1 Beitrag der Biomasse zum Klimaschutz Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)

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Beitrag der

Biomasse zum

KlimaschutzSolarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)

Zuviel CO2 in der Atmosphäre

Wohin also mit dem Kohlenstoff?

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Nach Prof. Dr. Wolfgang Oschmann et al. (2000) Institute of Geosciences,Universität Frankfurt

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Kleine Flussraten werden gegenüber den großen weggelassen

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5

Kohlendioxid-zufuhr von der Atmosphäre zum Ozean und umgekehrt heben sich gegenseitig auf und werden weggelassen

5

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6

Ausschnittsvergrößerung Ausschnittsvergrößerung Der biogene kurzfristige Kohlenstoffkreislauf an Land ist von den anderen Kreisläufen praktisch entkoppelt.

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0,2 Photosynthese

Respiratio

n 0,1

Photosynthese und Respiration (Atmung) lassen sich zur Netto-Photosynthese zusammenfassen

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0,2 Photosynthese

Respiratio

n 0,1


8


Netto-Photosynthese 0,1

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0,6 10 g C

Kohlenstoff in der Kohlenstoff in der lebenden Biomasse lebenden Biomasse

. 18

10

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Lebende Biomasse: 1

Masse der Kohlenstoffatome Masse der Kohlenstoffatome in der lebenden Biomasse in der lebenden Biomasse wird zu wird zu 11 gesetzt gesetzt

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Lebende Biomasse: 1

Abgestorbene Biomasse: 2,6

Masse der Kohlenstoff-Masse der Kohlenstoff-atome in der abgestor-atome in der abgestor-benen Biomasse ist 2,6 benen Biomasse ist 2,6 mal so groß, sie wird zu mal so groß, sie wird zu 2,6 2,6 gesetztgesetzt

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Lebende Biomasse: 1


Atmosphäre: 1,3

Masse der Kohlenstoffatome in der Masse der Kohlenstoffatome in der Atmosphäre ist 1,3 mal so groß wie Atmosphäre ist 1,3 mal so groß wie

in der lebenden Biomasse. in der lebenden Biomasse. Sie wird zu Sie wird zu 1,31,3 gesetzt gesetzt

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Masse aller Kohlenstoffatome im Kreislauf m = 1 + 1,3 + 2,6 m = 4,9

Lebende Biomasse: 1


Atmosphäre: 1,3

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Und wo ist der Kohlenstoff?

Nur drei Möglichkeiten:

- Lebende Biomasse- Tote Biomasse- Atmosphäre

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Lebende Biomasse: 1


Atmosphäre: 1,3

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n

0,1

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0,1

Die drei Massenströme sind gleich. Deshalb ändert sich die Zahl der Kohlenstoffatome in den drei „Speichern“ nicht.

Lebende Biomasse: 1


Atmosphäre: 1,3

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0,1

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0,1

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0,1

„Stationärer Kreislauf“bzw.

„Fließgleichgewicht“

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0,1

„Stationärer Kreislauf“bzw.

„Fließgleichgewicht“

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Die Verweildauer der Kohlenstoffatome in den einzelnen Speichern ergibt sich (solange das Fließgleichgewicht andauert) aus der Zahl der dort befindlichen Atome geteilt durch den Stoffstrom

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V e

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0,1

In der lebenden Biomasse beträgt z.B. die durch-schnittliche Verweildauer D = 1 / 0,1

Lebende Biomasse: 1D = 10 Jahre

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0,1

In der abgestorbenen Biomasse beträgt die durchschnittliche Verweildauer D = 2,6 / 0,1

Abgestorbene Biomasse: 2,6D = 26 Jahre 25

Die Verweildauer der Kohlenstoffatome in den einzelnen Speichern ergibt sich (solange das Fließgleichgewicht andauert) aus der Zahl der dort befindlichen Atome geteilt durch den Stoffstrom.

Eine Änderung der Verweildauer wirkt sich auf die Verteilung der Kohlenstoffatome in den drei „Speichern“ aus.

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Die Verweildauer der Kohlenstoffatome in den einzelnen Speichern ergibt sich (solange das Fließgleichgewicht andauert) aus der Zahl der dort befindlichen Atome geteilt durch den Stoffstrom.

