Fallstudie So viel Energie steckt im Berliner Herbstlaub

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ATB Leibniz-Institut f.Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.

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Der Herbst beschert den Stadtreinigungen jedes Jahr tonnenweise Mehrarbeit in Form von Laub. Doch was tun damit? Kompostieren, oder lieber in Biogasanlagen bringen? Wie sich diese beiden Optionen hinsichtlich der erzeugten Treibhausgasemissionen unterscheiden und wie viel Strom sich aus dem Laub gewinnen lässt, haben Forscher nun am Fallbeispiel Berlin untersucht.

Natur findet sich nicht nur auf dem Land. Ausgerechnet die Millionenstadt Berlin ist dank der zahlreichen Grünanlagen und Straßenbäume eine der grünsten Metropolen Europas. Allerdings beschert der Herbst den Mitarbeitern der Stadtreinigung Jahr für Jahr kostenintensiven Hochbetrieb: Auf knapp 5.500 Kilometern Straßen der Hauptstadt sammeln sie etwa 36.000 Tonnen Laub ein. In der Regel wird das Laub kompostiert, was jedoch mit erheblichen Treibhausgasemissionen verbunden ist. Angesichts steigender Energiepreise stellt sich die Frage, ob sich die anfallende Biomasse nicht vorteilhafter für die Erzeugung von Biogas nutzen ließe.

Kompostierung vs. Biogaserzeugung

Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) haben in einer vergleichenden Studie die Kompostierung von Laub und dessen Nutzung zur Biogaserzeugung analysiert, wobei auch eine Vorbehandlung des Laubs durch z. B. Silierung Berücksichtigung fand. Für diese Szenarien wurden die Treibhausgasemissionen und das Energieerzeugungspotenzial mithilfe des Biorim-Modells (Biological Resource Utilization Impacts) ermittelt.

Zur Berechnung der Treibhausgasemissionen berücksichtigte die Studie u. a. die Kohlenstoffassimilation der Pflanzen während des Wachstumsprozesses (als negative CO₂-Emissionen auf Grundlage des Gehalts an organischem Kohlenstoff für die jeweilige Blattart), den Anteil der verschiedenen Blattarten an der Gesamtmenge, die Dichte der Blätter sowie den Einsatz von kraftstoffabhängigen Maschinen, wie Laubbläsern und Kehrmaschinen. Auch die Emissionen aus Herstellung und Betrieb dieser Maschinen wurden berücksichtigt.

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Ergebnis: Treibhausgasemissionen und Energiepotenzial des Laubs

Der Gesamtvergleich zeigte, dass die Biogasszenarien hinsichtlich der Emissionen von Treibhausgasen mit -140,1 kg CO₂-Äquivalente pro Tonne Laub bzw. -167,4 kg CO_2eq pro Tonne vorbehandeltes Laub deutlich besser abschnitten als die Kompostierung mit 49,0 kg CO_2eq. Eine Vergärung vorbehandelten Laubs im Biogasreaktor hatte zudem die höchste Energieproduktion pro Tonne Ausgangsmaterial zur Folge. Maßnahmen, um eine schnelle Verrottung des Laubs zu verhindern, wie die Silierung oder eine zügige Einbringung in den Fermenter, führten zu geringeren Nettoemissionen und einem höheren Energieertrag.

Das aus Laub erzeugte Biogas kann, analog zu dem bereits jetzt aus Haushaltsbioabfällen gewonnenen Biogas, zur Erzeugung von Strom und Wärme in Blockheizkraftwerken oder zur Einspeisung in lokale Gasnetze verwendet werden, um fossiles Erdgas zu ersetzen: Etwa 7,5 Tonnen vorbehandeltes Berliner Stadtlaub könnten den durchschnittlichen Jahresstromverbrauch einer Person decken. Wenn alles gesammelte Laub der Stadt entsprechend verwertet wird, könnten so rund 5.000 Berliner für das ganze Jahr mit Strom versorgt werden.

Wirtschaftlichkeit ist noch zu prüfen

„Laub als Rohstoff für die Biogaserzeugung könnte in gewissem Umfang zur Energieversorgung in städtischen Gebieten beitragen. Gerade Berlin weist im europaweiten Vergleich dank der zahlreichen Grünflächen und Straßenbäume eines der höchsten Potenziale zur energetischen Biomassenutzung auf“, sagt Dr. Ulrich Kreidenweis, Leiter der Arbeitsgruppe Bioökonomische Systemmodellierung am ATB und Mitautor der Studie. Ob sich die Nutzung von Laubabfällen aus städtischen Gebieten für die Biogaserzeugung auch ökonomisch rechnet, müsse in weiteren Szenariobewertungen geklärt werden. „Hier können teils erhebliche Kosten für die Umsetzung anfallen, beispielsweise die Umrüstung von Biogasanlagen im Hinblick auf die Anforderungen an die Laubvergärung“, räumt Kreidenweis ein.

Originalpublikation: Andrés de Jesús Vargas‐Soplín, Annette Prochnow, Christiane Herrmann, Bianka Tscheuschner, Ulrich Kreidenweis: The potential for biogas production from autumn tree leaves to supply energy and reduce greenhouse gas emissions – A case study from the city of Berlin, Resources, Conservation and Recycling 187 (2022); DOI:10.1016/j.resconrec.2022.106598)

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