Biomasse

82% av biomassen av planteopprinnelse og den høyeste produktiviteten i de fuktige tropiske skogene som er nådd
Sukkerrør er en viktig leverandør av biomasse, som brukes som mat eller til energi

Som biomasse kalles massen av vildyr eller kroppsdelene deres. Disse blandingene av stoffer kvantifiseres ved hjelp av massen .

I økologi blir biomasse ofte bare registrert for utvalgte, romlig klart definerte økosystemer eller bare for bestemte, individuelle populasjoner . Noen ganger er det også forsøk på å estimere biomassen til hele økosfæren .

Det er ingen enhetlig betegnelse biomasse i økologi. I energiteknologi refererer biomasse bare til biomasse som kan brukes til energiformål.

begrep

Så langt har ingen ensartet biomasse begrep vært i stand til å bli etablert. Biomasseuttrykkene som finnes i litteraturen skiller seg i større eller mindre grad. De kan også deles inn i to grupper:

  • Økologiske begreper for biomasse er ikke ensartede. En grunn er at biomasse endres mens levende ting samhandler med hverandre og med deres livløse miljø. Det er foreløpig ikke enighet om definisjonen. I stedet eksisterer et bredt utvalg av økologiske biomassetermer side om side.
  • Energitekniske biomasseuttrykk inkluderer utelukkende de biotiske stoffene som kan brukes som energikilder . De forskjellige energirelaterte begrepene for biomasse skiller seg fra hverandre bare i nyanser.

Økologisk begrep "biomasse"

Utviklingen av det økologiske begrepet biomasse fører tilbake til 1920-tallet. På den tiden forsøkte den russiske naturvitenskapsmannen Vladimir Ivanovich Wernadski (1863–1945) å estimere massen av alle jordiske levende ting tatt sammen. Han presenterte først sine estimater i 1922 eller 1923 da han foreleste om geokjemi i Paris . Et essay som fulgte med foredraget, ble publisert på fransk i 1924. Etter ytterligere overveielse hadde Vernadsky en kort bok på russisk i 1926. I sine overveielser brukte han imidlertid ikke begrepet biomasse ennå.

Begrepet biomasse ble introdusert et år senere. Den ble introdusert av den tyske zoologen Reinhard Demoll (1882–1960). Navnet ble plukket opp i 1931 av den russiske oseanografen Lev Aleksandrovich Zenkevich (1889–1970):

"Ved biomasse (Demoll) betegner vi mengden stoff i levende organismer per overflatenhet eller volum."

"Med biomasse ([ifølge Reinhard] Demoll) mener vi mengden stoff i levende organismer per enhet overflate eller [per enhet] volum."

- Lev Aleksandrovich Zenkevich : Fiskemat i Barentshavet. (Introduksjon). I: LA Zenkevich, VA Brotsky, A. Dektereva: Fish-food of the Barents Sea. I: Reports of State Oceanographical Institute Moscow, Session I. 4 (1931)

Zenkevich - og før ham Demoll - kalte ganske enkelt biomasse den massen som alle levende organismer i et bestemt område har tatt sammen. Dette viser den første definisjonen av begrepet økologisk biomasse, som fortsatt brukes.

  • Biomasse (Demoll 1927): masse levende vesener per romlig område.

Zenkevich påvirket den første vitenskapelige publikasjonen som hadde betegnelsen biomasse i tittelen . Det ble også skrevet av en russer. I 1934 publiserte vannbiologen Veniamin Grigor'evič Bogorov (1904–1971) sin studie Seasonal Changes in Biomass of Calanus finmarchicus i Plymouth-området i 1930.

Bogorov studert biomasse på alle copepoder av de artene Calanus finmarchicus i vannet i Plymouth . Han så derfor på biomassen til en bestemt populasjon - det vil si individene til en art i et bestemt område , som sammen danner et reproduktivt samfunn. Fra Bogorovs studie viser også at han målte biomassen først etter at de fangede organismer i en ekssikkator over kalsiumklorid var tørket. Så han målte tørrvekten hennes. Dermed utviklet Bogorov en andre definisjon av det økologiske biomasseuttrykket, som også er gyldig den dag i dag.

  • Biomasse (Bogorov 1934): Vanlig tørrstoff av alle individer i en befolkning.

To forskjellige definisjoner av det økologiske begrepet biomasse hadde allerede blitt utviklet innen syv år. I tiårene som fulgte ble det lagt til mange flere som avvikte mer eller mindre sterkt fra de to originale definisjonene:

  • De fleste økologiske biomasseuttrykk refererer til tørket biomasse. Noen ganger beregnes imidlertid ikke vanninnholdet.
  • Noen økologiske biomasseuttrykk inkluderer både levende og død biomasse. Andre forholder seg bare til levende biomasse.
  • De fleste økologiske biomasseuttrykk inkluderer massen av celler. Og de inkluderer også de tingene som blir utskilt av celler. Noen ganger er imidlertid bare cellestoffet referert til som biomasse.
  • Tidligere refererte mange økologiske biomasseuttrykk bare til massene av planter og dyr. Imidlertid blir massen av mikroorganismer også i økende grad tatt i betraktning.

