BtL: die komplexen Fragestellungen

BtL: Von der Verfahrenstechnik bis zur Logistik – weltweit

Für die Gewinnung erneuerbarer Energien gibt es regionale Energiecluster und diskutiert wird die Biogasanlage am Fuße des Windrades. Handliche Versorgungspakete, mit denen die Bürger in ihre erneuerbare Zukunft geführt werden.
Eine ganz andere Dimension stellt die BtL-Technik dar, die zudem noch ganz am Anfang steht. Zwei Tage lang fanden sich Wissenschaftler, Techniker und Politiker auf dem zweiten BtL-Forum in Berlin ein.

Verfahrensfragen
Das alleinige BtL-Verfahren gibt es auch nicht mehr. Zur Zeit sind in Deutschland vier verschiedene Techniken in der Erprobung. Allen gemeinsam ist, dass sie bestimmte Anforderungen an die Biomasse und die Verfahrenstechnik stellen, soll am Ende ein qualitatives Synthesegas herauskommen. Dr. Stefan Vodegel der CUTEC Institute GmbH listete unter anderem die Partikelgröße der zugeführten Biomasse, das Korrosionsverhalten im Prozess oder den Aschegehalt der Pflanzen als Anforderungskriterium auf.
So bestimmt der Aschegehalt die Viskosität in der Anlage und damit direkt die ökonomische Effizienz. Jedes zusätzliche Ascheprozent verringert die Rentabilität. Dabei kann dieser schon allein durch die Pflanzendüngung über Kalium und Natrium verringert werden.
Chlor ist den Anlagentechnikern „der Schreckensstoff schlechthin“, weil er zu Korrosion führt. Dabei lässt sich der „Korridor“ bei dem Korrosion auftritt durch die Temperatur des Gases und der Röhreninnenseite gut steuern, legte Dr. Vodegel dar. Für BtL-Anlagen muss Chlor nicht so kritisch eingeschätzt werden, wie für Biogasanlagen.
Letztlich wird die Auswahl des geeigneten BtL-Verfahrens auch über die Effizienz der aufgewendeten Energie geführt. Ein Punkt ist dem Anlagentechniker dabei sehr wichtig: Die Biomasse muss 365 Tage im Jahr zugeführt werden. Eine Teilzeitanlage wird sich nicht rentieren.

Veränderung des Landbaus
Die Firma Choren in Freiberg gibt für ihre Pilotanlage pflanzentypische Inhaltsstoffangaben an, die sie für ihre Anlage wünscht. Die Zusammensetzung der Biomasse könnte bei einzelnen Pflanzen zu einem Ausschluss für die Verwendung führen. Dr. Armin Vetter von der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, der eines der größten Forschungsprojekte des Landwirtschaftsministeriums über den Energiepflanzenanbau koordiniert, zeigte, dass mit Mais, Sudangras, Holz, Kleegemische oder Topinambur zahlreiche Pflanzen zur Verfügung stehen. Für die BtL-Technik verringert sich das Angebot auf Holz, Ganzpflanzengetreide und Stroh. Alle andern müssen vorher durch Pressung auf über 200 kg/m auf eine notweniger Transport- und Lagerdichte gebracht werden.
Die Landbausysteme können Energiepflanzen in Fruchtfolgen eingliedern, als Winterzwischenfrucht, Zweitfrucht oder auch als mehrjährige Kultur nutzen. Die Pflanzen sind offenbar sogar so vielfältig, dass sie untereinander in einer mehrgliedrigen Energiepflanzenfruchtfolge keine Monokultur bilden müssten.
Erste Ergebnisse der Anbauversuche auf den verschiedensten Standorten zeigen aber auch künftige Herausforderungen Probleme: Auch bei Energiepflanzen gilt, je besser der Standort, desto höher ist der Trockenmasseertrag. Und da die Pflanzen Biomasse bilden müssen, also Pflanzensubstanz bilden, benötigen sie Wasser. Wasser ist am Standort der limitierende Faktor. Daraus kann leicht abgeleitet werden, dass Energiepflanzenanbau, wenn er wirtschaftlich effizient sein soll, nicht nur eine Nutzungsalternative für die Flächen sein kann, die für die Nahrungsmittelproduktion weniger gut geeignet sind.
So formulierte Dr. Vetter als Resümee die vier für den Energiepflanzenanbau wichtigsten Punkte: Es müsse die Einbettung in die Nahrungsmittelproduktion beachtet werden, die ökologische Fruchtfolge bei den neuen Pflanzen muss berücksichtigt werden, darin vor allem die ausgeglichene Humusbilanz der Böden und der Anbau wird sich in agrotechnischen Regionen nur über Investitionen realisieren lassen.
Da zur Zeit Holz der nachgefragte Energiestoff ist, wird viel Wert auf Schnellwuchsholz, wie die Pappel oder Kurzumtriebsplantagen gelegt. Schnellwuchsholz hat den Vorteil, dass es nur wenig Rinde bildet, die im Zeitablauf Schwermetalle sammelt und damit für die technische Verarbeitung Probleme bereitet. Allerdings brauchen diese als breite Streifen auf den Äckern denkbaren Gehölze, trotzdem sechs bis acht Jahre Wachstum, bevor sie geerntet werden könnten: Wer gibt den Bauern für diesen Zeitraum eine Abnahmegarantie, fragte Dr. Vetter.
Da für die BtL-Technik große Mengen an Biomasse notwendig ist, werden ganz neue Dimensionen angesprochen. Bei dem Holzeinzugsgebiet für eine Anlange in Sigmaringen reichte der Radius bis nach Tübingen.

