Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung

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1 Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung - Empfehlungen an die Politik - Bericht über das Gutachten des Wissenschaftlichen Beirats Agrarpolitik Prof. Dr. Carsten März 2008

2 Gliederung 1. Energiewirtschaft: Langfristiger Umstieg auf regenerative Energieträger unausweichlich 2. Erneuerbare Energien - mehr als nur Bioenergie 3. Beurteilung einzelner Bioenergie-Linien: i i Wärme, Strom, Kraftstoffe 4. Empfehlungen

3 1. Energiewirtschaft: Langfristiger Umstieg auf regenerative Energieträger früher oder später unausweichlich Aber: In den kommenden zwei bis drei Jahrzehnten wird die Weltenergiewirtschaft weiterhin durch fossile Energieträger dominiert. Abbildung 2.1: Anteile verschiedener Energierohstoffe am Primärenergieverbrauch (Welt, EU-25, Deutschland) Welt EU-25 Deutschland Kernenergie 12 % Kernenergie 7 % Erneuerbare 14 % Mineralöl 34 % Erneuerbare 6 % Mineralöl 38 % Kernenergie 15 % Erneuerbare 5 % Mineralöl 36 % Erdgas Erdgas Erdgas 23 % 21 % Kohle 24 % 23 % Kohle 18 % Kohle 24 % Quelle: BMWi/BMU (2006), eigene Berechnungen.

4 Entwicklung der Erdölförderung Maximale Erdölförderung ist bald erreicht weitere Preisexplosion unausweichlich? Quelle: Gehrling 2004.

5 Entwicklung des Erdölpreises Vergangenheit Zukunft $ / Barrel Flüssigkraftstoffe aus Kohle und Erdgas herstellbar Umwandlung rentabel bei ca. 50 $/bbl. (evt. teurer wg. CO 2 -Emissionen) Reichweite fossiler Energieträger insgesamt > 300 Jahre Ölpreisprognose bis 2030: 40 bis 90 $/bbl. (inflationsbereinigt)

6 2. Erneuerbare Energien mehr als nur Bioenergie Auf welche dieser Technologien sollten wir setzen? Welche Potenziale versprechen sie? Welche Kosten sind mit ihnen verbunden? Mit Solarthermie könnten wir mit 5% der Saharafläche den Gesamt-Energiebedarf der Welt decken Wir benötigen alle gleichzeitig, so schnell wie möglich!!

7 Bedeutung der Erneuerbaren Energien, 2005 Weltweit 14% des Primärenergieverbrauchs i aus Erneuerbaren Energien, darunter 10% aus Bioenergie Deutschland 4% des Primärenergieverbrauchs aus Erneuerbaren Energien, darunter: 0,5% Wasserkraft (Strom) 0,7% Windkraft (Strom) 0,3% Biomasse (Strom) } grobe Schätzung: 1,9% Biomasse (Wärme) 1% vom Acker, 0,5% Biodiesel (Kraftstoff) 2% aus dem Wald

8 Potenziale der Solarthermie Potenzial in Südspanien und Nordafrika Produktionskosten 0,12 /kwh (0,06 /kwh bis 2015) HGÜ-Technik ( Strom-Autobahnen ) für Langstreckentransport Transportkosten: 0,02 /kwh (15% Verlust) Zur Komplett-Versorgung Europas mit jeglicher Energie: 500 x 500 km

9 Bioenergie boomt (national, international) Der Boom hat zwei Ursachen: (1) Politik Subventionen, Verwendungsgebote (2) Markt Rentabilität durch hohe Erdölpreise Deutschland: Ohne Subventionierung hätte sich Bioenergie nicht auf das Ackerland ausgedehnt. Wäre im Wesentlichen auf Wärmeerzeugung aus Holz beschränkt. Brasilien: Bei Erdölpreisen >40$/bbl ist Ethanol auch ohne Politikmaßnahmen rentabel und expansiv. beachten: Erdölpreise Agrarpreise Bioenergie-Kosten

10 Innerhalb der EU: Deutschland gibt die höchsten Anreize Einspeisevergütung für Strom aus Biomasse in ausgewählten EU-25-Ländern Max Min ct/kwh DK D F GR IRL L NL A P E EW LT SLO CZ H CY Starke Unterschiede innerhalb der EU Deutschland, Österreich, Frankreich mit höchster Förderung Quelle: Thrän et al. 2005, S. 17, Association Technique Energie Environnement 2007, Hjort-Gregersen, mdl. Mitteilung, 2006.

11 3. Beurteilung einzelner Bioenergie- Linien: Wärme, Strom, Kraftstoffe Politik des segmentierten breiten Anförderns aus technologischer Sicht allenfalls in der Frühphase der Bioenergie-Förderung zu rechtfertigen (keine Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelerzeugung; kleine Märkte, erhebliche technologische Fortschritte) Inzwischen: Mehr als 10% der landwirtschaftlichen Nutzfläche werden in Deutschland für die Erzeugung von Bioenergie verwendet Die deutschen Steuerzahler und Energieverbraucher werden bereits gegenwärtig mit mehr als 1 Mrd. EURO pro Jahr für die Produktion von Bioenergie auf Agrarflächen zur Kasse gebeten. Die Bioenergiebranche rechnet mit einem weiterem starken Wachstum Die Flächenkonkurrenz zwischen Nahrungsmittelproduktion und Bioenergieerzeugung hat weltweit zu einem starken Preisanstieg auf den Agrar-Rohstoffmärkten geführt.

