanzen, Mais und Abfälle sind deutlich umweltschonender als Zuckerrohr und Zuckerrüben.
    
    
    
    
    (Tabelle: Lauf et al. (2023), S.148-150)
    
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    Landnutzungsänderungen

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