Ingen økologisk biomasse betegnelse inkluderer fossile brensler , kerogen eller biogene sedimentære bergarter , selv om disse stoffene representerer modifiserte former for død biomasse.

Energiteknisk biomasse begrep

Den energitekniske biomasse-betegnelsen inkluderer utelukkende animalske og vegetabilske produkter som kan brukes til å generere varmeenergi , elektrisk energi og som drivstoff . Sammenlignet med de økologiske begrepene for biomasse er det energitekniske begrepet for biomasse mye smalere. Først og fremst refererer den utelukkende til animalske og vegetabilske stoffer, men aldri til mikrobielle stoffer. Og for det andre, innen animalske og vegetabilske stoffer, inkluderer den bare de stoffene som kan brukes til energiformål.

"Biomasse: organiske stoffer av en biogen, ikke-fossil type for energisk bruk. Bruk i biomassevarmesystemer. "

- Federal Association of Agricultural Employers 'Liability Insurance Associations : Biomass heating systems. Kassel, 2008, s.3.

“Biomasse i henhold til denne ordinansen er energibærere laget av fyto- og dyreparkmasse. Dette inkluderer også sekundære og biprodukter som følge av fyto- og dyreparkmasse, rester og avfall, hvis energiinnhold kommer fra fyto- og dyreparkmasse. "

- Det føderale justisdepartementet i samarbeid med juris GmbH : Forordning om produksjon av elektrisitet fra biomasse (Biomasseforordning - BiomasseV). Berlin 2001, s.1.

Følgende former for biomasse betraktet når det gjelder energiteknologi heter: trepiller , flis , halm , korn , avfall , vegetabilsk avfall , biodiesel og biogass . Energirelevant biomasse kan derfor være i gassform, flytende og fast form.

Typer biomasse

kriterier

Biomasse kan klassifiseres etter tre forskjellige kriterier. De tre kriteriene og de respektive typene biomasse er resultatet av de forskjellige økologiske biomassetermer.

Kriterium: vanninnhold

  • Fersk biomasse: Biomassen inkludert vannet den inneholder.
  • Tørr biomasse: Biomassen uten noe vann den kan inneholde.

Kriterium: opprinnelsen til biomassen

  • Fytomasse: Biomassen kommer fra planter.
  • Zoomasse: Biomassen kommer fra dyr.
  • Mikrobiell biomasse: Biomassen kommer fra mikroorganismer (inkludert sopp).

Kriterium: vitaliteten til biomassen

  • Levende biomasse: Biomassen er lokalisert på / i levende organismer.
  • Død biomasse: Biomassen er på / i døde organismer eller har dødd.

Levende biomasse

Primærprodusentene er ved foten av dannelsen av biomasse . Dette er organismer som trekker ut lite energi byggematerialer fra det livløse miljøet og omdanner dem til næringsstoffer. Energien de trenger for denne transformasjonen er også hentet fra det livløse miljøet ( autotrofi ). Livløse energikilder for autotrofi er lys ( fotoautotrofi ) og visse kjemiske reaksjoner ( kjemoautotrofi ). De mest utbredte, flercellede primærprodusentene på fastlandet er de fotoautotrofiske landplantene . De vanligste primærprodusentene av de lyse havområdene er mikroskopiske og tilhører derfor fytoplankton .

Matpyramide: 1000 kg korn per år blir omgjort til 90 kg kroppsvekt av 3000 feltmus . En vanlig musvåre spiser 3000 feltmus per år og veier 1 kg. Dermed er bare en liten del av biomassen igjen på neste trofiske nivå.

Forbrukere spiser på hovedprodusentene og / eller andre forbrukere. Konsumerte organismer eller organdeler fordøyes av forbrukerne og brukes deretter til å bygge opp sin egen biomasse. På denne måten omdannes for eksempel plantebiomasse til dyrebiomasse (→ f.eks. Raffinement ).

Ikke all konsumert biomasse kan fordøyes fullstendig. En viss andel utskilles stort sett ufordøyd. I tillegg bruker forbrukerne det meste av den fordøyelige biomassen til å gi energi ( katabolisme ). Bare en liten del blir omgjort til kroppens egen biomasse ( anabolisme ). Som et resultat utgjør forbrukere bare en liten del av den totale biomassen.

Døde planter, dyr og andre levende vesener blir også referert til som biomasse. Slik biomasse blir i sin tur brutt ned av destruktører og brukt til å bygge opp sin egen biomasse. Til syvende og sist fører destruktører til størst mulig nedbrytning av biomasse. Til slutt frigjøres disse lavenergi-byggematerialene igjen, hvorfra hovedprodusentene kan bygge ny biomasse: Materialsyklusen er stengt.

Død biomasse

Dødt organ (ismisk) materiell utgjør en stor andel biomasse. Død biomasse kalles ofte lageravfall .

