Vorhaben IIa Stromerzeugung aus Biomasse

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1 Vorbereitung und Begleitung der Erstellung des Erfahrungsberichts 2014 gemäß 65 EEG im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie Vorhaben IIa Stromerzeugung aus Biomasse Wissenschaftlicher Bericht Projektleitung: Mattes Scheftelowitz DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Juli 2014

2 Autoren DBFZ Mattes Scheftelowitz, Jaqueline Daniel-Gromke, Velina Denysenko, Konrad Hillebrand, Alexander Krautz, Volker Lenz, Jan Liebetrau, Karin Naumann, Andreas Ortwein, Nadja Rensberg, Walter Stinner, Marcus Trommler, Tino Barchmann, Janet Witt, Martin Zeymer, Kay Schaubach, Daniel Büchner DBFZ / UFZ Bosch & Partner INL IWES Daniela Thrän Wolfgang Peters, Sven Schicketanz, Christian Schultze Peter Deumelandt, Frank Reinicke, Heike Gröber Michael Beil, Wiebke Beyrich DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum ggmbh Torgauer Straße Leipzig Mattes Scheftelowitz mattes.scheftelowitz@dbfz.de Bosch & Partner GmbH Streitstraße Berlin Sven Schicketanz s.schicketanz@boschpartner.de Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH UFZ Permoserstr Leipzig Daniela Thrän daniela.thraen@ufz.de INL Privates Institut für Nachhaltige Landbewirtschaftung GmbH Reilstraße Halle Frank Reinicke frank.reinicke@inl-mail.de Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES Königstor Kassel Michael Beil michael.beil@iwes.fraunhofer.de Leipzig, Juli 2014

3 III Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis... VI Tabellenverzeichnis... X Abkürzungsverzeichnis... XIV 1. Einleitung Spartenspezifische Einführung Sparte im Kontext des EEG Aktuelle Vergütungsvoraussetzungen und struktur EEG Darstellung der Vergütungsentwicklung EEG 2000, 2004, 2009 und Stand der Markteinführung Entwicklung des Anlagenbestands aggregiert für Deutschland und differenziert nach Bundesländern Biogas Biomethan Bioabfallvergärungsanlagen Feste Biomasse Flüssige Biomasse Bioenergieanlagen außerhalb des EEG Entwicklung der Stromerzeugung Biogas Biomethan Feste Biomasse Flüssige Biomasse Neue Vermarktungsstrategien Flexibilisierung von Biogasanlagen Kosten der Bioenergie im EEG Durchschnittsvergütung der Neuanlagen Gesamtvergütung Gesamtdifferenzkosten Ausbauziele und realisierter Ausbau im Vergleich Ausbaudynamik und Potenzialerschließung Entwicklung der Anlagenhersteller in Deutschland Internationale Märkte Ökonomische Aspekte Analyse und Darstellung der Kostenseite Projektrealisierungszeiten für Bioenergieprojekte Stromerzeugungskosten aus Biomasse Biogasanlagen Biomethananlagen Festbrennstoffanlagen Analyse möglicher Vermarktungsmodelle innerhalb und außerhalb des EEG 69

4 IV Vermarktung Flexibilitätsprämie Analyse der EEG-Vergütungsstruktur Ökologische Aspekte Auswirkungen der Stromerzeugung aus Biomasse auf die Landwirtschaft Entwicklung der Anbaufläche von Silomais...75 Bewertung des Silomaisanbaus Entwicklung des Dauergrünlands...80 Gesetzliche Grundlagen zum Dauergrünlanderhalt...83 Ursachen für den Rückgang von Dauergrünland Tierbesatz Pflanzenschutz im Energiepflanzenanbau Behandlungsindex Behandlungshäufigkeit Bewertung des Pflanzenschutzmitteleinsatzes Düngung Gesetzliche Grundlagen der Düngung Gesetzliche Grundlagen der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern und Gärresten Bemessung der Düngung Einsatz von Wirtschaftsdüngern und Gärresten Untersuchungsregionen Auswahlkriterien Datengrundlage zur Berechnung der Untersuchungsregionen Stickstoffanfall in den Untersuchungsregionen Gärrestverwertung in den Untersuchungsregionen Auswirkungen auf Ökologie, Natur und Landschaft Vorgehensweise Auswirkungen der Nutzung gasförmiger Bioenergieträger Biogasanlagen und deren Infrastruktur Direkte Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus aufgrund veränderter Anbauverfahren und neuer Kulturen Nutzung von Landschaftspflegematerial Auswirkungen der Nutzung fester Bioenergieträger Energieholz aus Kurzumtriebsplantagen Auswirkungen auf Natur und Landschaft Einfluss des EEG und Empfehlungen Energieholz aus dem Wald Entwicklung der Wald(rest)holzpotenziale Auswirkungen auf Natur und Landschaft Einflüsse des EEG und Empfehlungen Handlungsempfehlungen Regelungsbedarf für Bestandsanlagen im EEG-2004, EEG-2009, EEG Anlagen- und Inbetriebnahmebegriff Neuinanspruchnahme von Boni

5 V Landschaftspflegebonus (Landschaftspflegemais) Einschätzung Vergütungsregelungen des EEG Vergütungsstruktur Regelungsbedarf zur Wärmenutzung für Bestandsanlagen Flexibilitätsprämie für Bestandsanlagen Technische Spezifikationen nach 6, EEG Einschätzung der Vergütungsregelung des EEG-2014, Weiterentwicklung a Abfallanlagen Degression Vergütung Güllekleinanlagen Bilanzielle Aufteilung von Biomethan Technische Spezifikationen nach Tage-Regelung Verpflichtende Direktvermarktung im EEG Regelungsbedarf außerhalb des EEG Abfallrechtliche Regelungen zur Vergärung von Bioabfällen Anreize zur Güllenutzung Nachhaltigkeitsanforderungen an die Rohstoffe Regelungen zur regionalen Steuerung des Flächenbedarfs für Biogasanlagen DüngemittelV StörfallV - Störfallverordnung AwsV Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen Ausblick: Kapazitätselemente für die Bioenergiebereitstellung Zusammenfassung Literaturverzeichnis Anhang

