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Der neue Strom

Schon vom Beginn des Elektrozeitalters an wird Wasserkraft in Elektroenergie verwandelt – auch in sächsischen Talsperren und Pumpspeicherwerken.

Der Stromerzeugung dienende Windkraftanlagen sind zwar erst eine Errungenschaft der letzten 20 Jahre, in Sachsen begegnen sie uns jedoch inzwischen auf Schritt und Tritt. Doch wie funktioniert die Nutzung dieser beiden Energiequellen eigentlich? Wie effizient sind sie? Und welche Bedeutung haben Sie wirklich für die Energieversorgung des Freistaates? Diese Fragen wollen wir beantworten. Vor allem aber möchten wir noch auf andere Energiequellen eingehen, über die weniger geredet wird – einfach, weil sie noch nicht so verbreitet und im Landschaftsbild auch nicht so auffällig sind.

Strom aus der Luft – Windkraft

Das höchste Gebäude von Zschadraß im Leipziger Muldental ist nicht der Kirchturm, sondern die der Gemeinde gehörige Windenergieanlage.

Dafür hat die Gemeinde viel investiert – Kapital und Energie bei der Umsetzung des Projektes. Aber beides hat sie längst wieder aus dem Projekt herausgeholt. Die Windenergieanlage ist Teil eines ehrgeizigen Projekts: Zschadraß setzt sich das Ziel energieautarke Region zu werden. Das heißt, die Gemeinde will mit eigenen Anlagen ebenso viel Energie erzeugen, wie sie selbst verbraucht. Fast ist das Ziel erreicht.

Derzeit gibt es rund neunhundert Windenergieanlagen in Sachsen. Ein Großteil davon befindet sich in privatem Besitz; ein Teil gehört Kommunen oder Energieunternehmen. Oft sind mehrere Anlagen in einem „Windpark“ konzentriert, damit sie nicht zu sehr das Landschaftsbild bestimmen. Die Sächsische Energieagentur – SAENA GmbH (SAENA) setzt sich dafür ein, dass mehr Windenergieanlagen im kommunalen Besitz entstehen. Nur so kann die Bevölkerung von den Erträgen profitieren und die Akzeptanz für diese umweltfreundliche Energie erhöht werden.

Doch wie funktioniert überhaupt eine Windenergieanlage? Sie verwandelt zuerst die Bewegungsenergie der Luft in mechanische Energie und diese wiederum in elektrische Energie. Der Grundgedanke für die erste Stufe ist etwa dreitausend Jahre alt. So lange nämlich gibt es schon Windmühlen und windbetriebene Wasserpumpen auf der Welt. Aber die entscheidende Verfeinerung wurde aus der Flugzeugindustrie entlehnt. Nicht zufällig ähneln die Querschnitte der Rotorblätter von Windenergieanlagen den Tragflächenquerschnitten von Flugzeugen. Es ist der durch Druck und Unterdruck verursachte Auftrieb, der auf diese Weise geformte Körper in Bewegung setzt oder hält, wenn sie von Luft umströmt werden.

Die Umwandlung der mechanischen Rotationsenergie in Elektroenergie erfolgt über den in die Windenergieanlage eingebauten Generator. Wie der funktioniert, haben wir im Physikunterricht gelernt: Wird ein elektrischer Leiter, zum Beispiel eben die Rotorwelle, in einem Magnetfeld bewegt, fließt in ihm ein elektrischer Strom.

Der Turm einer Windenergieanlage wird in der Regel aus einem Stahlmantel, Beton oder Stahlbeton gefertigt. Beton besitzt bessere Dämpfungseigenschaften als Stahl, sodass die Schallemissionen gemindert werden. Doch egal welche Bauweise, verglichen mit den in der Zivilisation üblichen Geräuschpegeln, etwa an Auto- oder Eisenbahnstrecken, arbeitet eine Windkraftanlage nahezu lautlos. Die Abstände zur Wohnbebauung betragen darüber hinaus in der Regel 500 Meter und mehr. Generell gilt bei der Errichtung von Windenergieanlagen wie bei jedem anderen Bauvorhaben auch, dass entsprechende Grenzwerte für Lärm im angrenzenden Gebiet eingehalten werden müssen. Dazu werden auch bei der Genehmigung von Windkraftanlagen Schallemissionsgutachten abgefordert.

