Die Röhrichtzone der Gewässer ist außerordentlich produktiv. Die flächenbezogenen Biomassen liegen im Bereich speziell angebauter schnellwachsenden Energiepflanzen. Prinzipiell unterscheidet man bei der pflanzlichen Rohstoffnutzung zwei Hauptformen: die stoffliche Nutzung in der Bauindustrie, in der Pharmazie, in der Papierindustrie usw. und die energetische Nutzung als fester, flüssiger oder gasförmiger Energieträger zur Wärmegewinnung.
STOFFLICHE NUTZUNG
Reetdächer
In früheren Zeiten war die Werbung von Rohr ein lukrativer Nebenerwerb der Fischerei. Das geschnittene Rohr wurde überwiegend stofflich verwertet, vorzugsweise zur Eindeckung von Gebäuden und teilweise als Baustoff. Das bekannteste Beispiel sind die Reetdächer Norddeutschlands (Abb. 8). Diese Verwendung ist jedoch Einschränkungen unterworfen, der Arbeitsaufwand ist groß, es werden spezielle Halmsorten benötigt und die Dächer sind feuerempfindlich.
Abb. 8: Reetdächer auf Mühle, Einfamilienhaus und Hotel (v. l).
Heutzutage werden 80-85 % des Rohrs zum Dachdecken importiert, beispielsweise aus Rumänien oder der Türkei. Das inländische Rohr ist hinsichtlich der Halmqualität und des Preises für die Belange des Dachdeckens nicht optimal. Für eine gute Halmqualität müssen die Bestände regelmäßig gemäht werden, am besten jährlich (ENIM 2008) mindestens aber alle zwei Jahre (HOLSTEN et al. 2006). Diese Anforderungen widersprechen naturschutzfachlichen Vorgaben.
Dabei ist die Forderung eines mehrjährigen Mahd-Turnus nicht zwingend nachvollziehbar.
Röhrichtzonen verschiedenen Alters und die entsprechende strukturelle Vielfalt lassen sich auch herstellen, wenn einzelne Abschnitte jährlich gemäht werden.
Die Rohrwerbung ist zudem in Deutschland personell und finanziell aufwändig, eisfreie Winter erschweren die Gewinnung und der Rückgang der Röhrichte in natürlichen Gewässern machte die Mahd allmählich unpopulär (obwohl sie nicht die Ursache war).
Baumaterial
Auch in anderen Bereichen kann oder könnte Rohr als Baustoff verwendet werden. Rohr kann zu Pressplatten mit guten Eigenschaften bezüglich der Wärme- oder Schallisolierung verarbeitet werden. Diese lassen sich im Trockenausbau als Wand- und Deckenverkleidungen sowie als Trennwandsystem verwenden. Rohrhalme werden auch zu Wänden, Platten oder Geweben gebunden. Sie dienen als Putzträger und kommen besonders im Lehmbau zum Einsatz. Die Platten liefern eine gute Schall- und Wärmedämmung. Sie sind aber schwer und benötigen eine Unterkonstruktion, zudem ist die Lehmbindung wasserlöslich. Anbietende Firmen sind z. B.
Hiss-Reet (hiss-reet.de) und Claytec (claytec.de). Insgesamt lässt sich die Verwendung von Rohr als Baustoff aber als Nischenprodukt mit Schwerpunkt im ökologischen Hausbau einschätzen.
Abb. 9: Formen der stofflichen Nutzung von Rohr - Reetplatte, Holzzaun und Vogelhaus, Sichtschutz und Baumschutz.
Sonstiges
Im Garten- und Landschaftsbau ergeben sich Nutzungsmöglichkeiten in Form von Sicht-, Frost-, Wind oder Baumschutzzäunen, als ästhetisches Formelement oder als Mulchersatz (Abb. 9).
Allerdings ist festzuhalten, dass das Weben von Matten hierzulande zu aufwändig ist. Die letzte Rohrweberei Deutschlands befindet sich in der Stadt Havelsee im Ortsteil Pritzerbe (rohrweberei.pritzerbe.de). Sie wird durch einen Förderverein getragen und ist Schauwerkstatt, aber kein wirtschaftlich rentables Unternehmen.