I planter består den døde biomassen ( død plantemasse ) av døde eller utgitte plantedeler. Disse inkluderer knuste / revne blader, sideskudd, kvister og grener. I tillegg er de fallne bladene , overflødig pollen og spermatozoider, ikke-spirede plantesporer og frø, samt gjenværende frukt. Imidlertid kan hele planter også dø av. Større døde grener og hele døde trær kalles dødved .

Hos dyr består den døde biomassen ( død zoo-masse ) også av døde eller utgitte kroppsdeler. Dette inkluderer hår, fjær og skalaer som har falt ut eller revet ut. Likeledes exuviae , pupper , kokong rester , eggeskall, membraner rester og frastøter placentaer . Også revet og adskilte kroppsdeler (→ autotomi ) og resterende sædceller (i tilfelle ekstern befruktning → fiskemelk ). Selvfølgelig kan hele dyr også dø av (→ kadaver ) eller det kan produseres ubefruktede egg. Den døde dyreparkmassen inneholder fortsatt mange utskillelser , først og fremst ekskrementer .

Død plantemasse fra landplanter (uten død ved) kalles søppel . Over tid danner søppel et tykt lag på jordoverflaten (søppel / søppelag). Død zoommasse er også innebygd i spredningslaget.

Avfallet som akkumuleres i vannmasser kalles detritus .

I tillegg til begrepet død biomasse, er det også begrepet nekromass . I spesialistlitteraturen blir begge begrepene imidlertid bare brukt synonymt i noen få tilfeller. I andre tilfeller refererer nekromass imidlertid utelukkende til død plantemasse.

En del av den døde biomassen blir avsatt i områder der ødeleggerne knapt kan eksistere. I slike dårlig destruktive områder er det vanligvis en ekstrem mangel på oksygen ( hypoksi ) eller til og med mangel på oksygen ( anoksi ). På grunn av den svært begrensede ødeleggelsesaktiviteten kan store mengder knapt nedbrutt biomasse gradvis akkumuleres i disse områdene. Denne knapt nedbrutte biomassen blir råmaterialet for fossile brensler . Disse inkluderer naturgass og olje, så vel som de to biogene sedimentene kull og torv . Fossilt brensel blir ikke lenger sett på som biomasse. Det samme gjelder kerogen og de andre biogene sedimentene. Det er sant at biogene kalkstein , biogene småstein og biogene fosforitter også kan spores tilbake til visse former for død biomasse. De regnes imidlertid ikke som biomasse heller.

Sammensetning av biomasse

Biomasse består hovedsakelig av levende eller døde organismer, som igjen består av et stort antall forskjellige forbindelser . De kvantitativt viktigste forbindelsene kan grupperes i tre sammensatte klasser:

I tillegg er det mange andre forbindelser i biomasse, som lignin , nukleotider og andre.

Når det gjelder de kjemiske elementene den inneholder , består biomasse hovedsakelig av karbon , oksygen , hydrogen , nitrogen , svovel , fosfor , kalium , kalsium og magnesium , og i mindre grad jern , mangan , sink , kobber , klor , bor , molybden og andre elementer.

Det meste av biomassen består av levende eller døde planter. Levende planter består hovedsakelig av karbohydrater som cellulose. Flerårige planter danner tre , som hovedsakelig består av lignocellulose , en kombinasjon av lignin og cellulose. Etter at planter dør, brytes vanligvis nedbrytbare forbindelser som proteiner, fett og mono- og oligosakkarider raskt ned. Forbindelser som cellulose og lignocellulose, som er vanskelige å nedbryte til veldig vanskelige, varer mye lenger. Når det gjelder lignin, skyldes dette den høye andelen benzenringer i den kjemiske strukturen.

beløp

Mengden biomasse blir vanligvis gitt som tørr biomasse. Måleenhetene som anvendes er gram  (g), kilogram  (kg), ton (enhet)  (t) og gigatonne (10 ni t). I stedet for tørrstoff blir karboninnholdet deres stadig mer oppgitt, da dette gjør det klart hvor mye karbon som er lagret i biomasse. Dette gjør det også mulig å estimere hvor mye uorganisk karbon (i karbondioksid og hydrogenkarbonat ) som fjernes fra det livløse miljøet hvert år og inkorporeres på nytt i biomasse av levende vesener.

Mengder i henhold til det økologiske biomassekonseptet

Andel av biomassen til alle jordlevende pattedyr

Mengden biomasse i hele økosfæren er fortsatt vanskelig å estimere. I litteraturen er det forskjellig og noen ganger veldig motstridende informasjon. Det er fire hovedpunkter på uenighet:

  • Mengden biomasse som eksisterer globalt.
  • Mengden biomasse som er nyprodusert globalt hvert år.
  • Andelen biomasse som produseres årlig på den ene siden av bakken og på den andre siden av marine organismer globalt.
  • Den økologiske biomasse begrepet som brukes. Den viser hvilke blandinger av stoffer som faktisk anses å være biomasse og hvilke som er inkludert i estimatene.