Es gilt wie bei jedem anderem Bauvorhaben auch, dass entsprechende Grenzwerte für Lärm im angrenzenden Gebiet eingehalten werden müssen.

Bei großen Anlagen erreichen die Flügel des Rotors eine Länge von 60 Meter. Die vom Rotor überstrichene Fläche beträgt bei den größten Anlagen über 10.000 Quadratmeter und ist damit fast so groß wie zwei Fußballfelder. Die Türme großer Windenergieanlagen erreichen eine Höhe von 140 m. Als Faustregel gilt: Je höher der Turm und je größer der Rotordurchmesser, desto mehr Energie liefert eine Anlage. Das hängt damit zusammen, dass die Windgeschwindigkeit mit zunehmender Höhe steigt und die Strömung gleichmäßiger wird.

Es gibt verschiedene Rotortypen. Vereinzelt sind zweiblättrige Ausführungen zu sehen. Bewährt hat sich jedoch ein dreiblättriger Rotor, montiert auf der dem Wind zugewandten Seite des Turms (Luvseite). Als Rotormaterial werden glas- oder karbonfaserverstärkte Kunststoffe verarbeitet, weil sie eine hohe dynamische Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht aufweisen. In Verbindung mit den in Deutschland geltenden strengen Wartungsvorschriften macht das die Anlagen sehr sicher.

Einige Regionen in Deutschland decken bereits heute fast die Hälfte ihres Strombedarfs aus Windenergie

Lohnt sich der Einsatz von Windenergieanlagen überhaupt? Ende 2013 betrug die Gesamtleistung der in Deutschland installierten Windenergieanlagen 33.729 Megawatt. Damit hat allein die Windenergie acht Prozent zum Bruttostromverbrauch beigetragen. Zu beachten sind aber die regionalen Unterschiede. Das dicht besiedelte Sachsen kam dabei immerhin auf etwa sieben Prozent, das Flächenland Sachsen-Anhalt hingegen schon auf ca. 50 Prozent. Mit anderen Worten: Es gibt Regionen in Deutschland, wo schon fast die Hälfte des Stroms aus Windenergie kommt! So wie es sich gegenwärtig darstellt, wird die Windenergie auf absehbare Zeit die billigste Energieform unter den neuen Stromlieferanten bleiben.

Wer durch Deutschland fährt, gewinnt inzwischen den Eindruck, dass es hier sehr viele Windenergieanlagen gibt, an manchen Orten vielleicht zu viele. Dennoch muss die Aussage, dass das Ausbaupotential für Windenergie hierzulande noch sehr hoch sei, keine Angst bereiten. Der Fokus liegt derzeit auf der Einrichtung von Offshore-Windparks, also Anlagen auf See, und auf dem sogenannten Repowering. Dabei werden Altanlagen aus den 1990er Jahren vorzugsweise in ertragsreichen Regionen durch größere und leistungsfähigere Anlagen neueren Typs ersetzt. Das führt zu einer Entlastung des Landschaftsbildes, weil die Anzahl der Anlagen abnimmt.

Auch Offshore-Windparks entlasten das Landschaftsbild. Aber nicht nur dies: Sie können auch größer gebaut werden als solche an Land und den viel intensiveren Seewind ausnutzen. Windenergie und andere erneuerbare Energien benötigen neue Verteilernetze und Speichermöglichkeiten, damit sie keine regionalen Insellösungen bleiben.

Die SAENA arbeitet mit den Fachreferaten der zuständigen Ministerien und den Regionalplanungsverbänden in Sachsen eng zusammen. So wird gemeinsam diskutiert, wie und unter welchen Bedingungen die Ziele des Freistaates in Sachen Windenergie erreicht werden können. Im Mittelpunkt steht dabei das Repowering bestehender Anlagen. Einige wenige neue Anlagenstandorte werden dennoch benötigt. Mit der interaktiven Landkarte www.sachsen-erneuerbar.de informiert die SAENA über den Ausbau der Windkraft in Sachsen. Die Kartenanwendung „Luftbild“ vermittelt dabei einen gültigen Eindruck, wie die Landschaft mit Windenergieanlagen wirklich aussieht.