Weitere, bisher eher theoretische Nutzungsmöglichkeiten sind:
Zellulose- und Papierindustrie (Verpackungen, Füllstoff, Pappen, Papier, Wellkarton)
Tiereinstreu: Miscanthus-Streu wird pelletiert und als Tiereinstreu verwendet, Verkaufspreise liegen bei 1,- € / kg Kleintiereinstreu 6 mm Pellet bzw. 0,60 € / kg für Großtiereinstreu 9 mm Pellet (www.electrofarming.de). Eine vergleichbare Nutzung wäre auch für Rohr denkbar.
Streu als natürliches Bindemittel Tierfutter
ENERGETISCHE NUTZUNG
Prinzipielle Nutzungsmöglichkeit
Prinzipiell gibt es drei Möglichkeiten der energetischen Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen: als gasförmiger, flüssiger oder fester Energieträger.
Die Herstellung von Biogas aus Rohr ist keine sinnvolle Möglichkeit der energetischen Nutzung.
Die Vergärung von Röhrichtbiomasse könnte zwar zur Energiegewinnung genutzt werden, allerdings sind lignozelluläre Rohstoffe wie Stroh weniger geeignet. In Frage käme Rohr, das während der Vegetationsperiode geerntet wird, beispielsweise bei der Gewässerunterhaltung. Das entspricht aber nicht den Inhalten der vorliegenden Untersuchung.
Die Herstellung flüssiger Energieträger (Brenn- oder Treibstoffen) aus Rohr ist derzeit noch nicht möglich. Es gibt in Deutschland Bestrebungen, die sogenannte 2. Generation der Bio-Kraftstoffe, d. h. die Bioethanolgewinnung aus lignozellulären Stoffen (wie Stroh oder trockenes Rohr) zur Marktreife zu bringen. Eine Pilotanlage wird am Forschungszentrum Karlsruhe errichtet, eine Produktionsstätte der Firmen Shell, Iogen und VW ist geplant. Auch weitere Firmen hegen dahingehend Absichten. Derzeit ist die Nutzung von Rohr noch Utopie, eine zukünftige Nutzbarkeit zur Gewinnung von flüssigen Brenn- oder Treibstoffen ist aber denkbar.
Als derzeit realistisch kann daher nur die Nutzung als fester Energieträger gelten. Als fester Energieträger kann trockenes Rohr in Verbrennungsanlagen zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom genutzt werden.
Rohstoffkosten
Rohr fällt in die Kategorie der halmgutartigen Rohstoffe. Damit steht es in direkter Konkurrenz zu dem in der Landwirtschaft anfallenden Stroh. Davon entstehen in Deutschland jährlich 36 Mio. Tonnen, von denen nach Potenzialstudien 1-22 Mio. Tonnen für die energetische Nutzung bereitgestellt werden könnten (FNR 2007b). Stroh ist als Nebenprodukt relativ günstig, die Preise für Getreidestroh liegen zwischen 40 und 80 €/t als Quader oder Rundballen (FNR 2007b).
Solche Preise liegen deutlich unter den geschätzten Herstellungskosten für Rohrstroh als Energiequelle (s. S. 35). Darüber hinaus gibt es auch für das Nebenprodukt Stroh bislang keine alternativen energetischen Nutzungsoptionen (FNR 2007b). Im Vergleich zum landwirtschaftlich gewonnenen Stroh sprechen derzeit keine Argumente für eine aufwändige und teure Rohrwerbung zur kommerziellen Gewinnung als fester Energieträger.
Die Situation sieht bei der Rohrwerbung für den Eigenbedarf oder die lokale Nutzung etwas anders aus. Die Werbung würde im Winter stattfinden, also in einer Zeit vergleichsweise geringer betrieblicher Auslastung. Das gewonnene Material könnte als zusätzlicher Brennstoff in Kombination mit Holzbrennstoffen zur Reduzierung der Heizkosten von Fischerhof oder Betriebswohnung beitragen. Durch die lokale Verwendung wären die Aufwendungen für den Transport vergleichsweise gering. Die Röhrichtpflege wäre ein positiver Nebeneffekt. Klare Kosten-Nutzen-Abschätzungen im Sinne einer Vollkostenrechnung lassen sich bislang nicht durchführen. Sie hängen von den zu mähenden Beständen, der nutzbaren Technik und nicht zuletzt vom Stundenlohn ab, den der Fischer für sich selbst ansetzen würde. Auch im Fall einer Nutzung für den Eigenbedarf bleibt die Rohrwerbung eine anstrengende und aufwändige Tätigkeit. Zudem ist für die Nutzung im Bereich kleinerer Feuerungsanlagen eine Häckselung nötig.
