Aus der Forschung
Biogasanlage auf einem Bauernhof in Niederbrechen, Hessen. Foto: Volker Thies
Hören Sie dazu auch Dr. Daniela Thrän im aktuellen Helmholtz-Podcast:
Biomasse effizienter nutzen
Mehr als zwei Drittel der regenerativen Energie werden in Deutschland durch Biomasse gewonnen. Verwertet werden Holzscheite genauso wie Maisstroh, Rapsöl oder andere Pflanzenprodukte. Doch obwohl Bioenergie fossile Brennstoffe teilweise ersetzen kann, ist sie nicht automatisch umweltfreundlich. Denn der Anbau von Energiepflanzen verbraucht große Flächen, was wiederum ökologische Folgen hat, insbesondere wenn die Energiepflanzen auch noch gedüngt werden. Wie Bioenergie umweltfreundlich, effizient und nachhaltig zur Energieversorgung beitragen kann, wird am Department Bioenergie am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig erforscht.
Bioenergie hat großes Potenzial, aber es komme darauf an, wie sie erzeugt und eingesetzt wird, erklärt Dr. Daniela Thrän, Sprecherin des Departments Bioenergie am UFZ. Wichtig ist zum Beispiel, welcher Energieträger durch Bioenergie ersetzt werde: So wird ein großer Anteil des Stroms heute noch in Kohlekraftwerken produziert, was besonders viel Treibhausgas pro Kilowattstunde freisetzt. Strom lässt sich aber auch mit Gas aus Biogasanlagen erzeugen. Dabei produzieren bestimmte Bakterienkulturen aus der Biomasse meistens Methan, das dem Erdgas sehr ähnlich ist und effizient zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Allerdings könnte die eingesetzte Biomasse noch besser verwertet werden, denn bislang bleibt der holzartige Anteil der Pflanzen übrig. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Department Bioenergie untersuchen daher die Mikroorganismen, um Ansätze zu ihrer Optimierung zu finden. Ziel ist es, Mikroorganismen zu entwickeln, die eine hohe Biogasleistung in kurzer Zeit schaffen und auch die faserartigen Materialien noch verwerten können.
Die Forscher setzen dafür auf die gezielte Züchtung und Anpassung von neuen Bakterienstämmen. Mit Hilfe von neuen Mikroorganismen und durch weitere technische Innovationen könnten schon in wenigen Jahren Biogasanlagen in Betrieb gehen, die nur noch halb so groß sind wie heutige Anlagen, aber pro Zeiteinheit das vierfache an Biogas produzieren.
Bioenergie könnte aber in einigen Jahren nicht nur deutlich effizienter als bisher Strom erzeugen, sondern auch einen größeren Teil der fossilen Kraftstoffe ersetzen. Dabei denkt Daniela Thrän nicht an Raps, dessen Ertrag pro Fläche begrenzt ist, sondern an neuartige Verfahren, die gerade entwickelt werden und zum Beispiel aus pflanzlichen Reststoffen oder Energiegräsern flüssige Kraftstoffe produzieren können.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Department für Bioenergie arbeiten jedoch nicht nur daran, die Energieausbeute bei der Verwendung von Biomasse zu steigern, sondern sie untersuchen auch die ökologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen, die der Anbau von Energiepflanzen mit sich bringt. Denn welche Rolle die Bioenergie in Zukunft spielt, wird auch davon abhängen, inwieweit es gelingt, Energieeffizienz, Ökologie und Nahrungsmittelproduktion in Einklang zu bringen.
