Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschungsstrategie für Energiegewinnung aus Biomasse

06.02.2007
Die Mitgliedsinstitute des ForschungsVerbunds Sonnenenergie (FVS) haben eine abgestimmte Forschungsstrategie zur Energieerzeugung aus Biomasse vorgelegt. Mit dem Papier stellen sie die Leitlinien ihrer Forschungsarbeiten für die nächsten Jahre auf diesem Gebiet vor. Biomasse kann für die Energieversorgung der Zukunft einen wichtigen Beitrag leisten.

Im Konzert der erneuerbaren Energien wird sie eine besondere Rolle spielen, weil sie sehr gut verfügbar ist und man mithilfe von Biomasse Energie genau zu der Zeit und an dem Ort bereitstellen kann, wo sie benötigt wird. Als besonders aussichtsreich bewerten die Wissenschaftler das Polygeneration-Konzept, eine Nutzungstechnologie bei der Strom, Wärme und Kraftstoffe gleichzeitig erzeugt werden. Dieses Konzept ist großtechnologisch umsetzbar und produziert Kraftstoffe, die als Brückenkraftstoffe für eine zukünftig denkbare Wasserstoffwirtschaft dienen können.

Die Wissenschaftler machen auf das große noch unerschlossene Anwendungspotenzial von Biomasse aufmerksam, zu dessen Nutzung Technologien erforscht und weiterentwickelt werden müssen. Der Forschungsverbund empfiehlt eine Erhöhung der Fördermittel für diesen erheblichen Forschungs- und Entwicklungsbedarf auf mindestens 30 Millionen Euro pro Jahr, was ungefähr einer Verdreifachung entspricht.

Nutzungspotenziale von Biomasse

Der Vorteil von Biomasse ist, dass sie als gespeicherte Sonnenenergie zeitlich und räumlich flexibel in alle Energieformen umgewandelt werden kann:

o Biomasse ist durch Verbrennung direkt in Wärme umwandelbar.
o Strom aus Biomasse wird durch Verbrennung und Vergasung erzeugt.
o Bei der Stromerzeugung aus Biomasse entsteht auch Wärme, die durch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen genutzt werden kann.

o Aus Biomasse lassen sich Kraft- und Brennstoffe erzeugen, die fossile Kraftstoffe für Fahrzeugantriebe ersetzen oder Brennstoffzellen in mobilen und stationären Anwendungen versorgen.

Nutzungskonkurrenzen

Da man jede Pflanze nur einmal verwenden kann, stehen die verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten miteinander und mit der Nahrungsproduktion in Konkurrenz.

In Deutschland kann das derzeit technisch nutzbare Potenzial der Biomasse ca. 10% des Gesamtenergieverbrauchs an Strom, Wärme und Kraftstoff decken. Dabei haben die Potenzialstudien des FVS berücksichtigt, das stets genügend Ackerfläche zur Nahrungsmittelproduktion vorhanden sein muss.

Bei der Entscheidung für die beste energetische Verwendung ist es notwendig, den gesamten Konversionspfad vom Anbau bis zur Zielenergieform energetisch und ökologisch zu betrachten, um die knappe Ressource Biomasse effizient und hinsichtlich eines optimalen erneuerbaren Energiemixes nachhaltig und mit bestem Wirkungsgrad zu nutzen . Außerdem ist eine Verwendung besonders sinnvoll, wenn die spezifischen Eigenschaften von Biomasse als Energiespeicher von besonderem Interesse sind oder wo sie als Kraftstoff nahezu die einzige Alternative bildet. Grundsätzlich gilt: Biomasseanlagen sollten immer mit Kraft-Wärme-Kopplung betrieben werden.

Das Polygeneration-Konzept

Das Polygeneration-Konzept mit der gleichzeitigen Erzeugung von Strom, Wärme und Kraftstoff bietet einen aussichtsreichen Ansatz, Biomasse sehr effizient und wirtschaftlich zu nutzen. Dafür wird Biomasse in einem thermochemischen Prozess in Wärme, Strom und Kraftstoff umgewandelt. Dieses Konzept ist auch großtechnologisch umsetzbar.

Strom aus Biomasse

Strom aus Biomasse eignet sich im Stromverbund der verschiedenen erneuerbaren Energien als Hintergrundsicherungssystem, um das schwankende Leistungsangebot von Photovoltaik und Windgeneratoren auszugleichen.

Wärmeerzeugung aus Biomasse

Biomasse ist durch Verbrennung direkt in Wärme umwandelbar. Diese thermische Konversionstechnik hat zwar bereits einen hohen technischen Stand erreicht, aber sie muss deutlich umweltfreundlicher und effizienter werden und soll hinsichtlich ihrer Rolle im Polygenerationprozess entwickelt werden. Dabei ist die optimale Nutzung der Abwärme bei der Stromerzeugung durch Kraft-Wärme-Kopplung entscheidend.

