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Heizsysteme im Überblick: Heizen mit Energie aus Biomasse

Der Klimawandel wirkt sich entscheidend auf die Zukunft der Menschheit aus. Umso wichtiger ist der Umstieg auf eine treibhausgasfreie Energieversorgung. Biomasse-Energie kann dazu einen Teil beitragen: Bioenergie kann Strom und Kraftstoffe für den Verkehr liefern. Auch in der Heiztechnik spielt sie eine immer größere Rolle. Doch Biomasse steht nicht unbegrenzt zur Verfügung.  Darum ist die Nachhaltigkeit bei ihrer Nutzung von zentraler Bedeutung.

Inhaltsverzeichnis

  1. Biomasse-Energie steht auf drei Säulen
  2. Perfekter Kohlendioxid-Kreislauf? Biomasse nicht immer unbedenklich
  3. Europäische Union fordert Nachhaltigkeit
  4. Heiztechnik mit Biomasse-Energie
  5. Mit Energie aus Biomasse die Heizung ergänzen
  6. Überblick Vorteile und Nachteile von Biomasse-Energie im Haushalt
Biomasse Energie: Holzpellets im Pelletofen

Biomasse-Energie steht auf drei Säulen

Biomasse und Bioenergie

  • Unter Bioenergie verstehen Experten die Bereitstellung von Energie aus Biomasse. Das kann in Form von Strom, Wärme oder auch von Kraftstoffen für den Verkehr geschehen.
  • Biomasse ist die Gesamtheit aller Lebewesen, einschließlich des abgestorbenen Materials.
  • Für die Energiegewinnung eignen sich aber nur einige Formen der Biomasse. Der von Menschen schon seit Jahrtausenden genutzte Klassiker ist Holz. Auch heutzutage noch sorgen Holzöfen für eine besonders behagliche Wärme.

1. Säule

In hohem Maße verbrennt die Energiewirtschaft Holz in Biomassekraftwerken zur Erzeugung von Strom durch Dampfturbinen. Das ist immer dann effizient, wenn man die Abwärme der Stromerzeugung in Form einer Kraft-Wärme-Kopplung ebenfalls nutzt. Auch für die reine Wärmeerzeugung in Biomasseheizwerken setzt die Energiewirtschaft Holz als Bioenergieträger ein.

2. Säule

Als zweite Säule der Energie aus Biomasse hat sich Biogas etabliert:

  • Biogas entsteht, wenn Gülle, pflanzliche Abfälle, aber auch Energiepflanzen wie Schilf und Mais kontrolliert unter Sauerstoffausschluss vergären.
  • Energie aus Biogas können außerdem sogenannte Blockheizkraftwerke gewinnen. In ihnen treibt das Biogas einen Motor an. Dieser produziert Strom. Die Abwärme lässt sich hier ebenfalls zum Heizen nutzen. Allerdings nutzen nicht alle Blockheizkraftwerke Biogas als Energieträger.
  • Biogas besteht wie Erdgas zum größten Teil aus Methan. Nach einer Reinigung lässt es sich daher auch in das Erdgasnetz einspeisen. So ersetzt es fossiles Erdgas.

3. Säule

Die dritte Säule der Energie aus Biomasse sind Biokraftstoffe:

  • Bioethanol als Benzinersatz gewinnt die Industrie aus Zucker.
  • Biodiesel stellt die Industrie aus Pflanzenölen her.
  • Zukünftig können aber auch Holzreste oder Algen als Ausgangsstoffe dienen.

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Perfekter Kohlendioxid-Kreislauf? Biomasse nicht immer unbedenklich

Energie aus Biomasse gilt als klimafreundlich. Zwar entsteht beim Verbrennen von Holz oder Biogas ebenfalls das klimaschädliche Treibhausgas Kohlendioxid – wie bei fossilen Brennstoffen. Doch diesmal haben die Pflanzen vorher die gleiche Menge Kohlendioxid aus der Luft herausgezogen, wie sie nun wieder freigeben.

Somit besteht in der Theorie ein perfekter Kreislauf. Kohlendioxid reichert sich so nicht vermehrt in der Atmosphäre an. Das gilt allerdings nur, solange die Energieerzeugung nur so viel Holz im Jahr verbraucht, wie nachwachsen kann.

Außerdem gilt es zu berücksichtigen: Biomasse ist nicht in unerschöpflicher Menge verfügbar. Grundsätzlich steht die Biomasse-Energie auch immer in Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmitteln. Außerdem wirkt sich die Entnahme aller Pflanzenreste aus den bäuerlichen Kreisläufen negativ auf den Humusgehalt der Böden aus.