Ulike forskere kan noen ganger levere veldig forskjellige biomasseverdier for de samme gruppene av levende vesener. Disse motsetningene oppstår fordi forskjellige forskere ikke alltid bruker de samme økologiske biomasseuttrykkene. Verdiene til fersk biomasse er for eksempel mye høyere enn tørr biomasse. Vannet det inneholder bidrar betydelig til vekten, men regnes ikke av noen forfattere som biomasse fordi de begrenser begrepet biomasse til organiske stoffer. Likeledes er biomasseverdiene lavere hvis bare biomassen sees i levende organismer, og den enorme mengden død biomasse ikke blir tatt i betraktning.

Det første estimatet av den totale biomassen til den terrestriske økosfæren ble gjort i 1926 av Vladimir Ivanovich Vernadski . Han oppga massen deres som 10 20 til 10 21 g (gram), noe som tilsvarer 100 000 til 1 million · 10 15  g eller gigaton . Den globale biocenosen bør produsere mer enn 10 25 g ny biomasse årlig, selv om det meste vil bli nedbrutt umiddelbart. Seksti-to år senere, i 1988, estimerte for eksempel den russiske havforskeren Yevgeny Alexandrowitsch Romankewitsch den globale biomassen til 750 · 10 15 g bundet karbon. Han målte den årlig nydannede biomassen til 120 · 10 15 g. I tillegg til disse to eksemplene, er det en rekke andre estimerte verdier i litteraturen.

år Takstmann Anslått størrelse estimert masse CGS-enheter Ny formasjon / år
1926 Vladimir Ivanovich Vernadsky Total masse 100T til 1 million Gt 10 20  til 10 21  g > 10 25  g
1988 Yevgeny Alexandrovich Romankevich karbon 750 Gt 0,75 x 10 18  g 0,12 x 10 18  g

Det store flertallet av global biomasse er dannet av autotrofiske organismer, spesielt cyanobakterier , alger og landplanter . Alle tre gruppene praktiserer en viss form for autotrofi, som kalles fotohydroautotrofi (→ endring av substans og energi ). I følge Romankewitsch representerer de en levende biomasse på 740 · 10 15 g bundet karbon. Mer enn 99 prosent av den totale dannede fotohydroautrotrofiske biomassen skal være til stede i landplanter, med en biomasse på 738 · 10 15 g bundet karbon.

Det anslås at marine alger utgjør rundt halvparten av verdens årlige primærproduksjon og binder rundt 50 · 10 15 g karbon i prosessen. Mengden marin biomasse kan også være mer enn ti ganger høyere. Hvert år skal 45–50 · 10 15 g karbon fra karbondioksid bindes av planteplankton. Hvis fytoplanktonet i havene skulle omdanne mindre karbondioksid til biomasse, ville trolig karbondioksidkonsentrasjonen i atmosfæren være 565 i stedet for 365 ppm. I verdenshavene synker dødt planteplankton ned til havbunnen og tar omtrent 15% eller 8 · 10 15 g av karbonet som tidligere var assimilert nær overflaten med det ned i dypet. Andre forskere anslår mengden marin biomasse som dannes årlig til rundt 530 · 10 15 g, som er mer enn ti ganger høyere. Av disse 530 gigatons, bare tre prosent, eller 16 · 10 15 g, vask som hav snø ned i light havområder, der det blir grunnlag av våre egne økosystemer som døde biomasse ; På lang sikt kan den også omdannes geologisk til råolje eller naturgass under høyt trykk på dypvannet og dermed ekstraheres fra biomassen.

I følge en studie publisert i 2018 av Weizmann Institute of Science (Israel), fordeles jordens biomasse på følgende livsformer:

  • 82% planter
  • 13% mikroorganismer
  • 5% dyr og sopp (mennesker utgjør 0,01%)
Følgende avsnitt er ikke tilstrekkelig utstyrt med underlagsdokumenter ( f.eks. Individuelle bevis ). Informasjon uten tilstrekkelig bevis kan fjernes snart. Hjelp Wikipedia ved å undersøke informasjonen og inkludere gode bevis.

Når det gjelder den menneskeskapte innflytelsen på biosfæren , er den nåværende fordelingen av biomassen til alle landpattedyr lærerik:

  • 60% husdyr og husdyr
  • 36% mennesker
  • 4% dyreliv

I følge dette lever 15 ganger så mange husdyr og husdyr som ville dyr på jorden i dag, og mennesker utgjør selv mer enn en tredjedel av biomassen til alle pattedyr. Tilsvarende uvanlig er utbredelsen av fugler, med 70% fjærfe og bare 30% fugler i naturen.

Av alle pattedyr som lever på jorden, er 60% husdyr, de fleste storfe og griser. Uten inkludering av mennesker ville andelen husdyr i alle pattedyr til og med utgjøre nesten 94%.

De israelske forskerne analyserte hundrevis av studier for arbeidet sitt. Satellittdata og data fra gensekvensering ble også brukt. Imidlertid peker forfatterne også i denne studien på betydelig usikkerhet, særlig med hensyn til mikroorganismer.

