Energiepflanzen

Eine Energiepflanze ist eine Pflanze, die speziell für die energetische Nutzung angebaut wird. Die Bioenergie wird üblicherweise thermisch, also durch Verbrennung, aus festen, flüssigen oder gasförmigen Pflanzenprodukten gewonnen. Wild wachsende Pflanzen, die z. B. als Brennholz energetisch genutzt werden, oder Pflanzen, die vorwiegend als Nahrungsmittel dienen, werden nicht zu den Energiepflanzen gezählt.

Definition und Abgrenzung

Als Energiepflanzen werden landwirtschaftliche Nutzpflanzen bezeichnet, die mit dem Hauptziel einer Energiegewinnung angebaut werden, in Abgrenzung zu Pflanzen zur Nahrungsmittelerzeugung, Futterpflanzen und Industriepflanzen. Forstpflanzen, die auf landwirtschaftlichen Flächen zur Energienutzung angebaut werden (beispielsweise in Kurzumtriebsplantagen) werden von einigen Autoren mit erfasst. Teilweise wird nur bei einer energetischen Nutzung der ganzen Pflanze von Energiepflanzen gesprochen.^[1]

Entscheidend ist also die Nutzung der Pflanze. So kann z. B. Mais sowohl als Zuckermais zur menschlichen Ernährung als auch als Futtermais (Maissilage) zur Tierfütterung oder als Energiemais zur Biogaserzeugung kultiviert werden. Je nach Nutzungsrichtung unterscheiden sich die verwendeten Sorten und Anbauverfahren für Energiepflanzen teilweise von den bei Nahrungs- und Futtermitteln genutzten.

Pflanzengruppen und Nutzung

Zahlreiche Pflanzenarten eignen sich für die energetische Nutzung, darunter sowohl traditionelle Kulturpflanzen des Ackerbaus, für die teilweise für die Energienutzung optimierte Sorten gezüchtet werden (z. B. Raps, Mais) als auch Kulturpflanzen, die bisher nicht oder kaum ackerbaulich genutzt wurden, unter dem Aspekt der energetischen Nutzung jedoch verstärkt genutzt werden können (z. B. Chinaschilf, Durchwachsene Silphie). Bisher konzentriert sich der Anbau auf bereits verbreitete Ackerkulturen, die Züchtung neuer Sorten und die Nutzung neuer Kulturarten stehen erst am Anfang. Untenstehende Tabelle nennt einige in Mitteleuropa als Energiepflanzen kultivierte Pflanzenarten und -gruppen. Energiepflanzen mit bedeutenden Anbauflächen oder großem Potenzial in anderen Regionen umfassen u. a. Soja, ölpalme, Purgiernuss und Zuckerrohr.

Energiepflanzen in Mitteleuropa und ihre Nutzung^[2]

Pflanzenarten / -gruppen	Rohstoffe	Nutzung
Zuckerrübe, Kartoffel, Getreide, Mais	Zucker, Stärke	Bioethanol, Additive
Raps, Sonnenblume	Pflanzenöl	Biodiesel, Pflanzenöl-Kraftstoff
Bäume, Gräser,Getreide (Ganzpflanze), Miscanthus	Stückholz, Hackschnitzel, Pellets	Wärme, Kälte, Dampf, Strom
Mais, Gräser, Getreide, Zuckerrübe	Substrat (Biogasanlage)	Wärme, Kälte, Dampf, Strom, Kraftstoff Biomethan

Energiepflanzen werden genutzt mit dem Ziel der Gewinnung von Wärme, elektrischer Energie sowie als Biokraftstoffe. Dabei kommt eine Vielfalt von Nutzungspfaden zum Einsatz, vor allem die Vergärung bzw. Biogaserzeugung in Biogasanlagen (Nutzung als Gärsubstrat), die Verbrennung (Nutzung als Biobrennstoff) sowie verschiedene weitere Formen der vollständigen oder teilweisen Umsetzung der Biomasse (u. a. Pyrolyse, Erzeugung synthetischer Biokraftstoffe BtL). Energieträger sind entweder das Pflanzen-Substrat selbst nach Zerkleinerung (z. B. Brennholz , Pellets) Pressung/ Extraktion (Pflanzenöl-Kraftstoff) oder Weiterverarbeitung (Bioethanol, Biodiesel, BTL) oder durch Vergasung der Biomasse gewonnene energiereiche Gase (Biogas, Syngas, Wasserstoff).