6 VI Abbildungsverzeichnis Abbildung 2-1 Vergleich beispielhafter Vergütungen für Biogasanlagen nach EEG- 2009, EEG-2012, EEG-2014 (inkl. Kapazitätsprämie für EEG-2014)... 6 Abbildung 2-2 Vergleich beispielhafter Vergütungen für Biomasseheizkraftwerke nach EEG-2009, EEG-2012, EEG Abbildung 3-1 Biogasanlagenentwicklung in Deutschland (Anlagenzahl differenziert nach Leistungsklassen und gesamte installierte elektrische Anlagenleistung), ohne Abbildung von Biogasaufbereitungsanlagen, Stand Mai Abbildung 3-2 Entwicklung der Anzahl und Aufbereitungskapazität (Rohgas) von Biogasaufbereitungsanlagen in Deutschland im Zeitraum (kumuliert) (FRAUNHOFER IWES, 2014)...12 Abbildung 3-3 Massebezogener Substrateinsatz in Biomethan- und Biogasanlagen in 2012, (DBFZ GGMBH, 2013a)...12 Abbildung 3-4 Massebezogener Einsatz nachwachsender Rohstoffe in Biomethan- und Biogasanlagen in 2012, (DBFZ GGMBH, 2013a)...13 Abbildung 3-5 (Bio-)Abfallvergärungsanlagen in Deutschland differenziert nach Betriebsstatus und Substratinput (Datenbank DBFZ, Stand 11/2013)...16 Abbildung 3-6 Substratinput der Abfallvergärungsanlagen (Inbetriebnahme seit 2012) differenziert nach Art und Menge bezogen auf die Anlagenzahl, (DBFZ GGMBH, 2013a)...17 Abbildung 3-7 Verteilung des Substratinputs (Summe) in Neuanlagen zur Abfallvergärung (Inbetriebnahme seit 2012), (DBFZ GGMBH, 2013a)...18 Abbildung 3-8 Anlagenanzahl und installierte elektrische Bruttoleistung der in Betrieb befindlichen und *prognostizierten EEG-fähigen Biomasse-HKW (DBFZ, Stand Mai 2014 ohne Kleinst-KWK-Anlagen < 10 kw el, Kraftwerke mit Biomasse-Mitverbrennung und den nicht nach EEG vergüteten Anteil der Papier- und Zellstoffindustrie; Angaben basierend auf der Biomasse-HKW-Datenbank des DBFZ sowie Annahmen bzgl. des Zubaus an Holzvergaseranlagen)...19 Abbildung 3-9 Brennstoffeinsatz in Biomasse-HKW (links) und Holzvergaseranlagen (rechts); Daten beziehen sich auf das Betriebsjahr 2013 (laut DBFZ- Betreiberbefragung 2014 )...21 Abbildung 3-10 Entwicklung Anlagenbestand Pflanzenöl BHKW 2006 bis 2014 nach Größenklasse und Anlagenstatus sowie in Betrieb befindlicher installierter elektrischer Leistung insgesamt...23 Abbildung 3-11 Entwicklung des Brennstoffverbrauchs insgesamt in BHKW mit biogenen Flüssigbrennstoffen in Deutschland (DBFZ GGMBH, 2013a)...24 Abbildung 3-12 Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse, inkl. Rest- und Abfallstoffe, Zellstoff- und Papierindustrie (AGEE-STAT u. a., 2013a)...27

7 VII Abbildung 3-13 Entwicklung der Stromerzeugung aus Biogas (Biogas-BHKW) und Biomethan (Biomethan-BHKW) in Deutschland (DBFZ 5/2014)...29 Abbildung 3-14 Entwicklung der nach dem EEG vergütungsfähigen Stromerzeugung aus fester Biomasse in Deutschland bis 2013 (DBFZ, Stand Mai 2014 ohne die Stromerzeugung in Kleinst-KWK-Anlagen < 10 kwel und Kraftwerken mit Biomasse-Mitverbrennung sowie ohne den nicht nach EEG vergüteten Stromerzeugungsanteil der Papier- und Zellstoffindustrie)...30 Abbildung 3-15 Flexibilisierungsansätze von Biogasanlagen (eigene Darstellung DBFZ 2013)...32 Abbildung 3-16: Vorhaltezeiten der Gasspeicher an Biogasanlagen [h/tag], differenziert nach Leistungsklassen (DBFZ-Betreiberbefragung 2013 und eigene Berechnungen)...33 Abbildung 4-1 Summe der EEG-vergüteten eingespeisten Strommenge aus Bioenergieanlagen nach Inbetriebnahmedatum, (BNETZA, 2013b)...36 Abbildung 4-2 EEG-Vergütung der Biomasseanlagen im Zeitraum 2007 bis 2012 nach Inbetriebnahmejahr, (BNETZA, 2013b)...37 Abbildung 4-3 Gesamtdifferenzkosten Bioenergie im EEG für den Zeitraum nach Inbetriebnahmejahr ohne Berücksichtigung der vnne, (BNETZA, 2013b)...38 Abbildung 5-1 Entwicklungspfade Bioenergie...40 Abbildung 6-1 Übersicht zur Methodik der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Bioenergieanlagen...43 Abbildung 6-2 Relativer Anteil einzelner Komponenten am Investitionsbedarf für Flexibilisierung von BGA5 und BGA6 (DBFZ-Berechnungen 2013)...49 Abbildung 6-3 Stromgestehungskosten und Vergütung der Modellanlagen (DBFZ- Berechnungen 2013)...50 Abbildung 6-4 Sensitivitätsanalyse der Annuität der Jahresgesamtkosten für die Modellanlage BGA5 (DBFZ-Berechnung 2013)...51 Abbildung 6-5: Stromgestehungskosten und Vergütung der Modellanlagen (DBFZ- Berechnungen 2013)...54 Abbildung 6-6 Mittlere Stromgestehungskosten Modellanlage FB 1 (DBFZ- Berechnungen 2013)...58 Abbildung 6-7 Sensitivitätsanalyse der Stromgestehungskosten der Modellanlage FB 1 (DBFZ-Berechnungen 2013)...60 Abbildung 6-8 Mittlere Stromgestehungskosten Modellanlage FB 2 (eigene Berechnungen) Abbildung 6-9 Sensitivitätsanalyse der Stromgestehungskosten der Modellanlage FB 2 (DBFZ-Berechnungen 2013) Abbildung 6-10 Mittlere Stromgestehungskosten Modellanlage FB 3 (DBFZ- Berechnungen)....64

8 VIII Abbildung 6-11 Sensitivitätsanalyse der Stromgestehungskosten der Modellanlage FB3 (DBFZ-Berechnungen 2013)...65 Abbildung 6-12 Stromgestehungskosten und EEG-Vergütung FB4 Dampfturbine 4MW el im konstanten sowie flexiblen Betrieb im Vergleich...67 Abbildung 6-13 Sensitivität FB4 Dampfturbine 4 MW el für Szenario 1 (konstante Fahrweise) und Szenario 2 (flexible Fahrweise), (DBFZ-Berechnungen 2013)...68 Abbildung 6-14 Inanspruchnahme der Marktprämie und des Grünstromprivilegs in der Direktvermarktung nach 33b EEG, aufgeschlüsselt nach installierter Leistung MW el, ((EEG / KWK-G INFORMATIONSPLATTFORM DER DEUTSCHEN ÜBERTRAGUNGSNETZBETREIBER, 2013), Anlagendatenbank DBFZ 2013)...70 Abbildung 6-15 Neuanmeldungen zur Inanspruchnahme der Flexibilitätsprämie nach 33i EEG 2012 nach Anlagenanzahl und installierter Leistung, (BNETZA, 2014)...71 Abbildung 6-16 Nutzung der Flexibilitätsprämie nach 33i EEG 2012 mit kumulierter Anlagenzahl und Leistung, (BNETZA, 2014)...72 Abbildung 6-17 Anlagenverteilung in der Flexibilitätsprämie nach Anlagenanzahl und installierter elektrischer Leistung nach Größenklassen im Jahr 2014 (BNETZA, 2014)...72 Abbildung 7-1 Entwicklung der Maisanbaufläche in Deutschland von 2006 bis 2013 (FNR E. V., 2013)* ca. 85 % Futtermittel, 6 % Industrie (Stärke), 5 % Energie (Ethanol), 3 % Verluste, 1 % Saatgut...76 Abbildung 7-2 Anteil des Silomaisanbaus an der Ackerfläche in % für Deutschland auf Landkreisebene 2003 und 2010 (STATISTISCHES BUNDESAMT, 2012)...77 Abbildung 7-3 Änderung der Silomaisanbaufläche an der Ackerfläche in % für Deutschland auf Landkreisebene von 2003 zu 2010 (STATISTISCHES BUNDESAMT, 2012)...78 Abbildung 7-4 Veränderung der Gesamtfläche von Dauergrünland und prozentualer Anteil des Dauergrünlands an der landwirtschaftlich genutzten Fläche (LF) von 2003 bis 2013 in Deutschland (Umweltbundesamt, 2013) (Destatis, 2014)...81 Abbildung 7-5 Netto -Flächenveränderungen der landwirtschaftlichen Nutzfläche (LF), Dauergrünland- und Ackerfläche von 2003 zu 2013 in den Bundesländern nach statistischen Daten in ha (nach BERNHARD OSTERBURG, 2010), (Landwirtschaftliche Bodennutzung und pflanzliche Erzeugung 2003, 2005), (Bodennutzung der Betriebe (Landwirtschaftlich genutzte Flächen) Agrarstrukturerhebung 2013, 2014)...82 Abbildung 7-6 Anteil der Dauergrünlandfläche an der landwirtschaftlichen Nutzfläche für Deutschland auf Landkreisebene 2010 (links) und Änderung des Anteils Dauergrünland an der landwirtschaftlichen Nutzfläche für

