Unsere Energie muss grüner werden – Hanf kann helfen

Titelbild: Comfreak auf Pixabay

Wir alle verbrauen Energie – zum Heizen, Autofahren und Wäsche waschen. Ohne Energie würden wir im wahrsten Sinne im Dunkeln sitzen. Die notwendige Energie kommt hauptsächlich von fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Diese Nutzung war lange Zeit normal und selbstverständlich. Das Bewusstsein über den Schutz dieser Energieressourcen und die durch den Verbrauch entstandenen Auswirkungen auf unser Klima setzte erst viel später – fast schon zu spät – ein. Nutzen wir die alt bewährten Energieträger weiter wie zuvor, sind die Folgen für unser Klima verheerend. Wir alle tragen Verantwortung für unseren Planeten und sind gezwungen, umzudenken. Erneuerbare Energien können die Lösung sein. Dazu zählt neben Energie durch Sonne, Wind und Wasser auch die Bioenergie. Sie wächst nach, ist ein essentieller Baustein im nachhaltigen Energiemix und stellt einen wichtigen Pfahl der Energiewende dar. Der Fokus richtet sich vermehrt auf das Entdecken und verarbeiten neuer Energiepflanzen, zu denen unter anderem der Hanf zählt. Die robuste Energiepflanze ist vielseitig einsetzbar und kann unter anderem als regionale Ressource für die Produktion von grüner Energie fungieren.

Kohle, Erdöl & Erdgas als fossile Energieträger

Die Menschheit begann damit, Kohle zu verbrennen, als das Holz zu knapp wurde. Zuerst wurde oberhalb der Erdoberfläche gesucht, dann Schächte tief in die Erde gegraben. Der Grundbaustein für die industrielle Revolution war gelegt. Die Arbeit in den Gängen unterhalb der Erdoberfläche wurde durch Schienen erleichtert. In Folge der Erfindung des ersten Elektromotors durch Michael Faraday, wird Kohle verbrannt um Elektrizität zu gewinnen. Indessen bohrt Edwin Drake die erste Erdölquelle in Pennsylvania und das erste benzinbetriebene Auto wird erfunden. Die Industrie nimmt immer mehr Fahrt auf und die fossilen Brennstoffe werden unverzichtbar. Die Ölkrise in den 70er lässt die Menschheit erstmals aufhorchen und bemerken, wie abhängig sie von dem fossilen Brennstoff sind. Mit den fallenden Preisen sind diese Gedanken allerdings längst wieder verschwunden und die Globalisierung ist im Anmarsch.

Die Verwendung von fossilen Brennstoffen verteilt sich aktuell auf 30 Prozent im Transportwesen, auf 20 Prozent Industrie und zu 30 Prozent auf unsere Stromerzeugung. China verbrennt die Hälfte der Kohle der Welt um Transportprodukte herzustellen. Die USA verbrauchen täglich 3 Millionen Tonnen Erdöl. Fakt ist jedoch, dass die fossilen Energieträger begrenzt vorhanden sind. Nutzen wir diese wie bisher, reicht Erdöl noch etwa 60 Jahre, Erdgas 100 Jahre und Kohle für nur noch 250 Jahre. Mit der Knappheit von Ressourcen steigt auch der Preis für Energie. Dazu kommt ein erheblicher Anstieg in der Umweltbelastung.

Umweltbelastung durch fossile Energieträger

Welche Auswirkungen die Nutzung fossiler Energieträger auf unsere Umwelt hat sind erschreckend. Der Klimawandel und die Erderwärmung stellen ein großes Problem in Folge der Verwendung fossiler Brennstoffe dar. Angetrieben wird er unter anderem durch den vermehrten Ausstoß von Treibhausgasen, darunter CO2 und Methan. Egal ob Öl, Kohle oder Gas – alle fossilen Energieträger enthalten Kohlenstoff, welcher sich beim Verbrennen mit Sauerstoff verbindet und als CO2 in der Atmosphäre anreichert. Kohle ist dabei die schmutzigste Energiequelle. Deutsche Kraftwerke stoßen zur Stromerzeugung derzeit jährlich rund 300 Millionen Tonnen CO2 in die Atmosphäre. Davon stammt die Hälfte aus Braunkohlekraftwerken. Mit dem Anstieg von CO2 in der Luft geht ein Temperaturanstieg von etwa vier bis neun Grad Celsius einher. Der Meeresspiegel steigt um drei bis acht Meter. Überwältigende Hitzewellen und Überschwemmungen sind das Resultat.

