Die energetische Nutzung sollte grundsätzlich erst erfolgen, wenn die stoffliche Nutzung der Biomasse ausgeschöpft ist, da die stoffliche Verwertung eine höhere Wertschöpfung erzielt. Unabhängig davon vereint Biomasse als Energieträger viele Vorteile. Biomasse ist:

  • speicherbar
  • transportierbar
  • konvertierbar
  • verfügbar und bezahlbar und
  • bezüglich der Energiebilanz immer positiv

Allerdings hat Biomasse gegenüber fossilen Energieträgern einen höheren Sauerstoffgehalt und der Kohlenstoff liegt in teiloxidierter Form vor. Daher ist der Energieertrag je Gewichtseinheit geringer (siehe Tabelle). Die Feuerungstechnik von Biomasse-Heizkesseln muss entsprechend angepasst werden, da Biomasse aus Paludikultur andere Brennstoffeigenschaften als fossile Brennstoffe hat (Ascheschmelzpunkt, -anteil, Inhaltsstoffe). Wie bei Feuerungsanlagen von Stroh sollte z. B. das Rost beweglich sein, der Feuerungsraum sowie der Wärmetauscher sollten korrosionsgeschützt sein und Filteranlagen müssen eingebaut sein. Die Aschekonzentration der Paludikultur-Gräser ist in derselben Größenordnung wie bei Stroh und Miscanthus, aber höher im Vergleich zu Holz (siehe Tabelle). Auf der anderen Seite ist die Ascheerweichungstemperatur bei bspw. Rohrglanzgras und Schilf höher als bei Stroh und damit die Gefahr der Schlackebildung niedriger. Verbrennungskritische Inhaltsstoffe sind teilweise höher und teilweise niedriger im Vergleich zu Holz; dasselbe gilt im Vergleich zu Stroh und Miscanthus. Die durchschnittlichen Stickstoffkonzentrationen liegen teilweise leicht über dem Grenzwert von 0,6%. Praktische Tests haben ergeben, dass es keine Probleme bei den Verbrennungsabläufen gibt. Verbesserungsbedarf gibt es aber bei der Zuführung der Biomasse und der Verteilung der Biomasse im Brennraum. Auch hinsichtlich der Staub- und Feinstaubemissionen gibt es noch Forschungsbedarf.

Das bundesweit erste Paludikultur-Biomasse-Heizwerk steht in Malchin (Mecklenburg-Vorpommern) und wurde 2014 von der Agrotherm GmbH in Betrieb genommen. Die Anlage, die als ein gutes Beispiel dient, verbrennt Biomasse aus wiedervernässten Niedermooren, die eine Gesamtfläche von ungefähr 300 Hektar einnehmen. Die erzeugte Wärme versorgt über das bestehende Fernwärmenetz der Stadt Malchin 1.000 Wohnein¬heiten, eine Schule und eine Kindertagesstätte. Jährlich produzieren ca. 800 bis 1.000 Tonnen Brennstoff 2,9 bis 3,8 GWh. Das entspricht 290.000 bis 380.000 Liter Heizöl. Die Biomasse wird als Rundballen mit angepasster Grünlandtechnik im Sommer geerntet.

Direktverfeuerung

Für die Verwertung als Energieträger in der Direktverfeuerung eignen sich Rohrkolben, Schilf, Rohrglanzgras, Seggen und Schwarzerle. Diese Pflanzen sind hochproduktiv und haben hohe Heizwerte. Die im Winter, außerhalb der Vegetationsperiode, geerntete Biomasse weist bessere Brennstoffeigenschaften auf als während der Vegetationsperiode geerntete Biomasse. Der Trockenmassegehalt ist höher und verbrennungskritische Inhaltstoffe sind durch Auswaschung sowie Rückverlagerung in den Wurzelraum reduziert.

Aus Sicht der Wirtschaftlichkeit können diese nachwachsenden Energieträger allerdings derzeit nicht mit fossilen Energieträgern mithalten.

Für die Direktfeuerung wird gehäckseltes Material oder Biomasse in Ballen verwendet. Um gehäckseltes Material zu lagern, darf der Feuchtegehalt nicht zu hoch sein. Als Obergrenze wird 25% angegeben. Für eine sichere Lagerung über einen längeren Zeitraum, z.B. ein Jahr, sollte der Feuchtegehalt höchstens 18% betragen. Anderenfalls ist eine Ventilierung notwendig. Die kostengünstigste Option ist die Lagerung unter freiem Himmel als Haufen abgedeckt mit atmungsaktiver Folie. Eine andere Möglichkeit der Lagerung ist die Silage der Biomasse.

