Gut 60 Teilnehmer fanden samstagmorgens um 9:00 Uhr trotz widrigen Witterungsbedingungen den Weg in Hessens höchstgelegene Stadt zum Symposium Erneuerbare Energien. Veranstaltet vom Förderkreis Energie und Wärmetechnik und VDI Mittelhessen. Frei nach dem Motto „aus den Hörsälen bis in die Provinz“ begrüßte Herr Diplom-Ingenieur Reinhold Altensen vom Fachbereich Maschinenbau, Mikrotechnik, Energie- und Wärmetechnik der FH Gießen Friedberg die Anwesenden.

Als Schirmherr und Gastgeber hieß Erwin Horst, der Bürgermeister von Ulrichstein, die Zuhörer willkommen.
Ulrichstein, gelegen im hohen Vogelsbergkreis auf 600 m Höhe, weist die höchste Windkraftanlagendichte in Hessen auf. 51 Windturbinen produzieren dort Strom, 18 davon im Besitz der Stadt. Die Stadt Ulrichstein setzt seit über 10 Jahren auf die Nutzung von Windenergie im kommunalen Eigenbetrieb, betreibt darüber hinaus Solaranlagen auf öffentlichen Gebäuden und eine große, mit Holzpellets befeuerte Anlage für Wärmegewinnung und Brauchwasserbereitung des Innovationszentrums im Kern von Ulrichstein.

Bürgermeister Horst berichtete von der guten Akzeptanz der Anlagen vor Ort. Die Standorte der Anlagen wurden weit genug entfernt von der Stadt gewählt, so dass keine Beeinträchtigungen durch Geräusche oder Schattenwurf auftreten. Ein Teil der Anlagen wird als „Bürgerwindpark“ betrieben, die Gewinne des Stromverkaufs bleiben somit in weiten Teilen in der Gemeindekasse und in der Bürgerschaft.
Er berichtete, dass die Bewohner von Ulrichstein wenig Verständnis für die Diskussion über „Windanlagen kontra Landschaftsschutz“ zeigten, die interessierte Kreise des Öfteren versuchten in die Kommune hinein zu tragen.

Die Fachbeiträge moderierte Prof.Dr.-Ing. Olaf Strelow, Prodekan des Fachbereichs MMEW.

„Energieinhalt der jährlich zu erntenden Biomasse wird bei Weitem überschätzt“

Der erste Beitrag hatte die Potentiale der Nutzung von Biomasse zum Thema. Prof.Dr.rer.nat. Heinrich Mosch referierte über Biomasse als Energieträger und dessen möglichen Beitrag zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft. Er trug vor, dass der Energieinhalt der jährlich zu erntenden Biomasse bei weitem überschätzt würde. Die mediale Berichterstattung über Biomassepotentiale häufig in der Form „Biomasse – der schlafende Riese (vgl. FR.31.01.06.) wecke falsche Vorstellungen. Die Bildung von spezifischen Daten, also die pro Kopf zur Verfügung stehende Biomasse mit ihrem Potential zur Energetischen Nutzung sei eine Voraussetzung das Potential realistisch einzuschätzen. Nur so lasse sich der “Pro-Kopf-Primärenergieverbrauch“ vergleichen mit dem pro Kopf zur Verfügung stehenden Energieangebots aus Biomasse.

Dabei kam Prof.Mosch zu dem Schluss, dass selbst wenn es zur Nutzung von 20- 30 % der verfügbaren Anbaufläche für Biomassegewinnung käme, einem ein Angebot aus dem Wald von knapp 75 kg SteinKohleEinheiten (SKE) pro Kopf und Jahr ein Bedarf an technischer Primärenergie von 6000 kg SKE pro Jahr und Person gegenüber stünde.

Aufgrund dieser „augenscheinlich dürftigen Rohstoffmengen“ hierzulande bliebe nur die Beschaffung von Biomassekonzentraten/ Biokraftstoffen aus dem Ausland. Eine Option deren Sinnhaftigkeit er bezweifle.
Ein von ihm dargestelltes Szenario mit gravierenden Eingriffen in Fauna und Flora der Erde, mit einem „Rest-Urwald“ von 50% mit Umwandlung der gerodeten Flächen in Plantagen für Bau-, Papier- und Energieholz, verbunden mit einer weltweiten Nutzung der Ackerflächen mit schematisch 20% für die Produktion von Energiepflanzen.
Selbst bei diesem Szenario welches das Angesicht der Welt weitgehend verändern würde reiche die weltweite Bioenergie längst nicht aus um den Weltenergiebedarf zu decken. Zumal, so fügte er hinzu, die Weltbevölkerung wachse und ein Anstieg des Energiebedarf bis 2050/2060 auf etwa das Doppelte erwartet wird.