Doch wie ökologisch wertvoll sind Windenergieanlagen nun? Schon nach drei bis zwölf Monaten hat eine solche Anlage die Energie, die für die Produktion, den Transport, den Auf- und Abbau sowie die Entsorgung benötigt wird, wieder erzeugt und sich somit energetisch amortisiert. Von solchen Werten sind Kraftwerke, die fossile Energieträger verarbeiten, weit entfernt!

Dass erneuerbare Energien – mehr als konventionelle – die Wirtschaft im eigenen Land stärken, wurde bereits erwähnt. Das Beispiel der Windenergie zeigt dies eindrucksvoll: Wo viele Windkraftanlagen gebaut werden, etabliert sich auch deren Hersteller- und Zulieferindustrie, so beispielsweise auch ein Unternehmen in Klipphausen. Windenergieanlagen können vielerorts entstehen. Das wiederum heißt: Viele, selbst kleine Kommunen können mit ihnen von höheren Gewerbesteuereinnahmen profitieren und die regionale Bauwirtschaft erhält Chancen auf Aufträge. Zudem können Erzeuger von attraktiven Pachteinnahmen oder über eine finanzielle Beteiligung profitieren.

Weitere Informationen
  • Windenergie
    Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit
  • Windenergie
    Agentur für Erneuerbare Energien

Strom aus Sonnenlicht – Solarenergie

Wofür erhielt Albert Einstein 1921 den Physik-Nobelpreis? Jedenfalls nicht für seine Relativitätstheorie. Es war die atomtheoretische Erklärung des äußeren lichtelektrischen Effektes oder auch Fotoeffektes, die ihm die Ehrung einbrachte.

Dass die Bestrahlung bestimmter Metalle mit Licht Elektroenergie freisetzt, war schon im 19. Jahrhundert bekannt. Dass dies mit dem Herauslösen von Elektronen aus den Metallatomen zu tun hat, wie und unter welchen Bedingungen es geschieht, sind Erkenntnisse, die auf Einstein zurückgehen. Seit den 1950er Jahren werden sie aktiv zur Energiegewinnung genutzt.

Den Anfang machten die Sonnenkollektoren von Weltraumsatelliten. Ab 1990 entstanden dann „Sonnendächer“ zur Gewinnung von Elektroenergie für die Deckung des häuslichen Energiebedarfs. Inzwischen gehören die anthrazitfarbenen Dachflächen beinahe ebenso zum Landschaftsbild wie die Windenergieanlagen.

Dass das, was früher „Solarstrom“ oder ganz einfach „Sonnenenergie“ hieß, heute „Photovoltaik“ oder „PV“ genannt wird (was auch nichts anderes als „Licht-Elektrik“ bedeutet), hat damit zu tun, dass die Stromerzeugung aus Sonnenergie begrifflich von der Wärmeerzeugung abgegrenzt werden sollte. Auf die Solarthermie gehen wir später ein.

Sonnenenergie gibt es kostenlos und in einem weltweiten fünftausendfachen Überangebot, bezogen auf den aktuellen Energiebedarf der Menschheit. Das macht sie zum mit Abstand attraktivsten Energieträger überhaupt. Leider wird dieses optimistische Bild durch extreme regionale und zeitliche Angebotsschwankungen getrübt. Im Klartext: In Sachsen scheint die Sonne weniger als in Afrika, und auch die Jahreszeiten machen sich hier stärker bemerkbar. Darüber hinaus gibt es überall Tag und Nacht.

Noch eine weitere Einschränkung kommt hinzu: Ausreichend Energie lässt sich nur mit sehr viel Solarfläche erzeugen. Erst die Zusammenschaltung vieler einzelner Solarmodule bringt richtig Energie. Auch das ist, weltweit betrachtet, kein Problem. Im kleinen, relativ dicht besiedelten Sachsen bieten sich vor allem anderweitig ungenutzte Dachflächen als gut geeignete Lösung an.

