Bioenergiedörfer

Vorbild oder Etikettenschwindel?

Bioenergiedörfer gelten als Vorzeigemodelle für Nachhaltigkeit, insbesondere durch die Nutzung lokal vorhandener Ressourcen, also anscheinend Erneuerbarer Energien.
Zitat: "Ein Bioenergiedorf ist ein Dorf, das einen großen Teil seines Strom- und Wärmebedarfs unter Nutzung von überwiegend regional bereitgestellter Biomasse selbst deckt" (Wikipedia).

Doch bei näherem Hinsehen entpuppen sich viele, wenn nicht alle Bioenergiedörfer eher als Potemkinsche Dörfer, also ähnlich wie in alten Westernfilmen viel schöne Fassade ohne Inhalt. Ja, in fast allen Fällen wird stattdessen Ressourcenvergeudung betrieben, wie unten beschrieben.

Der reale Energieverbrauch

Zum einen sind lokal verbrauchter Strom und Wärme in der Realität nur ein bescheidener Teil der tatsächlich von den Dorfbewohnern beanspruchten Energie. Volkswirtschaftlich entfallen auf jeden Bundesbürger - vom Säugling bis zum Greis! - anteilig fast 50 000 kWh Primärenergieverbrauch. Dies entspricht in etwa der Energiemenge von 30 Fass Rohöl!

Aber nur 16% des deutschen Primärenergieverbrauchs geschieht direkt in Haushalten, die wiederum den überwiegenden Anteil des dörflichen Energieverbrauchs ausmachen. Der Löwenanteil des realen Energieverbrauchs der Dorfbewohner erfolgt außerhalb der Dorfgrenzen. Dieser "betritt" die Dörfer in Form von Treibstoffen, "importierten" Waren, Kraftfahrzeugen, "importierten" Düngemitteln, Agrar- und Forstmaschinen, Baustoffen...

 Auch "verrichten" Dorfbewohner heute einen nicht unerheblichen Anteil ihres Energieverbrauchs außerhalb der Dorfgrenzen, zum Beipiel beim Pendeln zum Arbeitsplatz oder auch bei Ferien(flug)reisen. Auch die externe Industrieleistung, die in Form von Subventionen auf dem Dorf ankommt, ist dem dörflichen Energiebudget zuzuschlagen.

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Der Pro-Kopf-Primärenergieverbrauch in Deutschland entspricht ca. 30 Fass (je 159 l) Rohöl

Die tatsächlichen Ressourcen

Andererseits sind die tatsächlichen Ressourcen gerade bei der so genannten "Bioenergie", also Biomasse aus Feldfrüchten, aus Waldholz und landwirtschaftlichen Reststoffen deutlich geringer als allgemein propagiert. Eine Überschlagsrechnung reicht, um die Unzulänglichkeit der Ansätze zu veranschaulichen:

Die folgenden Kenngrößen können zugrunde gelegt werden. Sie stellen reine Output- bzw. Brutto-Betrachtungen dar, berücksichtigen also nicht Produktionsaufwand, "Graue" Energie etc.:

Biogas aus Ackerland (intensiv bewirtschaftet):  20.000 kWh/ha Strom, max. 40.000 kWh/ha  Abwärme (optimistisch), wovon allerdings ca. 10.000 kWh/a für die Fermenterheizung draufgehen.
Das Energie-Potential landwirtschaftlicher Reststoffe (Ernteabfälle, Gülle, ggfs. Pferdemist) ist pro Flächeneinheit nachvollziehbarerweise geringer. Import-Futtermittel bleiben hier außer Betracht, da sie ja keine lokale Ressource darstellen. Allerdings verändern sie die Rechnung auch nicht wesentlich.

Wald, nachhaltige Nutzung:  7-10 fm (Festmeter) jährlicher Nachwuchs,
  Energieinhalt bei Wärmenutzung: 3.000 kWh/fm

Aus ca. 12.000.000 ha deutschen Ackerlands und 12.000.000 ha deutscher Waldfläche ließen sich also gesamthaft 720 Mrd kWh + 360 Mrd kWh End-Energie gewinnen. Dies wäre etwa ein Drittel des Pro-Kopf-Verbrauchs.

Doch hat die Sache einen gewaltigen Haken:
Ackerfläche wird zunächst und in erster Linie für die Nahrungsmittelerzeugung benötigt. Scheinbar "ungenutzten" Flächen in Deutschland  stehen massive Importe landwirtschaftlicher Erzeugnisse (Nahrungsmittel, Futtermittel) gegenüber.
Waldholz hingegen wird zunächst für stoffliche Nutzung benötigt (Bauholz, Papier, Möbelindustrie, Zellstoff für Hygieneartikel etc.).

Legt man dennoch zugrunde, dass 30% der Ackerflächen und 30% des Waldertrags zur Energieproduktion zur Verfügung stünden, so wären dies 324 Mrd kWh oder ca 4000 kWh pro Kopf - also weniger als ein Zehntel des aktuellen Energieverbrauchs. Dies wie gesagt bei sehr optimistischen Annahmen zur tatsächlichen Verfügbarkeit.

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Weniger als 10% des Pro-Kopf-Verbrauchs sind aus heimischer Biomasse abzudecken - mit viel Optimismus

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Ca 3% des Primärenergiebedarfs werden aktuell aus Sonne und Windenergie gedeckt, das Biomassepotential ist schon weitgehend ausgeschöpft.