Studiens forfattere oppgir at noen av deres estimater fortsatt er usikre. Dette er spesielt tilfelle med bakterier som lever dypt under jordens overflate. Likevel er studien banebrytende som den første i sitt slag.

“Denne studien er [...] den første omfattende analysen av biomassedistribusjonen av alle organismer på jorden. Fremfor alt gir det to viktige funn: For det første at mennesker er ekstremt effektive i å utnytte naturressurser. De har drept ville pattedyr på nesten alle kontinenter og i noen tilfeller utryddet dem - for mat eller for moro skyld. For det andre er den plantebiomassen overveldende dominerende fra et globalt perspektiv. "

- Paul Falkowski, Rutgers University (USA)

Figurene presentert ovenfor omhandler biomassen til hele jorden eller dens store delområder av land, sjø og hav. Det er også mange vitenskapelige publikasjoner som omhandler biomasse av mindre økosystemer eller individuelle populasjoner, og hvis biomasseinformasjon kan være mer presis, jo lettere er de undersøkte økosystemene tilgjengelige for mennesker ( skogeksempel ). Biomassevolum og biomasseproduksjon av vanskelig å studere økosystemer og biocenoser er relativt vanskeligere å estimere (eksempelvis plankton ). Så langt har det vært vanskelig å estimere mengden biomasse og biomasseproduksjon som er rent mikrobiell og vanskelig å få tilgang til økosystemer. En betydelig andel av den totale terrestriske biomassen - hittil nesten helt ubemerket - kunne være tilstede i cellene til arkeaer og bakterier som lever i dype havbunnfall.

De største usikkerhetene ved estimering av biomasse består i de små utforskede områdene i havene, og spesielt i de ennå knapt utforskede, rent prokaryote biocenoser. Imidlertid anses det som sikkert at det store flertallet av den levende biomassen i økosfæren består av autotrofiske organismer, og at den totale biomassen til økosfæren består av minst flere titalls gigaton karbon .

Mengder i henhold til energiteknologiens biomasseuttrykk

Avhengig av hvilke faktorer som tas i betraktning, er det forskjellige potensialer for biomasse.
( se også artikkel biomassepotensial )
( For potensialet for bioenergi se også artikkel bioenergi )

Mengden landbruksavfall er estimert til 10-14 km³. Dette er et gjennomsnitt på 42,5 t ny biomasse per hektar per år. I naturlige skoger blir denne produksjonen oppveid av nedbrytning av biomasse (død ved, blader osv.) I en lignende dimensjon, slik at det ikke er netto økning eller avta. Biomassen som produseres årlig i skogene alene inneholder 25 ganger energien til råoljen som ekstraheres årlig.

Et gjennomsnittlig 80 år gammelt bøketre er rundt 25 meter høyt og har et tørrstoff på 1,8 tonn tre. Omtrent 0,9 tonn karbon er bundet i den. Mengden energi i treet til dette bøkene tilsvarer rundt 900 liter fyringsolje. Et levende bøketre genererer oksygenbehovet for 10 personer.

Av tekniske, økonomiske, økologiske og andre grunner kan bare en del av biomassen gjøres tilgjengelig for menneskelig bruk, slik at dens potensielle bidrag til energiforsyningen er begrenset.

Energien til den plantebaserte maten som produseres årlig for verdens befolkning tilsvarer omtrent 20 exajoules. Rester av matproduksjon (ris, hvete, mais, sukkerrør) som ikke kan brukes av den menneskelige organismen, for eksempel stilker, belger, etc. med et teoretisk utvinnbart energiinnhold på ca. 65 exajoules brennes for øyeblikket. Den brente biomassen fra rester fra matproduksjon utgjør rundt 2 gigaton per år. Minst 38 exajoules vil være energisk brukbare årlig.

Jordens teoretisk anvendelige biomassepotensial tilsvarer et energiinnhold på 2000 til 2900 exajoules av landmassen og ca 1000 exajoules i vann og hav. Teknisk sett kan man bruke rundt 1200 exajoules årlig. Imidlertid har noen teknisk mulige bruksområder begrensninger når det gjelder økonomiske problemer. Etter å ha avveid kostnadene, ville bare rundt 800 exajoules per år være økonomisk brukbare. Det verdensomspennende forbruket av primærenergi (råolje, naturgass, kull, kjernekraft, fornybar energi) var rundt 463 exajoules i 2004.