Der unstetigen Erzeugung in Deutschland wird auf zweierlei Art begegnet: mit Energiespeichern und mit dem Aufbau der Stromnetze. Bei den Energiespeichern kommen konventionelle Akkumulatoren in Betracht, wenn es um kleine Insellösungen geht. Sie können an sonnigen Tagen das Überangebot zur Mittagszeit in die Abend- und Nachtstunden hinüber retten. Bei großen Solaranlagen werden andere Ansätze verfolgt.Hier lassen sich geschickte Kombinationen mit anderen Formen von erneuerbarer Energie bilden. Beispielsweise mit Pumpspeicherwerken: Tagsüber wird die solar gewonnene Elektroenergie teils zum Wasserpumpen benutzt. Nachts treibt das abfließende Wasser den Generator an.

Die Umwandlung des Lichts in Elektroenergie erfolgt in den Solarzellen. Von Beginn an bestanden sie – und bestehen größtenteils noch heute – aus dünnen Scheiben kristallinen Siliziums. Zur Herstellung einer Solarzelle wird dieses Halbleitermaterial im atomaren Größenbereich gezielt verunreinigt („dotiert“). Damit ist das definierte Einbringen von chemischen Elementen gemeint, mit denen entweder ein positiver Ladungsträgerüberschuss (p-leitende Halbleiterschicht) oder ein negativer Ladungsträgerüberschuss (n-leitende Halbleiterschicht) im Halbleitermaterial erzeugt wird. Werden zwei unterschiedlich dotierte Halbleiterschichten miteinander in Kontakt gebracht, entsteht an der Grenzschicht ein sogenannter p-n-Übergang. An diesem Übergang baut sich ein inneres elektrisches Feld auf, das zu einer Ladungstrennung der bei Lichteinfall freigesetzten Ladungsträger führt. Über Metallkontakte kann eine elektrische Spannung abgegriffen werden.

Wie bei einer aus mehreren Zellen bestehenden Autobatterie erhöht sich auch durch das Zusammenschalten mehrerer Solarzellen zu Solarmodulen deren Leistung. Die miteinander verschalteten Solarzellen werden in transparenten Kunststoff eingebettet, mit einem Rahmen aus Aluminium oder Edelstahl versehen und frontseitig mit Glas abgedeckt, so dass sie gut handhabbare Bausteine ergeben. Aber wie gesagt – einzelne Solarmodule reichen noch nicht aus, um Energiemengen, wie sie in einem Haushalt benötigt werden, zu erzeugen. Module müssen für diesen Zweck zu größeren Flächen in einem Solargenerator zusammengeschlossen werden.

Solarstrom ist Gleichstrom. Unser Stromnetz und fast alle unsere elektrischen Geräte funktionieren aber mit Wechselstrom. Bevor der Solarstrom verwendet werden kann, muss er deshalb noch über einen sogenannten Wechselrichter in Wechselstrom verwandelt werden. Nur selten aber versorgt eine Photovoltaik- Anlage einen ganz konkreten Verbraucher mit Energie. Solche Beispiele sind Parkscheinautomaten oder Springbrunnenpumpen. Photovoltaik-Anlagen auf Eigenheimen speisen den erzeugten Strom ins allgemeine Netz ein, aus dem der Besitzer weiterhin auf ganz normalem Weg seinen Strom entnimmt. Für das Einspeisen von Solarstrom erhält der Betreiber nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) eine Vergütung.

Mit kristallinem Silizium lassen sich derzeit Wirkungsgrade von bis zu 22 Prozent erzielen. Die Photosynthese der Pflanzen erreicht im Vergleich dazu unter günstigen Bedingungen ca. 1 Prozent Wirkungsgrad, in sonnenreichen aber wasserarmen Gegenden deutlich weniger. Außerdem steht Solarenergie in sehr großer Menge kostenlos zur Verfügung. Weil die Erzeugung hochreinen Siliziums aber energieintensiv und teuer ist, wird schon lange nach Materialalternativen gesucht. Üblicherweise lässt sich sagen: Das billigere Material bringt auch niedrigere Wirkungsgrade mit sich. Trotzdem gewinnt eine Alternative zum hochreinen Silizium aufgrund des Preis-Leistungsverhältnisses zunehmend Marktanteile – die so genannte Dünnschichttechnologie. Bei dieser Technologie werden preiswerte Trägermaterialien lediglich mit dünnen Schichten aus Cadmiumtellurid, amorphem Silizium oder Kupfer-Indium-Selenid bedampft. Andere Alternativlösungen, etwa mit organischen Stoffen, befinden sich noch im Versuchsstadium.

