Die Rolle von Biomasse im zukünftigen schweizerischen Energie- und Rohstoffsystem

Das heutige Energie- und Rohstoffsystem basiert mehrheitlich auf klimaschädlichen und endlichen Ressourcen wie Erdöl und Erdgas sowie auf Kernbrennstoffen, die wegen Sicherheitsbedenken langfristig nicht mehr verwendet werden sollen. Ein Umstieg auf eine erneuerbare und umweltverträgliche Rohstoffbasis ist demnach unumgänglich und stellt eine globale, hochkomplexe Aufgabe dar. Biomasse ist prinzipiell ein CO2-neutraler Rohstoff, der als Ersatz für fossile Rohstoffe verwendet werden kann. In diesem Artikel wird beleuchtet, welche Rolle Biomasse in der Schweiz für die Energiewende und für den Wandel des Rohstoffsystems spielen könnte. Da das jährliche nachhaltige Biomassepotenzial mit 97 PJ (Primärenergie) deutlich kleiner als der jährliche Endenergieverbrauch von 831 PJ im Jahr 2018 ist, sollte Biomasse zielgerichtet mit einem hohen Gesamtwirkungsgrad und einer hohen Wertschöpfung für Anwendungen genutzt werden, für die keine weiteren erneuerbaren Alternativen zur Verfügung stehen. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Umwandlung von Biomasse in Bioraffinerien zu Chemikalien, Kunststoffen und Biotreibstoffen für den Luft- und Schwerverkehr empfehlenswert. Dafür stehen in Bioraffinerien sowohl thermo- als auch biochemische Umwandlungstechnologien zur Verfügung. Anstrengungen, um die damit noch verbundenen Herausforderungen zu überwinden, sind laut Modellrechnungen lohnend, da die stoffliche Nutzung der Biomasse deutlich mehr fossile CO2-Emissionen verhindert als eine direkte Verbrennung zur Erzeugung von Raumwärme.

Le rôle de la biomasse dans le futur système suisse d´énergie et de matières premières

Le système actuel d’énergie et de matières premières repose principalement sur des ressources limitées et nuisibles pour le climat, comme le pétrole brut et le gaz naturel, ainsi que sur l’énergie nucléaire, à laquelle il faudrait à long terme renoncer pour des raisons de sécurité. La transition vers des énergies et des matières premières renouvelables et respectueuses de l’environnement est donc inévitable et représente une tâche globale très complexe. En principe, la biomasse est une matière première neutre en CO2 qui peut être utilisée comme substitut des matières premières fossiles. Cet article examine le rôle que la biomasse pourrait jouer en Suisse dans la transition énergétique et dans la transformation du système des matières premières en Suisse. Etant donné que le potentiel annuel durable de biomasse de 97 PJ (énergie primaire) est nettement inférieur à la consommation énergétique finale annuelle de 831 PJ en 2018, la biomasse devrait être utilisée de manière ciblée avec un rendement global élevé et une forte valeur ajoutée pour des applications pour lesquelles aucune autre alternative renouvelable n’est disponible. De ce point de vue, la conversion de la biomasse dans des bioraffineries en produits chimiques, produits en plastique et biocarburants pour le transport aérien et lourd est recommandée. Des technologies de conversion thermo- et biochimique sont disponibles à cette fin dans les bioraffineries. Selon des modèles de calcul, les efforts pour surmonter les défis encore associés à ces technologies sont utiles car l’utilisation matérielle de la biomasse permet d’éviter beaucoup plus d’émissions de CO2 fossile que la combustion directe pour le chauffage de bâtiments.

The role of biomass in the future Swiss energy and raw materials system

Today’s energy and raw materials system is mainly based on climate-damaging and finite resources, such as crude oil and natural gas, as well as on nuclear fuels, which should be abandoned in the long term due to safety concerns. A change to a renewable and environmentally compatible raw material basis is therefore inevitable and represents a global, highly complex, task. In principle, biomass is a CO2-neutral raw material that can be used as a substitute for fossil raw materials. This article examines the role biomass could play in the energy turnaround and in the transition of the raw materials system in Switzerland. Since the annual sustainable biomass potential of 97 PJ (primary energy) is significantly smaller than the annual final energy consumption of 831 PJ in 2018, bio-mass should be used in a targeted manner with high overall efficiency and high added value for applications for which no other renewable alternatives are available. From this point of view the conversion of biomass in biorefineries to chemicals, plastics and biofuels for aviation and heavy-duty transportation is recommended. Both thermo- and biochemical conversion technologies are available in biorefineries. According to model calculations, efforts to overcome the challenges still associated with these technologies are worthwhile, since the material use of biomass prevents significantly more fossil CO2 emissions than direct combustion to generate space heat.

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