9 IX Deutschland auf Landkreisebene von 2003 zu 2010 (rechts), (STATISTISCHES BUNDESAMT, 2012)...83 Abbildung 7-7 Gesamtviehdichte je ha landwirtschaftliche Nutzfläche in GV/ha in Deutschland auf Landkreisebene 2010 (STATISTISCHES BUNDESAMT, 2012)...87 Abbildung 7-8 Zusammensetzung der Substrate (massebezogen) in % in den Untersuchungsregionen...96 Abbildung 7-9 Prozentualer Anteil der Gärrestausbringung auf betriebseigenen und betriebsfremden Flächen in den Untersuchungsregionen...99 Abbildung 8-1 Einflüsse der direkten und indirekten Treiber auf die Biomassebereitstellung mit Auswirkung auf Natur und Landschaft sowie deren Rückkopplung Abbildung 8-2 Die Entwicklung von Energieholz in m3 o.r. (BMELV, 2012) Abbildung 9-1 Angepasste Flexibilitätsprämie am Beispiel einer Anlage mit 1 MW installierten Leistung und einer durchschnittlichen Vollaststundenzahl in den letzten 3 Kalenderjahren von (Korrekturfaktor 1,46) Abbildung 9-2 VDI 3475 T4, Methanpotenzial von Gärresten bei C in Abhängigkeit von der Verweilzeit

10 X Tabellenverzeichnis Tabelle 2-1 EEG-Vergütungssätze 2014 (Quelle)... 2 Tabelle 2-2 Tabelle 2-3 Tabelle 2-4 Tabelle 2-5 EEG-Vergütungssätze 2012 ( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2012)) EEG-Vergütungssätze 2009 (( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2009)) EEG-Vergütungssätze 2004 ( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2004) EEG-Vergütungssätze 2000 (( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2000)) Tabelle 3-1 Verteilung der in Betrieb befindlichen Biogasanlagen (Vor-Ort- Verstromung) in Deutschland, differenziert nach Anlagenzahl, installierter elektrischer Anlagenleistung und mittlerer Anlagenleistung zum Stand (DBFZ-Befragung der Länderinstitution 2014) (BERG, 2014; DAHLHOFF, 2014; DBFZ GGMBH, 2013b; FIDDECKE, 2013a; VON FRANCKEN-WELZ, 2014; LFL, 2014; LÜHRS, 2014; PLAGEMANN, 2014; REINHOLD, 2014; SACCÀ, 2014; VIßE, 2014; ZSCHOCHE, 2014)...10 Tabelle 3-2 Abfallvergärungsanlagen in Deutschland differenziert nach Status und Anlagenzahl mit ausschließlichem oder überwiegendem Einsatz von Bio- und Grünabfällen (Datenbank DBFZ, Stand 11/2013)...15 Tabelle 3-3 Verteilung der in Betrieb befindlichen Biomasse-HKW und Holzvergaseranlagen in Deutschland, differenziert nach Anlagenanzahl, installierter elektrischer Anlagenleistung und mittlerer Anlagenleistung zum Ende des Jahres 2013 (auf Basis der Biomasse-HKW-Datenbank sowie Schätzungen des Bestands an Holzvergaseranlagen auf Basis der Befragung der Holzvergaserhersteller 2013 und 2014 für den Anlagenbestand)...20 Tabelle 3-4 Tabelle 3-5 Tabelle 6-1 Übersicht der Biomasse-HKW der Papier- und Zellstoffindustrie (DBFZ, Stand Mai 2014)...24 Durch Durchschnittliches Gasspeichervolumen [m 3 ], differenziert nach Leistungsklassen (DBFZ-Betreiberbefragung 2013)...34 Übersicht der Modellfälle...45 Tabelle 6-2 Datenbasis der Modellfälle Biogas (DBFZ-Berechnungen 2013)...45 Tabelle 6-3 Kostenzusammensetzung für die Flexibilisierung der Modellanlagen (DBFZ-Berechnungen 2013)...48 Tabelle 6-4 Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsberechnung für eine 75 kw-anlage...52 Tabelle 6-5 Übersicht der Modellfälle...52 Tabelle 6-6 Eingangsparameter...53 Tabelle 6-7 Übersicht der Festbrennstoff-Modellanlagen...54

11 XI Tabelle 6-8 Eingangsparameter der Festbrennstoffanlagen...56 Tabelle 6-9 Absolute Produktionskosten und Gutschriften der Modellanlage F Tabelle 6-10 Absolute Produktionskosten und Gutschriften der Modellanlage FB Tabelle 6-11 Absolute Produktionskosten und Gutschriften der Modellanlage FB Tabelle 7-1 Veränderungen des Anteils an Silomais (SM) an der Ackerfläche (AF) in Prozentpunkten von 2003 zu 2010 nach Anzahl der Landkreise (AF 2010 > ha) und der dazugehörige Umfang und Anteil der Ackerfläche...79 Tabelle 7-2 Veränderung des Anteils an Dauergrünland im Verhältnis zur landwirtschaftlichen Nutzfläche (nur beihilfefähige Flächen berücksichtigt (InVeKoS-Daten)) auf Bundeslandebene (UMWELTBUNDESAMT, 2013) (MINISTERIUM FÜR UMWELT, LANDWIRTSCHAFT, ERNÄHRUNG, WEINBAU UND FORSTEN RHEINLAND- PFALZ, 2013)...84 Tabelle 7-3 Tabelle 7-4 Tabelle 7-5 Vergleich des Behandlungsindex (gesamt) der PAPA-Erhebungen der wichtigsten landwirtschaftlichen Kulturpflanzen der Jahre 2011 und 2012 (JULIUS-KÜHN-INSTITUT, 2014)...88 Vergleich der Behandlungshäufigkeit (gesamt) der PAPA-Erhebungen der wichtigsten landwirtschaftlichen Kulturpflanzen der Jahre 2011 und 2012 (JULIUS-KÜHN-INSTITUT, 2014)...89 Veränderung der Silomaisanbaufläche und des Anteils an Silomais (SM) an der Ackerfläche (AF) von 2003 zu 2010 in den Untersuchungsregionen und als Vergleich in den dazugehörigen Bundesländern von 2003 zu 2013 (Überschreitung der festgelegten Kriterien (rot)...92 Tabelle 7-6 Veränderung der Dauergrünlandfläche und des Anteils an Dauergrünland (DGL) an der landwirtschaftlichen Nutzfläche (LF) von 2003 zu 2010 in den Untersuchungsregionen und als Vergleich in den dazugehörigen Bundesländern von 2003 zu 2013 (Überschreitung der festgelegten Kriterien (rot))...93 Tabelle 7-7 Tabelle 7-8 Tabelle 7-9 Übersicht der Daten der DBFZ-Biogasanlagenbetreiberbefragung und der Bundesnetzagentur (BNetzA) in den Untersuchungsregionen...95 Ermittlung der N-Menge durch Substrate pflanzlicher Herkunft (Nawaro) im Gärrest bei der Biogasnutzung in den Untersuchungsregionen...97 Vergleich des Stickstoffanfalls mit und ohne Biogasnutzung in Bezug zur landwirtschaftlichen Nutzfläche...98 Tabelle 7-10 Datengrundlage der DBFZ-Biogasanlagenbetreiberbefragung zur Gärrestverwertung in den Untersuchungsregionen...99 Tabelle 7-11 Vergleich der Stickstoffmenge im Gärrest mit und ohne pflanzlichem Substrat auf der angegebenen Ausbringungsfläche in den Untersuchungs-regionen (Überschreitung der N-Obergrenze von 170 kg/ha (rot))

