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Monitoringbericht

Seit Inkrafttreten des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) am 1. August 2000 wird im Rahmen von Monitoring-Projekten die Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse verfolgt. [mehr]

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Die Rolle der Bioenergie in der Energiewende

Das "Smart Bioenergy"-Konzept

Die künftige Biomassenutzung muss zahlreiche Zielsetzungen vereinen. Dazu gehören Ernährungssicherung, Versorgungssicherheit im Energiemix, aber auch innovative Produkte und Märkte im Rahmen der Bioökonomie sowie Klima- und Umweltschutz und nicht zu Letzt die Entwicklung ländlicher Räume. Dies stellt eine große Herausforderung dar. Zusammen mit dem Umstand, dass die Potenziale der Biomasse begrenzt sind, ergeben sich unweigerlich Zielkonflikte und Grenzen der Biomassenutzung.

Rohstoffstrategien sollten entsprechend der Priorisierung "food first" folgen und sich auf nachhaltige innovative Nutzungspfade in Schlüsseltechnologien konzentrieren (vgl. Thrän 2015). Technologische Innovationen sind in einem komplexen System jedoch nicht ausreichend. Hier sind ferner Innovationen auf gesellschaftlicher Ebene von Nöten, die technischen Fortschritt ermöglichen, aber auch die relevanten Sektoren im System klug ineinander greifen lassen. Die dringende Forderung nach Erhöhung der Energieeffizienz und der Reduktion des Energiebedarfs für eine gelingende Energiewende macht das allzu deutlich.

Der Vorschlag des "Smart Bioenergy"-Konzepts (Thrän 2015) greift diese Gedanken auf. Die smarte Bioenergie umfasst somit die Weiterentwicklung von modernen Biomassenutzungssystemen hin zu integrierten Systemen, die in optimierten Zusammenspiel mit verschiedenen erneuerbaren Energiequellen einerseits und der gekoppelten stofflich-energetischen Nutzung im Rahmen der Bioökonomie andererseits bestehen. Das Konzept besteht aus den Komponenten:

  • Nutzung nachhaltiger Rohstoffe,
  • Weiterentwicklung smarter Technologien und
  • Integration in künftige Konzepte der Bioökonomie.

Vorausgesetzt werden aber auch veränderte Konsummuster, Energieeinsparung und ein steigender Nachhaltigkeitsanspruch mit sich wandelnden Zielgrößen. Damit liefert das Konzept (vgl. Abb. 1) einen wichtigen Beitrag für die zukünftige, nachhaltige Energieversorgung.

Abbildung 1: Die Entwicklung des "Smart Bioenergy"-Konzepts. (nach Thrän 2015, S. 5)

Ein zentrales Entwicklungsziel ist es, diese Technologien und Technologiekonzepte so zu konzipieren, dass sie in kleineren Einheiten umgesetzt, exakt und verlässlich steuerbar sind und flexibel betrieben werden können (z.B. schnelles Zu- und Abschalten). Diese Flexibilität der energetischen Biomassenutzung ist nötig, denn sie muss in ein sich im Umbruch befindliches Energiesystem eingefügt werden, dessen Zielzustand ein dezentrales und zum Teil von fluktuierenden Umweltfaktoren (Wetter) abhängiges System ist, dass sie stabilisieren bzw. ergänzen soll. Dieser Umstand macht es essentiell, dass neben den genannten technischen Entwicklungszielen auch die informationstechnologisch gestützte, also "smarte" Einbettung ins Energiesystem (z.B. vernetzter Informationsaustausch und Steuerung mittels Smart Grid-, Smart Metering- sowie Smart Home- bzw. Gebäudemanagement-Technologien) forciert wird.

In Zukunft muss der Fokus von der einzelnen Anlage auf deren systemische Einbettung gelenkt werden. Hier bedarf es tragfähiger Modelle und Bewertungssysteme. Auch die diversen Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Nutzungs- und Speicherformen müssen stärker in den Blick genommen werden, ebenso wie Konversionstechnologien (Thrän et al. 2015). Die Forschung für das "Smart Bioenergy"-Konzept ist also Forschung mit Systemblick (vgl. Abb. 2).

Abbildung 2: Schematische Darstellung des EE-Systems als ein intelligentes Energienetzwerk mit verschiedenen Bioenergieeinheiten (nach Thrän 2015, S.176)

Dieser Systemblick wird im Kontext der Bioökonomie umso wichtiger, die an die Wissenschaft die Anforderung stellt, die Grundlagen für die wissensbasierte Erzeugung und Nutzung von biologischen Ressourcen für Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Bereichen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystem bereitzustellen (Bioökonomierat 2013).

Um die Energiewende mitsamt ihren politischen Weichenstellungen konkret zu unterstützen, muss das "Smart Bioenergy"-Konzept weiter ausgestaltet und Fragen nach seiner Implementierbarkeit in den Energiewendeprozess auch ganzheitlich gestellt werden. Die schrittweise Untersetzung des Konzeptes unterstützt die Energiewende in Deutschland und die Weiterentwicklung der Bioenergiebereitstellung in standortsadaptierten Energiestrategien.

Literatur/Quellen:

Smart Bioenergy

Das englischsprachige Buch "Smart Bioenergy – Technologies and concepts for a more flexible bioenergy provision in future energy systems" wurde im Sommer 2015 von Prof. Dr. Daniela Thrän im Springerverlag veröffentlicht (doi 10.1007/978-3-319-16193-8)

http://www.springer.com/de/book/9783319161921