Die nachwachsenden Rohstoffe stellen neben den Fossilen und der Kernenergie einen der Hauptbestandteile der aktuellen Energieversorgung dar. Die nachwachsenden Rohstoffe gehören zum „Non Food“-Bereich und werden dabei als ein Teilbereich der regenerativen Ressourcen betrachtet. Gegenwärtig werden zirka 80% der benötigten Energie durch fossile Ressourcen und 14% durch erneuerbare Energieträger abgedeckt. Die nachwachsenden Rohstoffe stellen dabei noch 9,5% der regenerativen Energieversorgung dar. Aufgrund der Entwicklung der letzten Jahre und daraus resultierenden Prognosen wird ein weiter steigender Energieverbrauch von etwa 1% pro Jahr in den OECD-Staaten (Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung), also den höher entwickelten Staaten, erwartet (GROIßEN 2005, S. 5). In den Entwicklungsländern wird dieser Anstieg höher liegen, da diese nach und nach ihre Verhältnisse denen der Industriestaaten anpassen und ein stärkeres Wirtschaftswachstum zu verzeichnen haben, als das in einigen moderneren Staaten aktuell der Fall ist. Die Entwicklungsländer produzieren derzeit den größten Anteil ihrer Energie durch die Verarbeitung von Biomasse.
Innerhalb der nachwachsenden Ressourcen lässt sich grob eine Gliederung in Industrie- und Energiepflanzen vornehmen. Zu Ersteren zählen vor allem Farb-, Heil-, Aromastoffe und Holz. Letztere sind Biomasse und Öle. Biomasse stellt dabei ein Gemisch mehrerer verschiedener Gewächse dar, exemplarisch Pappeln, Raps, Zuckerrüben, Weizen, Mais und Gräser.
Die Arbeit thematisiert aktuelle Diskussionen der Nutzung alternativer Energien. Sonnenenergie, Biodiesel, Windkraft, Biomasse... Die Möglichkeiten erscheinen exponentiell zu wachsen. Verschiedene Themensektoren werden angesprochen und erläutert, Vor- und Nachteile dargestellt. Im Vorfeld wird ein kurzer Abstract über politische Regelungen in diesem Bereich gegeben.
Gliederung
1. Nachwachsende Rohstoffe
2. Politische Regelungen zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe und zum Umweltschutz
3. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz
4. Nachhaltigkeit
5. Bioenergie als Alternative
5.1 Bioenergieträger
5.2 Das Biomasseheizkraftwerk
5.3 Das Biogas und die Biogasanlage
6. Probleme, Potenziale und Lösungsansätze der Energieerzeugung durch nachwachsende Rohstoffe
7. Andere Nutzungsalternativen nachwachsender Rohstoffe
8. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die zukünftige Bedeutung und Nutzung nachwachsender Rohstoffe als alternative Energiequelle, analysiert die politischen Rahmenbedingungen für deren Förderung und beleuchtet die technologischen Potenziale sowie Herausforderungen bei der Umsetzung nachhaltiger Energiekonzepte.
- Aktueller Stellenwert von nachwachsenden Rohstoffen in der Energieversorgung
- Politischer Rahmen und Steuerung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
- Technologische Ansätze und Potenziale der Bioenergie (Heizkraftwerke und Biogasanlagen)
- Verhältnis zwischen industriellem Wachstum, Nachhaltigkeit und Umweltschutz
- Zukünftige Herausforderungen und ökonomische Perspektiven der Ressourcenwende
Auszug aus dem Buch
5.2 Das Biomasseheizkraftwerk
Das Biomasseheizkraftwerk dient der Energiebereitstellung in Form von Wärme und Strom durch die Verbrennung von Biomasse in verschiedenen Ausprägungen. Von 1998 bis 2000 wurden etwa zwölf Millionen Milligramm Hausmüll und hausmüllähnliche Abfälle in Biomasserostfeuerungsanlagen verbrannt (Gebhardt 2000). Ende des Jahres 2004 waren in der Bundesrepublik Deutschland insgesamt 110 Biomasseheizkraftwerke in Betrieb (BÖHME 2005, S. 15). Prinzipiell zeichnet sich in diesem Bereich der Energieerzeugung weiter eine trendstarke Zunahme ab.
Die Biomasseheizkraftwerke können dezentral, um lange Transportwege der erzeugten Energie zu vermeiden, oder zentral angeordnet sein. Die Methode der Kraft-Wärme-Kopplung ist anwendbar. Diese besagt, dass elektrische oder mechanische Energie und Wärme parallel in Kombination erzeugt werden, die dann separat genutzt werden können. Die Arbeitsweise der Kraft-Wärme-Kopplung findet in circa 50% der deutschen Anlagen Anwendung. Bei ungefähr 30% der Betriebsanwesen nutzt man ausschließlich den Prozessdampf zur Stromerzeugung (Gebhardt 2000).