Brennstoffeigenschaften
Allgemein gilt für die Verbrennung von nachwachsenden Rohstoffen, dass hohe Anteile von Zellulose und Lignin günstig sind. Zucker, Eiweiße und Stärke verschlechtern die Brennstoffqualität. Aus technischen Aspekten ungünstig sind außerdem Silikate, Schwefel (erzeugt Schwefelsäure), Chlor (wirkt korrosiv) und Stickoxide.
Bei der Charakterisierung der Brennstoffeigenschaften bietet sich ein Vergleich mit Holz an.
Dabei liegen die Nachteile von halmgutartigen Rohstoffen weniger im Heizwert. Im Verglich zu Holz hat Stroh jedoch einen etwa zehnfach erhöhten Aschegehalt (Tab. 3) und deutlich erhöhte Anteile an Stickstoff, Kalium und Chlor (HARTMANN 2001). Speziell für das Rohr kommen noch hohe Kieselsäureanteile hinzu. Diese Eigenschaften resultieren in besonderen Anforderungen an die Verbrennungstechnologie hinsichtlich der Verschlackung und der Kesselkorrosion. Im Zusammenhang mit den rechtlichen Vorgaben stellen die hohen Emissionen bei der Verbrennung von Halmgut ein Hindernis dar.
Tab. 3: Verbrennungstechnische Kenndaten ausgewählter Natur-Brennstoffe.
Brennstoff Heizwert
[MJ/kg TM]
Aschegehalt [%]
Quelle Fichtenholz (mitRinde) 18,8 0,6 (FNR 2007a)
Buchenholz (mitRinde) 18,4 0,5 (FNR 2007a)
Pappelholz (Kurzumtrieb) 18,5 1,8 (FNR 2007a) Weidenholz (Kurzumtr.) 18,4 2,0 (FNR 2007a)
Holz 18,5 0,4 (OECHSNER & MAURER 2006)
Roggenstroh 17,4 4,8 (FNR 2007a)
Weizenstroh 17,2 5,7 (FNR 2007a)
Triticalestroh 17,1 5,9 (FNR 2007a)
Gerstenstroh 17,5 4,8 (FNR 2007a)
Rapsstroh 17,1 6,2 (FNR 2007a)
Stroh 17,2 6,0 (OECHSNER & MAURER 2006)
Weizenganzpflanzen 17,1 4,1 (FNR 2007a)
Triticaleganzpflanzen 17,0 4,4 (FNR 2007a)
Weizenkörner 17,0 2,7 (FNR 2007a)
Triticalekörner 16,9 2,1 (FNR 2007a)
Miscanthus 17,6 3,9 (FNR 2007a)
Landschaftspflegeheu 17,4 5,7 (FNR 2007a)
Landschaftspflegeheu 16,5 8,1 (OECHSNER & MAURER 2006)
Rohr 17,5 (ENIM 2008)
Rohr 18,5 (RODEWALD-RUDESCU 1974)
Technische Voraussetzungen und Wirtschaftlichkeit
Die spezifischen Brennstoffeigenschaften halmgutartiger Rohstoffe machen spezielle Kessel notwendig. Geeignete Feuerungen müssen Schlackebildung und Ascheaustrag minimieren und die Korrosion verhindern. Die Technologie für die entsprechenden Kessel gibt es, in Dänemark ist der Brennstoff Stroh etabliert (BENSMANN 2008). In Deutschland sind die Emissionsgrenzwerte strenger, sodass spezielle Technologien der Abgasreinigung erforderlich sind.
Zwei prinzipielle Möglichkeiten der Feuerung lassen sich unterscheiden. Die Schüttgutfeuerung von gehäckseltem oder pelletiertem Material und Ganzballenvergaserkessel.