Bei der Herstellung und Entsorgung von PV-Modulen können, je nach Technologie, auch die Umwelt schädigende Abfallprodukte anfallen. Für den Käufer ist hier nur teilweise Transparenz vorhanden, insbesondere beim Import von Modulen unbekannter Herkunft. Viele namhafte Größen der Branche haben sich in der Organisation PV Cycle zusammengeschlossen, um ein Rücknahme- und Verwertungssystem für defekte PV-Module aufzubauen.

Die Vergütung über das EEG hat im Photovoltaikbereich ab 2004 in Deutschland zu einem regelrechten Boom geführt: In 2009 und 2010 wurden in Deutschland rund die Hälfte aller weltweit produzierten PV-Module verbaut. In Sachsen lag der Zubau im Jahr 2011 bei 350 Megawatt – das entspricht von der Leistung her einem mittleren Gaskraftwerk oder rund 120 großen Windkraftanlagen.

Ziel der Photovoltaikförderung war und ist der Aufbau einer Massenproduktion mit entsprechenden Potentialen zu Kostensenkung. In den letzten sieben Jahren haben sich die Vergütungszahlen für Solarstrom bei Neuinstallationen mehr als halbiert. Schon heute liegen für kleine Aufdachanlagen die Vergütungszahlen unterhalb des Strombezugspreises für Haushalte. Damit werden dann neue Geschäftsmodelle interessant. Diese sogenannte „grid parity“ teilweise heute schon erreicht. Auch werden in sonnenreichen Ländern in naher Zukunft große Photovoltaikkraftwerke wirtschaftlich konkurrenzfähig zu Diesel- und Gasbetriebenen Spitzenlastkraftwerken sein.

Photovoltaik wird bereits in wenigen Jahren in bestimmten Bereichen wirtschaftlich konkurrenzfähig sein

Die Sächsische Energieagentur – SAENA GmbH widmet sich zum einen der Vermittlung geeigneter Flächen (www.solarportal- sachsen.de) und zum anderen den Projekten zur Entwicklung dezentraler Speichermöglichkeiten von Solarstrom. Diese sollen für eine bessere Netzintegration und Anpassung von Angebot und Nachfrage im Tagesverlauf sorgen und den aktuellen Stand der Akkumulatortechnik im Praxiseinsatz erproben.

Nicht vergessen werden darf, dass die Photovoltaik in Sachsen ein bedeutender Wirtschaftsfaktor ist. Ein großer Teil der deutschen Hersteller von PV-Modulen und ihrer Zulieferer ist im Freistaat angesiedelt.

Alternativ zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in Strom besteht die Option, mittels solarthermischer Anlagen Wasserdampf zu erzeugen und damit Turbinen anzutreiben. Um die hohen Temperaturen zu erreichen, bei denen ein Betrieb wirtschaftlich attraktiv ist, muss das Sonnenlicht konzentriert werden. Diese Technologie spielt außerhalb von Forschungsanlagen nur in Ländern mit sehr hoher direkter Sonneneinstrahlung eine Rolle.

Dabei konkurrieren derzeit verschiedene Systeme. Neben Parabolspiegeln zum Antrieb von Stirlingmotoren gibt es Solarturmkraftwerke, bei denen zahlreiche Spiegel das Licht auf eine Turmspitze bündeln. Am weitesten verbreitet sind hingegen Parabolrinnen, die Licht auf ein Rohr konzentrieren, durch welches ein Thermoöl zirkuliert.

Aufgrund des komplexeren Aufbaus benötigen solarthermische Anlagen eine gewisse Mindestgröße. Interessant bei Parabolrinnenkraftwerken ist die Option, die Wärme zum Antrieb der Generatoren für einige Stunden speichern oder bei bewölktem Wetter aus anderen Quellen wie zum Beispiel Erdgas erzeugen zu können. Damit lässt sich die Leistungsabgabe dieser Kraftwerke im Gegensatz zu Photovoltaikkraftwerken auch bedarfsgerecht regeln.

Strom aus der Erde – Geothermie

Erdwärme bietet sich als eine sehr gute erneuerbare Energiequelle an, und dies nicht nur zum Heizen.