12 XII Tabelle 8-1 Überblick potenziell relevanter Konflikte zwischen den ökologischen Auswirkungen von Biogasanlagen und den Zielen des Naturschutzes Tabelle 8-2 Befragung der UNB zu den aktuellen Auswirkungen der Flächenkonkurrenzen auf den Brachflächen, Säume oder Zwickel (Angaben in Bezug zur landwirtschaftlichen Gesamtfläche der teilnehmenden UNB) Tabelle 8-3 Überblick potenzieller Konflikte (-) und Synergien (+) beim Anbau von Energiepflanzen mit den Zielen des Naturschutzes Tabelle 8-4 Überblick potenzieller Konflikte und Synergien ästhetischer Auswirkungen des Anbaus von Energiepflanzen (ohne KUP; vgl. Kap ) mit den Zielen des Naturschutzes Tabelle 8-5 Tabelle 8-6 Überblick zu den genutzten Typen von Landschaftspflegematerial n Biogasanlagen des MULLE Projekts (gelistet nach Häufigkeit des Einsatzes) Überblick zu genutzten Typen von Landschaftspflegematerial in thermischen Bioenergieanlagen des MULLE Projekts (gelistet nach Häufigkeit des Einsatzes) Tabelle 8-7 Überblick potenzieller Konflikte zwischen den ökologischen Auswirkungen von KUP mit den Zielen des Naturschutzes Tabelle 8-8 Überblick über potenziell positive Auswirkungen durch den Anbau von KUP im Vergleich zu annuellen Anbaukulturen Tabelle 8-9 Auswirkungen der Holzentnahme und dessen ökologische Risiken Tabelle 10-1 Behandlungsindex der PAPA-Erhebungen für Mais im Vergleich der Jahre 2011 und 2012 (JULIUS-KÜHN-INSTITUT, 2014) Tabelle 10-2 Behandlungshäufigkeit der PAPA-Erhebungen der unterschiedlichen Wirkstoffbereiche für Mais im Vergleich der Jahre 2011 und 2012 (JULIUS-KÜHN-INSTITUT, 2014) Tabelle 10-3 Veränderung der Silomaisanbaufläche und des Anteils an Silomais (SM) an der Ackerfläche (AF) von 2003 zu 2013 in den Bundesländern (Landwirtschaftliche Bodennutzung und pflanzliche Erzeugung 2003, 2005) (Bodennutzung der Betriebe (Landwirtschaftlich genutzte Flächen) Agrarstrukturerhebung 2013, 2014) Tabelle 10-4 Veränderung der Dauergrünlandfläche und des Anteils an Dauergrünland (DGL) an der landwirtschaftlichen Nutzfläche (LF) von 2003 zu 2013 in den Bundesländern (Landwirtschaftliche Bodennutzung und pflanzliche Erzeugung 2003, 2005) (Bodennutzung der Betriebe (Landwirtschaftlich genutzte Flächen) Agrarstrukturerhebung 2013, 2014) Tabelle 10-5 Richtwerte zur Berechnung des Wirtschaftsdüngeranfalls nach Düngeverordnung (LFL, BAYERISCHE LANDESANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT, 2013)

13 XIII Tabelle 10-6 Werte zur Berechnung des Wirtschaftsdüngeranfalls (nach Düngeverordnung Tabelle 10-7 Überblick zu Abgrenzung und Kategorisierung von Landschaftspflegematerial im EEG-Kontext - EEG 2012 und

14 XIV Abkürzungsverzeichnis % Prozent Paragraph C Grad Celsius a AF AUM BauGB BGA BGAA BGEA BHKW BLE Jahr Ackerfläche Agrarumweltmaßnahmen Baugesetzbuch Biogasanlage Biogasaufbereitungsanlage Biogaseinspeiseanlage Blockheizkraftwerk Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung BlmSchG Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge BlmschV BMU BMWi BNetzA bspw. bzgl. bzw. ca. CH cm cm 2 ct d d.h. DBFZ DüV durchschnittl. EEG EnEV ESK Bundes-Immissionsschutzverordnungen Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie Bundesnetzagentur beispielsweise bezüglich beziehungsweise circa Schweiz Zentimeter Quadratzentimeter Euro-Cent Tag dass heißt Deutsches Biomasseforschungszentrum Düngemittelverordnung durchschnittlich Erneuerbare-Energien-Gesetz Energieeinsparverordnung Einsatzstoffvergütungsklasse

15 XV etc. EVU FM FNR FW ggf. GV GWh h ha HKW HT i.d.r. kg khz KUP kw kw el kw th kwh kwh el kwh HS kwh th KWK LN lt. LW m m 3 i.n. max. min. mind. Mio. Mrd. MT MW et cetera Elektrizitätsversorgungsunternehmen Frischmasse Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Forstwirtschaft gegebenenfalls Großvieh Einheit Gigawattstunde Stunde Hektar Heizkraftwerk Hochtemperatur in der Regel Kilogramm Kilohertz Kurzumtriebsplantage Kilowatt Kilowatt elektrisch Kilowatt thermisch Kilowattstunde Kilowattstunde elektrisch Kilowattstunde Heizwert Kilowattstunde thermisch Kraft-Wärme-Kopplung Landwirtschaftliche Nutzfläche laut Landwirtschaft Meter Kubikmeter im Normzustand bei 0 C und 1013,25 mbar maximal minimal mindestens Millionen Milliarden Mitteltemperatur Megawatt

16 XVI MW el N NawaRo NL NT ORC sog. SPA t t atro TA-Luft TS TWh TWh el TWh HS TWh th Megawatt elektrisch Stickstoff Nachwachsende Rohstoffe Niederlande Niedertemperatur Organic-Rankine-Cycle so genannt Special Protection Area Tonne Tonne atro Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft Trockensubstanz Terrawattstunde Terrawattstunde elektrisch Terrawattstunde Heizwert Terrawattstunde thermisch u. ä. und ähnliches UNB Untere Naturschutzbehörde USA Vereinigte Staaten von Amerika usw. und so weiter v.a. vor allem VDI Verein Deutscher Ingenieure Vgl. Vergleiche VNP Vertragsnaturschutzprogramm W Watt z. B. zum Beispiel z.t. zum Teil ZSW Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg

17 1 1. Einleitung Das Vorhaben IIa beschäftigt sich mit der Strombereitstellung aus Biomasse im Rahmen des EEG. Ziel des Erfahrungsberichtes ist die Darstellung der Marktentwicklung im Rahmen des EEG, Analyse der Stromgestehungskosten und Technologieentwicklung. Außerdem werden die Auswirkungen der Bereitstellung von Biomasse aus der Land- und Forstwirtschaft auf diese Bereiche untersucht und bewertet. Darauf aufbauend werden Handlungsempfehlungen für die Weiterentwicklung des Förderrahmens erarbeitet. Das Vorhaben IIa wird vom Deutschen Biomasseforschungszentrum ggmbh, zusammen mit den Partnern von Privates Institut für Nachhaltige Landbewirtschaftung GmbH (INL), Bosch & Partner GmbH und dem Fraunhofer Institut für Windenergie und Systemtechnik (IWES) durchgeführt. 2. Spartenspezifische Einführung Stromerzeugung aus Biomasse wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet. Durch das EEG-2004 und das EEG-2009 kam es zu einem schnellen Wachstum der Bioenergiebranche, welches durch das novellierte EEG-2012 gebremst wurde. Mit dem EEG-2012 wurde durch die Vereinfachung und Senkung der Vergütung sowie die Einführung der Einsatzstoffvergütungsklassen eine Steuerungsmöglichkeit für erwünschte Biomassen etabliert. Etliche technische Anforderungen, die vorher über Boni vergütet wurden, wurden in Mindestanforderungen überführt. Außerdem wurden die neuen Instrumente der Markt- und Flexibilitätsprämie eingeführt. Damit sollte die bedarfsgerechte Stromproduktion angereizt werden. Die Ziele des EEG-2012, eine weitere Steigerung der Effektivität und der Effizienz der Stromerzeugung aus Biomasse sowie eine verstärkte Erschließung der Reststoffe zu fokussieren, konnten damit erreicht werden. Zur Begrenzung der Kosten der EEG-Umlage wurde das EEG erneut novelliert und tritt in einer neuen Fassung am in Kraft. Im Zuge der Novellierung wurde die Vergütungsstruktur erneut verschlankt und erheblich abgesenkt. 2.1 Sparte im Kontext des EEG Kurzinfo: Mit der EEG Novelle 2014 wurde die Vergütungsstruktur vereinfacht und die Vergütung stark abgesenkt. Ein zentrales Element bildet die technologieunabhängige Grundvergütung. Für Güllekleinanlagen und Abfallanlagen sind eigene Vergütungskategorien vorgesehen Aktuelle Vergütungsvoraussetzungen und -struktur EEG 2014 Nach dem zum in Kraft tretenden neuen EEG wird der jährliche Neubau von Bioenergieanlagen zur Stromproduktion auf 100 MW installierte elektrische Leistung (brutto) begrenzt. Die Vergütungshöhe wurde gegenüber dem EEG 2012 stark reduziert. Die Vergütung von Biomasse über die Einsatzstoffvergütungsklassen aus dem EEG wurde komplett gestrichen. Die Anlagen erhalten nunmehr eine Grundvergütung (siehe Tabelle 2-1). Biogasanlagen erhalten die Vergütung nur noch für eine

18 2 Bemessungsleistung, die der Hälfte der installierten Leistung entspricht. Die darüber hinaus produzierte Strommenge wird nur noch mit dem Monatsmarktwert vergütet, sofern sich die Anlage nicht in der Direktvermarktung (DV) befindet Innerhalb der Direktvermarktung besteht kein Anspruch auf diese Vergütung. Die Grundvergütung unterliegt einer quartalsweisen Degression von 0,5 % ab Bei Überschreitung des Ausbaupfades wird die Degression auf 1,27 % pro Quartal erhöht. Zusätzlich zur Grundvergütung erhalten neuerrichtete Biogasanlagen einen Kapazitätszuschlag von 40 EUR/kW installierter elektrischer Leistung. Anlagen, die mindestens 90 Masseprozent Bioabfall je Kalenderjahr einsetzen, haben einen Vergütungsanspruch von 15,26 ct/kwh bei einer installierten Leistung bis einschließlich 500 kw, darüber beträgt der Vergütungssatz 13,38 ct/kwh. Anlagen, die mindestens 80 Masseprozent Gülle je Kalenderjahr einsetzen und eine maximale installierte Leistung von 75 kw besitzen, haben einen Vergütungsanspruch von 23,73 ct/kwh. Tabelle 2-1 EEG-Vergütungssätze 2014 (Quelle) Bemessungsleistung Vergütung [kw el ] [ct/kwh el ] , ,78 > ,55 > , (Bioabfallanlage) 15,26 > (Bioabfallanlage) 13,38 75 (Güllekleinanlage)* 23,73 *installierte Leistung Zum wird für Bioenergieanlagen die verpflichtende Direktvermarktung stufenweise, in Abhängigkeit von der installierten Leistung, eingeführt. Eine Direktvermarktung nach EEG ist nur noch mit Hilfe der Marktprämie möglich, das Grünstromprivileg entfällt. Zur Inanspruchnahme der Marktprämie müssen die Anlagen fernsteuerbar sein. Auswirkungen auf Bestandsanlagen. Bestandsanlagen, die einen Vergütungsanspruch nach dem EEG 2000, 2004, 2009 oder 2012 besitzen, werden bei der möglichen Ausweitung ihrer Stromproduktion begrenzt. Jede Kilowattstunde Strom, die die Höchstbemessungsleistung der Anlage überschreitet, wird nur mit dem Monatsmarktwert vergütet. Zur Bestimmung der Höchstbemessungsleistung ist das Inbetriebnahmejahr der Anlage entscheidend. Altanlagen können weiterhin die Flexibilitätsprämie in Anspruch nehmen. Der Anspruch entfällt, wenn der aggregierte Zubau des Anlagenparks zusätzlich installierte elektrische Leistung von MW übersteigt. Referenz für diesen Leistungsdeckel bildet die installierte Leistung des Anlagenparks zum

19 Darstellung der Vergütungsentwicklung EEG 2000, 2004, 2009 und 2012 Die Vergütung innerhalb des EEGs-2012 lässt sich in die Grundvergütung und die Vergütung nach Einsatzstoffen unterteilen (siehe Tabelle 2-2). Für die Gasaufbereitung gab es wie im EEG 2009 einen Sonderbonus. Eingeführt wurden Sondervergütungen für Bioabfälle sowie für kleine Gülleanlagen. Die Grundvergütung richtete sich wie in den vorherigen EEG-Fassungen nach dem Anlagenleistungsäquivalent und unterlag einer Größendegression. Die Vergütungs-Degression betrug 2 % pro Jahr. Die Vergütung der Einsatzstoffe unterliegt keiner Degression. Für die Kleinstanlagen bis 75 kw konnte bei Inbetriebnahme im Jahr 2013 eine Vergütung von 24,5 ct/kwh in Anspruch genommen werden, sofern die Anlage mindestens 80 % Gülle oder Mist als Substrat einsetzt. Die höchste Vergütung mit 24,95 ct/kwh erhielten theoretisch kleine BHKW, die Biomethan aus der Einsatzstoffklasse II einsetzen. Die einsatzstoffbezogene Vergütungsberechnung erfolgt nach den energetischen Anteilen der Substrate an der produzierten Strommenge. Die Einsatzstoffe sind nach ökologischer Vorteilhaftigkeit in die Einsatzstoffvergütungsklasse (ESK) 0, I und II eingeteilt. Für die Substratzusammensetzung gilt für alle Anlagen im EEG2012 der Maisdeckel, d.h. es dürfen nicht mehr als 60 % Mais (massebezogen) eingesetzt werden. Außerdem wurde das Ausschließlichkeitsprinzip aufgehoben. Bis auf flüssige Biomasse (pflanzliche Öle) dürfen alle Biomassen, die in der Biomasseverordnung aufgeführt sind, zusammen genutzt werden, soweit alle anderen gesetzlichen Vorgaben für die Nutzung erfüllt sind, wie beispielsweise Hygienisierungsverpflichtungen. Bisherige Boni wurden im EEG-2012 in Mindestanforderungen überführt. Der KWK-Bonus wurde mit 2 ct/kwh in die Grundvergütung integriert und durch eine Mindestwärmeverpflichtung ersetzt. Bei Anlagen mit mindestens 60 % Gülle oder bei der Nutzung der Marktprämie ist die KWK- Verpflichtung nicht zwingend anzuwenden. Außerdem wurden als Anreiz einer strommarktorientierten Betriebsweise die Markt- und Managementprämie sowie die Flexibilitätsprämie für Biogasanlagen eingeführt.