In größeren Verbrennungsanlagen ist die Nutzung von Ballen möglich. Die Kompaktierung findet auf der Fläche oder am Flächenrand statt. Auf eine weitere Aufbereitung kann verzichtet werden. Großballen, die einen Feuchtegehalt von höchstens 25% haben sollten, sind schwierig zu trocknen.

Briketts und Pellets:

Für die Herstellung von Briketts (140–170 kg/m³) und Pellets (500–700 kg/m³) eignen sich Rohrkolben, Schilf, Rohrglanzgras und Seggen. Die Aufbereitung zu Briketts und Pellets hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber der Direktfeuerung. Die Eigenschaften des Brennstoffs werden optimiert: Der Brennstoff wird homogener, die Lagerungs- und Transportdichte werden erhöht und der Einsatz in kleineren Anlagen und mit hohem Automatisierungsgrad wird ermöglicht. Außerdem ist es einfacher zu handhaben gegenüber gehäckseltem Material. Neben stationären Anlagen gibt es auch mobile Anlagen für die Pelletierung, was den Vorteil hat, dass die Rohbiomasse nicht weit transportiert werden muss. Der Nachteil ist allerdings, dass ein höherer Energie- und Kostenaufwand vorhanden ist. Ein Praxistest mit Schilfbriketts zeigte, dass es keine Schwierigkeiten mit der Bildung von Agglomeraten bzw. mit einer Verschlackung gab. Die Grenzwerte für gasförmige Emissionen, wie z.B. NOx, für Kleinfeuerungsanlagen wurden eingehalten. Auf der anderen Seite gab es Probleme mit dem Transport der Asche aus dem Brennraum. Der Brennraum wurde außerdem verschmutzt durch die Kondensation gasförmiger anorganischer Bestandteile. Beides dürfte sich technisch lösen lassen.

Biokraftstoffe:

Zur Herstellung von Biogas, Bioethanol und synthetischem Biokraftstoff kann die im Sommer oder Herbst geerntete Biomasse von Rohrkolben, Schilf, Seggen und Rohrglanzgras verwendet werden. Das Methanpotential von Rohrglanzgras beträgt 3.800 bis 4.200 m³ CH4 ha-1 a-1, das Brutto Energie Potential beträgt 37 bis 41 MWh ha-1 a-1. Mit einer jährlichen Ernte von einem Hektar könnte ein PKW umgerechnet 47.000 bis 53.000 Kilometer fahren. Wie bei anderen energetischen Verwertungen steht auch hier die Ernte- und Verarbeitungstechnik noch am Anfang der Entwicklung.

  1. El Bassam (2010): Handbook of Bioenergy Crops, A Complete Reference to Species, Development and Applications, Earthscan, London, Washington, DC↩
  2. Wichtmann et al. (2014): Combustibility of biomass from wet fens in Belarus and its potential as a substitute for peat in fuel briquettes, Mires and Peat, Volume 13, Article 06, 1–10↩
  3. Wichtmann et al. (2016): Paludikultur - Bewirtschaftung nasser Moore, Klimaschutz - Biodiversität - regionale Wertschöpfung, Schweizerbart↩
  4. Gaudig et al. (2014): Moornutzung neu gedacht: Paludikultur bringt zahlreiche Vorteile, Re-thinking mires: Advantages of paludiculture, ANLIEGEN NATUR 36(2): 67–74, ISBN 978-3-944219-10-3 ↩
  5. El Bassam (2010): Handbook of Bioenergy Crops, A Complete Reference to Species, Development and Applications, Earthscan, London, Washington, DC↩
  6. El Bassam (2010): Handbook of Bioenergy Crops, A Complete Reference to Species, Development and Applications, Earthscan, London, Washington, DC↩
  7. El Bassam (2010): Handbook of Bioenergy Crops, A Complete Reference to Species, Development and Applications, Earthscan, London, Washington, DC↩
  8. El Bassam (2010): Handbook of Bioenergy Crops, A Complete Reference to Species, Development and Applications, Earthscan, London, Washington, DC↩
  9. Wichtmann et al. (2016): Paludikultur - Bewirtschaftung nasser Moore, Klimaschutz - Biodiversität - regionale Wertschöpfung, Schweizerbart↩
  10. El Bassam (2010): Handbook of Bioenergy Crops, A Complete Reference to Species, Development and Applications, Earthscan, London, Washington, DC ↩
  11. Wichtmann et al. (2014): Combustibility of biomass from wet fens in Belarus and its potential as a substitute for peat in fuel briquettes, Mires and Peat, Volume 13, Article 06, 1–10↩
  12. Wichtmann et al. (2016): Paludikultur - Bewirtschaftung nasser Moore, Klimaschutz - Biodiversität - regionale Wertschöpfung, Schweizerbart↩