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Das Erdinnere ist auch nach Jahrmilliarden noch glühend heiß: etwa 5.000 °C. Die Temperatur entsteht zum Teil aus der Restwärme, der Gravitationsenergie, die bei der Entstehung der Erde frei wurde und zum anderen aus dem radioaktiven Zerfall bestimmter Elemente im Erdinneren. An der Oberfläche ist von der Wärme wenig zu spüren, aber davon, dass es in der Tiefe immer wärmer wird, kann jeder Bergmann berichten. Und Vulkane und heiße Quellen kennt überhaupt jeder – zumindest aus dem Fernsehen. Die Erdwärme aber dringt überall von Innen als permanenter Wärmestrom an die Oberfläche – bis vor kurzem in Deutschland noch ungenutzt. Heute gibt die Erdwärme oder auch Geothermie eine sehr gute erneuerbare Energiequelle ab. Und dies nicht nur zum Heizen: Geothermiekraftwerke wandeln Erdwärme in Strom um.

Schon 1913, also vor mehr als einem Jahrhundert, entstand in Larderello in der Toskana das erste geothermische Kraftwerk

Erstaunlicherweise ist das keine neue Erfindung. Schon 1913, also vor fast einem Jahrhundert, entstand in Larderello in der Toskana das erste derartige Kraftwerk. Eine geothermisch angetriebene Wasserdampfturbine erzeugt dort bis heute Strom, der ins italienische Netz eingespeist wird. Das ergab sich, weil ein unterirdisches, glühend heißes Magmabecken in geringer Tiefe auf natürliche Weise genügend heißen Wasserdampf aus dem Grundwasser liefert.

Erdwärmenutzung ist stets mit Bohrungen ins Erdinnere verbunden. Nach welchen Prinzipien sie erfolgen, darüber klärt das Kapitel „Wärme aus der Erde“ auf. Nur so viel sei hier gesagt: Ob Erdwärme vorrangig oder ausschließlich zur Stromgewinnung genutzt werden kann, hängt von den Erdtemperaturen und damit von der Tiefengeologie ab. Um diese aber in Deutschland und in Sachsen zu erschließen sind teilweise Bohrungen bis fünf Kilometer Tiefe erforderlich. Die Stromerzeugung aus Erdwärme ist insofern von Interesse, da diese eine kontinuierliche erneuerbare Energieerzeugung darstellt. Für Sachsen werden die geologischen Daten aufgearbeitet und erörtert, ob es wirtschaftliche Standorte in unserem Freistaat für die Tiefengeothermie gibt. Die Kombination aus Stromerzeugung und Wärmenutzung wird auch hier wieder im Vordergrund stehen, um eine wirtschaftliche Lösung darzustellen.

Strom aus Biomasse

Aus Biomasse erzeugter Strom stammt zumeist aus Biogasanlagen. Diese Anlagen verarbeiten beispielsweise Gülle, Fette und Pflanzenreste.

In einem Landwirtschaftsbetrieb in Großweitzschen (Landkreis Mittelsachsen) betreiben Bauern mit Leidenschaft einen großen Milchviehbetrieb. Hier wird nicht nur Rohmilch, sondern auch jede Menge Gülle produziert. Die wurde jahrelang aufwändig entsorgt – bis die Bauern sich fragten, ob es nicht besser sei, Energie daraus zu gewinnen. Energie, mit der sie sich selbst versorgen konnten und die helfen würde Geld zu sparen.

In Sachsen gibt es weit über vierhunder Anlagen zur Stromerzeugung aus Biomasse. Die meisten davon sind Biogasanlagen. Sie verarbeiten z. B. Gülle, Fette und Pflanzenreste. Um die Energieerzeugung aus Klärgas in Sachsen zu steigern hat die SAENA gemeinsam mit dem Sächsischen Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft einen Wettbewerb für effiziente Kläranlagen ausgerufen. Damit können möglicherweise weitere Kläranlagenbetreiber für die Stromerzeugung aus Klärschlamm gewonnen werden. Wir wollen uns hier auf die „normalen“ Biogasanlagen konzentrieren.

