Was sind Energiepflanzen?
Energiepflanzen sind Pflanzen, die angebaut und geerntet werden, um sie gezielt als Brennstoff zu nutzen. Diese Pflanzen werden in der Regel in zwei Kategorien eingeteilt: Kräuter wie Gräser und Gehölze wie Bäume und Sträucher. Auf die in den Anlagen gespeicherte Energie kann durch direkte Verbrennung, Vergasung und Umwandlung in flüssige Brennstoffe zugegriffen werden. Energiepflanzen werden im Allgemeinen aufgrund ihres Energiegehalts, der Leichtigkeit, mit der sie angebaut und geerntet werden können, sowie der damit verbundenen Kosten für die Verarbeitung des Endprodukts ausgewählt. Die nicht essbaren Teile von Lebensmittelpflanzen, die für denselben Zweck verwendet werden, gelten als landwirtschaftliche Nebenprodukte und nicht als Energiepflanzen.
Verschiedene Arten von Gräsern weisen ein Potenzial als Energiequelle auf, wobei Switchgrass das größte Interesse weckt. Die Erträge sind in der Regel höher und die Produktionskosten niedriger als bei anderen krautigen Pflanzen. Switchgrass kann innerhalb von drei Jahren die volle Ertragskapazität erreichen und wächst aus einem dauerhaften Wurzelsystem, das bis zu 15 Jahre lang nicht nachgepflanzt werden muss. Nur ein Viertel der Wasser- und Düngermenge, die für die meisten Nahrungspflanzen benötigt wird, ist erforderlich, und das Gras ist bemerkenswert schädlings- und dürreresistent. Standard-Landmaschinen können verwendet werden, um Switchgrass zu ernten, das wie Heu gepresst wird.
Bäume und Sträucher, die für Energiepflanzen verwendet werden, werden im Allgemeinen nicht bis zur Reife angebaut, da Holz nicht das Endprodukt ist. Kurzumtriebige Holzfrüchte (SRWC) werden mit einer erwarteten Ernte innerhalb von vier bis zehn Jahren kultiviert, während schnell wachsende Harthölzer wie Pappeln und Weiden unter idealen Bedingungen bis zu drei Meter pro Jahr wachsen können. Kultivierte Baumbestände produzieren zudem bis zu zehnmal mehr Holz pro Hektar als natürliche Wälder.
Die beiden Hauptanwendungen für Energiepflanzen sind die Erzeugung von Strom und als Rohstoff für die Herstellung von Biokraftstoffen. Ein Kraftwerk könnte die Ernte in einem Dampfkessel verwenden und sie direkt oder zusammen mit Kohle verbrennen, eine Praxis, die als Mitbrennen bezeichnet wird. Durch den Vergasungsprozess kann Biomasse zu Synthesegas, einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff oder Methan verarbeitet werden. Entweder kann es zur Befeuerung von Dampfturbinen oder als Energiequelle für die Herstellung verwendet werden.
Butanol, ein langkettiger, benzinähnlicher Kohlenwasserstoff, kann aus krautigen Pflanzen wie Switchgrass, Miscanthus und Elefantengras hergestellt werden. Ethanol, ein Alkoholkraftstoff, wird aus Weizen, Mais, Zuckerrohr oder jeder Pflanze hergestellt, aus der ein alkoholisches Getränk hergestellt werden kann, während Biodieselkraftstoff aus Pflanzenölen hergestellt werden kann, die aus Energiepflanzen wie Soja, Raps und Hanf hergestellt werden. Lipide oder Fette im Öl werden mit Alkohol umgesetzt, um den Biodiesel herzustellen. Obwohl einige Biokraftstoffe Fahrzeuge direkt antreiben können, werden die meisten im Gemisch mit herkömmlichen Kraftstoffen verwendet.