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Taufrisches Frühlingsfeld bei Sonnenaufgang © Misha Kaminsky / E+ via Getty Images

Biomasse – Energie in vielen Varianten

Strom, Wärme und Kraftstoff aus Biomasse: Das steckt hinter Bioenergie.

Seit jeher nutzt der Mensch Biomasse zur Gewinnung von Energie – etwa durch Verbrennung. Allerdings eröffnen innovative Technologien weitere vielversprechende Möglichkeiten, um die Energie aus Biomasse effizient zu nutzen. So findet sie im Strom- und Wärmesektor sowie in der Verkehrsmobilität Verwendung. Wir stellen den Alleskönner unter den erneuerbaren Energieträgern vor.

Holz, Feldfrüchte, Algen, Bioabfälle oder Gülle – das alles ist Biomasse. Ökologisch betrachtet bezeichnet der Begriff Biomasse die gesamte durch Pflanzen, Tiere und Menschen anfallende oder erzeugte organische Substanz. Im Kontext der erneuerbaren Energien hingegen sind damit sämtliche biotischen Stoffe gemeint, die Solarenergie speichern und somit als Energiequellen genutzt werden. Biomasse ist also ein wertvoller Energieträger, der uns in ungeheurer, ständig nachwachsender Menge zur Verfügung steht.

Die Biomasse und der optimierte CO2-Kreislauf – das sollten Sie wissen

Pflanzen sind die Grundlage für alles Leben auf unserer Erde. Durch Photosynthese bauen sie mithilfe des Sonnenlichtes energiereiche organische Verbindungen auf – die Biomasse. Sie entziehen der Erdatmosphäre Kohlendioxid (CO2) und speichern diese anschließend in ihrer Biomasse. Dazu gehören Holz, Blätter, Wurzeln und Humus. Stirbt die Biomasse ab, wird durch die Zersetzung das gebundene CO2 wieder freigesetzt – ein CO2-Kreislauf entsteht. Die Biomasse bleibt so allerdings ungenutzt.

Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern wie Öl, Gas und Kohle basiert Holz auf einem nachwachsenden Rohstoff. Bei seiner Nutzung wird CO₂ freigesetzt, das zuvor während des Wachstums der Biomasse in den Pflanzen gebunden wurde. Die Klimawirkung von Holzenergie hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von einer nachhaltigen Waldbewirtschaftung sowie der Sicherstellung, dass nicht mehr Holz geerntet wird, als langfristig nachwächst.

Bioenergie kann einen Beitrag zur nachhaltigeren Energieversorgung leisten und zur Bereitstellung von Strom, Wärme und Kraftstoffen genutzt werden. Moderne Energietechnologien ermöglichen die Umwandlung von Biomasse in unterschiedliche Energieträger. Ihr Beitrag zu Klimaschutz und Ressourcenschonung hängt dabei von den jeweiligen Rohstoffen, Herstellungsprozessen und Nutzungsbedingungen ab.

Fernwärme

Für die Erzeugung von Fernwärme sind mehrere Kraftwerke der Stadtwerke Düsseldorf im Einsatz. Dazu gehört das Kraftwerk in Garath, das mit Biomasse befeuert wird. Beantragen Sie jetzt Ihren Fernwärmeanschluss.

Zur Fernwärme

Bioenergie aus nachwachsenden Rohstoffen

Biomasse: Ein Mann hält Holzpellets in den Händen.
Die Verbrennung von Holz als Brennholz, Pellets oder Hackschnitzel läuft im Gegensatz zu fossilen Energieträgern in einem CO2-neutralen Kreislauf. © urbazon / E+ via Getty Images
Blick auf eine Biogasanlage mit Maispflanzen als Biomasse.
Da Mais einen geringen Wasserbedarf hat und nur mäßige Ansprüche an den Boden stellt, ist er hierzulande die wichtigste Kulturpflanze zur Erzeugung von Biogas aus nachwachsenden Rohstoffen. © Jan-Otto / E+ via Getty Images

Mit verschiedensten Technologien und Verfahren wird aus Biomasse Energie gewonnen. Die Bioenergie ist in allen drei Aggregatzuständen vorzufinden: gasförmig, fest und flüssig. Aus diesem Grund ist Biomasse der weltweit am häufigsten genutzte erneuerbare Energieträger im Strom-, Wärme- und Kraftstoffbereich. Hier erhalten Sie einen Überblick über die Vielfalt der biotischen Stoffe:

  • Gasförmige Biomasse: Ob in Mooren, Sümpfen oder im Verdauungstrakt von Wiederkäuern – Biogas bildet sich überall dort, wo organisches Material in feuchter Umgebung unter Ausschluss von Sauerstoff zersetzt wird. Spezielle Bakterien leisten dabei die Hauptarbeit. In einer Biogasanlage wird dieses Verfahren technisch nachvollzogen. Durch die Vergärung von Bioabfällen, Nutzpflanzen oder tierischen Exkrementen (Gülle und Mist) wird Biogas gewonnen. Das Biogas wird dann in Blockheizkraftwerken zu Strom und Wärme umgewandelt. Es kann aber auch zu Biogas veredelt und im Erdgasnetz genutzt werden. Die Gärreste lassen sich darüber hinaus als Dünger in der Landwirtschaft verwenden.

