Der Flächenverbrauch der Biomasse wird hauptsächlich durch die Anbaufläche bestimmt. Der Ertrag ist im Mittel etwa 0,5 W/m². Beim Ackerbau erhöht sich die Albedo, besonders im Winter bei Schneebedeckung, im Vergleich zu natürlicher Vegetation. Dies überwiegt langfristig anfängliche Kohlendioxidemmisionen aus der Landnutzung. Bei der Umwandlung in Strom bleiben, je nach Wirkungsgrad nur etwa 0,2 W/m² übrig. Der zusätzliche Flächenbedarf durch die Anbaufläche kann deutlich verringert werden, wenn nur ohnehin anfallende Abfälle wie Stroh oder Reste der Holzproduktion verwendet werden. Allerdings ist deren Menge ebenfalls begrenzt.
Kommen wir nun zur Nutzung fossiler Brennstoffe. Kohlekraftwerke haben 40% Wirkungsgrad, Erdgaskraftwerke können bis zu 60% Wirkungsgrad erreichen. Die Fläche des Kraftwerks ist klein, ich nehme 0,1 km² an. Die Braunkohlentagebaue nehmen in Deutschland 2400 km² (6) Fläche ein, die fast ausschließlich zur Gewinnung von 160 TWh Strom pro Jahr verwendet wird. Das sind etwa 100 km² pro GW-Kraftwerk. Der Kohlendioxidausstoß je kWh ist für Kohle-, Erdöl- bzw. Erdgaskraftwerke etwa 900, 600 bzw. 360 g. Aufgrund der langen Verweilzeit des Kohlendioxids im System aus Meer, Atmosphäre und Biosphäre wird nach der Rechnung oben der Kohlendioxidgehalt um 16 ppm, 11 ppm bzw. 6,5 ppm sowie der Meeresspiegel um 1,9 m, 1,3 m bzw. 0,8 m für eine Dauerleistung von 1 GW für Kohle-, Erdöl- bzw. Erdgaskraftwerke erhöht. Das überflutet 410000 km², 270000 km² bzw. 160000 km² Landfläche für den jeweiligen Kraftwerkstyp. Das heißt, ein 1,25 GW (bei 80% Auslastung) Kohlekraftwerk über hunderttausende von Jahren betrieben erhöht den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre um 16 ppm, den Meeresspiegel um fast zwei Meter und überflutet dabei mehr als die Fläche Deutschlands. Wenn man die durchs Eis freigelegte Fläche abzieht, sind es immer noch 84000 km², 56000 km² bzw. 35000 km².
Zu den Geothermiekraftwerken. Der geothermale Wärmefluss ist im Mittel 0,08 W/m². Doch selbst, wenn man eine zeitweilige Übernutzung in Kauf nimmt, wird es nicht viel besser. Der Kohlendioxidausstoß in vulkanischen Gebieten liegt bei etwa einem Zehntel eines Kohlekraftwerks. Die Abwärme trägt, wie bei den anderen Kraftwerken, zum Meeresspiegelanstieg bei, doch wird sie hier der Erdkruste entzogen und kühlt diese aus. Die unterschiedliche Temperatur der ozeanischen Kruste ist für die Heraushebung der ozeanischen Rücken und die Absenkung der Tiefsee verantwortlich. Ebenso senkt eine großflächige Wärmeentnahme von z.B. 1 W/m² die kontinentale Erdkruste um etwa 1 m in 3000 Jahren ab. Je nach dem, ob die Fläche auf Meeresspiegelhöhe liegt oder nicht, wird entweder eine große Fläche überschwemmt oder nicht.
Wenn Biomasse unter Windkraftanlagen angebaut wird und in windschwachen Zeiten zur Stromproduktion genutzt wird ergibt das 2,2 W/m² Stromproduktion.
Energiedichte (oben) und Flächenverbrauch (unten) der einzelnen Energieformen im Vergleich. Gelb ist die Fläche dargestellt, die durch das Abschmelzen der Eisschilde wieder frei wird. Grau sind Flächen dargestellt die eigentlich nicht richtig verbraucht werden, wie die Einzugsgebiete von Wasserkraftanlagen, die Flächen unter Windrädern, aber trotzdem zur Verringerung der Energiedichte beitragen. Eine hohe Energiedichte haben Wind-, Sonnen- und Kernenergie. Ein hohen Flächenbedarf haben Geothermie und fossile Brennstoffe. Genaue Zahlen befinden sich in der Tabelle unten.
Der Flächenverbrauch einer Kombination von 40% PV und 50% Windkraft, die mit 10% Erdgas gepuffert werden, wäre immer noch etwa 10% der von 100% Erdgas und gäbe nur 0,06 W/m² Stromerzeugung, weniger als ein Biomassekraftwerk.
Langfristiger Meeresspiegelanstieg in m pro Gigawatt erzeugter elektrischer Energie für die verschiedenen Energieformen. Hauptursache ist die lange Verweildauer des Kohlendioxids. Durch die Entfernung des Kohlendioxids aus der Atmosphäre z.B. mittels Speicherung des bei der Verbrennung von Biomasse freigesetztem Kohlendioxids, kann der Meeresspiegelanstieg wieder rückgängig gemacht werden. Rot ist die mittlere Auswirkung der Landabsenkung der tiefen Geothermie dargestellt.
Daneben gibt es noch die Möglichkeit, Kohlendioxid abzuscheiden und unterirdisch zu speichern, genannt Carbon Capture and Storage (CCS). Dabei hofft man 80 bis 90% des Kohlendioxids aufzufangen um den Preis eines deutlich verringerten Wirkungsgrades. Dies würde den Flächenbedarf der fossilen Brennstoffe deutlich reduzieren. CCS auf Biomassekraftwerke angewendet würde letztendlich Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen, da der von den Pflanzen aufgenommene Kohlenstoff größtenteils nicht wieder in die Atmosphäre gelangt. Da die überflutete Landfläche größer als die Anbaufläche wäre, könnten hier Kohlendioxidemissionen der Vergangenheit flächensparend wieder rückgängig gemacht werden. Die Kombination fossiler Brennstoffe mit Biomasse und CCS würde kohlenstoffneutrale Kraftwerke ermöglichen, bei gleichzeitig verringerter Anbaufläche.
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