Eine Änderung der Verweildauer wirkt sich auf die Verteilung der Kohlenstoffatome in den drei „Speichern“ aus.

Verlängerung der Verweildauer in der Biomasse (lebende oder tote) verringert die CO2-Konzentration in der Atmosphäre

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Menschliche Eingriffe in das Fließgleichgewicht

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V e

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n

0,1Menschliche Eingriffe in

das Fließgleichgewicht

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0,1

Kappen und Rückschnitt erhöht den CO2-Gehalt

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Kappen und Rückschnitt erhöht den CO2-Gehalt

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Wo ist die Biomasse geblieben?

Und wo ist der Kohlenstoff jetzt?



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Kohlenstoff auf der Erde behalten!

Stoffliche Nutzung!

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Stoffliche Stoffliche NutzungNutzungV

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0

,08

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Holzbau statt Beton

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Stoffliche NutzungV

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0,0

8

Holzbau statt Beton

Pflanzenöl statt Erdöl

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Aufforstung vergrößert die terrestrische Biomasse

und verringert damit den CO2-Gehalt der Atmosphäre

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Und Aufforstung vergrößert die Photosynthese

und verringert damit den CO2-Gehalt der Atmosphäre

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Und nun das Gegenteil: Und nun das Gegenteil: Umwandlung von Wald in Umwandlung von Wald in Acker- oder WeidelandAcker- oder Weideland

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Ackerbau

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Und wo ist der Kohlenstoff jetzt?

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Wo ist der Kohlenstoff?



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Kohlenstoffhaltiger Dauerhumus

Kohlenstoffarme DeckschichtKohlenstoffarme Deckschicht

Humusvernichtung durch BodenbearbeitungHumusvernichtung durch Bodenbearbeitung

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PflügenPflügen bringt kohlenstoffhaltigen Dauerhumus in Verbindung mit dem Luftsauerstoff

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Kohlenstoffhaltiger Dauerhumus59

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Unter Sauerstoffeinfluss wird der Dauerhumus „mineralisiert“Nährstoffe werden ausgewaschenKohlenstoffgehalt geht zurück

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CO2

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Kohlenstoffhaltiger Dauerhumus64

Wo bleibt der Kohlenstoff?



V e

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n

0,0

8Dauerhumus

Öko-Landbau und Null-Bodenbearbeitung erhöhen den Kohlenstoffgehalt der Böden und verringern damit den CO2-Gehalt der Atmosphäre

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0,0

8

Dauerhumus

Naturwald erhöht den Kohlenstoff-gehalt der Böden und verringert damit den CO2-Gehalt der Atmosphäre

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3 Kriterien zur Beurteilung der Klimawirkung von Maßnahmen

Wenn die Zahl der Kohlenstoffatome in der Biomasse (lebend oder tot) zunimmt

Wenn die Verweildauer der Kohlenstoffatome in der Biomasse (lebend oder tot) zunimmt

Wenn die Photosynthese verstärkt oder das Absterben oder das Verrotten verlangsamt wird

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Verzögerung der CO2-Emissionen bei der energetischen Nutzung von Tierexkrementen

Beispiel für stoffliche Verwertung von Biomasse

Umwandlung von Gülle in Dünger

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Stall

Gülle

C O 2Stall

Bodenverdichtung

Auswaschung ins Grundwasser

Verätzung der Wurzeln

Ammoniak-gestank

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Stall Fermenter Gasmotor Generator

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_

Der CO2-Ausstoß erfolgt verzögert

Deshalb begrüßt der SFV Biogasanlagen zur Umwandlung von Exkrementen. Zusätzlichen Einsatz von dafür angebauten „Energiepflanzen“ lehnt der SFV jedoch ab.

