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Netzwerk flexibler Bioenergietechnologien und Biomasseumwandlungstechnologien. Es werden vier Abschnitte von links nach rechts entlang der Wertschöpfungskette unerschieden. Rohstoffe, Zwischenerzeugnisse, Energieträger und Anwendungen. Die Rohstoffe sind unterteilt in feuchte und trockene Biomasse. Die Zwischenerzeugnisse sind unterteilt in Produktgas, Biogas, und Pyrolyseöl unterteilt. Die Energieträger sind in flüssige Treibstoffe, Methan und LNG, Pellets, Biokohle, Hackschnitzel und stabilisiertes Pyrolyseöl unerteilt. Die Anwendungen sind in chemische Stoffe, Transport und Mobiliät, flexiblen Strom und (gespeicherte) Wärme unterteilt. Ein zusätzlicher Pfeil weist darauf hin, dass die Wertschöpfungskette bei der Anwendung nicht endet. CO2 ist wiederum ein Rohstoff, der weggespeichert werden kann, oder genutzt werden kann. CO2 wird auch zwischen dem Schritt von Zwischenerzeugnissen zu Energieträgern erzeugt. In diesem Zwischenschritt kann auch Wasserstoff von volatilen Erneuerbaren hinzugefügt werden. Mit farbigen Pfeilen veranschaulicht die Grafik, welche Versorgungsketten bereits etabliert sind, welche sich in der Demonstrationsphase befindet, und welche noch entwickelt wird. Feuchte Biomasse via Biogas für Transport un Srom stellt eine etablierte Kette dar. So auch trockene Biomasse, die als Pellets oder Hackschnitzel oder durch Vergasung für Strom und Wärme genutzt wird. Pyrolyseöl, aber auch flüssige Treibstoffe aus fester Biomasse für chemische Stoffe oder Transport befinden sich in der Demonstrationsphase. Die Nutzung von feuchter Biomasse für flüssige Treibstoffe oder zur Umwandlung in feste Brennstoffe sind noch unterentwickelte Versorgungsketten.

The network of flexible bioenergy technologies in biomass-related energy conversions

Network of flexible bioenergy technologies and biomass conversion technologies. Four sections are distinguished from left to right along the value chain. Raw materials, intermediate products, energy sources and applications. The raw materials are divided into wet and dry biomass. The intermediate products are subdivided into product gas, biogas and pyrolysis oil. The energy sources are subdivided into liquid fuels, methane and LNG, pellets, biochar, wood chips and stabilized pyrolysis oil. The applications are divided into chemical substances, transportation and mobility, flexible electricity and (stored) heat. An additional arrow indicates that the value chain does not end with the application. CO2 is again a raw material that can be stored or used. CO2 is also produced between the step from intermediate products to energy carriers. Hydrogen from volatile renewables can also be added in this intermediate step. The diagram uses colored arrows to illustrate which supply chains are already established, which are in the demonstration phase, and which are still being developed. Wet biomass via biogas for transportation and electricity is an established chain. So is dry biomass, which is used as pellets or wood chips or through gasification for electricity and heat. Pyrolysis oil, but also liquid fuels from solid biomass for chemical substances or transportation are in the demonstration phase. The use of wet biomass for liquid fuels or for conversion into solid fuels are still underdeveloped supply chains.

Copyright: CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/; https://doi.org/10.1002/bbb.2649

Chancen flexibler Bioenergie. Im Mittelpunkt der Grafik stehen Energiedienstleistungen, visualisiert durch grüne Symbole für die Industrie, den Transport und Gebäudewärmebereitstellung. Im linken oberen Eck sind PV- und Windkraftanlagen symbolisch dargstellt. Im rechten oberen Eck sind nachhaltige Biomasserohstoffe symbolisch dargestellt. Das integrierte, erneuerbare Stromsystem, symbolisiert durch einen grünen Strommasten unterhalb der Energiedienstleistungssymbole dient in Zukunft hauptsächlich dazu PV- und Windstrom zu verteilen und elektrifizierte Industrie-, Transport- und Wärmesektoren zu versorgen. Spannend sind jedoch auch die zusätzlichen Pfeile, einerseits von den PV- und Windkraftsymbolen direkt zu den Endvebrauchern, via grünen Wasserstoff, andererseits mittels speicherbarer Biotreibstoffe und Bioprodukte, sowie die Möglichkeit Wasserstoff dazu zu nutzen den Heizwert von biogene Energieträgern zu steigern, oder auch Wasserstoff aus Biomasse zu produzieren. Auch die Verstromung von Biomasse ist möglich, die sollte aber möglichst flexibel gestaltet werden und das dabei entstehende CO2 muss sequestriert, gespeichert, oder genutzt werden. Drei dicke Pfeile am rechten Rand verdeutlichen drei Chancen der flexiblen Bioenergie: (1) Die Integration eines hohen Anteils an PV- und Windkraft in das Energiesystems dank flexiblen Ausgleich der Volatilitäten. (2) Die Integration von grünem Wassersoff aufbauend auf den Erfahrungswerten für chemischer Energieträger. (3) Negative CO2 Emissionen und kohlenstoffneutrale Produkte.

Expectations on the role of bioenergy in the renewable energy system and resulting energy and climate system services from bioenergy.

Opportunities for flexible bioenergy. The focus of the graphic is on energy services, visualized by green symbols for industry, transport and building heating. PV and wind power plants are shown symbolically in the top left-hand corner. Sustainable biomass raw materials are shown in the top right-hand corner. The integrated, renewable electricity system, symbolized by a green electricity pylon below the energy service symbols, will mainly serve to distribute PV and wind power and supply electrified industrial, transport and heating sectors in the future. However, the additional arrows are also exciting, on the one hand from the PV and wind power symbols directly to the end consumers via green hydrogen, on the other hand by means of storable biofuels and bioproducts, as well as the possibility of using hydrogen to increase the calorific value of biogenic energy sources, or also to produce hydrogen from biomass. The conversion of biomass into electricity is also possible, but this should be designed as flexibly as possible and the resulting CO2 must be sequestered, stored or used. Three thick arrows on the right-hand side illustrate three opportunities for flexible bioenergy: (1) The integration of a high proportion of PV and wind power into the energy system thanks to flexible balancing of volatilities. (2) The integration of green hydrogen based on the experience of chemical energy sources. (3) Negative CO2 emissions and carbon-neutral products.