Bruk av biomasse

Biomasse har en viktig funksjon for mennesker som mat og som fôr i dyreavl, råmateriale ( fornybart råmateriale - forkortet Nawaro ) og energikilde (såkalte bioenergier som ved , biodrivstoff etc.). Mennesker bruker for tiden en betydelig del av den tilgjengelige biomassen over hele verden. Men biomasse som ikke brukes av mennesker har også en viktig funksjon i økosystemer , for eksempel som næringsstoff eller habitat for ulike levende vesener. I tillegg lagres store mengder karbon i biomasse, som frigjøres som klimagassen karbondioksid (CO 2 ) når biomassen brytes ned. Biomasse spiller derfor en viktig rolle for klimaet.

fordeler

  • Bruk av fornybare råvarer kan tjene til å spare råstoffressurser som råolje . Hvis de fornybare råstoffene leveres regionalt, kan den politiske og økonomiske avhengigheten, for eksempel av land med store oljereserver, reduseres.
  • Fornybar energi fra fornybare råvarer muliggjør generering av CO 2 -neutral eller lavere CO 2 -energi .
  • Fornybare råvarer kan lagres relativt billig.

ulempe

  • Hvis bruken av biomasse utvides til tidligere ubrukte naturområder (f.eks. Rydding av skog), kan økosystemer bli ødelagt og biologisk mangfold truet. Store mengder CO 2 frigjøres også , spesielt under skråstrek-og-brennoperasjoner .
  • Den økende bruken av energi og materialer kan føre til konkurranse om land sammenlignet med matproduksjon. ( se artikkelen bioenergi og biodrivstoff )
  • Ved produksjon av biomasse i landbruket brukes gjødsel (nitrogen, fosfor, kaliumgjødsel og annen gjødsel), noe som fører til utslipp av klimagasser ( lystgass fra nitrogengjødsel), nitratinntak (NO 3 - ) i grunnvannet, næringsstoffinntak i overflatevann ( eutrofiering ) og andre Skader fører. Bruk av plantevernmidler kan skade miljøet og helsen.
  • Ved å utvide vanningen av jordbruksarealer brukes vannressurser som er økologisk viktige eller som sørger for drikkevannsforsyning andre steder.
  • Forbrenning av fast biomasse (f.eks. Tre) uten spesielle tiltak er forbundet med høyere utslipp av forurensende stoffer ( karbonmonoksid , sot , PAH ) enn forbrenning av olje eller gass.
  • Innbrenning i systemer fjerner tørt og dødt tre fra den naturlige syklusen, og karbonet som er lagret i skogbunnens sedimenter i flere tiår, slippes raskt ut i atmosfæren som CO 2 .
  • Høsting, prosessering og transport er forbundet med stort forbruk av fossile energikilder og elektrisk energi samt omfattende mekaniske utgifter.

Bruk av biomasse i Tyskland

Det meste av biomassen som brukes i Tyskland, brukes til å produsere mat og fôr , som et fornybart råstoff til materialbruk ( tømmer , stivelse og lignende) eller til klassisk energisk bruk i form av ved (også i form av jordbruksdyrking i korte rotasjonsplantasjer ). Juridiske definisjoner er inneholdt i biomasseforordningen (BiomasseV).

I flere år har det vært en betydelig økning i bruken av biomasse. Hovedårsaken er økende bruk av energi ( bioenergi ). De fornybare energikilder Act (EEG) fremmer, blant annet anvendelse av biomasse for å generere elektrisitet, slik som brenning av tre i oppvarmings biomasse anlegg og biomasse kraftvarme planter , eller fermentering av flytende gjødsel og ensilasje fra energiavlinger i biogass anlegg og den påfølgende generasjonen av elektrisitet fra biogassen .

Biodrivstoff støttes av staten gjennom reduserte avgiftssatser ( Energy Tax Act ) og blanding av kvoter ( Biofuel Quota Act ), ettersom de sparer fossile råvarer, har mindre innvirkning på klimaet og reduserer avhengigheten av import.

Bærekraftig dyrking, dvs. overholdelse av økologiske og sosiale kriterier, er sikret av Biomass Electricity Sustainability Ordinance (BioSt-NachV): Produsenter av bioenergi eller biodrivstoff må bevise at produktene ble produsert på en miljømessig, klimavennlig og naturvennlig måte. Bevis leveres som en del av en sertifisering av akkrediterte sertifiseringsorganer som Bureau Veritas eller Technical Monitoring Association . Dette unngår økologiske skader, for eksempel energisk bruk av palmeolje fra avskogede regnskogområder.

Genereringen av varme fra bioenergi fremmes ved fornybar energi Heat Act (EEWärmeG), spesielt anvendelse av biomasse for pellets oppvarming og treflis oppvarming .

Bruken av tre og halm til oppvarmingsformål i Tyskland økte mellom 1995 og 2006 fra 124 petajoules til 334 petajoules. Produksjonen av biodiesel økte fra 2 petajoules i 1995 til 163 petajoules i 2006. Biogassproduksjonen økte fra 14 petajoules i 1995 til 66 petajoules i 2006. Til sammenligning: Det totale mineraloljeforbruket i Tyskland var 5179 petajoules i 2006. Innen elektrisitetsproduksjon økte andelen biomasse og biogen avfall fra 670 GWh og 1350 GWh i 1995 til 14 988 GWh og 3600 GWh i 2006. Elektrisitetsproduksjon i 2006, biomasse tilsvarte omtrent strømproduksjon fra vannkraft.

