Biomasse-Modellierung

Das Integrierte Energie- und Klimaprogramm (IEKP) und der nationale Biomasseaktionsplan der Bundesregierung setzen ambitionierte Ziele für den weiteren Ausbau der Bioenergie bis 2020. So soll der Anteil der Energiebereitstellung aus Biomasse am gesamten Stromverbrauch von derzeit 5.5% auf 8% und an der gesamten Wärmeversorgung von derzeit 7.7% auf 9,7% erhöht werden. Der Anteil der Biokraftstoffe am gesamten Kraftstoffverbrauch soll bis 2020 um 7,5% auf 12% (energetisch) steigen. Die Bioenergie liefert damit bereits jetzt, nach der Windenergie (6%), den zweitgrößten Beitrag zu den erneuerbaren Energien in Deutschland. Bei gleich bleibendem Trend (ca. 19% Zuwachs gegenüber 2009) hat diese Ressource das Potential sich zur wichtigsten Quelle regenerativer Energien zu entwickeln. Dies erfordert zum einen gezielte Planung sowie die Berücksichtigung nachhaltiger Bewirtschaftungspraktiken.

Das Instrumentarium der Fernerkundung bietet aufgrund seiner hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung bereits heute qualitätsgeprüfte Geodaten und -informationen. Damit werden derzeit Möglichkeiten geschaffen, die ein regelmäßiges Monitoring flächenbezogener Biomasseresourcen unterstützen. Weiterhin kann die Fernerkundung mittelfristig die Datengrundlage zur Abschätzung von land- und forstwirtschaftlichen Biomasseressourcen insbesondere in den Ländern verbessern, in denen die statistische Datenlage lückenhaft ist.

Zur Bestimmung eines Energiepotentials aus vegetativen Ressourcen (z.B.: Forst, Landwirtschaft, Grassland) ist es zunächst nötig, Informationen über die bereits vorhandene Biomasse zu besitzen. Neben den, auf kleinen Skalen durchführbaren direkten Bodenmessungen, bietet die Fernerkundung diverse Möglichkeiten zur Ableitung. Flugzeuggestützte LIDAR-Messungen liefern Informationen über die Bestandshöhe und räumliche Ausbreitung der Vegetation, aus denen direkt die Biomasse berechnet werden kann. In der Satellitenanwendung befindet sich diese Messmöglichkeit derzeit noch im Versuchsstadium. Von satellitengetragenen Sensoren können Vegetationsindizes (z. B. NDVI) abgeleitet werden, die ebenfalls zur Berechnung der Biomasse verwendet werden können und in der Forstwirtschaft Anwendung finden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Fernerkundungsdaten als Antrieb für Vegetationsmodelle zu verwenden, die die Nettoprimärproduktion (NPP) der Vegetation, also den jährlichen Zuwachs an Kohlenstoff, berechnen.

Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) verwendet zur Bilanzierung von Energiepotentialen das Vegetationsmodell BETHY/DLR, das durch meteorologische- und auf Fernerkundung basierende Zeitreihen angetrieben wird. Die aktuelle Forschung am DFD in diesem Bereich zielt auf die Bilanzierung von Bioenergiepotentialen auf regionaler (z.B. Deutschland Pakistan, Südafrika) bzw. kontinentaler Ebene (Europa). In internationalen Projekten werden zudem Fragestellungen über die Umweltbeeinflussung der Energienutzung oder über das Entwickeln von Monitoringsystemen zur Zertifizierung von Bioenergieprodukten (EU GMES ENDORSE) nachgegangen. Ein weiterer Schwerpunk fällt in diesem Kontext auf die Ableitung von Degradationsindizes, die Aufschluss über die Veränderung der Bodennutzbarkeit in semi-ariden Gebieten geben sollen.