Nutzung. Potenziale. Nutzung. Potenziale. Nachhaltige. Waldwirtschaft und Holzenergie. Deutschland und Europa

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1 Nachhaltige Waldwirtschaft und Holzenergie in Deutschland und Europa Frieder Hepperle, Konstantin Frhr. v. Teuffel Forstliche Versuchs- und (FVA) Gliederung 1

2 Weltenergiebedarf 1500 Exajoules erneuerbare Energien Energie aus Kernkraft Energie aus fossilen Brennstoffen davon Erdöl Exajoule=34,12 Mio t SKE 2025 Quelle: Shell, MLR Primärenergieverbrauch Deutschland (für das Jahr 2005) ca PJ (= 14,2 EJ) (Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie 2006) 2

3 Ziele EU-Klimapolitik: 1. Erreichung der Kyoto-Ziele durch die Reduktion der CO 2 - Emissionen 2. Verdoppelung des Anteils der Erneuerbaren Energien von 6% auf 12 % bis 2010, 20 % bis 2020 beim Primärenergieverbrauch, dabei Steigerung des Bioenergieanteils an Erneuerbaren Energien von derzeit 60% auf 75%! 3. Steigerung des Anteils von Biokraftstoffen im Verkehr auf 2 % bis 2005 und 5,75 % bis 2010 (auf der Basis des Energiegehalts) 4. Verbesserung der Energieeffizienz um 18 % bis 2010 (Basis 1995) 5. Politische Sicherstellung der Versorgung Quelle: MLR Welchen Beitrag kann die Holzenergie leisten? 3

4 Quellen für Energieholz: Forstwirtschaft (Waldenergieholz) Landschaftspflege (Flurgehölze) Straßenrand (Straßenbegleitgrün) Abfallbeseitigung (Altholz) Holzindustrie (Sägerestholz) Landwirtschaft (Kurzumtriebsplantagen) Waldfläche EU 25: 146 Mio. ha Vorrat: 122 m³/ ha Quelle: FAO Global Forest Resources Assessment

5 Waldfläche D: 11,1 Mio. ha (10,7 Mio. ha bewirtschaftet) Vorrat: 320 m³/ ha Quelle: Bundeswaldinventur II (2003) Energieholz aus dem Wald Schwachholz Schwachholz beinhaltet das bei der Holzernte entnommene Holz, das jedoch aufgrund zu geringer Durchmesser nicht stofflich verwertet werden kann. Waldrestholz Waldrestholz setzt sich klassischerweise zusammen aus: Kronenholz (Derbholz und Reisig) ¾ Ganzbaumnutzung nicht verwertbarem Stammholz (X-Holz) 5

6 LANDWIRTSCHAFT Energieholz aus Kurzumtriebsplantagen Plantagen mit schnellwachsenden, wiederausschlagsfähigen Baumarten (z.b. Pa, Wei,..) Ernte alle 2 6 Jahre (Stockausschlag) 5 6 Ernten, danach Wiederanpflanzung oder Rekultivierung LANDWIRTSCHAFT Kurzumtriebsflächen international Österreich England Deutschland Italien Dänemark Polen (Frankreich Schweden Ungarn ha ha 500 ha ha 800 ha ha ha Pa; incl. Waldholz) ha ha Robinie, ha Weiden ha Pappeln Quellen: Bioenergie Burgenland, Österreich 2004; Studie Anleitung zur Anlage von Kurzumtriebsflächen ; Lewis 6

7 LANDWIRTSCHAFT Stilllegungsflächen in Deutschland: Flächenstilllegung in Deutschland... und davon mit nachwachsenden Rohstoffen genutzt. ha Stilllegungsflächen gesamt mit Anbau von nachwachsenden Rohstoffen Quelle: Prof. A. Bemmann TU Dresden (Statistisches Bundesamt, 2005) Gesamteinschlag EU 25 ( ): ca. 361 Mio. m³/ a Sortiment Stammholz (Mio. m³) Industrieholz (Mio. m³) Energieholz (Mio. m³) Rohholz gesamt (Mio. m³) Quelle: Forest Products Statistics of the UNECE Trade and Timber Division 2005) 7

8 Gesamteinschlag D (alte Bundesländer ): Stat. Bundesamt : gesamt 35 Mio. m³/ a Bundeswaldinventur I + II: gesamt 50 Mio. m³/ a Unterschätzung: 30 % Gesamteinschlag D (Gesamtdeutschland 2005): Stat. Bundesamt : gesamt 57 Mio. m³/ a tatsächl. Einschlag? Stamm- und Industrieholz: EU 25( ): ca. 318 Mio. m³/ a Quelle: Forest Products Statistics of the UNECE Trade and Timber Division 2005 D (2005): ca. 47,4 Mio. m³/a Quelle: Statistisches Bundesamt