20 4 Tabelle 2-2 EEG-Vergütungssätze 2012 ( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2012)) 1 Festbrennstoff- und Biogasanlagen (ohne Bioabfall) Güllekleinanlagen Bioabfallvergärungsanlagen Grundvergütung Bemessungsleistung Einsatzstoffvergütungsklasse I Einsatzstoffvergütungsklasse II Gasaufbereitungsbonus [kw el ] [ct/kwh el ] 75 14,3 6,0 8,0 25,0 16, Nm³/h: 3, , Nm³/h: 2, ,0 5,0 /2,5 2 8,0 / 6, Nm³/h: 1,0 14, ,0 4,0 / 2, ,0 1 Vereinfachte Darstellung. Die detaillierten Angaben finden Sie im Gesetzestext. 2 Für Waldrestholz und Rinde Im EEG-2009 unterlagen neben der Grundvergütung auch die Boni einer Degression. Seit dem 1. Januar 2010 sank die Höhe der Vergütungssätze für neu in Betrieb genommene Biomasse-Anlagen um jährlich 1 %. Die sich daraus ergebenden Vergütungen und Boni gelten für die gesamte Vergütungsdauer. Zusätzlich zu den bestehenden Boni wurde eine Vergütungserhöhung zur Emissionsminderung bis zur Leistungsgrenze von 500 kw el eingeführt. Diese ist anwendbar für Anlagen, die Biogas zur Stromerzeugung einsetzen und nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz genehmigungsbedürftig sind, wenn die Formaldehydgrenzwerte der TA-Luft vom 24. Juli 2002 eingehalten werden (THRÄN, 2011; Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2012). Mit dem EEG-2009 wurden durch entsprechende Übergangsbestimmungen die Vergütungen von Bestandsanlagen zum Teil angepasst. So wurde beispielsweise der Bonus für Nachwachsende Rohstoffe auch für Bestandsbiogasanlagen von 6 ct/kwh auf 7 ct/kwh angehoben.

21 5 Tabelle 2-3 Bemessungsleistung Grundvergütung Inbetriebnahmejahr: 2009 EEG-Vergütungssätze 2009 (( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2009)) 1 Bonusvergütung KWK Inbetriebnahme ab 2009 Inbetriebnahme vor 2009 bis 350 Nm³/h bis 700 Nm³/h NawaRo innovative Technologien Biogasaufbereitung thermochemische Konversion Holz Holz aus KUP + LP Pflanzenöl bio-chemische Konversion Basis LP-Bonus (v.a. LP-Material) Güllebonus (30%) Kleinanlagen Biomethan Vergütungserhöhung für Emissionsminderung Biogas [kw el ] [ct/kwh el ] ,7 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 6,0 6,0 7,0 2,0 4,0 0,0 1, ,2 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 6,0-7,0 2,0 1,0 0,0 1,0 8,3 3,0 2,0 2,0 2,0 1,0 2,5 4,0-4, > 7,8 3,0 2, Vereinfachte Darstellung. Die detaillierten Angaben finden Sie im Gesetzestext. Mit dem novellierten EEG-2004 wurden die Größenklassen erweitert. Zusätzlich konnten Anlagenbetreiber eine Vergütung für Nachwachsende Rohstoffe (NawaRo) und Altholz erhalten. Um die Wärmenutzung stärker zu fördern, wurde der KWK-Bonus eingeführt. Tabelle 2-4 EEG-Vergütungssätze 2004 ( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2004) 1 Bemessungs Mindestvergütung Bonus - Altholz AIII naturbelassene KWK Innovativ + leistung + AIV Biomasse KWK (ab 1. Juli 2006) Holz [kw el ] [ct/kwh el ] ,5 3,9 6,0 6,0 2,0 2, ,9 3,9 6,0 6,0 2,0 2, ,9 3,9 4,0 2,5 2,0 2,0 > ,4 3, ,0-1 Vereinfachte Darstellung. Die detaillierten Angaben finden Sie im Gesetzestext.

22 6 Im EEG-2000 erfolgte eine Einteilung der Vergütungsstruktur in drei Größenklassen. Einsatzstoffe oder die Wärmenutzung wurden nicht extra vergütet. Tabelle 2-5 EEG-Vergütungssätze 2000 (( Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG)., 2000)) 1 Bemessungsleistung [kw el ] [ct/kwh el ] ,2 10,2 10,1 10, ,2 9,2 9,1 9,0 > ,7 8,7 8,6 8,5 1 Vereinfachte Darstellung. Die detaillierten Angaben finden Sie im Gesetzestext. Nachfolgend sind die durchschnittlichen Anfangsvergütungen für Biogasanlagen nach EEG-2009 und EEG-2012 und EEG-2014 grafisch dargestellt. Bis zu einer Größenklasse von 150 kw el betrug die Durchschnittsvergütung im EEG-2009 ca. 24,2 ct/kwh mit entsprechender Absenkung bei steigender Anlagengröße. Demgegenüber verringerte sich mit der Novelle 2012 der durchschnittliche Vergütungssatz. Für Biogasanlagen belief sich die Durchschnittsvergütung im EEG-2012 auf ca. 18,45 ct/kwh, was einer Kostenreduktion von ca. 2 ct/kwh gegenüber Altanlagen nach EEG-2004 oder 2009 entspricht. Mit der Vergütung des EEG-2014 wird die Vergütungshöhe erneut auf ca. 14,6 ct/kwh (inklusive Kapazitätsprämie) für die Leistungsklasse bis 150 kwel abgesenkt bei entsprechender Verringerung mit Zunahme der installierten Leistung. Für Holzheizkraftwerke und Biomassevergaser liegt die Vergütung für die Leistungsklasse bis 150 kw bei 13,6 ct/kwh, da diese Anlagen keinen Anspruch auf die Kapazitätsprämie haben. 30 Vergütung in Cent je kwh EEG-2009 EEG-2012 EEG installierte Leistung der Anlage in kw Abbildung 2-1 Vergleich beispielhafter Vergütungen für Biogasanlagen nach EEG- 2009, EEG-2012, EEG-2014 (inkl. Kapazitätsprämie für EEG-2014)