Prof. Moschs ernüchterndes Fazit: Der Irrglauben von den „riesigen“ Potentialen der Bioenergie müsse schnellstens beendet werden. Stattdessen sei der Blick auf Einsparungen im Energiebereich und die direkte Nutzung von Sonnenenergie zu richten.


„Die Herstellung von Biodiesel und Bioethanol auf Basis nachwachsender Rohstoffe ist technisch realisierbar“

Als nächster Referent wurde Dr.-Ing. Sven Pohl begrüßt, erster Absolvent des Fachbereichs MMEW , der die Doktorwürde erlangte. Er sprach über die verfahrenstechnischen Pfade für Biomasse bei der Gewinnung von Biokraftstoffen. Er stellte die Verfahren für die Gewinnung von „Biodiesel“ und Bioethanol aus Biomasse vor, sowie die Herstellung von Synthesegasen mittels der Vergasung von Holz. Ebenso stellte er ein Verfahren vor, um aus Erdgas flüssige Kraftstoffe herzustellen. Dies hat Bedeutung, da nach heutiger Schätzung Erdgas länger verfügbar sein wird als Rohöl. Er berichtete über den Stand der Anlagenentwicklung in diesem Bereich bei seinem Arbeitgeber, der Lurgi AG.
Das Fazit seines Vortrags war, dass die Herstellung von Biodiesel und Bioethanol auf Basis nachwachsender Rohstoffe technisch bereits realisierbar ist. Ebenso die Herstellung synthetischer Kraftstoffe auf Basis von Erdgas. Im Rahmen der Verknappung fossiler Rohstoffe prognostizierte er eine wichtige Rolle von Biomassen in verfahrenstechnischen Anwendungen.


„Der Wärmemarkt wird völlig vernachlässigt“

In einem nächsten Vortrag stellte Prof.Dr.-Ing. RichartsOptionen für eine zukünftige Versorgung des deutschen Wärmemarktes vor.
Auf Basis des bundesdeutschen Endenergieverbrauchs zeigte er auf, dass in der Debatte um Energieversorgung der Wärmemarkt völlig unterschätzt, der Stromsektor völlig überschätzt werde.
Von dem jährlichen Verbrauch an Endenergie in der BRD entfielen auf die Elektrizität 19,6 % auf den Wärmeanteil 58 %, davon 32% für Raumwärme und 26% auf Prozesswärme. Darum sei auf diesen Hauptanteil das Augenmerk zu legen.
Er führte aus, dass Energieversorgung grundsätzlich zwei Aufgaben zu bewältigen habe. Die erste sei die Bewältigung des Mengenproblems, d.h. die Beschaffung der erforderlichen Primärenergieträger, bzw. Nutzenergie in ausreichender Menge. Die Zweite Aufgabe sei ein Leistungsproblem. Dies beziehe sich auf die momentan benötigte Wärmeleistung bzw. elektrische Leistung am geforderten Ort.

„Ein Autofahrer mit nur 5 Litern im Tank hat kein Leistungsproblem, sondern ein Mengenproblem“ stellte er den Unterschied anschaulich dar.

Die Wärme habe in der BRD kein Leistungsproblem, aber für zukünftige Versorgung ein Mengenproblem. Der Kraftstoffsektor kein Leistungsproblem, denn die Infrastruktur zur Versorgung ist gut ausgebaut, allerdings ein handfestes Mengenproblem.

Für den Strombereich sah Prof. Richarts vorerst kein Mengenproblem. „Wer als Kleinproduzent einmal versucht habe, Strom zu verkaufen, weiß wie niedrig der Preis und wie groß das Angebot sei“, führte er dazu aus. Allerdings sehe er durch den überalterten Kraftwerkspark der deutschen Elektrizitätswirtschaft ein zunehmendes Leistungsproblem.
Unter dieser Sichtweise betrachte er die jetzt und zukünftig verfügbaren Energiequellen:
• Die Fossilen Energieträger liefern Wärme und Strom. Sie können einen Beitrag zur Lösung des Leistungsproblems erbringen, ihr Beitrag zur Lösung des Mengenproblems ist zeitlich begrenzt.
• Die Windenergie liefert Strom, Strom hat zurzeit kein Mengenproblem.
• Biomasse liefert Wärme und Strom, kann jedoch wegen begrenzten Mengen nur einen eingeschränkten Beitrag zum mengen- und Leistungsproblem leisten.
• Solarenergie kann das Leistungsproblem beim Strom nicht lösen, sie kann aber das Mengenproblem bei der Wärme lösen.
• Umwelt-/Geoenergie können das Leistungsproblem beim Strom nur eingeschränkt lösen, können aber beim Wärmemengenproblem einen Beitrag zur Lösung leisten.

