Nutzen – Ökosystem und sozioökonomische Aspekte

Das Thema Biomasse nimmt in der aktuellen Klimaschutzpolitik eine zentrale Position ein. Neben dem Studium der potentiellen Auswirkungen auf das Klima wurden am PIK, ergänzend zu den vorhandenen Potenzialstudien aus der Literatur, eigene Abschätzungen zur Produktionsmenge von Biomasse in Deutschland, in Europa und weltweit durchgeführt. 

 

Simulationen mit dem kombinierten Makroökonomie-Energiesystem-Modell ReMIND-genEris am PIK haben ergeben, dass im Bereich der erneuerbaren Energien neben der Photovoltaik vor allem Biomasse-Energieträger einen substantiellen Beitrag im Rahmen eines kostenoptimierten Energiemixes leisten werden. Diese Untersuchungen werden im Rahmen des Projekts um den Aspekt der verschiedenen, besonders für HTC geeigneten Substrate erweitert. Die wesentlichen Parameter sind die Verfügbarkeit von Flächen sowie die mögliche Entwicklung der Energieerträge pro Flächeneinheit, was auch die eingehende Betrachtung der biogenen Reststoffe einschließt.

 

Die Nutzung von Biomasse als Kraftstoff sowie als Energieträger (Strom, Wärme) wird einen elementaren Beitrag zum Erreichen der Ziele bei der Minderung der Treibhausgasemission leisten. Allerdings kann unter Umständen die Nutzung des bestehenden wie auch eines potentiell gesteigerten Biomassepotentials gleichzeitig negative Auswirkungen auf Klima, Umwelt und sozioökonomische Zusammenhänge mit sich bringen, die auf den ersten Blick nicht eindeutig sichtbar waren. Ein Beispiel hierfür ist die aktuelle Diskussion um Biokraftstoffe der ersten Generation, deren Klimabilanz durch den Anreiz zur Abholzung von Regenwäldern, Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion und die Nutzung von Pflanzen mit hohem Wasser- und Düngemittelbedarf (z.B. Raps) in die Kritik geraten ist. Daher ist die Einhaltung des Prinzips der Nachhaltigkeit ebenso wichtig wie die Berücksichtigung der mit der Biomassenutzung verbundenen sozioökonomischen Auswirkungen. Eine Technologie wie HTC, die die Nutzung eines breiten Spektrums verschiedener Biomassen ermöglicht, kann im Hinblick auf ökologische und sozioökonomische Nachhaltigkeit sowie Biodiversität einen entscheidenden Beitrag liefern.

 

Die großskalige Abschätzung der Veränderungen des Kohlenstoffhaushalts beinhaltet notwendigerweise auch die Betrachtung des Bodenkohlenstoffs. Bei ausreichender Bodenbeständigkeit der HTC-Kohle könnte der Großteil des in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs durch Deponierung der HTC-Kohle langfristig dem Kohlenstoffkreislauf entzogen werden, ähnlich der Sequestrierung von Kohlenstoffdioxid. Bei Kompostierung oder Verrottung der Roh-Biomasse wird hingegen der Großteil des Kohlenstoffs als Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre freigesetzt. Lediglich ca. 0,5% des Kohlenstoffs werden in Form von langsam umsetzbarem Humus langfristig gebunden. Durch Deponierung der HTC-Kohle könnte demnach eine Kohlenstoffsenke geschaffen werden, da Kohlenstoff aus CO2-neutraler Biomasse dem Kohlenstoffkreislauf entzogen würde. In einem solchen Szenario der Verwendung als Kohlenstoffspeicher kann die HTC-Kohle in den Boden eingebracht werden. Derzeit wird ein positiver Einfluss auf die Bodenbiologie sowie die Wasserspeicherkapazität erwartet. Daraus würde ein verminderter Düngemittelbedarf resultieren.

 

Basierend auf den Ergebnissen bekannter punktueller Fallstudien kann eine umfassende Bewertung der ökologischen Folgen des HTC-Verfahrens bei großräumiger Anwendung im gesamten Energiemix vorgenommen werden. Der Fokus wird hier auf Veränderungen des globalen Kohlenstoffzyklus, des Wasserhaushalts sowie der Nährstoffbilanzen liegen. Ein weiterer vorteilhafter Begleiteffekt der Einbringung von HTC-Kohle aus Biomasse ist die Einlagerung von Phosphor in der Kohle. Dieser auf der Erde nur limitiert vorhandene aber essentielle Düngemittelgrundstoff, der in Pflanzenzellen eingebaut vorkommt, könnte so in den natürlichen Kreislauf zurückgeführt werden.

 

Die Förderung von Bioenergie wird teilweise bereits durch die aktuelle Gesetzgebung in Deutschland, Europa und auch in anderen Ländern an die Erfüllung von Kriterien der Nachhaltigkeit gebunden. Im Rahmen des Projekts wird der bestehende Kenntnisstand der Bioenergiesysteme um die ganzheitliche Betrachtung der potentiellen positiven wie auch negativen Auswirkungen der Biomassenutzung durch HTC auf der lokalen, regionalen, nationalen und internationalen Ebene erweitert.