In Strohkesseln für die Schüttgutfeuerung können in der Regel auch Holzpellets oder -hackschnitzel verbrannt werden, umgekehrt gilt das nicht. Kessel, die für den Betrieb mit Halmgut geeignet sind, werden in der Praxis überwiegend mit Hackschnitzeln betrieben, nur gelegentlich kommen betrieblich anfallende Brennstoffe hinzu. Die Technologie ist etabliert.
Beispielsweise gibt es die dänischen Twinheat-Kessel (twinheat.dk oder helbig-gmbh.de). Die Produkte im unteren Leistungsbereich zwischen 12 und 250 kW können als Brennstoffe Holzpellets, Getreide, Hackgut, Sägemehl und vieles mehr verheizen. Die Vielseitigkeit und der Preis sind nach Aussagen der FNR Alleinstellungsmerkmale im unteren Leistungsbereich (pers.
Mitt. Herr Hansen). Für Deutschland existieren beispielsweise die Hersteller Ökotherm (oeko-therm.net) und Heizomat (heizomat.de), in Österreich die Firma Hargassner (hargassner.at). Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Die Existenz von Technologien zur Energiegewinnung aus halmgutartigen Rohstoffen bedeutet nicht, dass die Verwendung in Deutschland auch erlaubt ist (siehe Folgeabschnitt).
Auch die Technologie der Ballenvergaserkessel ist in Dänemark seit Jahrzehnten erfolgreich etabliert. Die dort genutzten Feuerungen sind aber in Deutschland aufgrund ihrer Emissionen nicht genehmigungsfähig. Es gibt hierzulande einen Hersteller, der Holz-Strohballen-Vergaser entwickelt und verkauft, die die deutschen Emissionsanforderungen erfüllen (Herlt - www.herlt.eu). Derzeit sind verschiedene Typen im Leistungsbereich 85-7.000 kW erhältlich.
Die grundsätzlichen Probleme von Strohfeuerungsanlagen liegen in folgenden Bereichen: 1) hohe Kosten für Lagerung und Vorbehandlung des Brennstoffs, für spezielle Zuführung wie Ballenauflöser oder Häcksler und besondere Systemkomponenten wie Staubascheider, 2) Unsicherheit in der Standzeit, 3) Schwierigkeiten bei Planung und Installation durch geringe Erfahrungswerte und 4) Anfälligkeit für Wartungs- und Betriebsmängel (FNR 2007b). Auch die Fa. Herlt weist auf die anspruchsvolle Technologie ihrer Holz-Strohballen-Vergaser hin, aufgrund derer eine Wirtschaftlichkeit erst ab einem höheren Wärmebedarf gegeben ist. Dennoch ist zusammenzufassen, dass diese Probleme aktuell lösbar sind und die Verfeuerung von Halmgut technisch möglich ist und rentabel sein kann.
Detaillierte Vergleiche der Brenneigenschaften, Kesseltechnologie sowie Rentabilitäts-schätzungen können an dieser Stelle nicht geleistet werden. Zudem wird an der Technologie intensiv geforscht und entwickelt. Sehr gute Zusammenstellungen wurden von der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe erstellt (FNR 2005, 2007a, 2007b) und können dort kostenfrei abgerufen werden (www.fnr.de). Der Verfasser empfiehlt bei größerem Interesse einen Anruf bei der Beratung der FNR, um aktuelle Informationen zu erhalten.
Rechtliche Voraussetzungen
Bedeutend für die Energiegewinnung durch die Verbrennung von Halmgut sind insbesondere das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) und die nachgeschalteten Verordnungen und Verwaltungsvorschriften. Zunächst legt das BImSchG (BIMSCHG 2011) fest: Die Errichtung und der Betrieb von Anlagen, die auf Grund ihrer Beschaffenheit oder ihres Betriebs in besonderem Maße geeignet sind, schädliche Umwelteinwirkungen hervorzurufen oder in anderer Weise die
Allgemeinheit oder die Nachbarschaft zu gefährden, erheblich zu benachteiligen oder erheblich zu belästigen […] bedürfen einer Genehmigung (§4 Nr. 1).
