Die Biomasse fließt derzeit zu rund 10 % in die Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien ein. Daher ist es wichtig, sich auf die Suche nach Pflanzen zu machen, mit denen sich viel Biomasse bilden und für die Energiegewinnung einsetzen lässt. Oft heißt es, dass vor allem Mais an dieser Stelle überzeugen kann. Erfahre hier, welche Alternativen es zu Mais gibt.
Zur Erzeugung von Energie aus Biomasse werden auch Pflanzen eingesetzt. Dabei kommt es nicht nur darauf an, dass diese einen hohen Ertrag an Biomasse haben. Soll aus den Pflanzen beispielsweise Biogas gewonnen werden, ist auch ein Blick auf den Methanertrag wichtig. Im Fermenter kommt es zur Bildung von Biomethan. Bei Maissilage liegt die Dauer jedoch bei 90 Tagen, während Zuckerrüben bereits nach 15 Tagen Biomethan bilden können.
Ein weiterer Aspekt ist die Frage, ob es sich um eine mehrjährige Pflanze handelt oder die Ackerfläche jedes Jahr aufs Neue bearbeitet werden muss. Gerade aus ökologischer Sicht ist es sinnvoll, sich für mehrjährige Pflanzen zu entscheiden, da sich auf diese Weise Erosion stoppen lässt und der Boden besser geschützt ist.
Die Nutzung von Energiepflanzen bringt allerdings die Flächen-Problematik mit sich. Sollen erneuerbare Energien einen noch größeren Anteil an der Energieversorgung haben, werden auch größere Mengen an Biomasse benötigt. Die Anbauflächen sind jedoch begrenzt. Interessant ist die Frage, welche Lösung es an dieser Stelle geben kann.
5.9.2023 Update: Der Bedarf an Biomasse steigt – Doch aber scheint das auch der Markt zu erkennen – Studie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz sieht starke Preissteigerungen bei Biogas-Rohstoffen.
Ganzpflanzengetreide bilden einiges an Biomasse
Eine der Alternativen zu Mais, die vermehrt im Gespräch sind, ist das Ganzpflanzengetreide. Hier wird immer wieder auf den Vorteil verwiesen, dass es auch über die Winterzeit viel Biomasse bilden kann. Dabei kommt es vor allem darauf an, dass in den Wintern ausreichend Niederschläge erfolgen und der Vorsommer eher trocken ist. Ganzpflanzengetreide, wie beispielsweise Winterroggen und auch Wintergerste, erzeugen so eine hohe Menge an Biomasse.
Pflanzen mit hoher Biomasse für Grünlandregionen
In Grünlandregionen muss geschaut werden, dass sich hier Pflanzen anbauen lassen, die mit den besonderen Gegebenheiten gut umgehen können und dabei noch eine große Menge Biomasse zur Verfügung stellen. Als praktisch erwiesen hat sich in dem Zusammenhang das Riesenweizengras. Geerntet wird zweimal im Jahr. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Erträge vergleichbar mit der Biomasse sind, die durch Mais gebildet wird. Ein großer Vorteil von Riesenweizengras ist jedoch, dass es auch dort angebaut werden kann, wo Mais nicht oder nur begrenzt wächst. Dadurch können Anbauflächen in Bereichen genutzt werden, die bisher für den Anbau von Energiepflanzen noch nicht in Betracht gezogen wurden.
Blühmischungen haben sich nicht bewährt
Es kam die Idee auf, für den Anbau von Biomasse in Form von Energiepflanzen auf Blühmischungen zurückzugreifen. Diese hätten gleichzeitig den Vorteil, dass sie ökologisch besonders wertvoll sind, denn Blühmischungen versorgen gleichzeitig Insekten mit Nahrung. Ein Test für die Verwendbarkeit von Blühmischungen als Energiepflanzen wurde bereits durchgeführt und zwar schon in den Jahren zwischen 2013 und 2015. Es hat sich gezeigt, dass die aus den Blühmischungen entstehenden Erträge nicht annähernd vergleichbar mit denen waren, die Mais zur Verfügung stellt.