  • Feste Biomasse: Holz zählt zu den bedeutendsten Bioenergieträgern und ist die wichtigste Form fester Biomasse für die energetische Nutzung. Neben Stroh und Heu gehört es zur festen Biomasse und wird in Brennöfen von Biomasseheizkraftwerken verbrannt. Die Wärme, die bei der Verbrennung des Holzes entsteht, erhitzt Wasser. Der entstehende Wasserdampf treibt dann eine Turbine an, die an einen Generator gebunden ist. Dieser generiert durch die erzeugte Bewegung Strom. Als „Nebenprodukt“ entsteht Wärme, die in das Fernwärmenetz eingespeist wird. Das Grundprinzip der gemeinsamen Strom- und Wärmeerzeugung nennt sich Kraft-Wärme-Kopplung.

  • Flüssige Biomasse: Während die Erzeugung von Strom und Wärme vor allem aus fester und gasförmiger Biomasse erfolgt, sind Biokraftstoffe im Mobilitätsbereich eine wichtige erneuerbare Energieoption. So werden bereits heute flüssige Bioenergieträger wie Pflanzenöl, Biodiesel und Ethanol als Alternative zu fossilen Kraftstoffe eingesetzt. Ebenso kommen sie als Heizöl in Kesseln von privaten Haushalten oder in Blockheizkraftwerken zum Einsatz.

Heizkraftwerk Garath – Düsseldorfs erstes Biomasseheizkraftwerk

Klimaneutral bis 2035 – das ist das Ziel der Landeshauptstadt Düsseldorf. Um die Erreichung des Umwelt- und Klimaschutzziels zu unterstützen, betrachten die Stadtwerke Düsseldorf ihre bestehenden Infrastrukturen stets mit Optimierungspotenzial. Wir investieren immer dort, wo ein System effizienter und emissionsärmer werden kann – wie durch einen geringeren Einsatz von fossilen Energieträgern.

So wurde das Heizkraftwerk in Garath, das erstmals 1965 in Betrieb ging, seither auf der Basis neu gewonnener wissenschaftlicher Erkenntnisse modernisiert. Ende 2007 wurde es zu einem modernen Biomasseheizkraftwerk umgebaut, das gleichzeitig Strom und Wärme für Garath produziert und 2013 durch ein Pellethaus ergänzt. Durch diese Ergänzung stieg der Anteil der erneuerbaren Energien an der Garather Wärmeversorgung auf über 50 Prozent. Einst mit Steinkohle befeuert, wird es nun mit naturbelassenen Altholzhackschnitzeln betrieben.

Mülltrennung

Ein verantwortungsvoller Umgang mit unserer Umwelt ist wichtig. Mit einer bewussten Mülltrennung kann jede:r Einzelne von uns einen wertvollen Beitrag dazu leisten. Doch was gehört eigentlich in welche Tonne? Wir erklären es Ihnen.

Zur Mülltrennung

Biomasse: Das Garather Biomasseheizkraftwerk bei Nacht.
Der rund 60 Meter hohe Schornstein und das Kesselhaus des Biomasseheizkraftwerks in Garath werden mit beruhigend grünem Licht angestrahlt – für einen schönen Anblick aus der Ferne. © SWD

Direkt neben der A59 und der B8 an der Frankfurter Straße gelegen, ist das Biomasseheizkraftwerk ideal für Lastwagen erreichbar. Mittels eines Krans wird die Ladung aus dem Lasten in ein Brennstofflager verfrachtet, das über ein Volumen von etwa 750 Tonnen verfügt. Bei Volllast erzeugt die Anlage 3,5 MW elektrische und 14 MW thermische Leistung. Während der Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird, versorgt die Wärme den gesamten Stadtteil zuverlässig mit Fernwärme. Stolz sind die Stadtwerke Düsseldorf nicht nur auf die Leistung, sondern auch auf den niedrigen Schadstoffausstoß, der dabei entsteht. Wir laden Sie herzlich dazu ein, unser Biomasseheizkraftwerk zu besuchen. Weitere Infos hierzu finden Sie auf unserer Webseite zu Werksbesichtigungen.

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