Somit schlug er folgende technische Optionen für alternative Wärmegewinnung und Nutzung vor:
• Kraft-Wärme-Kopplung ( mit den Energieträgern Gas, Biomasse, Kohle, Müll)
• Solarwärme
• Müll bzw. Ersatzbrennstoffe
• Biomasse
• Erd- und Umweltwärme ( mit Wärmepumpen)

Gerade in einer verstärkten Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplung und einer „offensiven“ Auslegung von thermischen Solaranlagen stecke viel Potential für den Wärmemarkt. Eine „offensive“ Auslegung von solarthermischen Anlagen ziele darauf ab, nicht nur im Sommer eine vollständige solare Deckung des Wärmebedarfs zu erreichen( Brauchwassererwärmung), sondern auch im Herbst und Frühjahr stärkere Beiträge an der Raumheizung zu erbringen.
Zum Ende seines Beitrags stellte er drei Beispiele für optionale Versorgung von 25% des Wärmemarktes aus unterschiedlichen Ressourcen
vor.
• Beispiel 1: Umwelt-Geowärme mit Wärmepumpeneinsatz ( dies würde einen Bedarf an 10 Kaftwerkseinheiten für die erforderliche elektrische Leistung bedeuten.)
• Beispiel 2: Solarthermische Kollektoren : benötigt würden 80.000 ha Kollektorfläche
• Beispiel 3: Kraft-Wärme-Kopplung mit Erdgas: mit einem um 46% steigenden Erdgaseinsatzes könnten 25% des Wärmemarktes bedient werden und dabei etwa 44% der elektrischen Kraftwerksleistung ersetzt werden.

„Hinter dem Projekt „Virtuelles Kraftwerk Hessen-Mitte“ verbirgt sich die Idee viele kleine Stromerzeuger zu einem Gesamtkraftwerk zu bündeln“

Der nächste Referent war Dipl.-Ing. Hans Hermann Freischlad vom SENER-TEC Zentrum Hessen Mitte. Sein Thema war die Kraft-Wärme-Kopplung und die Vorstellung der Idee vom „virtuellen Kraftwerk Hessen-Mitte“. Er betonte die hohe Ausnutzung des eingesetzten Brennstoffs bei gleichzeitiger Bereitstellung von Wärme und Strom. Hinter dem Projekt „Virtuelles Kraftwerk Hessen-Mitte“ verbirgt sich die Idee viele kleine Stromerzeuger zu einem Gesamtkraftwerk zu bündeln. Als Zielgröße sind im Bereich Mittelhessen 37000 Klein-BHKW`s mit einer Wärmeleistung von 536,5 MW und einer elektrischen Leistung von 203,5 MW angepeilt. Um diese „virtuelle Kraftwerk“ bis 2020 aufzubauen wäre ein Zubau von 5000 Anlagen pro Jahr im Gebiet Hessen Mitte notwendig. Bei geschätzten 15000 Heizungserneuerungen pro Jahr, wäre jede Dritte ein Klein-BHKW.


„Die direkte Solarenergienutzung ist der Biomassenutzung oft weit überlegen“

Zum Abschluss machte Prof.Strelow noch einen Schwenk in die Solarenergie. Im Gegensatz zu Biomasse sieht er in der Nutzung der eingestrahlten Sonnenenergie ein sehr großes Potential. Dies liege daran, dass Pflanzen nur 1% der Sonneneinstrahlung akkumulieren. Darum ist die direkte Solarenergienutzung der Biomassenutzung oft weit überlegen.
Prof.Strelow stellte die Entwicklung eines mathematischen Algorithmus vor, der die Nachführung von Sonnenkollektoren in Solarthermischen Kraftwerken steuern kann. Aus der Überlegung heraus, dass der Gang der Sonne seit Jahrhunderten zur Bestimmung der Position genutzt wird und durch die Keplerschen Gesetze beschreibbar ist entstand die Idee bei gegebener Position, den Lauf der Sonne zu bestimmen. Heraus kam eine Steuerung mit extremer Genauigkeit, beruhend auf einem astronomisch-mathematischen Ansatz.

Gegen 13:30 Uhr fand die Veranstaltung ihr Ende. Herr Dipl.-Ing Altensen verabschiedete Besucher und Referenten. Er dankte den Referenten im Namen des Förderkreis Energie und Wärmetechnik und des VDI Mittelhessen für die gegebenen Einblicke in die „Energien der Zukunft“.


Bericht: Gerald Kunz
Student der TGA am Fachbereich MMEW