Im Wesentlichen besteht eine Biogasanlage zur Stromerzeugung aus einem chemischen Reaktionsbehälter, dem sogenannten Fermenter, einem Verbrennungsmotor und einem Generator.

Die Biomasse wird in den luftdicht verschlossenen Fermenter eingebracht. Er funktioniert wie eine Art künstlicher Sumpf: Durch Gär- oder Fäulnisprozesse wird die Biomasse unter Luftabschluss mit Hilfe von Bakterien zersetzt; als Reaktionsprodukt entsteht Biogas. Es ist eine Mischung aus 40 bis 75 Prozent Methan, 25 bis 55 Prozent Kohlendioxid, bis zu zehn Prozent Wasserdampf sowie etwas Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff.

Aber sind darunter nicht genau jene klimaschädlichen Treibhausgase, die wir nicht mehr produzieren wollen? Richtig, aber sie kommen aus dem natürlichen Kreislauf der Biosphäre, waren also quasi schon immer da und sind somit klimaneutral.

Das im Fermenter erzeugte Biogas wird getrocknet, durch Einblasen einer kleinen Menge Frischluft entschwefelt und dann einem Verbrennungsmotor zugeführt, der einen Generator antreibt. Der so produzierte Strom wird ins Netz eingespeist. So viel zur Erzeugung von Biostrom.

Bei der Verbrennung von Biogas entsteht aber auch Wärme. Wie die Energiebilanz zeigt, entsteht sogar mehr Wärme als Strom: etwa 60 Prozent. Ein Teil davon wird unmittelbar für das Warmhalten des Fermenters verwendet. Nur so können die Fäulnisbakterien arbeiten. Aber auch die Restwärme geht in der Regel nicht verloren. Sie wird zur Beheizung von Gebäuden oder zum Trocknen der Ernte verwendet.

Der Freistaat Sachsen unterstützt den Bau von Biogasanlagen

Der Freistaat Sachsen unterstützt den Bau von Biogasanlagen. Die SAENA achtet darauf, dass eine Wärmenutzung mit vorgesehen ist. Damit kommen wir zu einem weiteren Schlagwort, das häufig durch die Medien geht: „Kraft-Wärme-Kopplung“ – jedoch erst im Kapitel „Wärme aus Biomasse“, welches die andere Hälfte der Biogasnutzung beleuchtet.

Selbstverständlich aber können Herstellung und Verbrennung von Biogas anlagentechnisch voneinander abgekoppelt werden. Wie Erdgas auch, kann Biogas in Pipelines transportiert und anderswo verbrannt werden. Schon heute wird es deshalb ergänzend ins Erdgasnetz eingespeist. Es ist nicht einmal zwingend, dass es je in einer Biogas-Verbrennungsanlage endet: Aufbereitetes Biogas kann auch als Treibstoff für gasbetriebene Fahrzeuge eingesetzt werden. Im Kapitel „Die neuen Treibstoffe“ kommen wir darauf zurück.

Mit 1866 Gigawattstunden erzeugter elektrischer Energie im Jahr 2013 beträgt der Biomasse-Anteil am Nettostromverbrauch in Sachsen 9 Prozent.

Zu guter Letzt sei darauf hingewiesen, dass Biomasse genau betrachtet gar keine „unendliche Ressource“ ist – einfach weil die landwirtschaftliche Nutzfläche zu ihrer Erzeugung begrenzt ist und auch die Nahrungsmittelproduktion, stoffliche und pharmazeutische Verwertung in Konkurrenz stehen. Gänzlich auszuschließen oder zu verdammen ist das jedoch nicht – es kommt auf das Maßhalten an. Die SAENA bietet der damit verbundenen Diskussion ein berufenes Podium – beispielsweise mit Veranstaltungen wie: "Biomasse - in den Tank oder auf den Teller?"

 

Impressum  (Freistaat Sachsen)

Freistaat Sachsen
Sächsisches Staatsministerium des Innern

Der Freistaat Sachsen ist eine Körperschaft des Öffentlichen Rechts. Er wird vertreten durch den Ministerpräsidenten Stanislaw Tillich.

Verantwortlich im Sinne von § 55 Abs. 2 RStV:
Andreas Kunze-Gubsch (Pressesprecher des Sächsischen Staatsministeriums des Innern)

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