Dazu kommen Umweltschäden durch diverse Unfälle bei der Ölbohrung. Aufgrund dessen gelangen jährlich ca. 100. 000 Tonnen Erdöl in unsere Meere. Zu den berühmtesten Unfällen zählt der im Jahr 1989 vor der Küste Alaskas. Man hat nicht schnell genug reagiert und das Austreten des Öls hat einen Landstrich von 2.000 Kilometer Breite irreparabel konterminiert. Im Jahr 2010 ist ein Bohrplattform im Golf von Mexiko explodiert. Über mehrere Monate hinweg trat mehr als 500.000 Tonnen Erdöl aus. Das war der Auslöser der Ölpest im Golf von Mexiko.

Erneuerbare Energien müssen her

Wir alle tragen Verantwortung, doch einfach auf Energie zu verzichten ist kaum möglich. Um die Umwelt dennoch zu schonen, müssen wir auf Ressourcen zurückgreifen, die erneuerbar sind. Die Energiewende bezeichnet genau diesen Austausch bisheriger Energieträger durch alternative, saubere, bezahlbare, sichere – kurz: nachhaltige Wege, Energie zu erzeugen und zu nutzen. Erneuerbare Energien sollen künftig sowohl die Kernkraft als auch die Kohle als Energieträger ersetzen. Bis Ende 2021 sollen die letzten Kernkraftwerke vom Netz gehen. Der Ausstieg aus der Kohle ist bis spätestens 2038 zu realisieren, so hat die Kommission „Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ 2019 entschieden.

Das Ziel ist es, bis 2025 40 bis 45 Prozent des in Deutschland verbrauchten Stroms aus erneuerbaren Energien zu gewinnen. Zu den erneuerbaren Energieträgern zählen Sonnenenergie, Wind- und Wasserkraft. Photovoltaikanlagen wandeln die Sonneneinstrahlung in Strom um, Solarkollektoren nutzen die Energie der Sonne, um Wärme zu erzeugen. Eine tragende Rolle spielt die Erzeugung von Energie mit Hilfe von Windenergieanlagen. Neben genannten natürlichen Quellen, zählt auch die Bioenergie zu den erneuerbaren Energien. Dazu wird Biomasse in festem, flüssigem oder gasförmigem Zustand zu Strom und Wärme umgewandelt und zur Bereitstellung von Biokraftstoffen genutzt. Knapp 23 Prozent macht die Biomasse innerhalb der erneuerbaren Energien zur Erzeugung von Strom aus. 86 Prozent der erneuerbaren Energien zum Endenergieverbrauch für Wärme und Kälte werden ebenfalls durch Biomasse getragen. Zu 88 Prozent trägt sie zum Endenergieverbrauch im Verkehr bei.

Was ist Bioenergie?

Bioenergie stellt somit einen wichtigen Baustein im nachhaltigen Energiemix dar. Zur Biomasse zählen landwirtschaftliche Rohstoffe wie Mais und Raps sowie organische Reststoffe wie Gülle und vor allem Holz. Als wichtigstes Substrat zum Vergären in deutschen Biogasanlagen hat sich mit dem Erneuerbare Energie Gesetz (EEG) vom Anfang der 2000er-Jahre der Silomais etabliert. Mais stellt nach Weizen die zweitwichtigste landwirtschaftliche Kultur in Deutschland dar. Etwa zwei Drittel des angebauten Maises werden zu Futtermittel weiterverarbeitet. Mais für Biogas belegt nur sieben Prozent der deutschen Ackerfläche. Durch den Gesetzgeber wurde der Einsatz von Mais in Biogasanalagen begrenzt. Mais und anderes Getreidekorn darf anteilig nur bis zu 60 Prozent verwendet werden. Trotzdem produzieren Biogasanlagen allein durch den Maisanteil genug Energie, um rund fünf Millionen durchschnittliche Haushalte ein Jahr lang mit Strom zu versorgen. Neben dem Mais kommen Reststoffe wie Gülle immer häufiger zum Einsatz. Außerdem wird Ausschau nach weiteren Energiepflanzen gehalten, dieser erprobt und erforscht.