23 7 Vergütung in Cent je kwh EEG-2009 EEG-2012 EEG installierte Leistung der Anlage in kw Abbildung 2-2 Vergleich beispielhafter Vergütungen für Biomasseheizkraftwerke nach EEG-2009, EEG-2012, EEG Stand der Markteinführung Kurzinfo: Der Bestand an EEG-Bioenergieanlagen in Deutschland umfasste Ende 2013 ca Anlagen. Die installierte Gesamtleistung belief sich auf MW el.. Zusätzlich werden 124 MW elektrische Leistung von nicht originären EEG-Anlagen vergütet. Der Zubau an Neuanlagen ist deutlich rückläufig und umfasst im Biogas/Biomethanbereich 2013 ca. 200 Anlagen. Zusätzlich wurden Biogas-Altanlagen erweitert. Im Festbrennstoffsektor konzentriert sich der mengenmäßige Anlagenzubau seit der EEG-Novellierung 2012 auf Holzvergaseranlagen im kleineren Leistungsbereich, während bedeutende Anteile des Leistungszuwachses weiterhin von wenigen Einzelanlagen im hohen Leistungsbereich getragen wird. So konnten im Jahr 2013 etwa 110 und in 2013 ca. 131 Festbrennstoffanlagen mit einer installierten Gesamtleistung von etwa 31 MW el neu in Betrieb genommen werden. Die Strombereitstellung erfolgte in 2013 zu rund 72 % aus gasförmigen Bioenergieträgern (Biogas und Biomethan), rund 27 % aus Festbrennstoffen (Verbrennung und Vergasung) und rund 1% aus flüssigen Bioenergieträgern. 3.1 Entwicklung des Anlagenbestands aggregiert für Deutschland und differenziert nach Bundesländern Biogas Seit Inkrafttreten des Erneuerbare-Energien-Gesetztes im Jahr 2000 wurde der Biogasanlagenbestand in Deutschland kontinuierlich ausgebaut. Insbesondere mit der Novellierung des EEG im Jahr 2004 und der Neufassung im Jahr 2009 hat der Ausbau des Biogasanlagenbestandes deutliche Impulse erfahren. Mit Inkrafttreten der

24 8 Novellierung zum ist der Anlagenneubau und Leistungszubau im Vergleich zu den Vorjahren deutlich gebremst. Während bereits im Jahr 2012 der Anlagenzubau deutlich verringert wurde, kann auch für 2013 ein weiter reduzierter Anlagenzubau festgestellt werden. Überwiegend erfolgten Erweiterungen bestehender Anlagen. Der Zubau inklusive Anlagenerweiterung im Jahr 2013 umfasst insgesamt rund 200 Anlagen und rund 200 MW el. Ende 2013 sind in Deutschland nach Ergebnissen der Befragung auf Länderebene und Schätzungen des DBFZ etwa Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Anlagenleistung von ca MW el in Betrieb 1. In Abbildung 3-1 ist die Entwicklung des Biogasanlagenbestandes unter Berücksichtigung der Anlagenverteilung nach Leistungsgrößen dargestellt. Die Darstellung der Leistungsgrößenverteilung basiert dabei auf den Rückmeldungen der Befragung auf Länderebene. Anlagenzahl [-] > 1000 kwel kwel > 500 kwel kwel kwel kwel 70 kwel install. el. Leistung [MWel] Installierte elektrische Anlagenleistung [MW el ] DBFZ, Stand 05/2014 Abbildung 3-1 Biogasanlagenentwicklung in Deutschland (Anlagenzahl differenziert nach Leistungsklassen und gesamte installierte elektrische Anlagenleistung), ohne Abbildung von Biogasaufbereitungsanlagen, Stand Mai Die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) weist für Biogas eine installierte Leistung von MW el zum Stichtag aus (AGEE-STAT, 2013b). Die Abweichung begründet sich größtenteils mit der installierten Leistung von Biomethan-BHKW, die in den Zahlen der AGEE-Stat enthalten sind. In diesem Kapitel werden hingegen nur die Vor-Ort- Verstromungsanlagen behandelt.

25 9 In den Bundesländern Bayern, Niedersachsen und Baden-Württemberg werden nach wie vor insgesamt mehr als die Hälfte des gesamten Biogasanlagenbestandes in Deutschland betrieben. Die Befragung auf Bundeslandebene ergab, dass eine erhebliche Anzahl an Anlagenerweiterungen z.b. durch Repowering und Satelliten-BHKW erfolgte. Darüber hinaus wird angenommen, dass zunehmend Biomethan-BHKW in Betrieb genommen bzw. alte Erdgas-BHKW für den Biomethanbetrieb umgerüstet werden (FIDDECKE 2013). Nach Einschätzungen von Umweltgutachtern und Anlagenherstellern gingen bis Ende 2012 maximal 80 Kleinst-Biogasanlagen auf Güllebasis in Betrieb. Die höchste Nachfrage wurde im Bundesland Bayern verzeichnet. Die einfache Genehmigungspraxis und die Bereitschaft der Betreiber, eine höhere Eigenbeteiligung aufzubringen, verstärken die Entwicklung. In Tabelle 3-1 ist die Verteilung der Ende 2013 in Betrieb befindlichen Biogasanlagen (Vor-Ort-Verstromung) differenziert nach Anlagenanzahl und installierter elektrischer Anlagenleistung auf Ebene der Bundesländer dargestellt. Sofern bekannt, wird die Anlagenzahl nach Betriebsstätte und Satelliten-BHKW differenziert. Die Daten beruhen analog zu den Datenerhebungen der Vorjahre auf Veröffentlichungen und Mitteilungen der Landwirtschafts- und Umweltministerien, Landwirtschaftskammern bzw. Landesanstalten für Landwirtschaft sowie Biogasberater. Zu berücksichtigen ist, dass die Erfassung, Genauigkeit und Aktualität der Daten zwischen den einzelnen Bundesländern variieren. Generell kann für alle Bundesländer (mit Ausnahme Saarland und Stadtstaaten) angenommen werden, dass die dargestellte Anlagenzahl und installierte Anlagenleistung als Mindestwert zu verstehen ist, da oftmals keine vollständige Erhebung und Erfassung des Anlagenbestandes auf Bundeslandebene erfolgt. Von den Länderinstitutionen werden vordergründig landwirtschaftliche Biogasanlagen erfasst, womit in den jeweiligen Bundesländern oftmals nicht der vollständige Anlagenbestand abgebildet werden kann. Vor dem Hintergrund, dass zum einen für 2013 von 2 Bundesländern (Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg) noch keine aktuellen Anlagendaten vorlagen und die Datenerhebung in Schleswig-Holstein zum Zeitpunkt des Redaktionsschlusses noch nicht abgeschlossen war und zum anderen der erfasste Anlagenbestand in den jeweiligen Bundesländern oft nicht die vollständige Datenbasis umfasst, wird insgesamt von einem Biogasanlagenbestand von rund Anlagen mit einer installierten elektrischen Anlagenleistung von rund MW el zum Stand ausgegangen. Branchenakteure wie der Fachverband Biogas e.v. gehen von vergleichbaren Branchenzahlen zur Biogasentwicklung aus (FACHVERBAND BIOGAS E.V., 2013, 2014),

26 10 Tabelle 3-1 Verteilung der in Betrieb befindlichen Biogasanlagen (Vor-Ort- Verstromung) in Deutschland, differenziert nach Anlagenzahl, installierter elektrischer Anlagenleistung und mittlerer Anlagenleistung zum Stand (DBFZ-Befragung der Länderinstitution 2014) (BERG, 2014; DAHLHOFF, 2014; DBFZ GGMBH, 2013b; FIDDECKE, 2013a; VON FRANCKEN- WELZ, 2014; LFL, 2014; LÜHRS, 2014; PLAGEMANN, 2014; REINHOLD, 2014; SACCÀ, 2014; VIßE, 2014; ZSCHOCHE, 2014) Bundesland Anzahl Biogasanlag en in Betrieb 1 (Anzahl Satelliten- BHKW) Summe install. el. Anlagenleistung [MWel] mittlere install. elektr. Anlagenleistung [kwel] Baden-Württemberg ,8 345 Bayern ,0 314 Berlin 0 0,0 - Brandenburg 2,3 335 (36) 182,0 543 Bremen 0 0,0 - Hamburg 1 1, Hessen ,4 339 Mecklenburg- Vorpommern 2, ,0 688 Niedersachsen ,0 533 Nordrhein-Westfalen ,0 441 Rheinland-Pfalz ,4 411 Saarland 13 4,3 333 Sachsen ,2 419 Sachsen-Anhalt ,2 588 Schleswig-Holstein (141) 304,9 429 Thüringen 247 (30) 113,8 461 Gesamt (207) 3 254,9 424