Hinzu kommen giftige Pestizide und Stickstoffdüngemittel. Diese spritzen die Landwirte zum Beispiel im Maisanbau besonders reichlich auf die Felder. Die Konzentration auf Monokulturen schadet zudem der Vielfalt in der Tier- und Pflanzenwelt. Das ist derzeit am Bienensterben zu beobachten.

Biomasse Primärenergieverbrauch Grafik
Biomasse-Energie hat mit 7,5% den größten Anteil unter den erneuerbaren Energien. Dennoch liegt sie weit hinter fossilen Energien wie Öl und Gas.

In Studien haben Experten Folgendes herausgearbeitet: Energie aus Biomasse kann bis zum Jahr 2050 gut 15% des weltweiten Energiebedarfs bereitstellen, ohne dass dies zulasten der Nahrungsmittelproduktion und des Spektrums der Fauna und Flora gehen würde.¹ In Deutschland machte Energie aus Biomasse im vergangenen Jahr aber etwas mehr als 8% aus.²

Europäische Union fordert Nachhaltigkeit

Auch die Europäische Union legt Wert auf eine nachhaltige Nutzung von Biomasse für die Gewinnung von Energie. So hat sie in ihrer „Erneuerbare-Energien-Richtlinie“ festgelegt: Die Wirtschaft darf nur Rohstoffe aus nachhaltigem Anbau zur Stromerzeugung und zur Produktion von Biokraftstoffen nutzen. Holz aus tropischen Regenwäldern ist damit von der Energiegewinnung in Europa ausgeschlossen. In Deutschland sind aufgrund der EU-Richtlinie auch Moore und Flächen von besonderem Naturschutzwert von der Nutzung für Bioenergie ausgenommen.

Die Hersteller der Bioenergieträger müssen zudem durch Zertifikate nachweisen, dass ihre Energie aus Biomasse auch wirklich zu einer Minderung der Treibhausgase beiträgt. Bioenergie darf nur halb so viel Kohlendioxid verursachen wie fossile Energie. Dabei muss die Zertifizierungsinstitution die gesamte Herstellungskette vom Düngemitteleinsatz bis hin zum Transport berücksichtigen.

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Heiztechnik mit Biomasse-Energie

Energie aus Biomasse spielt in der Wärmeversorgung von Häusern eine wachsende Rolle. Dabei handelt es sich meist um Scheitholzkessel, Pelletzentralheizungen oder Pelletöfen in Wohnräumen. Pellets können sogar mit einem sogenannten Stirlingmotor sowohl Strom als auch Wärme erzeugen.

Bei selbst geschlagenem Holz müssen Sie sich um die Nachhaltigkeit nicht sorgen. Auch Pellets bestehen zumeist aus Holzresten. Sie sind allerdings nur klimafreundlich,  wenn sie in der Nähe der Verbrauchsstelle entstehen. Im Vergleich zu Gaskesseln pusten Holzkessel zudem mehr Feinstaub in die Luft. Moderne Geräte halten aber die Grenzwerte ein. Diejenigen mit Brennwerttechnik sind besonders effizient und sauber.

Holzheizungen sind in der Anschaffung deutlich teurer als Kessel für fossile Brennstoffe. Dafür fördert die BEG-Förderung diese Investition. Der Brennstoff Pellets ist nach wie vor günstiger als zum Beispiel Heizöl.

Mit Energie aus Biomasse die Heizung ergänzen

Außerdem können Sie Holz auch als Ergänzung zu Ihrer bestehenden Heizung nutzen und damit klimafreundlich heizen.

  1. Lassen Sie einen Holzofen mit Wassertasche installieren? Dann kann dieser im Sommer und der Übergangszeit dafür sorgen, dass die fossile Heizung nicht gebraucht wird.
  2. Noch mehr fossile Brennstoffe sparen Sie mit einem Scheitholzvergaserkessel. Der heizt, wenn Sie genug Zeit zum Füllen haben und Holz vorhanden ist. Ansonsten übernimmt der alte Kessel.
  3. Für die Sanierung der Heizung gibt es heute Kombigeräte aus Holz- und Gaskessel.
  4. Innovativ ist auch die Kombination aus Scheitholzkessel und Wärmepumpe. Mit einem solchen System haben Sie die Bequemlichkeit der Wärmepumpe. Sie können aber jederzeit Holz nachlegen, wenn die Temperaturen sehr niedrig sind.

Energie aus Biomasse und Solarwärme

  • Bei allen Holzheizungen bietet sich die Kombination mit der Solarwärme an.

  • Die Kraft der Sonne ist kostenlos. Im Sommer reicht sie  für die Warmwassererzeugung aus und der Kessel kann ruhen.

  • Solarwärme braucht keine Brennstoffe. Sie steht darum auch in keiner Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion oder zur Vielfalt in der Pflanzen- und Tierwelt.

  • Sie hat einen enorm hohen Wirkungsgrad und stößt keinerlei Schadstoffe aus.