Zweifel gegenüber Bioenergie

Kritiker sehen die Nachteile von Bioenergie unter anderem in der gefährdeten Nahrungssicherheit. Auch der Schutz des Regenwalds sowie der übermäßige Verbrauch von Flächen ist ein Thema. Kosten & Effizienz müssen übereinstimmen. Ob diese Kritik berechtigt ist? Vor allem das Gewährleisten von ausreichend Nahrung ist unumstritten ein wichtiges Thema. Jedoch muss der nachwachsende Rohstoff nicht mit Lebensmitteln konkurrieren. Landwirte in Deutschland nutzen durchschnittlich 28 Prozent ihrer bewirtschafteten Flächen für Nahrung, während auf mehr als der Hälfte der Fläche Futtermittel angebaut werden. Lediglich auf 12 Prozent der Fläche wächst Bioenergie. Weltweit betrachtet stammt die Bioenergie sogar nur von zwei Prozent der Ackerflächen. Zudem könnten dauerhaft ungenutzte Landwirtschaftsflächen für Bioenergie genutzt werden und damit einen sinnvollen Beitrag für unsere Umwelt leisten. Denn großflächige Dauerbrachen sind aus naturschutzfachlicher Sicht keine sinnvolle Alternative. Die Sorge um den Regenwald ist zwar berechtigt, allerding weniger aufgrund der Erzeugung von Biomasse. In erster Linie wird der Regenwald Opfer der Lebens- und Futtermittelindustrie. Die Bioenergie wird aus der vor Ort erzeugten Biomasse gewonnen und muss strenge Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Dass für den Biokraftstoff keine schützenswerten Biotope zerstört werden, stellen unabhängige Zertifizierungssysteme und Kontrollen sicher.

Vorteile von Bioenergie

Bioenergie ist speicherbar und lässt sich bedarfsgerecht einsetzen. Schon heute ersetzt sie Erdöl und -gas, fossile Kraftstoffe und Kernenergie. Durch die Nutzung von Bioenergie werden in Deutschland jährlich etwa 20 Millionen Tonnen CO2 eingespart. Das beschreibt ungefähr die Effizienz in der Einsparung durch Wind-, Sonnen- und Wasserkraft zusammen. Zukünftig kann etwa ein Viertel der notwendigen Energie durch einheimische Bioenergie gestemmt werden. Dazu zählen in erster Linie Energiepflanzen, Energieholz aus dem Wald, landwirtschaftliche Koppelprodukte und zuletzt sonstige biogene Reststoffe. Neben den umweltbezogenen Vorteilen, ist Bioenergie auch noch wirtschaftlich. Sie ist effizient, kostengünstig und wettbewerbsfähig. Dazu macht sie uns unabhängiger von fossilen Energieträgern und schafft Arbeitsplätze in der Region.

Bioenergie hat somit viele Vorteile für Verbraucher und Wirtschaft sowie für Umwelt und Klima, weshalb der Staat den Ausbau dieser fördert. Auch innerhalb der Startup-Szene werden diese Chancen erkannt und Bioenergie gewinnt immer mehr an Attraktivität.

Französisches Startup macht Hanf zu Strom

Im Nordwesten Frankreichs sitzt das junge Unternehmen Qairos Energies. Die Vision des Startups ist grün: Wasserstoff durch Biomasse. Damit treffen die Unternehmer den aktuellen Zeitgeist. Frankreich will bis 2030 mit Wasserstoff 10 bis 12 Megatonnen CO2 einsparen. Das Vorhaben wird mit 100 Millionen Euro staatlich gefördert. Auch Deutschland zieht nach. Bundesminister Andreas Scheuer verkündete: „Deutschland wird Wasserstoff-Land“. Zur Erreichung der Klimaschutzziele ist Wasserstoff-Mobilität dringend erforderlich. Für die Elektrisierung der Verkehrsantriebe gilt Wasserstoff als Schlüsseltechnologie. Zudem kann der Wasserstoff regional hergestellt werden und man ist nicht auf internationale Lieferanten angewiesen. Gleichzeitig schafft man Arbeitsplätze an dem Ort, wo die Energie auch verbraucht wird.

Das Potential im Wasserstoff sieht auch das französische Startup. Allerdings ist Wasserstoff keine anzapfbare Ressource, er muss produziert werden. Wird der Wasserstoff mit Hilfe fossiler Brennstoffe hergestellt, wird das ursprüngliche Problem lediglich umgelagert. Ziel des Startups ist es, grünen Wasserstoff herzustellen. Die Herstellung mittels Elektrolyse des Wassers durch Windkraftanlagen oder Sonnenkollektoren hat zur Folge, dass der Wasserstoff nur dort hergestellt werden, wo diese Kraftwerke stehen. Durch die Verwendung landwirtschaftlicher Biomasse wiederum, ist eine Abhängigkeit von dem Standort nicht gegeben. Landwirtschaftliche Biomasse ist überall verfügbar. Dabei handelt es sich jedoch nicht um Mais oder andere Getreiderosten. Das Startup setzt bewusst auf Hanf!

