Biomasse-Strategie Projektbeirats-Treffen

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1 Biomasse-Strategie Projektbeirats-Treffen Strategien zur optimalen Erschließuing der Biomassepotenziale in Österreich bis zum Jahr 2050 mit dem Ziel einer maximalen Reduktion an Treibhausgasemissionen Reinhard Haas, Lukas Kranzl, Gerald Kalt

2 Warum ein Projektbeirat? Qualitätssicherung durch kontinuierlichen Diskussionsprozess während des Projekts Einbeziehung relevanter anderer Projekte, Ideen, Forschungsarbeiten, aktuellen Entwicklungen Projektbegleitende Diskussion und Einbeziehung wesentlicher Zielgruppen, Stakeholder und Entscheidungsträger Verbreitung der Projektergebnisse

3 Drei Treffen des Projektbeirats 31. Mai 2007: Vorstellung des Projekts Bisherige Ergebnisse: dzt. Nutzung, Potenziale, Technologieoptionen Weitere Schritte 29. November 2007: Bisheriger Projektablauf Bisherige Ergebnisse: Potenziale, Technologien und Konversionspfade, Szenarien der Biomasse-Nutzung und Modellierung, Maßnahmenplan Weitere Schritte: Identifikation effizienter Pfade, Maßnahmenplan März/April 2008: Bisheriger Projektablauf Szenarien der Biomasse-Nutzung Identifikation effizienter Pfade Maßnahmenplan

4 Ziele des heutigen Treffens Vorstellung des Projekts Präsentation und kritische Diskussion bisheriger Ergebnisse Diskussion der weiteren Vorgangsweise

5 Biomasse-Strategie Projektüberblick Strategien zur optimalen Erschließung der Biomassepotenziale in Österreich bis zum Jahr 2050 mit dem Ziel einer maximalen Reduktion an Treibhausgasemissionen Reinhard Haas, Lukas Kranzl, Gerald Kalt

6 Biomasse-Strategie 2050 Strategien zur optimalen Erschließung der Biomassepotenziale in Österreich bis zum Jahr 2050 mit dem Ziel einer maximalen Reduktion an Treibhausgasemissionen Laufzeit: Juni 2006 Mai 2008 Projekt im Rahmen der Energiesysteme der Zukunft

7 Thema (1) Erschließung von Biomasse-Potenzialen entscheidend für die künftige Energieversorgung Österreichs Zahlreiche Optionen und Technologien zur Biomasse-Nutzung (aufbringungs- und verwendungsseitig): Forstwirtschaftliche, landwirtschaftliche, industrielle Haupt- und Nebenprodukte Feste, flüssige, gasförmige Biomasse Wärme, Strom, Treibstoffe

8 Thema (2) Diese Optionen weisen unterschiedliche Kosten, Effizienzen, CO2-Einsparungen etc. auf. Biomasse-Nutzungs-Mix hat daher starken Einfluss auf den erzielbaren Nutzen der Ressource Biomasse. Berücksichtigung der Verflechtungen zwischen Biomasse-Nutzungsformen, anderen Energiesystemen sowie der stofflichen Nutzung von Biomasse in einem dynamischen Modell. Berücksichtigung der gesamten Energiekette: Primärenergie => Energiedienstleistung

9 Effizienz Bioenergie η1 η 2 η 3 Nahrungsmittelproduktion Feste Biomasse Wärme Flächen Potenzial Primärenergie- Potenzial Biogas Flüssige Biomasse Strom Treibstoffe Bio-Materialien

10 Ziele des Projekts Das zentrale Ziel ist die Identifizierung effizienter Biomasse-Nutzungspfade unter energetischen, ökonomischen und ökologischen Zielsetzungen in verschiedenen Szenarien. Folgende Fragestellungen werden beantwortet: - Wie können die Biomasse-Potenziale Österreichs am effizientesten genutzt werden? - Wie kann der Beitrag der Biomasse zur CO2- Reduktion maximiert werden? - Welche Entwicklungspfade der Biomasse-Nutzung bis 2050 wären optimal?

11 Ergebnisse Beschreibung effizienter Biomasse- Nutzungspfade für Österreich bis 2050 Erarbeitung eines Maßnahmenplans zur Umsetzung dieser Nutzungspfade Untergeordnete (Zwischen-) Ergebnisse: - Ist-Stand der Biomasse-Nutzung in Österreich - Technologiedatenbank, Kosten-Potenzial-Kurven - Dynamisches Computermodell zur Simulation der Biomasse-Nutzung in Österreich bis 2050

12 Überblick Arbeitspakete AP1: Biomasse in Österreich: Ist- Situation Monat Monate AP2: Technologien: Entwicklungen, Interaktionen, Daten Monat Monate AP3: Kosten- Potenzial-kurven Monat Monate AP4: Entwicklung eines dyn. Modells Monat Monate AP5: Opt. Strategien zur Erschließung der Biomasse-Potenziale AP6: Maßnahmenplan, Diskussions- und Verbreitungsprozess Monat Monate Monat Monate Diskussionsprozess/Expertengespräche Monat Workshop zur Datenabklärung Monat 12 Ergebnis Workshop Monat 22 Öffentliches Symposium Monat 24 AP7: Projektmanagment Monat 1-24, 24 Monate