   

 

Biogas: Eine gute Idee ins Gegenteil verkehrt

Die ursprüngliche Idee der Biogas-Pioniere war, landwirtschaftlichen Reststoffen (Gülle, Ernteabfälle...) vor der Rückführung in den Stoffkreislauf Energie zu entziehen.  Mit der Vergärung von Feldfrüchten aus intensiv-landwirtschaftlicher Erzeugung (sog. "Nawaro" - Nachwachsende Rohstoffe wie Mais, Gerse, Zuckerrüben...) wird diese Idee auf den Kopf gestellt. Zahlreiche seriöse Untersuchungen (IFEU-Institut, Akademie Leopoldina, ...) belegen, dass Biogas aus Feldfrüchten wenn überhaupt, dann nur geringen Umweltnutzen erbringt.
Berücksicht man die Probleme (Lachgasausstoß und Ammoniakverfrachtung bei der Gärrestausbringung, Bodenzerstörung, Humusauszehrung durch Intensiv-Landwirtschaft, aber vor allem globale Nahrungskonkurrenz), dann entlarvt sich die Biogas-Industrie als reine Subventionsmaschine für die Landwirtschaft.

Ländliche Nahwärmenetze - Energieverschwendung eingebaut

Als Nebenprodukt der Stromerzeugung fällt bei der Verbrennung des Biogases in Motoren - schönfärberisch Block-Heiz-Kraft-Werk BHKW genannt - nicht wenig Wärme an. Schönfärberisch deswegen, weil  die Wärme am Ort der Erzeugung - auf dem Bauernhof - kaum verwertbar ist. Im Gegensatz dazu steht beim eigentlichen Konzept der Kraft-Wärme-Kopplung der Strom-und Wärmeerzeuger möglichst unmittelbar am Ort des Verbrauchs.  (Wärme fällt in allen thermischen Kraftwerken wie AKW, (Braun-)Kohle, (Bio-)Gas, Kfz-Motor...)  unvermeidlich als Nebenprodukt der Stromerzeugung an. In der Regel wird diese Wärme schlicht in die Umwelt verklappt (Kühltürme...).  
Es liegt nahe, diese Wärme einer sinnvollen Nutzung zuführen zu wollen, was allerdings selten wirklich einfach ist. Auch lockt das EEG mit zusätzlichen Subventionen für die Nutzung der Biogas-BHKW-Abwärme.

Hier kommen nun sogenannte Nahwärmenetze ins Spiel – Heißwasser-Leitungen zu Wohnhäusern, die mit der Biogas-BHKW-Abwärme beheizt werden sollen.

Sinn und Unsinn von (Nah)Wärmenetzen:

Wärmenetze sind teure, langfristige Investitionen. Und sie sind wirtschaftlich sehr kritisch zu bewerten. Denn Wärmenetze verlieren "unterwegs" viel Wärme. Und das Umpumpen dee heißen Wassers verbraucht wertvollen elektrischen Strom.  In der Vergangenheit wurden sie gebaut, wenn billige Wärme (z.B. aus Müllverbrennung) an Abnehmer in unmittelbarer Nähe abgegeben werden konnte. Oder, wie beim Heizkraftwerk Stuttgart-Universität, wo eine zentrale Wärme-, Dampf- und Kälteerzeugung für große Abnehmer - die Universitätsgebäude und Wohnheime - in direkter Nähe Anlagen- und Wartungskosten reduziert. Insbesondere werden dadurch hohe Nutzungsgrade der eingesetzten Energie erzielt.

Im ländlichen Raum hingegen gestaltet sich die Lage völlig anders: Im Vordergrund steht die - subventionierte - Stromerzeugung aus Biogas (siehe oben). Eine sinnvolle Verwendung der Wärme ist meistens schwierig, da die Stromerzeugung in der Regel "auf der grünen Wiese" stattfindet. Geschäftstüchtige Menschen kamen nun auf die Idee, über ausgedehnte Wärmenetze die Biogaswärme den Wohngebäuden in  den Dörfern zuzuführen

"Löchrig wie ein Sieb"

Wärme - in Form von heißem Wasser - lässt sich nur schwierig über weitere Distanzen transportieren.
Denn: Wärmeleitungen sind teuer und verlieren ständig Wärme, schließlich verlaufen sie im kalten Erdreich. Und Sie müssen ganzjährig heißes Wasser bereitstellen, auch im Sommer, wenn eigentlich die Sonne genügend Wärme liefern könnte. Über die Länge der Zeit kommen dabei beträchtliche Wärmeverluste zusammen.

Wenn das Netz mehr Wärme verbraucht als die Häuser

Unsanierter Gebäudebestand: Wärmenetze auf dem Dorf sind generell sehr lang bezogen auf die transportierte und abgegebene Wärme. Dazu trägt bei, dass Biogasanlagen und BHKWs außerhalb der Ortschaften, günstigenfalls an Dorfrändern stehen. Und: Dörfer haben meist eine lockere Bebauung, was lange, aufwändige Leitungswege mit sich bringt, häufig 50 m und mehr von Haus zu Haus.
Deshalb liegen in einem typischen Dorfnetz die Leitungs-Wärmeverluste schon im unsanierten Gebäudebestand schnell bei 25% der abgelieferten Wärme - und darüber..

Sanierter Gebäudebestand: Werden die Gebäude gedämmt, sinkt der Wärmeverbrauch der Gebäude bis unter ein Fünftel des alten Wertes, die Verluste  des Wärmenetzes bleiben . Damit verbraucht das Leitungsnetz mehr Wärme als die angeschlossenen Gebäude - eine groteske und wenig zukunftsfähige Situation.