Wenn dennoch überlegt wird, in einigen Bereichen die Blühmischungen einzusetzen, sollten die Mischungen individuell an den jeweiligen Standort angepasst werden.
Sinnvolle Kombination aus Pflanzen wie Sonnenblumen mit Mais für viel Biomasse
Geht es um den Ertrag der besten Biomasse, hat sich gezeigt, dass eine Mischung aus Mais und Sonnenblumen sinnvoll sein kann. Die aus Amerika stammende Sonnenblume benötigt viel Wärme und Licht, allerdings schaffen die Pflanzen auch ein hohes Wachstum. Mit einer Aussaat ab Mitte April wird sichergestellt, dass die Pflanzen genügend Wärme erhalten. Sie haben einen sehr hohen Anteil an Öl, dadurch bringen Sonnenblumen auch einen hohe Methangehalt mit, wenn sie zu Biogas verarbeitet werden.
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Allerdings ist die Biomasse der Sonnenblumen nicht ganz so hoch. Sie liegt unter der Biomasse von Mais. Gerade der hohe Methananteil macht die Sonnenblume dennoch zu einer beliebten Energiepflanze. Bei einer gemeinsamen Pflanzung mit Mais, können die Vorteile beider Energiepflanzen auf dem Ackerland genutzt werden.
Zusatzinformationen: Hier kannst du einen Artikel über die Formen der Bioenergie nachlesen.
Einsatz von Zweikultur-Nutzungssystemen
In dem Zusammenhang der Suche nach der Pflanze mit der besten Biomasse, hat sich unter anderem das Zweikultur-Nutzungssystem entwickelt. Was verbirgt sich dahinter? Das Ziel ist es, die wertvollen Flächen das gesamte Jahr über für die Produktion von Biomasse nutzen zu können. Der Anbau der Winterung erfolgt, die Ernte wird dann recht früh durchgeführt. Anschließend erfolgt der Anbau einer Sommerung. Dies funktioniert nur an Standorten, an denen ausreichend Wärme und Licht zur Verfügung steht. Teilweise können Beregnungen notwendig werden.
Für den Hauptfruchtanbau werden noch immer gerne Maispflanzen verwendet, da diese die beste Biomasse zur Verfügung stellen. Dennoch haben auch Sonnenblumen sowie Zuckerhirse und Sudangras bereits gute Erträge geliefert. Die Ausnutzung der Vegetationszeit ist ein weiterer großer Vorteil der Zweikultur.
Pflanzen für viel Biomasse züchten – Lösungsansätze für das Flächenproblem
Es gibt erste Bestrebungen dazu, Pflanzen so zu züchten, dass sie in der Lage sind, noch mehr Biomasse zur Verfügung zu stellen. Ziel ist es, auf diese Weise noch ressourcenschonender Arbeiten zu können. Die fehlenden Landflächen für die benötigte Menge an Pflanzen zur Energiegewinnung sind schon länger ein Thema. In den USA wurde bereits am Mais gearbeitet. Die gentechnischen Veränderungen sorgen dafür, dass es zu einer Amylase kommt, der Mais im Vergärungsprozess also weniger Energie und Wasser benötigt.
Es gibt verschiedene Vorgänge bei der Züchtung von Energiepflanzen, mit denen optimierte Ergebnisse erzielt werden sollen. Diese sind:
- Hybridzüchtungen
- Gentechnik
- Smart Breeding
- Genome Editing
Dabei geht es unter anderem darum, die Inhaltsstoffe zu optimieren und dafür sorgen zu können, dass die gesamten Pflanzen optimal verwertet werden können.
Fazit benötigte Energiemengen aus viel Biomasse bergen Ressourcenprobleme
Biomasse für die Gewinnung von erneuerbaren Energien setzt sich zu großen Teilen aus Energiepflanzen zusammen. Die steigende benötigte Menge an Energie aus Biomasse sorgt aber für Probleme. Für eine optimale Nutzung und ressourcenschonenden Anbau, werden spezielle Pflanzen eingesetzt und sogar gezüchtet.