Bei der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen ist ab einer Leistung von 100 kW ein Genehmigungsverfahren notwendig (4.BIMSCHV 2010). Halmgut ist in diesen größeren Anlagen als Brennstoff zulässig, diese Anlagen sind aber genehmigungspflichtig nach BImSchG. Im Rahmen des Verfahrens muss der Nachweis erbracht werden, dass die Vorgaben der „Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft“ (TALUFT 2002) eingehalten werden. Die Genehmigung und die regelmäßige Prüfung sind vergleichsweise aufwändig und teuer.
Die 1. Bundes-Immissions-Schutzverordnung (1.BIMSCHV 2010) behandelt Feuerungsanlagen, die keiner Genehmigung nach § 4 BImSchG bedürfen (Anlagen bis 100 kW). Auch diese Anlagen werden geprüft, allerdings weit weniger aufwändig durch den zuständigen Schornsteinfeger. Stroh und ähnliche pflanzliche Stoffe sind als Regelbrennstoff in diesen Feuerungsanlagen genannt. Auch Rohr oder Chinaschilf wären zulässig (FNR 2007b). Allerdings darf Stroh und Ähnliches nach 1. BImSchV nur unter folgenden Bedingungen eingesetzt werden:
in automatisch beschickten Feuerungsanlagen, die nach Angaben des Herstellers geeignet sind und
für die durch eine Typprüfung des Herstellers belegt wird, dass für den jeweiligen Brennstoff unter Prüfbedingungen die Anforderungen an bestimmte Emissionsgrenzwerte eingehalten werden. Diese Typprüfung beinhaltet Grenzwerte für Dioxine und Furane, für Stickstoffoxide und Kohlenstoffmonoxid.
Da der Rohstoff Rohr aktuell keine Bedeutung als Brennstoff hat, liegen für die existenten Kessel keine derartigen Prüfungen vor und sind auch nicht zu erwarten. Nach der derzeitigen Rechtslage ist daher die Verfeuerung von Rohr in Kleinfeuerungsanlagen technisch möglich, aber nicht erlaubt.
Praxisbeispiele
In der Praxis spielt die Energiegewinnung aus halmgutartigen Rohstoffen in Deutschland eine untergeordnete Rolle. Ausschließlich mit Stroh befeuerte Kleinanlagen sind deutschlandweit ca.
50 in Betrieb. Im Leistungsbereich ab 100 kW existieren Demonstrationsanlagen (FNR 2007b).
In Deutschland ist nur ein Strohheizwerk mit einer Leistung > 1 MW in Betrieb. Standort ist Jena (PEISKER et al. 2007). Ein Kraftwerk in Schkölen wurde stillgelegt. Ein Beispiel für den Einsatz von Halmgut in der kommunalen Nahversorgung ist die Bioenergie Hoffenheim GmbH, die etwa 70 Haushalte mit Wärme aus Chinaschilf Miscanthus versorgt (bioenergie-hoffenheim.de).
Dem Verfasser sind keine erfolgreichen Projekte zur Verbrennung von Rohr zur Energiegewinnung bekannt. In Kaltbrunn (nahe Bodensee, Baden-Württemberg) gab es Versuche der energetischen Nutzung von Landschaftspflegeheu (hier Rohr) über die Etablierung eines Strohheizkraftwerks mit eingebundener Zusatzversorgung über Pellets. Nach intensiven Vorarbeiten, positiven Rentabilitätsrechnungen, zahlreichen Preisen und großer Euphorie wurde das Projekt im Jahr 2010 mangels verbindlich festgelegter Anschlüsse beendet (HAMM (2009), elabo-kaltbrunn.de, zur öffentlichen Resonanz Google-Suche nach „Elabo Kaltbrunn“). Am Neusiedlersee in Österreich gab es ein Projekt zur Erzeugung von Fernwärme auf Rohrbasis in Kombination mit Holzbrennstoffen. Das Kraftwerk existiert, allerdings wurde Rohr nie als Rohstoff genutzt. Ursachen sind die hohe Feinstaubbelastung und Probleme mit den Anrainern (ENIM 2008). Über den Einsatz von Rohr in kleinen Einzelfeuerungsanlagen liegen keine Informationen vor. Dieser Einsatz wäre technisch möglich, aber nicht rechtskonform.