Holz: Ein Joker für die Energiewende

Holz ist ein Trumpf für die Energiewende, weil es sehr vielseitig und gut speicherbar ist. Im Vergleich zu heute ließe sich bis zu einem Drittel mehr Energie aus Holz gewinnen, nicht nur in Form von Wärme, sondern auch in Form von Elektrizität und Treibstoffen. Die heutige Nutzung sei aber nicht effizient genug, wie Schweizer Forscherinnen und Forscher in einem neuen Bericht aufzeigen.

Holz lässt sich CO₂-neutral produzieren, mehrfach als Material verwenden, in verschiedenen Formen transportieren und speichern sowie als Wärme, Strom und Treibstoff energetisch nutzen. Nicht zuletzt kann es Lücken bei der Sonnen- und Windenergieproduktion überbrücken, da es zeitlich unbegrenzt zur Verfügung steht.

Die Forscherinnen und Forscher der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, des Paul Scherrer Instituts PSI und weiteren Institutionen haben das im Schweizer Holz steckende Energiepotenzial berechnet und Technologien für die Verbrennung und Umwandlung in Elektrizität und Treibstoffe weiterentwickelt. Sie untersuchten zudem, wie Bioenergie am besten in das Schweizer Energiesystem eingebettet werde sollte.

„Energieholz ist von größerer Bedeutung, als es sein vergleichsweise geringes Potenzial vermuten lässt“, betonen die Autorinnen und Autoren des „White Paper Wood“. Es fasst Resultate des mehrjährigen Energieforschungsprogramms „Biomass for Swiss Energy Future“ (SCCER Biosweet) des Bundes zusammen, an dem bis zu 15 Forschungsgruppen und Dutzende Umsetzungspartner beteiligt waren.

Derzeit macht Holzenergie etwa 5 % des gesamten Energie-Endverbrauchs in der Schweiz aus, nämlich etwa 40 Petajoule (PJ) pro Jahr. Das ist etwas mehr Energie, als die Stadt Zürich in einem Jahr benötigt. Dieser Anteil könnte – wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig – maximal um ein Drittel, also 14 PJ, wachsen, errechneten die Bioenergie-Fachleute der WSL.

Energieholz könne direkt aus dem Wald und dem offenen Land stammen, es könne aber auch Restholz aus Schreinereien und Sägereien sein oder bereits genutztes Holz (= Altholz). Am meisten unerschlossenes Potenzial (5 – 10 PJ) stecke noch im Waldholz. „Holz als wertvolle, aber begrenzte Energiequelle erfordert eine effiziente Nutzung“, betont Oliver Thees von der WSL, Erstautor des Berichts.

Für eine effizientere Nutzung schlagen die Forschenden Folgendes vor: Aus Sicht des Klimaschutzes sollte Holz wenn möglich nicht direkt aus dem Wald im Ofen landen. Vielmehr sollten daraus zuerst Häuser und Möbel, Spanplatten oder Dämmstoffe entstehen, bevor es verbrannt wird. Dies wird Kaskadennutzung genannt. Derzeit wird das wertvolle Energieholz jedoch zu 95 % zur Erzeugung von Wärme verwendet, um Räume zu beheizen. Das sei nicht optimal, warnen die Autorinnen und Autoren.

Für eine maximale Energiegewinnung und CO₂-Einsparung sollte Holz in größerem Umfang anders genutzt werden als heute, so die Forscherinnen und Forscher. In der Industrie könne mit Holz Hochtemperatur-Prozesswärme beispielsweise in Form von Wasserdampf erzeugt werden. Oder man könne daraus gasförmige und flüssige Treibstoffe – auch für Flugzeuge – herstellen. Die Abwärme und das CO₂, die bei der Umwandlung entstehen, sollten aufgefangen und genutzt werden. Das helfe der CO₂-Bilanz und kompensiere andere Emissionen wie jene aus der Landwirtschaft, die unvermeidlich seien. Die im Forschungsprogramm entwickelten Umwandlungstechnologien verbessern die Effizienz und CO₂-Bilanz solcher Anwendungen, nicht alle sind jedoch schon marktreif.

Aus Energieholz könne in Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen auch Strom gewonnen werden, was vor allem im Winter die nächstbeste Verwendung wäre, um die Winterstromlücke zu überbrücken. Wolle man Raumwärme aus Holz gewinnen, sollte dies am besten und wenn möglich in großen Anlagen mit Anschluss an das Fernwärmenetz geschehen. Diese können schadstoffärmer und effizienter betrieben werden als eine Vielzahl von Kleinanlagen. „Wir haben Verfahren zur Umwandlung von Holz in Treibstoffe und Energie neu entwickelt respektive ein Stück näher zur Marktreife gebracht und somit einen Beitrag zum Gelingen der Energiewende geleistet“, sagt Oliver Kröcher vom Paul Scherrer Institut PSI, Mitautor des Berichts.

Da Energieholz so vielfältig nutzbar ist, nennen es die Autorinnen und Autoren des Berichts einen „Joker für die Gestaltung der Energiewende“. Ihre Berechnungen zeigen nämlich auch, dass Energieholz die Energieversorgung und das Stromnetz stabilisieren kann, da Holz lagerbar ist und bei Bedarf umgewandelt Spitzenbelastungen im Netz ausgleichen kann.

Eine effizientere Holznutzung komme nicht auf technologischem Weg allein zustande. Sowohl in der Forschung, der Wirtschaft und der Politik gebe es noch einiges zu tun: Die Nutzungsketten von Holz müssen durchleuchtet und optimiert werden. Es brauche Grundlagen für eine praktische Umsetzung der komplexen Technologien. Nicht zuletzt können politische Maßnahmen die Holznutzung steuern, beispielsweise durch gezielte Anreize für effiziente Verbrennungsanlagen.

Das White Paper Wood fasst die Ergebnisse des durch Innosuisse finanzierten Schweizerischen Kompetenzzentrums für Bioenergieforschung – (SCCER BIOSWEET, Leiter Oliver Kröcher) zusammen. Ziel ist es, Entscheidungsträgern die aktuellen Forschungsergebnisse zur Verfügung zu stellen, um die optimale Nutzung der Bioenergie aus Holz sowie einiger anderer fester Biomassearten in der Schweizer Energiewende zu fördern. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Ergebnisse auf die Schweiz und auf deren inländisches Biomassepotenzial.

Die Arbeiten wurden von sechs Schweizer Forschungsinstitutionen in Zusammenarbeit mit der Industrie und unter der Federführung des Paul Scherrer Instituts PSI durchgeführt. Das «White Paper Wood» fasst die wichtigsten Ergebnisse zusammen und ordnet sie ein in den Stand des Wissens. Es ist in deutscher, französischer und englischer Sprache (Original) verfügbar.