Das Prinzip des Biomasseheizkraftwerkes beruht auf der Dampferzeugung als Wärmeträgermedium durch die Verbrennung von Biomasse. Die hier angegebenen Daten beziehen sich auf ein Biomasseheizkraftwerk der Bioenergie Kufstein GmbH in Kufstein, sind aber vergleichbar mit analogen Biomasseheizkraftwerken. Es handelt sich um ein Fernwärmekraftwerk. Die Bestandteile der Biomasse werden über Schubstangen, -böden, Schräg- oder Mischförderer in die Vorschubrostförderung gebracht. In diesen wird von unten die so genannte Primärluft eingeblasen, was die Trocknung der teilweise noch feuchten Biomasse bewirkt und den Zweck Aus-, Vergasung und des Ausbrandes der Biomasseingredienzien verfolgt. Die aus dem Brennstoffraum aufsteigenden Gase werden, durch Zuführung von der so genannten Sekundärluft in den Feuerraum, umgesetzt. Daran anschließend befindet sich der Hochdruckdampfkessel. Nachfolgend gelangen die Gase in die Abgasbehandlungsanlage mit den Multizyklonen und Gewebefiltern. Hier ist ein katalytisches (SCR-) und non katalytisches (SNCR-) Reduktionsverfahren anwendbar.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Nachwachsende Rohstoffe: Ein Überblick über die aktuelle Rolle der nachwachsenden Rohstoffe innerhalb der regenerativen Ressourcen und ihre Bedeutung für die globale Energieversorgung.
2. Politische Regelungen zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe und zum Umweltschutz: Erläuterung der politischen Maßnahmen und internationalen Abkommen, die eine nachhaltige Nutzung fossiler und erneuerbarer Energieträger anstreben.
3. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz: Analyse der gesetzlichen Grundlagen in Deutschland, die den Einsatz erneuerbarer Energien fördern und deren Abnahme sowie Vergütung regeln.
4. Nachhaltigkeit: Definition und gesellschaftliche Bedeutung des Nachhaltigkeitsbegriffs in Bezug auf die Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen und die globale Verantwortung.
5. Bioenergie als Alternative: Vorstellung von Bioenergie als umweltfreundliche Alternative, wobei der Fokus auf Biomasse und Biogas als primäre Energieträger liegt.
5.1 Bioenergieträger: Darstellung der Herkunft und Verarbeitung von Biomasse sowie Biogas als Nebenprodukte aus Land- und Forstwirtschaft.
5.2 Das Biomasseheizkraftwerk: Beschreibung der Funktionsweise, der Kraft-Wärme-Kopplung und der technischen Prozesse in Biomasseheizkraftwerken.
5.3 Das Biogas und die Biogasanlage: Erklärung des anaeroben Gärungsprozesses und der Rolle von Biogasanlagen bei der Gewinnung organischer Energiegase.
6. Probleme, Potenziale und Lösungsansätze der Energieerzeugung durch nachwachsende Rohstoffe: Analyse der aktuellen Herausforderungen, wie Kostenintensität und logistische Aspekte, sowie der technischen Potenziale für die zukünftige energetische Nutzung.
7. Andere Nutzungsalternativen nachwachsender Rohstoffe: Untersuchung der stofflichen Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen in der Holz- und Möbelindustrie sowie deren Vergleich mit synthetischen Materialien.
8. Fazit: Zusammenfassende Bewertung der energetischen und stofflichen Nutzung sowie ein Ausblick auf die zukünftige Rolle nachhaltiger Energieformen.
Schlüsselwörter
Nachwachsende Rohstoffe, Bioenergie, Biomasseheizkraftwerk, Nachhaltigkeit, Erneuerbare-Energien-Gesetz, Biogas, Energiewende, Ressourcenmanagement, Kraft-Wärme-Kopplung, Umweltschutz, fossile Brennstoffe, Energieeffizienz, ökologische Nachhaltigkeit.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit im Kern?
Die Arbeit befasst sich mit der energetischen und stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe, analysiert den Status quo sowie die politischen Förderstrukturen in Deutschland.
Welche Themenfelder stehen im Mittelpunkt der Untersuchung?
Zentral sind die energetische Nutzung von Biomasse und Biogas, die Rolle politischer Regulierungen wie das Erneuerbare-Energien-Gesetz und die Bedeutung des Nachhaltigkeitskonzepts.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, Potenziale und Hindernisse bei der Umstellung auf nachwachsende Rohstoffe aufzuzeigen und zu bewerten, inwiefern diese eine tragfähige Alternative zu fossilen Energieträgern darstellen.
Welche methodischen Ansätze werden in der Arbeit verfolgt?
Die Arbeit stützt sich auf eine Analyse aktueller politischer Gesetzestexte, statistische Daten zur Energiewirtschaft sowie eine theoretische Ausarbeitung technologischer Prozesse wie der Kraft-Wärme-Kopplung.
Welche Inhalte werden im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil behandelt die Funktionsweise von Biomasseheizkraftwerken und Biogasanlagen, diskutiert die politische Steuerung und reflektiert die ökonomischen sowie sozialen Aspekte der Nachhaltigkeitsstrategie.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich der Inhalt charakterisieren?
Die Arbeit lässt sich primär durch Begriffe wie Bioenergie, Nachhaltigkeit, Erneuerbare-Energien-Gesetz, Biomasse und energetische Ressourcennutzung definieren.
Welche Rolle spielt die Kraft-Wärme-Kopplung für die Effizienz der Anlagen?
Die Kraft-Wärme-Kopplung ist essenziell, da sie die parallele Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme ermöglicht und somit den Wirkungsgrad der Anlagen in circa 50% der deutschen Fälle signifikant erhöht.
Wie bewertet der Autor die Rolle der Politik bei der Energiewende?
Der Autor erachtet das staatliche Vorgehen durch Gesetze wie das EEG grundsätzlich als positiv und notwendig, weist jedoch darauf hin, dass die bürokratischen Hürden oft hemmend auf die technologische Entwicklung wirken.
- Arbeit zitieren
- Etienne Pflücke (Autor:in), 2007, Zukünftige Nutzung nachwachsender Rohstoffe, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/94599
