Wärme aus alternativer Energie - was geht?

In der landwirtschaftlichen Produktion werden Wärme und Strom bislang überwiegend aus fossilen Quellen genutzt. Dazu gibt es Alternativen und neue Lösungen, die in diesem Beitrag vorgestellt werden:

• Wer die Energieversorgung seines Betriebs, ganz gleich ob Wärme oder Strom, auf eine regenerative Quelle umstellen möchte, muss im ersten Schritt seinen tatsächlichen Energiebedarf im Jahresgang kennen.
  • Tipp: Den Stromverbrauch durch die vergleichsweise einfache Installation von Zwischenzählern ermitteln.
• Bei der Wärme ist es dagegen oft schwierig, den Verbrauch aus den betriebseigenen Energievorräten kalenderscharf zuzuordnen.
• Die Installation von Wärmemengenmessern ist aufwendiger als die von Zwischenzählern für Elektrizität.
• Daher wird bei der Neuplanung einer Heizungsanlage meistens versucht, mit verschiedenen Datenquellen zu arbeiten:
  1. Ermittlung der spezifischen Energiebedarfswerte in Kilowattstunden (kWh).
  2. Hinzuziehen der aus Erfahrungswerten der landwirtschaftlichen Beratung abgeleiteten Leistungsbedarfswerte.
  3. Die reale Abschätzung des tatsächlichen Ist-Verbrauchs aus vorliegenden Verbrauchsdaten.
  • Tipp: Eine wertvolle Arbeitshilfe sind die KTBL-Hefte 104 „Energiebedarf in der Milchviehhaltung“ und 105 „Energiebedarf in der Schweine- und Hühnerhaltung“.

Biomasse

Anhand der errechneten Wärmeverbrauchsmengen lässt sich berechnen, welche Mengen eines alternativen Energieträgers aus Biomasse auf dem Betrieb zur Wärmeerzeugung erforderlich sind. Folgende Alternativen bieten sich an:

• Kurzumtriebsplantage
  • Bei diesem Verfahren werden vorrangig Pappeln und Weiden auf landwirtschaftlicher Ackerfläche ausgepflanzt.
  • Die Ernte erfolgt in Zyklen, zum Beispiel drei, acht oder 15 Jahren und es werden durchschnittliche Erträge von 8 bis 12 t absolut trockenes Produkt je ha und Jahr geerntet.
  • Zum Erntezeitpunkt von November bis März hat das Holz noch einen hohen Wassergehalt von über 50 %. Somit ist eine Trocknung des Guts erforderlich.
  • 2,5 kg Hackschnitzel ersetzen rund 1 l Heizöl. Die Verbrennung ist weitestgehend problemlos.
• Miscanthus
  • Dieses mehrjährige Gras erreicht nach einer Etablierungsphase ein Ertragsniveau von etwa 10 bis 20 t Trockenmasse pro ha.
  • Bei der Ernte mit dem Maishäcksler ergibt sich bei der mittleren Lagerdichte des Häckselguts von durchschnittlich 75 bis 100 kg/m³ ein erheblicher Lagerraumbedarf.
  • Aufgrund des höheren durchschnittlichen Flächenertrags als bei den Kurzumtriebsplantagen benötigt der Betrieb hier weniger Fläche, um sich thermisch zu versorgen.
  • Für die spezielle Verbrennungstechnik sind Biomassekessel am Markt verfügbar.
• Stroh
  • Stroh erfüllt zwei wichtige Aufgaben: Zum einen trägt es zum Humusaufbau bei, wenn es auf der Fläche verbleibt und zum anderen dient es als Einstreu oder Raufutter in der Tierhaltung.
  • Nur die darüber hinaus zur Verfügung stehenden Mengen finden in der baulichen oder energetischen Nutzung Verwendung.
  • Für eine saubere Verbrennung und einen störungsfreien Betrieb sind spezielle technische Anforderungen an den Biomassekessel zu stellen.
• Für diese drei Energieträger gilt zurzeit, dass die Auflagen hinsichtlich der Immissionen - Erste BImSchVO für kleinere und mittlere Feuerungsanlagen - gefördert werden.

Wärmepumpen

• Die elektrische Energie aus der Photovoltaikanlage lässt sich auch für den Betrieb einer Wärmepumpe nutzen.
• Eine Wärmepumpe kann für spezielle Bereiche mit einem fast ganzjährigen Wärmebedarf eine Alternative sein.
• Dagegen ist die Wärmeversorgung im Spitzenlastbereich mit dieser Technologie deutlich ineffizienter.
• Ein Vergleich der Energieeffizienz von Wärmepumpen mit anderen Heizungssystemen kann über die Jahresarbeitszahl erfolgen. Diese gibt das Verhältnis von zugeführter Energie und der tatsächlichen erzeugten Heizwärme über die Dauer eines Jahrs wieder. Je mehr kWh Wärme mit einer kWh Strom erzeugt werden, umso effizienter und damit auch wirtschaftlicher kann die Wärmepumpe betrieben werden.

Solarthermie

• Die Solarthermie wird stetig weiterentwickelt und durch verschiedene Förderprogramme unterstützt. Dies kann für viele Betriebe eine interessante Alternative sein.
• Allerdings gibt es zwei Probleme:
  • Im Stall fällt der Hauptwärmebedarf nicht in den Zeiten intensiver Sonneneinstrahlung an.
  • Die benötigte Dachfläche für die Installation einer solarthermischen Anlage steht mit der für Photovoltaikanlagen in Konkurrenz.

Fazit

Dem landwirtschaftlichen Betrieb steht eine breite Palette an möglichen Energiequellen zur Verfügung, um sich unabhängiger und preiswerter mit Wärme zu versorgen. Neben verfahrenstechnischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Fragen besteht das zentrale Problem der Benennung des richtigen Energiebedarfs und dessen Zuordnung zur Zeitachse.

Autor: Elmar Brügger