Das ÖVGW-Forschungsprojekt „SusBioEcon“ analysiert Wertschöpfungsketten von der Forstwirtschaft bis zur Gasreinigung, vergleicht Bio-SNG mit direkter Holzverbrennung und zeigt, wie erneuerbarer Strom die Treibhausgasbilanz deutlich verbessern kann.
Die ÖVGW-Forschungsstrategie „Grünes Gas“ zeigt die Möglichkeiten auf, die erneuerbare Gase für ein dekarbonisiertes Energiesystem bieten. Sie beleuchtet auch die Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, um die reichhaltig vorhandenen Potenziale für Grüne Gase zu erschließen. Seit 2019 wurden im Rahmen der Strategie mehr als 40 Forschungsprojekte durchgeführt.
Im Projekt „SusBioEcon“, das von 2023 bis 2025 lief, wurden verschiedene Nutzungswege von Holzbiomasse untersucht. Dabei standen ganze Wertschöpfungsketten im Mittelpunkt, also der Weg des Holzes vom Wald bis zur energetischen Nutzung. Insbesondere wurden die Erzeugung von Bio-SNG (synthetisches, erneuerbares Gas) und die Verbrennung von Holz, etwa für Raumwärme, Fernwärme oder Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), behandelt. Neben wirtschaftlichen Aspekten wurden auch Umwelt- und Nachhaltigkeitsindikatoren berücksichtigt.
Holznutzung in Österreich weiterhin nachhaltig
Im ersten Projektjahr lag der Fokus auf Österreich. Die österreichische Sägeindustrie zählt zu den weltweit führenden Holzindustrien. Analysiert wurden der Holzvorrat, der Zuwachs und die Verfügbarkeit. Das Ergebnis: Der österreichische Holzvorrat ist in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen und beträgt derzeit rund 1,2 Milliarden Vorratsfestmeter. Obwohl heute mehr Holz genutzt wird und der jährliche Zuwachs seit etwa dem Jahr 2000 leicht zurückgegangen ist, gilt die Bewirtschaftung der Wälder weiterhin als nachhaltig.
Im zweiten Projektjahr wurde der Blick auf Europa ausgeweitet. Die Waldfläche der EU-27 umfasst etwa 160 Millionen Hektar und macht damit rund 39 % der Landfläche aus. Im Gegensatz zu vielen anderen Weltregionen nimmt die Waldfläche in Europa zwar noch zu, doch das Wachstum verlangsamt sich. Gleichzeitig macht sich der Klimawandel zunehmend bemerkbar. In Österreich und Europa verschlechtern sich die Bedingungen vor allem für Fichte und Kiefer, während die Eiche als widerstandsfähiger gilt und eher vom Klimawandel profitieren könnte.
Thermochemische Umwandlung: Von Holz zu synthetischem Gas und Treibstoffen
Ein zentraler Teil des Projekts war die Erstellung einer Ökobilanz ausgewählter holzbasierter Energiepfade. Dabei wurden der Energieaufwand und die Treibhausgasemissionen entlang der gesamten Kette – von der Bereitstellung der Biomasse über die Umwandlung bis zur Nutzung – berechnet. Grundsätzlich zeigte sich: Je mehr Verarbeitungsschritte notwendig sind, desto höher fallen Energieverbrauch und Emissionen aus. Die Nutzung von Rinde hat besonders geringe Umweltwirkungen, da sie ein Reststoff ist und hauptsächlich der Transport Emissionen verursacht.
Aus forstlicher Biomasse können durch thermochemische Verfahren Treibstoffe (Fischer-Tropsch-Synthese) und Holzgas, das auch als Bio-SNG bezeichnet wird, hergestellt werden. Für Bio-SNG wurde eine detaillierte Modellierung auf Basis der „Syngas Platform Vienna” durchgeführt.
Verglichen wurde auch die Treibhausgasintensität zweier Verfahren zur Gasreinigung, um unerwünschte Stoffe aus dem Rohbiogas zu entfernen: die etablierte Biodiesel-Wäsche und eine neue Technologie namens Temperature Swing Adsorption (TSA). Bei der herkömmlichen Variante entstehen die Emissionen vor allem bei der Stromerzeugung (58 %) und der Biodieselproduktion (36 %). Bei Einsatz von TSA steigt der Stromanteil, der Biodieselbedarf sinkt jedoch deutlich. Insgesamt zeigt sich: Mit erneuerbarem Strom lässt sich das Treibhauspotenzial von Bio-SNG künftig erheblich reduzieren.
Die 5 wichtigsten Erkenntnisse aus dem Projekt „SusBioEcon“:
- Nachhaltige Holzverfügbarkeit in Österreich: Der Holzvorrat in Österreich ist mit rund 1,2 Mrd. Vorratsfestmetern gestiegen, die Holznutzung liegt unter dem Zuwachs, was einer nachhaltigen Nutzung entspricht. Nadelholz dominiert sowohl in der stofflichen Nutzung als auch in der energetischen Nutzung (ca. 60 % Nadelholz, 40 % Laubholz).
- Europäische Waldlandschaft und Eigentumsstrukturen: Die Waldfläche der EU-27 beträgt rund 160 Mio. Hektar (39 % der Landfläche), zwei Drittel konzentrieren sich auf sechs Mitgliedstaaten. Etwa 60 % der Wälder befinden sich in Privatbesitz, wobei Eigentumsformen stark regional variieren.
- Auswirkungen des Klimawandels auf Wälder: Klimawandelbedingte Veränderungen betreffen Baumwachstum, Kalamitätsrisiken (z. B. Windwurf, Borkenkäfer) und Baumartenverteilung. Fichte und Kiefer sind besonders gefährdet, während Eiche als widerstandsfähig gilt. Betroffen sind zahlreiche Forstbezirke in Österreich, z. B. Amstetten, Braunau, das gesamte Burgenland.
- Ökobilanzierung holzbasierter Wertschöpfungsketten: Treibhausgasemissionen und kumulierter Energieaufwand steigen mit zunehmenden Verarbeitungsschritten. Reststoffe wie Rinde haben nur geringe Auswirkungen, da überwiegend Transportemissionen relevant sind.
- BioSNG-Potenzial und Gasreinigungstechnologie: Die Ökobilanz von BioSNG zeigt, dass in der klassischen Gasreinigung Strom (58 %) und Biodiesel (36 %) die Haupttreiber des Treibhauspotenzials sind. Der Einsatz der TSA-Technologie verschiebt die Anteile auf 75,4 % Strom und 16,9 % Biodiesel. Durch Nutzung erneuerbaren Stroms könnte das Treibhauspotenzial deutlich reduziert werden.
Über das Forschungsprojekt
Projekt „SusBioEcon“
Projektlaufzeit: 2023–2025
Forschungspartner: BEST – Bioenenergy und Sustainable Technologies GmBH, DOKA Österreich Gmbh, Nawaro Energie Betrieb GmbH