Energie 101: Bioenergie

Energie 101: Bioenergie

Die Energy 101-Reihe von MCE konzentriert sich auf das Warum und Wie erneuerbarer Energien, sodass Sie mehr über Konzepte wie die Vorteile von Biomasse und die Wissenschaft hinter Solarenergie erfahren. Sie suchen nach mehr? Schauen Sie sich die Links in diesem Blog an, um mehr zu erfahren über Energie 101 oder tiefer einzutauchen in unsere Energieexperte Serie.

Seit der Erfindung des Holzfeuers nutzen Menschen Bioenergie oder Biomasse als Energiequelle. Obwohl sich die Art und Weise, wie wir Biomasseressourcen nutzen, geändert hat, ist Biomasse eine der wichtigsten globalen Energiequellen. In diesem Blog erläutern wir die Grundlagen der Nutzung und Umwandlung von Biomasse in erneuerbare Energie.

Was ist Bioenergie?

Bioenergie ist der Prozess der Umwandlung von organischem Material, bekannt als Biomasse, das von Pflanzen oder Tieren erzeugt wird, in Energie. Pflanzen betreiben Photosynthese, um die Kraft der Sonne in Nährstoffe umzuwandeln, die sie zum Wachsen nutzen können. Biomasse ist der Abfall aus Pflanzenmaterial oder tierischen Abfällen, der gespeicherte Sonnenenergie enthält. Heute nutzen wir Biomasse in Form von Holz, Ernteabfällen, tierischen Abfällen und sogar Müll.

MCE's Redwood-Deponiegas-zu-Energie-Projekt

Was sind die Vorteile von Bioenergie?

Abfälle aus der Land- und Forstwirtschaft werden häufig auf Mülldeponien oder durch Verbrennen oder Kompostieren entsorgt. Indem wir diese Ressourcen zur Erzeugung von Bioenergie nutzen, reduzieren wir Treibhausgasemissionen, vermeiden Mülldeponien und schaffen zusätzliche Einnahmequellen. Biomasse ist eine erneuerbare Ressource, da sie reichlich vorhanden ist und sich schnell regeneriert. Bei verantwortungsvoller Bewirtschaftung kann Bioenergie CO2-neutral sein. Das bedeutet, dass bei der Umwandlung von Biomasse in Energie zwar Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt wird, der Prozess der Erzeugung von Biomasse jedoch dieselbe Menge Kohlenstoff aus der Atmosphäre zieht. Dieser Prozess schafft einen nachhaltigen Kreislauf aus Wachstum und Nutzung.

Was sind die Nachteile von Bioenergie?

Die primäre Methode zur Umwandlung von Biomasse in Energie ist die Verbrennung, bei der Gase freigesetzt werden, die zur Luftverschmutzung beitragen können. Wenn Biomasseressourcen hauptsächlich zur Nutzung in Bioenergie angebaut würden, müssten wir große Mengen Land und Wasser erhalten. Darüber hinaus ist der Bau und Betrieb von Biomassekraftwerken immer noch teuer. Da sich die Biomassetechnologie verbessert und die Kosten für den Bau von Anlagen sinken, ist es wichtig, nachhaltige Praktiken umzusetzen, die die gesamte Lieferkette berücksichtigen. Auf diese Weise können wir einen verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen bei der Erzeugung von Bioenergie sicherstellen.

Wie nutzen wir Bioenergie?

Direkte Verbrennung

Bei der direkten Verbrennung wird Biomasse in einem Brennofen oder Ofen verbrannt, wobei Energie in Form von Wärme freigesetzt wird. Diese Wärme wird zur Erzeugung von Dampf verwendet, der eine Turbine antreibt, die mechanische Energie erzeugt, die in Elektrizität umgewandelt wird. Die direkte Verbrennung kann auch zur Raum- und Wassererwärmung in Gebäuden eingesetzt werden.

Anaerobe Gärung

Bei der Zersetzung von Biomasse werden Methan und Kohlendioxid freigesetzt. Bei der anaeroben Vergärung wird Biomasse aus Mist, Lebensmittelabfällen und anderen organischen Materialien in einen luftdichten Behälter ohne Sauerstoff gegeben. Im geschlossenen Behälter wird diese Biomasse von Bakterien abgebaut, die als Nebenprodukt Gas erzeugen. Dieses Gas wird dann gesammelt und als erneuerbare Alternative zu Erdgas verwendet.

Kraftstoffumwandlung

Biomasse kann auch in Biokraftstoffe umgewandelt werden, die als Alternative zu fossilen Brennstoffen dienen. Biomasse kann durch thermochemische, chemische oder biologische Umwandlung in Kraftstoff umgewandelt werden. Bei der thermochemischen Umwandlung wird in einem Druckbehälter durch Wärme Kraftstoff erzeugt. Dieser Kraftstoff kann je nach genauem Verfahren fest, flüssig oder gasförmig sein. Bei der chemischen Umwandlung werden Chemikalien verwendet, um flüssigen Kraftstoff zu erzeugen, typischerweise in Form von Biodiesel. Bei der biologischen Umwandlung wird Biomasse zu Ethanol fermentiert, das häufig als Kraftstoff für den Transport verwendet wird.

Kann Bioenergie für den Transport genutzt werden?

Flüssige Biokraftstoffe können in Fahrzeugen als Alternative zu Benzin verwendet werden. Die gebräuchlichsten flüssigen Biokraftstoffe sind Ethanol, das aus Getreidezucker hergestellt wird, und Biodiesel, der aus natürlichen Ölen hergestellt wird. Beide Kraftstoffe bieten sauberere Alternativen zu Benzin und Dieselkraftstoff. Diese alternativen Kraftstoffe werden oft mit herkömmlichen Kraftstoffquellen gemischt. Tatsächlich 97% aller Benziner in den Vereinigten Staaten enthält etwas Ethanol. Das meiste Benzin wird mit 10% Ethanol gemischt, aber flexible Kraftstofffahrzeuge können mit bis zu 83% Ethanol-Kraftstoff.

Wissenswertes

  • 39% von Erneuerbare Energie in den USA stammt aus Biomasse.
  • Viele amerikanische Landwirte nutzen Bioenergie aus Tiermist. Ein Bauernhof mit 1.000 Kühen könnte genug Mist produzieren, um bis zu 300 Haushalte täglich.
  • Die Biomasseindustrie hat 285.000 Arbeitsplätze in den Vereinigten Staaten, mit dem Potenzial, in den kommenden Jahren zu expandieren

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