Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag

Christine Rösch • Detlef Wintzer • Ludwig Leible • Eberhard Nieke

Verbrennung von Biomasse zur Wärme- und Stromgewinnung

1. Sachstandsbericht zum Monitoring »Nachwachsende Rohstoffe«

TAB-Arbeitsbericht Nr. 041. Berlin 1996, 112 Seiten

Zusammenfassung

Die energetische Nutzung von Biomasse als erneuerbare Energieträger weist in Deutschland ein mittel- bis langfristiges Potential von ca. 6-13% bezogen auf den Primärenergieverbrauch auf. Dieser technisch mögliche Beitrag der Biomasse zur Energiegewinnung wird gegenwärtig bei den land- und forstwirtschaftlichen Reststoffen nur zu einem Bruchteil (rd. 1%) ausgeschöpft. Der gezielte Anbau biogener Festbrennstoffe ist trotz der Förderung durch die Stillegungsprämie mit derzeit rd. 340 ha vernachlässigbar gering.

Wichtigster Grund hierfür ist die geringe Wirtschaftlichkeit der Wärme- und Stromgewinnung aus holzigen und halmgutartigen Energiepflanzen. Unter den gegenwärtigen energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen kann diese nur in besonders günstigen Fällen mit den fossilen Energieträgern konkurrieren. Der Investitionsbedarf zur Errichtung der Anlagen, die mit biogenen Festbrennstoffen betrieben werden, ist im Vergleich zu heizöl- und erdgasbefeuerten Anlagen deutlich höher. Im Vergleich zu Kohle sind die erforderlichen Investitionen zwar nicht entscheidend höher, die Preise für Biobrennstoffe liegen jedoch deutlich höher als die für Importkohle oder Braunkohle.

Die Bereitstellungskosten für Biomasseenergieträger lassen sich in absehbarer Zeit durch züchterische, anbau- oder erntetechnische Maßnahmen nicht soweit verringern, daß die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung von Biomasse zur Wärme- und Stromgewinnung entscheidend verbessert werden kann. Kostendegressionseffekte im Anlagenbau lassen sich erst dann erschließen, wenn eine größere Anzahl an Biomasseverbrennungsanlagen realisiert wird und Serienanfertigungen möglich sind.

Eine verstärkte energetische Nutzung von Biomasse anstelle von fossilen Energieträgern könnte einen nennenswerten Beitrag zur Verringerung der CO₂-Emissionen leisten. Das Verhältnis zwischen dem Subventionsbedarf und den erzielten CO₂-Entlastungen ist gemessen an anderen erneuerbaren Energieträgern relativ günstig. Die CO₂-Minderungskosten durch eine energetische Nutzung von Biomasse sind im Vergleich zur Stromerzeugung aus Wasserkraft sowie aus Windkraftwerken an besonders geeigneten Standorten etwas höher. Im Vergleich zur Energiegewinnung an weniger windbegünstigten Standorten (3-5 m/s) und bei solarthermischen und photovoltaischen Anlagen sind sie dagegen etwas niedriger.

Schwerwiegende Umweltnachteile durch einen gezielten Anbau von Energiepflanzen sind nicht zu erwarten. Im Gegensatz zu den Nahrungs- und Futtermitteln ist das Produktionsziel bei den biogenen Festbrennstoffen kein hoher Eiweiß- und Ölgehalt, sondern ein hoher Anteil an Lignocellulose. Dafür geeignete Energiepflanzen dürften deshalb mit einer geringeren Intensität angebaut werden als Nahrungs- und Futtermittelpflanzen. Aus verbrennungstechnischer und emissionsseitiger Sicht sind Biomasseenergieträger mit geringen Stickstoff-, Kalium- und Chloridgehalten vorteilhaft. Ins Gewicht fallende Umweltbelastungen durch Schadstoffemissionen sind bei der Energieumwandlung in modernen, gut geführten Biobrennstoffanlagen nicht zu erwarten.

Das erreichte Niveau und die Ausbaugeschwindigkeit der Wärme- und Stromerzeugung aus Biomasse in Deutschland sind gegenwärtig unbefriedigend

• im Vergleich zum Biomasseeinsatz in anderen europäischen Ländern, wie z.B. in Dänemark oder in Österreich,
• gemessen an dem mittel- bis langfristig erreichbaren Biomasseeinsatzpotential und den möglichen Beiträgen zur CO₂-Minderung in Deutschland,
• angesichts des relativ günstigen Verhältnisses zwischen dem erforderlichen Subventionsbedarf und der erzielten CO₂-Entlastung und
• im Hinblick auf den wachsenden Technologievorsprung einiger Nachbarländer und die sinkenden Wettbewerbschancen der deutschen Industrie bei der Vergabe inländischer Aufträge sowie auch beim Export von Biomasseverbrennungsanlagen.

Die wesentlichen Gründe dafür sind

• die energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen,
• die teilweise verbesserungsbedürftige Ausgestaltung bestehender Förderungen und der insgesamt zu geringe Umfang an finanziellen Fördermaßnahmen,
• die noch vorhandenen Lücken bei der Forschung, Entwicklung und Demonstration der energetischen Nutzung von Biomasse sowie
• die aufkommende Resignation bei verschiedenen Projektinitiativen und Anlagenherstellern.

Eine nennenswerte Veränderung der beschriebenen Situation könnte durch ein vernetztes Konzept von Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsaktivitäten sowie die Schaffung eines bundesweit ausgelegten Marktanreizprogramms erreicht werden, durch das mehr als nur einige wenige Pilot- oder Demonstrationsanlagen zur Wärme- und Stromgewinnung aus Biomasse realisierbar wären. Bis 2005 könnten so durch entsprechende Fördermaßnahmen 3.000 bis 6.000 MW Brennstoffleistung installiert werden. Die Finanzmittel für ein - hier zur Diskussion gestelltes - Programm zur Förderung der Energiegewinnung aus Biomasse müßten bis 2005 auf dreistellige Millionenbeträge pro Jahr anwachsen.

Die finanzielle Förderung sollte von der Größenklasse der Feuerungsanlagen abhängig gemacht werden. Für mittelgroße Anlagen mit Wärme-Kraft-Kopplung, die in einer verläßlich meßbaren Weise in ein Wärmenetz einspeisen, wäre eine produktorientierte Förderung über eine Wärmeeinspeisungsbeihilfe und eine fortgeführte Stromeinspeisungsvergütung sowie eine begrenzte Stromerzeugungsbeihilfe und eine angepaßte Investitionsbeihilfe zu erwägen.