I 2013 ble det dyrket energiavlinger på mer enn en tidel av dyrkbar mark i Tyskland som et gjæringssubstrat for biogassanlegg.

Se også

litteratur

  • Bærekraftig bioenergi: status og utsikter - sluttoppsummeringsrapport om prosjektet "Utvikling av strategier og bærekraftsstandarder for sertifisering av biomasse for internasjonal handel" av Öko-Institut / IFEU , i. A. fra Federal Environment Agency. Darmstadt / Heidelberg 2010. (PDF-fil; 343 kB).

weblenker

Wiktionary: Biomasse  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

  1. ^ V. Vernadsky: Biosfæren. New York 1998, ISBN 0-387-98268-X , s. 70.
  2. ↑ VI Vernadsky: La Géochimie. Paris 1924.
  3. ↑ VI Vernadsky: биосфера [Biosphere]. Leningrad 1926.
  4. ↑ R. Demoll: Betraktninger på produksjons beregninger . I: Arkiv for hydrobiologi. 18, 1927, s. 462.
  5. ↑ VG Bogorvo: Seasonal Changes in biomass of Calanus finmarchicus in the Plymouth Area in 1930. I: Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom (New Series). 19, 1934, s. 585 doi: 10.1017 / S0025315400046658 (pdf; 7,3 MB)
  6. ^ A. Christian, I. Mackensen-Friedrichs, C. Wendel, E. Westdorf-Bröring: Metabolsk fysiologi. Braunschweig 2006, ISBN 3-507-10918-2 .
  7. ↑ VG Bogorov: Seasonal Changes in biomass of Calanus finmarchicus in the Plymouth Area in 1930. I: Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom (New Series). 19, 1934, s. 585–612 doi: 10.1017 / S0025315400046658 (pdf; 7,3 MB)
  8. ↑ VG Bogorov: Seasonal Changes in biomass of Calanus finmarchicus in the Plymouth Area in 1930. I: Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom (New Series). 19, 1934, s. 589. doi: 10.1017 / S0025315400046658 (pdf; 7,3 MB)
  9. ^ NA Campbell, JB Reece: Biology. München 2006, ISBN 3-8273-7180-5 , s. 1414, 1500.
  10. ↑ VG Bogorov: Seasonal Changes in biomass of Calanus finmarchicus in the Plymouth Area in 1930. I: Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom (New Series). 19, 1934, s. 589. doi: 10.1017 / S0025315400046658 (pdf; 7,3 MB)
  11. ^ FW Stöcker, G. Dietrich (red.): Brockhaus abc Biology. Leipzig, 1986, ISBN 3-325-00073-8 , s. 105.
  12. ^ NA Campbell, JB Reece: Biology. München 2006, ISBN 3-8273-7180-5 , s. 1414, 1500.
  13. Yer Meyers lommeordbok for biologi. Mannheim / Wien / Zürich 1988, ISBN 3-411-02970-6 , s. 100.
  14. ↑ biomasse. I: M. Koops: Biologie-Lexikon. lenke
  15. ↑ biomasse. I: K. Gebhardt (ansvarlig): Miljø under en D, A, CH · Miljøleksikonet. Hamburg, 1995–2012.
  16. ↑ biomasse. I: M. Koops: Biologie-Lexikon. lenke
  17. Kal Martin Kaltschmitt, Hans Hartmann, Hermann Hofbauer: Energi fra biomasse - grunnleggende, teknikker og prosesser . 2. utgave. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-85094-6 , pp. 2–3 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
  18. ^ FW Stöcker, G. Dietrich (red.): Brockhaus abc Biology. Leipzig 1986, ISBN 3-325-00073-8 , s. 105.
  19. ↑ M. Bahadir, H. parlar, M. Spiteller (eds.): Springer Umweltlexikon. Heidelberg / Berlin / New York 1995, ISBN 3-540-54003-2 , s. 172.
  20. ↑ T. Müller (ansvarlig): Biomasse - et krav om bærekraft. Wuppertal- artikkel
  21. ↑ A. Fallert-Müller, P. Falkenburg, U. Maid (arr.): Lexikon der Biochemie. Volum 1: A til I. Heidelberg / Berlin 1999, ISBN 3-8274-0370-7 , s. 128.
  22. ↑ F. Waskow (ansvarlig): Umweltlexikon-Online. KATALYSE Institute for Applied Environmental Research, 2011- artikkel
  23. ↑ U. Harder (Red.): Biomasse. BARN.Greenpeace. Hamburg.
  24. ↑ Federal Association of Agricultural Professional Associations eV: Biomass varmesystemer. Kassel 2008, s. 3 (pdf)
  25. ↑ Det føderale justisdepartementet i samarbeid med juris GmbH: Forordning om produksjon av elektrisitet fra biomasse (Biomasse Ordinance - BiomasseV). Berlin 2001, s. 1 (pdf)