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Verbrennen

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0,1

CO2

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Verbrennen

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CO2

Verbrennen schafft unter Umgehung der abgestorbenen Biomasse CO2 in die Atmosphäre

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Verbrennen

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0,1

Damit verkürzt sich die Verweildauer in der Biomasse

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Verweildauer des Kohlenstoff in Verweildauer des Kohlenstoff in der abgestorbenen Biomasse der abgestorbenen Biomasse

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26 Jahre

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Verrotten dauert somit Verrotten dauert somit durchschnittlichdurchschnittlich

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26 Jahre

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Verrotten dauert Verrotten dauert durchschnittlichdurchschnittlich

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26 Jahre

Energetische Nutzung beschleunigt den Vorgang

Verbrennen

V e

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n

0,1CO2

Damit verlängert sich die Verweil-dauer und Masse des CO2 in der Atmosphäre

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Alternativen?

- Kommen wir ohne energetische Biomassenutzung aus?Es gibt genügend Wind- und Sonnenenergie für Wirtschaft und Gesellschaft.

- Wird uns Bioenergie fehlen, wenn Sonne und Wind schwächeln?Zeiten mit wenig Wind und Sonne können durch gespeicherte Wind- und Sonnenenergie von sonnig-windigen Tagen überbrückt werden.

- Können wir ohne Biomasse den Autoverkehr antreiben?Elektrofahrzeuge können mit Stromüberschuss aus windigen und sonnigen Tagen aufgeladen werden.

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Lohnt energetische Nutzung der Biomasse?Wie können wir auf den knappen Bodenflächen möglichst viel Energie ernten?

Jahres-Energieerträge MWh/qkm

Mögliche Energieernte auf 1 qkm

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Wie können wir auf den knappen Bodenflächen möglichst viel Energie ernten?

50000

PV

24000

80001100

RapsLeindotter Mischfrucht

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Miscanthus

Wind

PVJahres-Energieerträge MWh/qkm

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Jahres-Energieerträge MWh/qkm

50000

PV

24000

80001100


115

Miscanthus

Wind

PV

Photovoltaik hat zwar den höchsten Flächenertrag, aber es gibt genügend bereits versiegelte freie Flächen für Solarzellen auf Dächern und Fassaden

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Raps und Miscanthus bringen erheblich weniger als Windenergie Und sie blockieren die Fläche für Anbau von Nahrungspflanzen und Wald

24000

80001100


115

Miscanthus

Wind

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Leindotter hat zwar nur einen geringen Flächenertrag, aber als Mischfrucht erlaubt er gleichzeitig Anbau von Getreide oder Erbsen, ohne deren Erträge zu schmälern

Leindotter Mischfrucht

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Mittelfristig lässt sich kaltgepresstes Leindotteröl energetisch verwerten.Langfristig empfiehlt der SFV eine stoffliche Nutzung in der organischen Chemie als Nachfolger für Erdöl.

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Windenergie erlaubt zusätzlich beliebige land- oder forst- wirtschaftliche Nutzung unter den Windanlagen

Für den Landbesitzer ergibt sich eine doppelte Einnahmequelle.

Aus Windernte allein in den ersten fünf Jahren Einnahmen von ca. 10 Mio. Euro auf 100 Hektar

24000

Wind

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Wind, die Wunschenergie für Land- und Forstwirtschaft!

50000

PV

24000

80001100


115

Miscanthus

PV

Wind

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Wind, die Wunschenergie für Land- und Forstwirtschaft!

24000

Wind

Aber ist Windenergie für die Verbraucher nicht zu teuer?

Siehe dazu den Vortrag: Wind- und Solarenergie senken den Strompreis

EinkaufspreisStrom-menge

Preis

Windstrom

Einsparung durch Windstrom

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Einsparen beim Einkauf

Einspeise-vergütung

Nachfrage

Wind-strom-kosten

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Windanlagen auf 13 % der deutschen land- und forstwirtschaftlichen Flächen könnten das Doppelte des jährlichen derzeitigen Strombedarfs liefern.

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Solarstromanlagen auf allen Dächern, Fassaden und Lärmschutzwänden könnten die Hälfte des jährlichen derzeitigen Strombedarfs liefern.

Straßenverkehr umstellen: Elektroantrieb mit aufladbaren Batterien

Kein Erdöl mehr!

Riesige Stromüberschüsse

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Was tun, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht?