9 Energieholz: EU 25( ): ca. 46 Mio. m³/ a D (2005): ca. 4,4 Mio. m³/ a Quelle: Forest Products Statistics of the UNECE Trade and Timber Division 2005 LANDWIRTSCHAFT Literaturangaben Pappel DGZ 10 bis 14 t atro / ha*a 1) Pappel (Nordamerika) DGZ mehr als 20 t atro / ha*a (D,B) Pappel (Frankreich, Spanien) DGZ bis 30 t atro / ha*a (D, B) Weide (Österreich) LZ bis 14 t atro / ha*a Weide (Schweden) DGZ 6 bis 10 t atro / ha*a Schwarzerle (Österreich) LZ bis 7 t atro / ha*a D: Düngung, B: Bewässerung LZ: Laufender Zuwachs DGZ: Durchschnittlicher Gesamtzuwachs 1) in Ba-Wü wurden auf landwirtschaftlichen Grenzertragsböden durchschnittlich 5 t atro /ha*a erreicht Quelle: Prof. A. Bemmann TU Dresden, Institut für Internationale Forst- und Holzwirtschaft; ergänzt durch FVA Ba-Wü 9

10 LANDWIRTSCHAFT Kurzumtrieb - Produktion in Deutschland: Fläche: ca. 500 ha mit Kurzumtriebsplantagen bestockt. (Vergleich: Gesamtfläche der mit Energiepflanzen bestockten landwirtschaftlichen Stilllegungsflächen: ha (2005)) Durchschnittliche Produktivität: ca. 10 t atro je Jahr und Hektar Jährliche Produktion: ca t atro Quellen: Bioenergie Burgenland, Österreich 2004; Studie Anleitung zur Anlage von Kurzumtriebsflächen ; Lewis, Prof. A. Bemmann TU Dresden, Institut für Internationale Forst- und Holzwirtschaft; ergänzt durch FVA Ba-Wü Potentialarten Theoretisches Potenzial: Technisches Potenzial: Hier sind sämtliche Holzbestandteile enthalten, unabhängig davon, ob sie tatsächlich nutzbar sind oder nicht. (Bspw. direkt abgeleitet aus der BWI II) Das technische Potenzial ist die Teilmenge des theoretischen Potenzials, die aufgrund technischer Einschränkungen tatsächlich nutzbar ist. Quelle: Hepperle, F., Sauter, U.H., Becker, G., Hehn, M.,

11 Potentialarten (Sozio-) Ökonomisches Potenzial: Das (sozio-) ökonomische Potenzial ist die Teilmenge des technischen Potenzials, die unter heutigen Bedingungen wirtschaftlich nutzbar ist. Hierbei spielen nicht nur rein ökonomische Gesichtspunkte sondern auch betriebsstrategische Ziele und politische sowie gesellschaftliche Leitlinien eine gewichtige Rolle. Ökologisches Potenzial: Das ökologische Potenzial ist keiner der bisherigen Potenzialarten eindeutig zuzuordnen. Es ergibt sich aus dem Einfluss ökologischer Restriktionen sowohl auf das technische als auch auf das ökonomische Potenzial. Quelle: Hepperle, F., Sauter, U.H., Becker, G., Hehn, M., 2005 Restriktionen Erschließung Befahrbarkeit Ernteverfahren Ernteverlust Maschinenverfügbarkeit Theoretisches Potenzial Technisches Potenzial (Sozio-) ökonomisches Potenzial Kostenkalkulation Wirtschaftlichkeitsprüfung Betriebsziel Rechtl. Rahmen Nährstoffexport Rückführung v. Nährstoffen Habitatsansprüche Landschaftspflege Ökologisches Potenzial = Tatsächlich nutzbare Energieholzmenge 11

12 Aushaltung Welche Sorten werden ausgehalten? Welche Durchmesser kennzeichnen die Grenze zwischen den einzelnen Sorten? Entscheidende Stellgrößen bei der Ermittlung der Energieholzpotenziale! Sorten Energieholz Industrieholz Stammholz Mögliche Datenquellen: Bundeswaldinventur I & II (+ WEHAM*) Forsteinrichtungsdaten Einschlagsstatistik *WEHAM= Waldentwicklungs- und Holzaufkommensmodellierung 12

13 Fm/ha*a Potenzialart Theoretisches Potenzial Technisches Potenzial Studie Jahr Quelle Kaltschmitt 1993 Einschlags statisik - 2 Haschke 1998 Einschlags statisik ( ,2 2,5 Dieter/ Englert 2001 BWI I 2,7 - Mantau 2006 BWI II 3,5 1,1 (30 %) / 1,9 (54 %) Mittleres technisches Potenzial: 2,2 Efm/ a*ha Potentieller Anfall aus der Forstwirtschaft: ca. 23,5 Mio. m³ Holz = ca. 212 PJ/ a (bei ca. 10,7 Mio. ha und ca. 2,2 m³ Waldenergieholz pro Jahr und Hektar) (Quellen:Bundeswaldinventur II, Kaltschmitt (1993), Haschke (1998), Dieter/ Englert (2001), Mantau (2006)) Potentieller Anfall aus der Landwirtschaft: ca. 11,5 Mio t atro Holz = ca. 208 PJ/ a (bei ca ha Stilllegungsfläche und ca. 10 t atro Kurzumtriebsmasse pro Jahr und Hektar) (Quelle: Statistisches Bundesamt (2005), Bemmann (2005)) 13