12 Weltweite Treibhausgas-Emissionen, 2000 (nach Quellkategorien) Sektor CO 2 CH 4 N 2 O HGWP 1) Summe Mio. t CO 2 -Äquivalente % von gesamt Energie 2) % Landwirtschaft etc. 3) % Industrieprozesse % Abfallwirtschaft % Summe % % von gesamt 77 % 15 % 8 % 1 % 1) High Global Warming Potential 2) Energiebedingte Emissionen inkl. der energiebedingten Emissionen aus Industrie und Landwirtschaft. 3) Landwirtschaft, Landnutzung, Landnutzungswandel, Forstwirtschaft. Quelle: de la Chesnaye et al. (2006), entnommen aus EPA 2006.

13 Der Beitrag der Bioenergie zur Energieversorgung in Deutschland ist begrenzt Es macht wenig Sinn, dieses Potenzial durch politische Fördermaßnahmen in gesamtwirtschaftlich gesehen ineffiziente Verwendungen zu leiten. Beispiele für Umwandlung für Ackerflächen in Deutschland. Option A: Bioenergie für alle Verwendungsrichtungen 30% LF mit derzeitigem Bioenergie-Mix 2 bis 3 % des deutschen Energieverbrauchs (EEV) 30% LF mit Hackschnitzel-KWK (maximaler Energieertrag/ha) 9 % des deutschen Energieverbrauchs (EEV) Option B: Fokussierung auf den Kraftstoffbereich 30% LF für ½ Biodiesel, ½ Ethanol (Weizen) 17 % des deutschen Kraftstoffverbrauchs (ohne Flugbenzin) 30% LF für Biogas-Kraftstoff (maximaler Energieertrag/ha) 40 % des deutschen Kraftstoffverbrauchs (ohne Flugbenzin)

14 CO 2äq -Vermeidungskosten /t CO 2äq Außerlandwirtschaftlicher Benchmark Hack- schnitzel- Heizung Max aus anderen Studien Min aus anderen Studien Eigene Berechnungen Getreide- Heizung Biogas/ Gülle (Strom & Wärme) Biogas (Strom) Biogas (Strom & Wärme) Biogas Hack- Stroh Hackschnitzel (Einspei-schnitzelsung) HKW brennung Co-Ver- Co-Ver- brennung Die meisten Bioenergie-Linien sind nicht effizient Biodiesel Ethanol (Weizen) Wärme Strom & KWK Kraftstoffe Biogas (Kraftstoff) Wenn Bioenergie, dann Biogas/Gülle, Stroh, Hackschnitzel (KUP) Quelle: Eigene Berechnungen, ergänzt nach Quirin et al. (2004), Specht (2003), Schmitz (2006), Leible et al. (2007), Weiske et al. (2007), Kalies et al. (2007), JCR (2007), Zah et al. (2007).

15 Klima-Ertrag pro Hektar (Netto CO 2äq -Vermeidung) 20 Wärme Strom & KWK Kraftstoffe t CO 2äq /ha t 10 t 5 2 bis 3 t 0 Hack- schnitzel- Heizung Getreide- Heizung Biogas Biogas (Strom) (Strom & Wärme) Biogas Hack- Stroh (Einspeisung) HKW schnitzel- Co-Verbrennung Hackschnitzel Co-Ver- brennung Biodiesel Ethanol (Weizen) Biogas (Kraftstoff) Biokraftstoffe: ertragsschwach; Biogas: ertragreich, aber teuer Stroh, Hackschnitzel (KUP) schneiden am besten ab Quelle: Eigene Berechnungen.

16 Bioenergie sogar klimaschädlich? Wirkungskette: Umwidmung von Agrarflächen für Bioenergie Preissteigerungen für Agrarprodukte Waldrodung Grünlandumbruch Intensivierung (N) CO 2 CO 2 N 2 O Beurteilung: Je mehr Bioenergie, desto größer die Risiken für den Klimaschutz Das Problem lässt sich mit Import-Zertifizierung nicht lösen