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Siehe dazu gesonderten Vortrag

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Verbrennen von Biomasse schadet dem Klima

Biomasse sollte man lieber stofflich nutzen

Es gibt bessere Alternativen als Biomasse verbrennen

Wind- und Sonnenenergie können mehr als das Doppelte des derzeitigen Stromverbrauchs bereitstellen.

Wind- und Sonnenenergie verbilligen schon jetzt den Strom

Fahrzeugverkehr auf Stromüberschüsse aus Wind und Sonne umstellen

Stromspeichergesetz als Anreiz zur Weiterentwicklung der Speichertechnik

Zusammenfassung (Stichworte)

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1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen!

2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern!

3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen!

4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern!

Verweildauer in der Biomasse verlängern

Zu 1.

Alles Tageslicht soll abgefangen werden, bevor es den Boden erreicht.

Versiegelte Böden dicht begrünen!

Bepflanzung dicht staffeln.

Bäume und Buschwerk auf Mittel- und Seitenstreifen der Autobahnen!

Anpflanzung von Wäldern!






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Weitere Vorschläge zu 1.

Kein Boden ohne Grün!

„Wildkräuter“ zulassen. Einstellung zum „Unkraut“ überprüfen.

Höhenwachstum zulassen und fördern.

Pflanzen dicht verschlungen um Licht kämpfen lassen.

Der Natur nicht ins Hand-werk pfuschen. Ästhetische Vorstellungen überprüfen.






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2. Verweilzeit des Kohlen-stoffs in der lebenden Biomasse verlängern!




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Zu 2.

Lebende Pflanzen nur zurückschneiden, wenn unumgänglich!

Mehrjährige Pflanzen bevorzugen!


2. Verweilzeit des Kohlen-stoffs in der lebenden Biomasse verlängern!




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Zu 3.

Bio-Landbau zur Vergrößerung der Dauerhumusschicht!

Vermehrt Holz als Baumaterial nutzen!

Chemische Produkte, wie Plastik, Textilien, Kohlefasern, Arzneimittel usw. nicht mehr aus Erdöl, sondern aus Biomasse herstellen.






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Zu 4.

Energetische Nutzung

- wenn Kompostierung nicht möglich

- wenn stoffliche Nutzung nicht möglich

- wenn Aufbewahrung Probleme bereitet, z.B. Gülle, Schlachtabfälle …






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Ersatz für Erdöl und Erdgas

Im Gegensatz zu Sonnen- und Wind-energie speicherbar

Flächenkonkurrenz

Zum Nahrungsmittelanbau

Zum Urwald

Zur stofflichen Verwertung

Biomasse Energetische Nutzung

Pro Contra

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Ersatz für Erdöl und Erdgas

Im Gegensatz zu Sonnen- und Wind-energie speicherbar

Flächenkonkurrenz

Zum Nahrungsmittelanbau

Zum Urwald

Zur stofflichen Verwertung

Biomasse Energetische Nutzung

Pro Contra

Klimaschädlich

Aspekte des Klimaschutzes

CO2- Entnahme aus der Atmosphäre vermehrenMehr Photosynthese, mehr Blattgrün, mehr mehrjährige Pflanzen, mehr Wald

Kohlenstoff in Pflanzen binden und gebunden haltenAbsterben und Verrotten von Pflanzen verzögern. Schreddern unterlassen,Pflanzenrückschnitt nur, wo er den Ertrag steigert (z.B. Obstbäume)

Pflanzenbewuchs vermehren – Höhenwachstum erlaubenWald statt Raps, hochwachsendes Grün in der Stadt und an den Verkehrswegen. Einjährige Pflanzen - nur wo unvermeidbar (Nahrungsmittelproduktion),

Dauerhumus vermehrenÖkologischer Landbau, Null-Bodenbearbeitung

Pflanzenmaterial konservierenstoffliche Nutzung (anstelle von Erdöl u. Beton)

CO2-Emissionen verringernFossile Verbrennung stoppen – aber nicht durch Biomasseverbrennung ersetzenFossile Verbrennung stoppen – aber nicht durch Biomasseverbrennung ersetzen 105

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Fossile Verbrennung Fossile Verbrennung stoppen – stoppen –

aber nicht durch aber nicht durch Biomasseverbrennung Biomasseverbrennung

ersetzenersetzen

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