Anbauumfang und -entwicklung

In Deutschland werden auf 1,75 Millionen ha Energiepflanzen angebaut (Stand: 2008). Davon entfallen ca. 1 Million ha auf den Anbau von Raps für Biodiesel und Pflanzenöl-Kraftstoff, auf 500.000 ha wachsen Pflanzen zur Biogaserzeugeung, und 250.000 ha dienen der Kultur von Zucker- und Stärkepflanzen für Bioethanol. Der Anbau von Energiepflanzen hat in den letzten Jahren stark zugenommen – 1998 betrug die gesamte Anbaufläche für Nachwachsende Rohstoffe insgesamt (einschließlich Anbau zur stofflichen Nutzung) weniger als 500.000 ha.^[3]

Förderung

Der Anbau von Energiepflanzen wurde bisher im Rahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik der Europäischen Union mit Direktzahlungen finanziell unterstützt. Im Rahmen der bis 2007 obligatorischen Flächenstillegung durften Landwirte auf einem Teil ihrer Ackerfläche keine Lebens- oder Futtermittel anbauen, der Energiepflanzenanbau jedoch war zugelassen. Eine Energiepflanzenprämie erhalten Landwirte für den Anbau auf nicht stillgelegten Flächen. Da die obligatorische Flächenstillegung abgeschafft wurde und die Energiepflanzenprämie ab 2010 wegfällt, verliert die direkte Förderung des Energiepflanzenanbaus an Bedeutung.

Umweltwirkungen

Durch den Einsatz von Energiepflanzen sollen Energieträger umweltverträglich bereitgestellt werden. Dabei soll vor Allem der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid (CO₂) reduziert werden, um den Treibhauseffekt zu mindern. Die Klimawirksamkeit des Anbaus und der Nutzung von Energiepflanzen wird kontrovers diskutiert. Neben der CO₂-Ersparnis durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe müssen Klimabilanzen des Ackerbaus die klimarelevanten Emissionen von Lachgas N₂O berücksichtigen, das vor allem bei gedüngten Ackerkulturen entsteht. Anbauweise und Landnutzung haben zudem großen Einfluss auf die Klimawirksamkeit des Energiepflanzenanbaus: Bei Rodung von Regenwald, der Kultivierung von Mooren oder Umbruch von Grünland zum Anbau von Energiepflanzen werden große Mengen klimaschädlcher Gase frei.

Aus Gründen des Natur- und des Klima-Schutzes erarbeitet die Deutsche Bundesregierung eine Biomasse-Nachhaltigkeitsverordnung, die künftig die Kriterien einer nachhaltigen Erzeugung von Biomasse zur energetischen Nutzung regeln soll^[4]. Die Europäische Union hat soch im Dezember 2008 auf eine Erneuerbare-Energien-Richtlinie geeinigt, die Nachhaltigkeitskriterien für die Förderung von Biokraftstoffen und deren Anrechnung auf EU-Biokraftstoffziele einführt.

Ein Ziel der Forschung zur Energiepflanzennutzung ist es, die Energiebilanz durch Nutzung der gesamten Pflanzen und Verfahrensoptimierungen zu verbessern. Außerdem werden Methoden zur Ausweitung der nutzbaren Fläche untersucht, z. B. Zucht von Salzwasseralgen in Wüstengebieten.

Die Flächen, die für die Energiepflanzen nötig sind, können auch für andere ökonomisch und ökologisch sinnvolle Zwecke eingesetzt werden (z. B. Nachwachsende Rohstoffe zur stofflichen Nutzung, Extensivierung der Landwirtschaft), die ebenfalls zur Minderung des Energie- und CO₂-Problems beitragen können. und stehen nicht mehr der Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung. In Anbetracht des Bevölkerungswachstums werden in diesem Zusammenhang ethische Probleme diskutiert, besonders der Einsatz von Lebensmitteln wie Getreide wird kritisiert (Getreideverbrennung).

Der Energiepflanzenanbau wird oft als Ackerbau mit hoher Intensität betrieben, u. a. in Bezug auf Düngemittel- und Pflanzenschutzmitteleinsatz, was zu ökologischen Schäden führen kann. Die Kultivierung von Pflanzen aus fremden Herkunftsregionen als Energiepflanzen birgt Risiken, z. B. durch Verbreitung von Neophyten.

Literatur

• Rolf Meyer, Armin Grunwald, Christine Rösch, Arnold Sauter (2007): Chancen und Herausforderungen neuer Energiepflanzen – Basisanalysen. Arbeitsbericht Nr. 121 des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag. pdf

Einzelnachweise

1. ↑ Rolf Meyer, Armin Grunwald, Christine Rösch, Arnold Sauter (2007): Chancen und Herausforderungen neuer Energiepflanzen – Basisanalysen. Arbeitsbericht Nr. 121 des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestags, S. 31. pdf
2. ↑ C.A.R.M.E.N. e. V.: Hintergrund Nachwachsende Rohstoffe: 1.4 Produktlinien (modifiziert)
3. ↑ Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), 2008: Anbau Nachwachsender Rohstoffe in Deutschland.
4. ↑ Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2009: Entwurf der Biomasse-Nachhaltigkeitsverordnung. (pdf)

Weblinks

• Informationsseiten der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V: 8FNR) zu Energiepflanzen
• Kurzumtriebsplantagen
• Spezielle Energiepflanzenzüchtung
• Anbaumethoden von Energiepflanzen