27 Anlagenzahl der in Betrieb befindlichen Anlagen bezogen auf die Betriebsstätte (Standort); Satelliten-BHKW enthalten, sofern diese nicht gesondert ausgewiesen oder erfasst werden Datenstand 12/2012, keine verfügbare Daten für 2013 Anlagen <70kWel nicht berücksichtigt Schätzung aufgrund der geförderten Anlagen und geschätzter Inbetriebnahme für 2013 (2 Anlagen, etwa 300kW), aufsummiert zum Datenstand 2012 Installierte el. Leistung auf Basis der Rohgasmengen geschätzt (mit Änderung 4. BImSchV Erfassung Rohgasmengen) Schätzung, Datenerhebung zu Redaktionsschluss nicht abgeschlossen Anlagen in Betrieb und Bau Die hohe durchschnittliche elektrische Anlagenleistung in Hamburg resultiert aus der dort installierten Bioabfallvergärungsanlage mit einer Leistung von 1 MW el. In Bremen sind mit Ausnahme von Kläranlagen mit Gasnutzung keine Biogasanlagen in Betrieb. In Berlin wurde Mitte 2013 eine Biogasanlage mit Aufbereitung zu Biomethan in Betrieb genommen Biomethan Nach Rückmeldung der Anlagenhersteller waren bis zum Anlagen und bis zum Anlagen zur Aufbereitung von Biogas in Betrieb (FRAUNHOFER IWES, DBFZ, FRAUNHOFER UMSICHT, 2013). Die 154 Aufbereitungsanlagen haben eine Gesamtaufbereitungskapazität von m 3 i.n. Rohgas (FRAUNHOFER IWES, 2014). Dies entspricht einer Nenn-Aufbereitungskapazität von 8,9 TWh Hs. Der Zeitverlauf des Zubaus ist in Abbildung 3-2 dargestellt. Die Gesamteinspeisekapazität der Ende 2012 in Betrieb befindlichen Biogasaufbereitungs- und -einspeiseanlagen (bei Nennlast) betrug rund 7,1 TWh Hs. Nach Angaben der Bundesnetzagentur wurde die reale Gaseinspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz für 2012 mit 413 Mio. m 3 i.n. Biomethan (4,5 TWh Hs ) beziffert (BNETZA, 2013a). Im Vergleich zur prognostizierten Einspeisemenge des DBFZ/IWES für 2012 mit 4,7 TWh Hs ergab sich demnach eine Abweichung von etwa 5 %. Unsicherheiten bestehen darin, wie das zu Biomethan aufbereitete und ins Erdgasnetz eingespeiste Biogas genutzt wird. Auswertungen belegen, dass ein Großteil der gehandelten Biomethanmengen in KWK-Anwendungen genutzt wird (Betreiberbefragung, FRAUNHOFER IWES, DBFZ, FRAUNHOFER UMSICHT 2013, BNETZA, 2013a). Aufgrund der Absatzprobleme für Biomethan geben die größeren Gasversorger an, wesentliche Mengen an Biomethan zu speichern. Inwiefern die gespeicherten Mengen letztlich auch in KWK-Anwendungen zum Einsatz kommen, ist nicht bekannt.

28 12 Abbildung 3-2 Entwicklung der Anzahl und Aufbereitungskapazität (Rohgas) von Biogasaufbereitungsanlagen in Deutschland im Zeitraum (kumuliert) (FRAUNHOFER IWES, 2014) Substrateinsatz in Biogas- und Biomethananlagen Ausgehend von den Rückmeldungen der Anlagenbetreiber ist in der nachfolgenden Abbildung 3-3 der massebezogene Substrateinsatz in Biomethan- und Biogasanlagen dargestellt. Die prozentualen Angaben basieren dabei auf den im Laufe der Befragung erhobenen Mengen (Frischmasse) der eingesetzten Substrate. Im Unterschied zu Biogasanlagen entfallen mehr als 70 % des Substratinputs in Biomethananlagen auf Nachwachsende Rohstoffe. Somit ist der NawaRo-Anteil in Biomethananlagen um 30 % höher als in den Biogasanlagen. Gleichzeitig wird in Biomethananlagen im Vergleich zu Biogasanlagen mit rund 10 % deutlich weniger Gülle eingesetzt. Der Anteil von Bioabfällen (8,4 %) sowie industriellen und landwirtschaftlichen Reststoffen (3,2 %) ist in Biomethananlagen höher. Abbildung 3-3 Massebezogener Substrateinsatz in Biomethan- und Biogasanlagen in 2012, (DBFZ GGMBH, 2013a)

29 13 Werden Nachwachsende Rohstoffe detailliert betrachtet (vgl. Abbildung 3-4), so zeigt sich, dass die Maissilage den Einsatz von NawaRo sowohl in Biogas- als auch in Biomethananlagen dominiert. Im Vergleich zu Biogasanlagen wird in Biomethananlagen mit 81 % mehr Mais zur Biogaserzeugung eingesetzt. Abbildung 3-4 Massebezogener Einsatz nachwachsender Rohstoffe in Biomethan- und Biogasanlagen in 2012, (DBFZ GGMBH, 2013a) Bioabfallvergärungsanlagen Bioabfälle, also Rohstoffe, spielen noch eine untergeordnete Rolle bei der Biogasproduktion. Bis Ende 2013 sind rund 130 Bioabfallvergärungsanlagen in Betrieb. Insgesamt sind zum Stand September 2013 bereits rund Biogasanlagen für die Vergärung von Bioabfällen und organischen Abfällen zugelassen. Bioabfälle dürfen seit der Aufhebung des Ausschließlichkeitsprinzips im EEG-2012 zusammen mit Nachwachsenden Rohstoffen eingesetzt werden. Der von Marktteilnehmern berichtete Preisanstieg für Bioabfälle lässt auf eine vermehrte Verwendung als Substrat schließen. Die Datenlage zu Biogasanlagen, in denen Bio- und Grünabfälle und/ oder andere organische Abfälle eingesetzt werden, ist statistisch nicht eindeutig und somit unsicher. Es gibt verschiedene Quellen zur Anzahl der (Bio-)Abfallvergärungsanlagen in Deutschland. Problematisch ist dabei, dass die Definition des Begriffes Bioabfall/ Abfall nicht einheitlich ist. Demnach wird die Zuordnung der Bioabfallvergärungsanlagen unterschiedlich gehandhabt. Gemäß 27a EEG-2012 umfasst der Begriff Bioabfallvergärung alle Anlagen, die überwiegend (massebezogen mindestens 90 %) Reststoffe der kommunalen Abfallentsorgung einsetzen. Dies umfasst u.a. Garten-/ Parkabfälle, Landschaftspflegematerial, Bioabfälle aus getrennter Sammlung (Biotonne) und Marktabfälle. Demgegenüber wird in der Bioabfallverordnung der Begriff Bioabfall weiter gefasst, so dass unter Bioabfälle auch organische industrielle Reststoffe, Lebensmittelreste, industrielle Schlämme etc. gezählt werden. Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes lag die Zahl der biologischen Abfallbehandlungsanlagen im Jahr 2011 bei insgesamt Anlagen, wovon 984 Anlagen als Biogas-/ Vergärungsanlagen ausgewiesen sind. Dabei handelt es sich