Bioenergie in Deutschland

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1 Technische Universität Hamburg-Harburg Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft Bioenergie in Deutschland - Herausforderungen und Möglichkeiten - Martin Kaltschmitt Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft, Technische Universität Hamburg-Harburg, Eissendorfer Str. 40, D Hamburg,

2 Anteile am Energieverbrauch Summe Welt: ca. 520 EJ (2009) 21% fossile Energieträger (Steinkohle, Braunkohle, Erdöl, Erdgas) und Kernenergie: 89,7 % 32% Gesamt: PJ 1) 26% Windenergie: 1,6 % Wasserkraft: Gas 0,8 % Kernenergie Biomasse ist bereits heute ein wesentlicher Teil des nationalen 5% und Wasserkraft 6% 10% Öl Kohle globalen Energiesystems, der zukünftig zwingend an Bedeutung Biomasse EE Anteil 2009: gewinnen wird. Ziel muss es sein, diese weitergehende Nutzung 10,3 % Biomasse 2) : möglichst nachhaltig zu gestalten. 7,2 % restliche EE: 0,7 % EE: Erneuerbare Energien; 1) Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.v. (AGEB); 2) feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) und ZSW, unter Verwendung von Angaben der AGEB; Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Stand: Dezember 2010; Angaben vorläufig

3 Inhalt Biomasseressourcen Konversionstechnologien Gesamtsysteme Schlussfolgerungen

4 Biomasseressourcen Bessere Erschließung der in den unterschiedlichen Wirtschaftsbereichen anfallenden Rückstände, Nebenprodukte und Abfälle (einschl. Bioabfallfraktion); dies diesbezüglichen Potenziale sind aber begrenzt und z.t. bereits erschlossen Verbreiterung der Energiepflanzenbasis mit dem Ziel "Mehrfachnutzen" (d.h. Pflanzen, die effizient energetisch und/oder stofflich genutzt werden können, umwelt- und klimaverträglich in die Fruchtfolge einbettbar sind und u.a. zur Biodiversität beitragen) Überführung der Teller-oder-Tank-Diskussion in eine Teller-und- Tank-Diskussion, da es letztlich global keine Biomasse-, sondern nur eine Flächenkonkurrenz gibt Einführung nachprüfbarer, globaler Nachhaltigkeitskriterien für alle Produkte der gesamten land- und forstwirtschaftlichen Primärproduktion mit dem Ziel einer weltweit nach vergleichbaren Nachhaltigkeitsstandards realisierten Landnutzung (Weiter-)Entwicklung globaler Märkte für nachhaltig produzierte Biomasse für eine beliebige Nutzung (d.h. maximale Flexibilität)

5 Konversionstechnologien Generelles Ziel: Verbesserung der Umwandlungseffizienz zwischen der begrenzt vorhandenen (teuren) Biomasse und der Bioenergie Forcierte Entwicklung von Biomasse-Konversionsanlagen, a) die org. Stoffe beliebiger Qualität nutzen können, b) die eine technisch robuste Anlagentechnologie im lokal/regional benötigten Leistungsbereich aufweisen, c) die einen universell und hocheffizient einsetzbaren Sekundärenergieträger (z.b. Biomethan) bereitstellen (d.h. maximale Flexibilität), d) die vergleichsweise kostengünstig darstellbar sind, e) die ein hohes Exportpotenzial aufweisen (Wertschöpfung in D), f) die nachweisbar umweltverträglich und sozial akzeptabel sind, g) die zur Schließung der Nährstoff- und Humuskreisläufe beitragen können, h) die sich ideal in ein optimiertes und mehr auf erneuerbaren Energien basierendes zukünftiges Energiesystem integrieren und dort wesentliche Systemaufgaben wahrnehmen können.

6 Gesamtsysteme Bioenergie ist immer nur eine mögliche Nutzungsoption der Biomasse (d.h. Konkurrenzen sind systemimmanent); Konzepte mit einem Mehrfachnutzen (Nahrung, stofflich, energetisch) sind deshalb zu bevorzugen Konzepte zur Biomassekonversion müssen besser integriert werden in angrenzende/übergeordnete Systeme bzw. Konzepte; u.a. i. in (möglichst weitgehend) geschlossene Humus- und Nährstoffkreisläufe, ii. als integraler Bestandteil in land- und forstwirtschaftlichen Produktionssystemen, in industriellen Verarbeitungsprozessen bzw. in der Abfallressourcenwirtschaft, iii. in Marktstrukturen, bei denen zwingend Konkurrenz zwischen unterschiedlichen Nachfragern um den gleichen Biomassestoffstrom besteht (z.b. Holz stofflich vs. energetisch), iv. in Energiesysteme, die aus unterschiedlichen regenerativen und (für eine Übergangszeit) fossilen Energieträgern bestehen und wo die Bioenergie unter Maximierung des ökonomischen und ökologischen Nutzens ihren (optimalen) Platz als nachfrageorientiert verfügbare Energiebereitstellungsoption finden muss.

7 Schlussfolgerungen Für die gesamte land- und forstwirtschaftliche Primärproduktion werden global vergleichbare Nachhaltigkeitsstandards benötigt, die realitätsnah zu ermitteln und in der Praxis umzusetzen sind Bioenergie kann (und muss) helfen, die Nahrungsmittelversorgung global sicherer zu machen (d.h. Teller und Tank); die dafür notwendigen Rahmenbedingungen müssen erarbeitet und implementiert werden Die Entwicklung von Biomassekonversionsanlagen ist u.a. in Hinblick auf eine Maximierung der Umwandlungseffizienz, eine Schließung der Stoffkreisläufe, eine möglichst flexible Einbindung in die Energiesystemstrukturen (Wärme, Strom, Kraftstoffe) und minimierte Umwelteffekte zu triggern; außerdem muss die Rahmensetzung bestimmten Einzelmärkten Rechnung tragen (z.b. Luftverkehr nur flüssige Kraftstoffe) Bioenergie kann helfen, die fluktuierende Erzeugung anderer regenerativer Energien im Hinblick auf die gegebene Nachfrage auszugleichen; diese Systemdienstleistung muss entwickelt und entspr. honoriert werden Bioenergiesysteme müssen weitergehend eingebunden werden in Systeme zur stofflichen Nutzung und/oder in Systeme zu Nahrungs- und Futtermittelerzeugung (Ziel: integrierte Konzepte (u.a. Bioraffinerie))

8 Bioenergie in Deutschland - Herausforderungen und Möglichkeiten - Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE), Technische Universität Hamburg-Harburg Eissendorfer Str. 40; D Hamburg Tel. / Fax: / 2315 Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt

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