17 Vorbereitung der Politikempfehlungen Was noch wichtig ist Wenn der Erdölpreis hoch bleibt, wird Bioenergie weltweit expandieren (auch ohne politische Förderung). Rentabilitätsschwelle ca. 35 $/bbl. In diesem Szenario werden die Agrarpreise hoch bleiben. Die deutsche Landwirtschaft profitiert, auch wenn sie selbst keine Bioenergie erzeugt. Die bisherige, stark segmentierte Förderung hat Vor- und Nachteile. Vorteil: Technologievorsprung auf breiter Front Exportpotenzial Risiko: Dauer-Subventionierung von Sparten (z.b /ha Mais) Technologie-Durchbrüche können das Wettbewerbsgefüge g innerhalb der Erneuerbaren Energien künftig stark verändern. Herausforderung für die Politik: a) Schrittweise auf Globalsteuerung umschalten, so dass sich Effizienz durchsetzen kann (Vertrauensschutz beachten) b) Schwerpunkt auf Technologieentwicklung g und export, außerdem auf Linien ohne Flächenkonkurrenz (Reststoffe; Vor- u. Nachnutzung)

18 Empfehlungen Generell: Klimaschutz in der Energiepolitik Vorrang einräumen Regenerativen Energien (insbes. Solar- und Windkraft) global einen höheren Stellenwert einräumen und einen nachhaltigen Zugang zu diesen Quellen über Energieimporte sichern Aus klimapolitischer Sicht: Die Förderung der Bioenergieerzeugung auf Ackerflächen nicht mehr ausbauen Förderung auf Bioenergielinien ausrichten, - die nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen - zur Vermeidung von Methan-Emissionen aus Güllebeitragen - besonders niedrige CO 2 äq. Vermeidungskosten aufweisen

19 Konkrete Politikempfehlungen (Auszug) Kraftstoffe: Beimischungspflicht zurückführen Zollabbau bei Ethanol Biogas/Strom: Nawaro-Bonus abschaffen Höhere Grundvergütung, Güllebonus Wärme: Höhere Steuern für Heizöl und Gas KWK u. Nahwärme-Netze besser fördern Generell: Abkehr von Kleinvieh macht auch Mist Konzentration auf globale Big Points

20 Klimaschutz: Eine Herkulesaufgabe! Entwicklung der CO 2 -Emissionen, Mrd. t 35 Jährlicher Anstieg der globalen Rest der Welt 30 THG-Emissionen: Großbritannien fast 1 Mrd. t CO 2äq Deutschland 25 Emissionsminderungs-Potenzial Afrika Bioenergie Deutschland Südamerika (30% LF, derzeitiger Bio-Mix): Mio. CO 2äq Japan Mittlerer Osten 15 Frühere SU China 10 USA Quelle: BMWi; BP.

21 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

22 Gliederung 1. Energiewirtschaft insgesamt 2. Erneuerbare Energien, Bioenergie 3. Beurteilung einzelner Bioenergie-Linien 3.1 Klimaschutz 3.2 Versorgungssicherheit 3.33 Arbeitsplätze 4. Fazit und Empfehlungen

23 Beurteilungskriterien Versorgungssicherheit Klimaschutz

24 Backup

25 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs, EJ Andere Hydro Nuklear Gas Öl Kohle Ref. Alt Dominanz fossiler Energieträger (bis 2050 ff) Zunahme des Energieverbrauchs (auch im Klimaschutz-Szenario) 2030 Ref. : Referenzszenario (Fortsetzung derzeitiger Politikmaßnahmen); 2030 Alt. : Alternativszenario (starke energiepolitische Eingriffe) Quelle: IEA 2006, eigene Berechnungen.

26 Regionale Verteilung der Energiereserven (hier: Top 10) EJ Uran Kohle 5000 Erdgas 4000 Erdöl USA China Australien Iran Russland Indien Saudi-Arabien Kanada Kasachstan Venezuela Kohle dominiert; Energiereserven insgesamt breit verteilt Importabhängigkeit Europas steigt von 50% (2005) auf 70% (2030) Quelle: BGR 2005, eigene Berechnungen.

27 Netto-Energieertrag t pro Hektar (mit/ohne Gutschrift) kw Wh je ha Wärme Strom & KWK Kraftstoffe Gutschrift Netto-Energie 0 Hack- Getreideschnitzel- Heizung Heizung Biogas (Strom) Biogas (Strom & Wärme) Biogas (Einspei- sung) Hack- Stroh Hackschnitzel schnitzel- Co-Verbrennung Co-Ver- HKW brennung Biodiesel Ethanol (Weizen) Biogas (Kraftstoff) Solarthermie (Mittelmeer) Günstig: Hackschnitzel, Stroh, Biogas/Gülle, Biogas/Erdgasautos Bioenergie << Solarenergie (1 ha Wüste bringt 30-fachen Ertrag) Quelle: Eigene Berechnungen.

28 Subventionen und Subventionsbedarf b ausgewählter Bioenergie-Linien /kw Wh 0, ,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 Wärme /kwh th Hack- Getreide- Biogas/ Biogas Biogas schnitzel- Heizung (Strom) (Strom Heizung Gülle (Strom & Wärme) Strom & KWK /kwh el & Wärme) Kraftstoffe /kwh Subventionsbedarf Subventionen Biogas Hack- Stroh Hack- Bio- Ethanol (Ein- schnitzel- Co-Ver- schnitzel diesel (Weizen) spei- HKW brennung Co-Verbrennung sung) Biogas (Kraftstoff) Quelle: Eigene Berechnungen.