Neue Logistik
Schon auf der Pressekonferenz beschwichtigte Dr. Andrea Schütte von der FNR, dass die BtL-Technik nicht eine Frage von groß und klein, von regional oder überregional sei. BtL sei eine von verschiedenen Optionen für die Energieversorgung.
Trotzdem wird eine ganz neue Anforderung an die Transportlogistik gestellt, wie Franziska Müller-Langer vom Institut for Energy and Environment gGmbH aus Leipzig aufzeigte. Gegenüber allen anderen bisherigen Biomasseverwertungen kreiert eine BtL-Anlage mit mindestens 150 MW Leistung und 500.000 Tonnen Biomassebedarf pro Jahr einen Quantensprung in der Dimensionierung. Der Einzugsraum für eine 150 MW-Anlage kann bei energiedichtem Holz bis zu 30 km liegen, während für eine 2 GW-Anlage für Stroh mit einer niedrigeren Energiedichte aus bis zu 170 km Entfernung herangeführt werden müsste. Der Einzugsradius ergibt sich direkt aus der mit Energiepflanzen bewirtschafteten Fläche, sowie deren Energiedichte und Anbauintensität.
In groß dimensionierten Maßstab ließe sich auch die Sammlung der Biomasse und die Ausgliederung der Pyrolyse dezentralisieren, um dann nach dem Lkw die Produkte mit dem Binnenschiff oder der Eisenbahn zur zentralen BtL-Anlage zu verbringen.

Die Bedarfsdimension
Ob die Anstrengungen für die BtL-Technik angesichts des Logistikbedarfes nicht schon zu groß dimensioniert sind, relativiert ein Blick auf die Bedarfsseite. In der Güterwirtschaft stellt der Verkehrssektor den wesentlichsten Sektor dar. Transporte für Güter und Personen sorgen für das reibungslose Funktionieren des europäischen Marktes. Der Verkehrssektor stellt sieben Prozent des europäischen Bruttoinlandsproduktes dar und die EU hat 2001 das Weißbuch zur nachhaltigen Mobilität vorgelegt, dass in diesem Jahr noch zwischen bewertet werden soll. Das Weißbuch behandelt neben dem Straßenverkehr auch den Schiffs-, Schienen- und Luftverkehr. Der Lkw transportiert mit 44 Prozent aller Güter aber immer noch das meiste über die Straße. Zur Nachhaltigkeit der Mobilität zählen Innovationen im Bereich der Energieeffizienz und der Einsatz alternativer Energien. Daraus leitet die EU die Forderung ab, bis 2010 den Anteil der Biokraftstoffe auf 5,75 Prozent zu schrauben. Das bedeutet einen Anstieg des Kraftstoffes aus Biomasse von einer Million auf 19 Mio. Tonnen Öläquivalent zwischen 2003 und 2010. BtL ist das einzige Verfahren, dass aus Biomasse direkt flüssigen Treibstoff machen kann. Eine Jahresproduktion von fünf Millionen Tonnen BtL-Treibstoff hält Prof. Dr. Jürgen Zeddies von der Universität Hohenheim in Deutschland für möglich. Dafür brauche man 30 Millionen Tonnen Biotrockenmasse, rechnet der Ökonom vor.

Welthandel
Der weltweite Biomassehandel ist zur Zeit noch unterentwickelt, führte Prof. Zeddies aus. Meist ist die Transportwürdigkeit nicht gegeben und die Nachfrage noch zu gering. Aber erste Warenströme zeichnen sich bereits ab. Scheitholz und Pellets werden im Handel als Energieholz zusammengefasst und erzielten 2001 einen innereuropäischen Handelswert von rund 102 Mio. US-Dollar. Der bedeutendste Energieholzexporteur ist Polen mit rund 16 Mio. US-Dollar. Nennenswerte Warenströme gibt es auch von Bulgarien nach Griechenland und von Ungarn nach Österreich und Italien. Der bedeutendste Abnehmer von Energieholz ist Deutschland.
Welche Auswirkungen eine steigende Nachfrage nach Biomasse haben kann, zeigen Studien über die Wechselwirkungen zwischen Zuckerrohr als Nahrungsmittel und Ausgangsstoff für die Ethanolproduktion.
Wenn aber gerade flächenstarke Länder größer in die Produktion und den Handel mit Biomasse oder gar mit veredelten Produkten einsteigen, dann stellt Prof. Zeddies eines fest: Aktuell liegt ein Schutzzoll von 19,2 Cent auf einen Liter brasilianischen Biodiesels, um ihn an das europäische Preisniveau anzupassen. „Wenn dieser fällt, dann ist die Biokraftstoffproduktion in Europa uninteressant.“

roRo

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