  26. ↑ Federal Association of Agricultural Professional Associations eV: Biomass varmesystemer. Kassel 2008, s. 3 (pdf)
  27. ↑ Det føderale justisdepartementet i samarbeid med juris GmbH: Forordning om produksjon av elektrisitet fra biomasse (Biomasse Ordinance - BiomasseV). Berlin 2001, s. 1–2 (pdf)
  28. ↑ M. Seidel: Definisjon og generell informasjon om biomasse. Berlin 19. februar 2010 (online) ( Memento fra 1. august 2012 i nettarkivet archive.today )
  29. ↑ U. Gisi: Jordøkologi . Stuttgart / New York 1997, ISBN 3-13-747202-4 sitert fra R. Skorupski: Bestemmelse av mikrobiell biomasse med jordåndingskurver . Berlin 2003, s.9 (pdf)
  30. ↑ U. Gisi: Jordøkologi . Stuttgart / New York 1997, ISBN 3-13-747202-4 sitert fra R. Skorupski: Bestemmelse av mikrobiell biomasse med jordåndingskurver . Berlin 2003, s.9 (pdf)
  31. ↑ M. Schaefer: Dictionary of Ecology. Heidelberg / Berlin 2003, ISBN 3-8274-0167-4 , s. 263.
  32. Ian Florian Nagel: Elektrisitet fra treverk gjennom kombinasjonen av forgassning og faste oksidbrenselceller. Ph.D. Avhandling. Swiss Federal Institute of Technology, Zürich 2008.
  33. ↑ LE Rodin, NI Bazilevich, NN Rozov: Produktivitet av verdens viktigste økosystemer. I: DE Reichle, JF Franklin, DW Goodall (red.): Produktivitet av verdensøkosystemer. Washington, 1975, ISBN 0-309-02317-3 , s. 13-26.
  34. ^ V. Vernadsky: Biosfæren. New York 1998, ISBN 0-387-98268-X , s. 70.
  35. ^ V. Vernadsky: Biosfæren. New York 1998, ISBN 0-387-98268-X , s. 72.
  36. ^ A b c E. A. Romankevich : Jordlevende materie (biogeokjemiske aspekter). I: Geokhimiya. 2, 1988, s. 292-306.
  37. ↑ LE Rodin, NI Bazilevich, NN Rozov: Produktivitet av verdens viktigste økosystemer. I: DE Reichle, JF Franklin, DW Goodall (red.): Produktivitet av verdensøkosystemer. Washington 1975, ISBN 0-309-02317-3 , s. 25.
  38. ↑ U. Sonnewald: Fysiologi. I: Strasburger lærebok om botanikk. Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1455-7 , s. 274.
  39. Prob W. Probst: Alger - allestedsnærværende og allsidig. I: undervisning i biologi. 365, 2011, s.6.
  40. Mc CR McClain: Frodig variasjon til tross for mangel på mat. I: Science of Science. 11, 2011, s. 68.
  41. Prob W. Probst: Alger - allestedsnærværende og allsidig. I: undervisning i biologi. 365, 2011, s.6.
  42. ↑ Paul G. Falkowski: Den usynlige skogen i havet. I: Spectrum of Sciences. Utgave 6/2003, s. 56 ff.
  43. Mc CR McClain: Frodig variasjon til tross for mangel på mat. I: Science of Science. 11, 2011, s. 68.
  44. ↑ a b Hvert andre pattedyr er et "husdyr". I: albert-schweitzer-stiftung.de, Berlin, 15. juni 2018, åpnet 14. mars 2019.
  45. ↑ LE Rodin, NI Bazilevich, NN Rozov: Produktivitet av verdens viktigste økosystemer. I: DE Reichle, JF Franklin, DW Goodall (red.): Produktivitet av verdensøkosystemer. Washington, 1975, ISBN 0-309-02317-3 , s. 13-26.
  46. ↑ J. Auf dem Kampe: The Plankton Project. I: GEO. 12, 2011, s. 70-88.
  47. ↑ JP Fischer, TG Ferdelman: Førti dager i vannørkenen . I: Science of Science. 03 2010, s. 16-18.
  48. ↑ Deutschlandfunk / forskningsstrøm av 8. november 2009.
  49. ↑ Craig Morris: Future Energy - The Turn to the Sustainable Energy System. Heise Zeitschriften Verlag, Hannover 2006, s. 39 ff.
  50. ↑ a b Landolt-Börnstein, New Series VIII 3C, 5. Biomasse, s. 334 ff.
  51. ↑ Forbundsdepartementet for økonomi og teknologi, energidata, Tab. 31, primærenergiforbruk etter land og region
  52. Pear Fred Pearce: Når elvene tørker opp. 1. utgave. Utgiver Antje Kunstmann, 2007.
  53. ↑ Utvikling av fint støv: CO 2 -nøytral oppvarming med kroker. I: VDI-Nachrichten. 26. mars 2010, s. 18.
  54. ↑ Forordning om generering av elektrisitet fra biomasse av 21. juni 2001 (PDF; 58 kB)
  55. ↑ a b Federal Ministry of Economics and Technology, Energy Data, Tab. 20, Renewable Energies