Alternativen zur Biomasse-Energie im Haushalt

Wärmepumpe als Alternative zu Biomasse

Wenn es Ihnen darum geht, umweltfreundlich zu heizen, kommt nichts an die Wärmepumpe heran. Auch in Sachen Zukunftssicherheit ist sie der Biomasse-Energie überlegen. Denn bei Holzheizungen & Co. gibt es wie erwähnt eine Grenze, ab der das Ganze ökologisch Nachteile anstatt Vorteile haben wird. Wärmepumpen verbrennen zudem keinerlei Brennstoffe. Das hat zur Folge, dass sie keinen Feinstaub und kein CO2 etc. ausstoßen.

Je nachhaltiger der Strom, den die Wärmepumpe nutzt, desto nachhaltiger ist das gesamte Heizkonzept. Verwenden Sie also Ökostrom oder gar eigenen PV-Strom vom Dach, ist das die optimale Lösung. Je nach Wärmepumpen-Art ist die Heizung zudem günstiger in der Anschaffung als Pelletkessel etc. Allerdings eignen sich Wärmepumpen nicht für jedes Gebäude – vor allem schlecht gedämmte Altbauten sind hier kritisch.

Lassen Sie sich daher von einem Heizungsbauer beraten, welche Heizart sich am besten für Ihr Haus eignet. In unserer Heizungsbauer-Suche finden Sie einen passenden Ansprechpartner direkt in Ihrer Umgebung.

Gas-Hybridheizung

Auch eine Gas-Hybridheizung wäre eine Alternative zur Biomasse-Energie. Entweder Solarthermie oder eine Wärmepumpe ergänzen das Gasgerät. Im Sommer muss der fossile Wärmeerzeuger dann meist gar nicht anspringen. Und auch im Winter erhält er umweltfreundliche Unterstützung.

Auch der Gas-Brennwertkessel an sich hat beim Heizen weiterhin seine Berechtigung. Denn in Zukunft wird es möglich sein, Erdgas synthetisch mit Kohlendioxid aus der Atmosphäre herzustellen: Mit einem perfekten Kreislauf aus Entnahme und Abgabe an die Luft.

Solarthermie

Geht es Ihnen darum, einen bestehenden Wärmeerzeuger zu ergänzen? Auch dann gibt es Alternativen zur Biomasse-Energie. In Frage kommt vor allem Solarthermie. Sie eignet sich ideal zum Beispiel zur Unterstützung von konventionellen Gas- und Ölgeräten und hilft Ihnen somit, umweltfreundlicher und kostengünstiger zu heizen.

Überblick Vorteile und Nachteile von Biomasse-Energie im Haushalt

Pro

  • Nachhaltig – aber nur unter bestimmten Bedingungen. Zum Beispiel, wenn für Pellets etc. Holzabfälle verwendet werden. Wenn Transportwege zwischen Ort der Herstellung und Ort des Verbrauchs kurz sind. Und wenn die Abholzung nicht schneller stattfindet als neue Bäume nachwachsen.

  • Umweltfreundliches Biogas kann fossiles Erdgas ersetzen.

Contra

  • Es gibt noch umweltfreundlichere Alternativen wie Wärmepumpen.

  • Nachhaltigkeit teilweise fraglich: Monokulturen schaden der Vielfalt in der Tier- und Pflanzenwelt. Hinzu kommen giftige Pestizide und Stickstoffdüngemittel. Biomasse-Energie steht zudem in Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmitteln.

  • Holzheizungen sind teuer in der Anschaffung.

  • Im Vergleich zu zum Beispiel Gaskesseln erzeugen Holzkessel mehr Feinstaub.

  • Aufgrund des Feinstaubs und der Stickoxide sollen Holzheizungen nicht gut für die Gesundheit sein.

Energie aus Biomasse steht nicht allein da

Bioenergie steht nur in einem begrenzten Rahmen zur Verfügung. Sie stellt einen wichtigen Baustein im Zusammenspiel der erneuerbaren Energien dar – aber sie kann nicht allein die Lösung sein. Nur gemeinsam mit der Solarenergie und der Windenergie, der Erdwärme und der Wasserkraft kann die Energiewende gelingen.

 

¹ Viktor Wesselak, Thomas Schabbach, Thomas Link, Joachim Fischer: Handbuch Regenerative Energietechnik, Berlin/Heidelberg 2017, S. 171

² Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Primärenergieverbrauch 2020

Jens-Peter Meyer,
Dr. rer. nat.

Über den Autor

Dr. Jens-Peter Meyer schreibt freiberuflich seit dem Jahr 2000 über Heizungsthemen. Sein journalistischer Schwerpunkt liegt auf erneuerbaren Energien in der Wärmetechnik – speziell in Solarwärmesysteme, Wärmepumpen und Holzheizungen.

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