14 Gesamtpotenzial Holzenergie aus Forst- und Landwirtschaft für Deutschland: ca. 420 PJ/ a = ca. 3 % des Primärenergieverbrauchs in Deutschland pro Jahr Gibt es Steigerungsmöglichkeiten? 14

15 Bsp: Verschiebung der Sortengrenzen Minimalvariante Maximalvariante (Stammholz-PLUS) Gipfel = Energieholz (HS) Brennholz (Schichtholz/lang) Industrieholz Abschnitt C Abschnitt B Gipfel = Energieholz (HS) Abschnitt B Langholz B Langholz B ggf. Abschnitt D (Rotfäule) Abschn. D = Energieholz (HS) FVA - Ziel: Optimierung der Sortimentsgestaltung Regionale Untersuchung der FVA * : (theoretisches Potenzial) Minimalvariante: 1,5 Efm m.r./ a*ha Maximalvariante: 3,9 Efm m.r./ a*ha Steigerungspotenzial: 2,4 Efm m.r./ a*ha * Untersuchungsregion: Hochschwarzwald-Breisgauer Bucht Quelle: Hepperle, F., Sauter, U.H., Becker, G., Hehn, M.,

16 Aufarbeitung von Waldhackschnitzeln Bild: FVA; Waldhackschnitzelaufarbeitung Laubstarkholzkronen / Müllheim 2001 Logistikkette Hacken beim Zwischenlager Logistikkette Stationär - Hacken beim Heizwerk Logistikkette Hacken im Wald - Grünschnitzelversorgung des Heizwerkes Quelle: VHe Zürich, ergänzt und verändert durch FVA 16

17 Arbeitsschritte Ort Vorgang Bestand Rückegasse Waldstraße Silo Lagerung Fällen Vorliefern Rücken Hacken Transport FVA - Ziel: Optimierung der Abläufe ansteigender Technik - Einsatz Waldhackschnitzelbereitstellung - Kleinprivatwaldverfahren 20% Waldfläche Teilmechanisierte Hackschnitzelbereitstellung 55% Waldfläche Entkoppelte vollmechanisierte Hackschnitzelbereitstellung 25% Waldfläche LKW - Hacker Quelle: LWF Bayern, FVA 17

18 Kosten Je schwächer das Material, desto höher liegen die skosten Schlagabraum Schlagabraum etc. niedrige Stückmasse > niedrige Leistung > hohe Kosten / Srm - frei Heizwerk BHD (cm) Die skosten hängen stark von der Dimension des zu hackenden Materials ab... Durchforstungsholz hohe Stückmasse > hohe Leistung > niedrige Kosten...darüber hinaus vom Massenanfall je ha / Lagerort etc. Quelle: LWF Bayern, ergänzt und verändert durch FVA Kosten Fichte/ Tanne Gesamtkosten Ba-Wü "Hacken im Wald" mit Transport / ohne Zw ischenlager "Hacken im Wald" mit Zw ischenlager / 2.Transport geschätzer Marktpreis /Srm minimal maximal laufende FVA-Versuche liegen im Bereich der Minimalkosten Quelle: FVA

19 LANDWIRTSCHAFT Beispiel FVA-Versuchsfläche Niedereschach (7 ha) Insgesamt: Max Stück Max Stück Rochester Stück Entwicklung der Pa - Stecklinge Hybridpappeln je ha Mittel- und Oberhang Unterhang LANDWIRTSCHAFT FVA-Versuch Niedereschach Vollmechanisierte Ernte im Februar 2001 (3jährige Pflanzen) Beerntung im vollmechanisierten Verfahren Flächen-Logistik durch landwirtschaftl. Schlepper mit Spezialanhänger Transport zum Heizwerk / Zwischenlager Schlepper mit Spezialanhänger Pflanzenhöhe rd. 5 8 m CLAAS Jaguar FENDT Vario 926 Spezialanhänger rd. 37,5 Sm³ (Die anfallende Biomasse wurde in regionalen Heizwerken energetisch genutzt.) 19

20 LANDWIRTSCHAFT Anlage- Pflege, Ernte- und Rekultivierungskosten (Sachsen) Quelle: Dr. C. Röhricht; Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft 2006 Holzenergie kann einen Beitrag zum zukünftigen Energiemix leisten Steigerungspotenziale sind vorhanden Aufarbeitung von Waldenergieholz ist in vielen Fällen mit betriebswirtschaftlich positivem Ergebnis möglich Anbau und Aufarbeitung von Energieholz aus Kurzumtrieb stehen auf der Schwelle zur wirtschaftlichen Konkurrenzfähigkeit 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Frieder Hepperle, Konstantin Frhr. v. Teuffel Forstliche Versuchs- und Wonnhaldestr Freiburg i. Br. 21