Kraftstoffe aus Biomasse auch als Brückenkraftstoffe

Die Gewinnung wasserstoffreicher Energieträger aus Biomasse ist als Baustein einer langfristigen Wasserstoffperspektive im mobilen Bereich zu sehen. Wenn Wasserstoff der Kraftstoff der Zukunft werden soll, dann brauchen wir heute die Entwicklung von Brückentechnologien und Brückenkraftstoffen. Biomethan kann ein solcher Brückenkraftstoff sein. Aus Sicht des FVS stellt die Methanerzeugung aus Biomasse eine attraktive Alternative zur Biomass-To-Liquid (BTL)-Erzeugung dar.

In einem Polygenerationkonzept wird Synthesegas aus Biomasse hergestellt. Dabei kann etwa 75% der in der Biomasse gespeicherten Energie als chemische Energie des Wasserstoffs bereitgestellt werden. Vorteilhaft ist, dass die Verwertung von unterschiedlichster Pflanzenarten und aller Pflanzenteile möglich ist, so dass der Anbau von Monokulturen vermieden werden kann und die Pflanzen sehr effizient genutzt werden.

Gesetzliche Rahmenbedingungen für Integration der Bioenergien verbessern

Künftige Gesetzesinitiativen müssen die Integration von Biomasse in die Versorgungsstrukturen stärker beachten. Zurzeit sind Biogasanlagen oft konzeptionell zu sehr auf die wirtschaftlichen Vorgaben des EEG festgelegt. Der Strom aus Biomasse sollte vor allem dazu dienen, die attraktiven Möglichkeiten, die die Bioenergie für Systemdienstleister bietet, zu nutzen, um die Regelbarkeit des Stromnetzes mit hohen Anteilen aus erneuerbaren Energien zu verbessern.

Bei der Standortwahl für Biogasanlagen muss auch die wirtschaftliche Nutzung der entstehende Wärme durch Kraft-Wärme-Kopplung gesichert sein, was in dörflichen Strukturen oft zu unwirtschaftlich ist. Daher ist auch unter Gesichtspunkten der Energieeffizienz die Verabschiedung eines Erneuerbare-Wärmeenergie-Gesetzes zu empfehlen. Durch die Vergütung der Wärmeproduktion würde die effizientere Nutzung der Biomasse auch die wirtschaftlich attraktivere Lösung sein.

Anhebung der Fördermittel für die Bioenergie-Forschung

Bei der Nutzung der Biomasse besteht noch ein großes unerschlossenes Anwendungspotenzial und ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Die Finanzierungsmittel des Bundes für Forschung und Entwicklung sind gemessen an den Herausforderungen und dem Forschungsbedarf unzureichend. Für 2007 stehen lediglich 11 Mio. Euro für Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur Verfügung. Der ForschungsVerbund Sonnenenergie empfiehlt eine Verdreifachung der Mittel auf mindestens 30 Mio. Euro pro Jahr. Im Rahmen solch eines erweiterten Forschungsbudgets sollten beispielsweise diese Themen dringend behandelt werden:

Für die Stromerzeugung

o Systemtechnische Untersuchungen der gesamten Konversionskette
o Integration von Bioenergieanlagen in intelligente Netze
o Innovative Konzepte zur Kraft-Wärme-Kopplung im kleinen Leistungsbereich
Für die Wärmegewinnung
o Für den Einsatz biogener Festbrennstoffe in Heizungsanlagen müssen emissionsärmere Verbrennungsprozesse unter Vermeidung von Betriebsproblemen wie z. B: Verschmutzungen und Korrosionen erforscht werden. Sie müssen kostengünstiger und technisch verlässlicher werden.

Für die Kraftstoffgewinnung

o Weiterentwicklung des Polygenerationkonzepts zur gleichzeitigen Herstellung von Kraftstoff, Wärme und Strom.

o Systemtechnische Einbindung dieser Anlagen in die Gesamtheit der Energieversorgungsstrukturen

HINTERGRUND

Der ForschungsVerbund Sonnenenergie ist eine Kooperation außeruniversitärer Forschungsinstitute. Das Themenspektrum reicht von Solarenergie über Wasserstofftechnologie und Geothermie bis hin zur Windenergie. Mit etwa 1500 Mitarbeitenden repräsentiert der FVS ungefähr 80 % der Forschungskapazität für erneuerbare Energien in Deutschland.

FVS-Mitgliedsinstitute:

- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
- Forschungszentrum Jülich GmbH
- Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme Freiburg
- GeoForschungsZentrum Potsdam
- Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH
- Institut für Solarenergieforschung Hameln Emmerthal GmbH
- Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V.
- Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (ZAE Bayern)
- Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg
PRESSEKONTAKT:
Petra Szczepanski
Öffentlichkeitsarbeit ForschungsVerbund Sonnenenergie
Kekuléstraße 5, 12489 Berlin
Tel. 030/ 8062-1337
Fax 030/ 8062-1333
E-Mail: fvs@hmi.de

Petra Szczepanski | idw
Weitere Informationen:
http://www.FV-Sonnenenergie.de
http://www.fv-sonnenenergie.de/Solarpolitik/Solar-Argumente/index.html

Weitere Berichte zu: Biomasse FVS Kraft-Wärme-Kopplung Kraftstoff Wärme

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht »ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern
18.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Intelligentes Lademanagement entwickelt – Forschungsprojekt ePlanB abgeschlossen
18.10.2017 | Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie