1.3 Lignocellulosic biomass

Lignocellulosehaltige Biomasse

Höhere Pflanzen, meist mit mehrjähriger Wuchsform, lagern in ihren Zellwänden stabilisierende Stoffe wie Lignin ein. Wegen dieses holzigen Strukturgewebes werden sie als lignozellulosehaltige Pflanzen bezeichnet. Abhängig von der Art und teilweise von den Standortbedingungen, bestehen Lignocellulose-Pflanzen zu unterschiedlichen Anteilen aus Zellulosen, Hemizellulosen und Lignin. Diese Makromoleküle können in sauerstofffreier Atmosphäre durch Pyrolyse gecrackt werden, sie können vergast und dann mittels einer Fischer-Tropsch-Synthese verflüssigt werden oder sie können in Zucker und dann in Alkohol umgewandelt werden. Lignocellulose-Biomasse wird oft als vielversprechender Rohstoff für die Herstellung von Biokraftstoff angesehen, da sie eine reichlich vorhandene Quelle für organisches Material ist, das nicht in direkter Konkurrenz zu den Märkten für Nahrungs- und Futtermittel steht. Lignocellulose-Biomasse kann auch aus Abfallströmen der Forst- und Landwirtschaft sowie aus der Industrie oder aus Abbruchmaterialien geliefert werden (Roedl 2018). Dennoch spielt lignozellulosehaltige Biomasse als Rohstoff für die Biokraftstoffproduktion derzeit nur eine geringe Rolle.

Lignocellulosematerial von Feldern und Wäldern

Kurzumtriebsplantagen bestehen aus schnell wachsenden Baumarten mit einer eher kurzen Umtriebszeit, d.h. einer geringen Zeitspanne von der Pflanzung bis zur Ernte. Nach der Ernte sind die Bäume in der Lage, aus den verbleibenden Stümpfen wieder auszutreiben. Geeignete Baumarten für so genannte Kurzumtriebsplantagen sind Pappel, Weide oder Eukalyptus. Niederwälder werden bereits seit Jahrhunderten vom Menschen genutzt, meist zur Brennholzgewinnung. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts waren solche Niederwälder aus Laubbaumarten wie Hasel, Kastanie, Esche, Ahorn oder Hainbuche in Mittel- und Südeuropa weit verbreitet.

Neben holzigen Pflanzen gibt es auch einige krautige Pflanzen, die angebaut werden, um lignozellulosehaltige Biomasse zu gewinnen. Diese ein- oder mehrjährigen Gräser sind in der Lage, schnell Biomasse zu produzieren, unterscheiden sich aber stark in Bezug auf ihre chemische Zusammensetzung (d.h. Lignin-, Zellulose- und Hemizellulosegehalt). Typisch für diese Gruppe sind z.B. Miscanthus, Rohrglanzgras (Phalaris arundinacea) oder Gemeines Schilfrohr (Phragmites australis).





Lignocellulosematerial aus Wäldern und der holzverarbeitenden Industrie

Weitere Nebenprodukte aus der Land- und Forstwirtschaft mit Lignocellulose-Anteil sind verfügbar. 
Nebenprodukte aus der Forstwirtschaft oder der Holzindustrie sind z. B. Restholz aus Wäldern, z. B. ungenutztes Grobholz aus Ästen oder den Baumstämmen. Meist wurden sie aus wirtschaftlichen Gründen, aber auch zur Verbesserung der Boden- und Nährstoffversorgung in den Wäldern belassen. Zunehmend werden diese Materialien aber auch als Energieträger genutzt.

Restholz aus der holzverarbeitenden Industrie sind Rückstände aus dem Sägewerk wie Sägemehl, Holzspäne oder Rinde. Sehr oft werden diese Nebenprodukte bereits z.B. für die Pelletproduktion oder für die Faser- oder Spanplattenherstellung sowie zur Deckung des eigenen Wärmebedarfs in den Sägewerken verwendet.

Agrarische Abfälle sind z.B. Stroh aus der Getreideproduktion, Maisstroh, Reishülsen oder in tropischen Ländern auch Bagasse aus der Zuckerrohrproduktion.