Hanf-Biomasse zur Energiegewinnung

Durch den Anbau von Hanf wird der Boden nach der Ernte von Nahrungs- oder Futtermitteln regeneriert und eine Verwendung von Pflanzenschutzmitteln ist nicht notwendig. Geerntet wird der Hanf in diesem Fall zur Erzeugung von Gasen. Diese Vergasung ermöglicht die Herstellung von Methan oder eben grünem Wasserstoff. Der Vorteil der Vergasung von Hanf Biomasse gegenüber der Elektrolyse besteht darin, dass es sich dabei um den eigentlichen Prozess des Energietransfers handelt.

Die Energiepflanze Hanf kann noch viel mehr. Die Stängel sind reich an Zellulose, was die Pflanze attraktiv für die Erzeugung von Energie mit Hilfe von Verbrennungsanlagen macht. Dies geschieht mittels Pyrolyse. Die Pflanzenteile des Hanfes lassen sich in einer sauerstoffarmen Umgebung bei hohen Temperaturen sauber verbrennen. Um 1 kg Heizenergie zu erzeugen, bedarf es 2,5 kg Biomasse, beispielsweise in Form von Hanfstroh. Umgerechnet bedeutet das, dass ein Hektar Hanfpflanzen einer Bioenergie von etwa vier Tonnen Heizöl gleichkommt. Das Verfahren ist äußerst wirtschaftlich, da grundsätzlich Abfallbiomasse im Prozess verwendet werden kann.

Doch auch die wertvollen Hanfsamen können für die Herstellung von Biokraftstoff (Biodiesel und Ethanol) verwendet werden. Sie bestehen zu 30-35 Prozent aus Öl, was ihnen einen Kraftstoffertrag von etwa 780 Litern pro Hektar verleiht. Dieser Ertrag ist niedriger als bei Palmöl, im Vergleich zu Raps jedoch mehr als doppelt so hoch. Demnach kann die Hanfpflanze nicht nur bisherige erneuerbare Energiequellen ergänzen sondern sogar effizient ersetzen.

Cannabis für eine grüne Zukunft

Die Nutzpflanze Hanf als nachwachsender Rohstoff stellt für industrielle Prozesse der Zukunft somit ein wichtiges Fundament dar. Sie kann die Regionen mit vielen Grundstoffen des täglichen Lebens versorgen. Auch diverse Industriezweige befinden sich im Aufbau. Es ist möglich, eine echte Wertschöpfungskette entstehen zu lassen, die Menschen in der Region viele Arbeitsplätze und gute Produkte bringt. Eine einzige landwirtschaftliche Anlage zur Erzeugung von grünem Wasserstoff aus Hanf Biomasse kann so viel Energie liefern, wie 10.000 Haushalte in einem Jahr verbrauchen – oder das Kraftstoffäquivalent: so viel, wie 12.700 Diesel-Pkw für ein Jahr benötigen. Da grüne Wasserstoffproduktionseinheiten aus landwirtschaftlicher Biomasse anpassungsfähig sind und dupliziert werden können, können sie bei Bedarf eingesetzt werden, um die Bedürfnisse des Energiewandels in den Regionen zu erfüllen.

Hanf ist eine echte Energiepflanze und wird seit Jahrtausenden von Menschen zu unterschiedlichsten Zwecken genutzt. Innerhalb des letzten Jahrhunderts hat man diese Nutzung eingeschränkt und der Hanf wurde durch politische Verflechtungen geächtet. Im Verhältnis gesehen, macht dieser Zeitraum jedoch nur einen Bruchteil der Geschichte der Hanfpflanze aus. Der Hanf ist nun auf dem besten Weg, sein schlechtes Image zu verlieren und die nächste Stufe einer industriellen Revolution einzuläuten. Um die vielen Vorteile von Hanf als erneuerbare Energiequelle aus der Theorie in die Praxis zu überführen, bedarf es noch mehr mutiger Unternehmer und eine Regierung, die den Kampf gegen die Hanfpflanze endlich einstellt.