13 AP 1: Biomasse in Österreich Dokumentation energetische Biomasse- Nutzung Status: abgeschlossen, Aktualisierung Ende d. Projekts Dokumentation Biomasse-Stoffströme Status: abgeschlossen, Aktualisierung Ende d. Projekts Kurzfristprognose Status: abgeschlossen, Aktualisierung Ende d. Projekts Entwicklung in anderen EU-Staaten Status: Status: Datenaufbereitung noch zu erledigen

15 AP 2: Technologiedatenbank Technologiedefinition und abgrenzung Status: abgeschlossen Dokumentation und Beschreibung Biomasse- Energieketten Status: abgeschlossen Technologiedatenbank Status: Struktur erstellt; Datenset für wichtigste Technologien fertig; graue Energie und Emissionen noch uneinheitlich Lerneffekte Status: Struktur und Methodik abgeschlossen; Abschätzungen für einige Technologien Technologieinteraktionen Status: Wechselwirkungen über Modellrestriktionen großteils abgeschlossen

17 AP 3: Kosten-Potenzial-Kurven Dokumentation Biomasse-Potenziale Status: abgeschlossen; Analyse von Import/Export Optionen Status: Status-quo abgeschlossen; Szenarien zum Teil noch nicht abgeschlossen Analyse von Kosten- und Preisrelationen Status: abgeschlossen; Szenarien bis 2050 noch in Arbeit Ableitung dynamischer Kosten-Potenzial- Kurven Status: für forstwirtschaftliche und industrielle Biomasse-Ressourcen fertig, für landwirtschaftliche Potenziale werden Flächennutzungs-Szenarien erarbeitet

19 AP 4: Dynamisches Modell Entwicklung der formalen Modellbeschreibung Status: Großteil abgeschlossen; Implementierung, Adaption bestehender Modelle Status: Großteil abgeschlossen; einige Adaptionen noch ausständig Modell-Dokumentation Status: in Arbeit;

21 AP 5: Biomasse-Nutzungs-Strategien Erstellung von Storylines Status: abgeschlossen; Adaption gemäß externen Inputs Szenarien exogener Einflussparameter Status: teilweise abgeschlossen; Modellrechnung Biomasse-Szenarien Status: erste Test-Läufe stehen unmittelbar bevor; Szenarienbewertung Optimale Pfade hinsichtlich der Reduktion von CO2-Emissionen

23 AP 6: Maßnahmeplan Erstellung eines Maßnahmenplans Diskussionsprozess: Workshops und Expertengespräche (Projektbeirat) Verbreitung der Ergebnisse

25 Zeitplan und Deliverables 2006 J J A 2007 Jetzt: 2008 S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M AP1 Ist-Doku AP2 Technologiedatenbank AP3 Kosten-Potenzial-Kurven AP4 Dynamisches Modell AP5 Strategien AP6 Maßnahmenplan AP7 Projektmanagement

26 Modellierungsansatz: Green-X Environment

27 Modellinput /-output Input Technologiedaten dynamisch (Ketten) Kosten und Potenziale von Ressourcen (dynamische Kosten-Potenzialkurven) Daten zum Referenzsystem: Kosten, Emissionen Politische Instrumente Max. Diffusion, Barrieren Output Ressourceneinsatz, Technologiediffusion Kosten (CO2-)Emissionen

28 The Green-X approach: Dynamic cost-resource curves Potentials by RES-E technology (by band) by country Costs of electricity by RES-E technology (by band) by country DYNAMIC COST-RESOURCE CURVES by RES-E technology by country by year Dynamic aspects Costs: Dynamic cost assessment Potentials: Dynamic restrictions costs potential

29 Modellgestützte Optimierung Zwei alternative Zielsetzungen im Modell implementiert: Min /kwh Min /t CO2 reduziert (eventuell künftig auch: Max t CO2 reduziert) Zusätzlich: Auswahl jener Szenarien aus dem Szenariofächer mit den geringsten CO2-Emissionen Zielsetzung: maximiere CO2-Reduktion unter Berücksichtigung ökonomischer Randbedingungen

30 Szenarienfächer Szenarien der nicht-energetischen Biomasse-Nutzung und der Biomasse- Aufbringung, verknüpft mit Biomasse- Preisszenarien (dynamische Kosten- Potenzial-Kurven) Ölpreis, Art des Referenz-Systems Szenarien der exogenen (globalen) Technologieentwicklung (Lerneffekte) Politik- Szenarien als Gestaltungsparameter (~Storylines) Sensitivitäten (Restriktionen, Diffusionsraten, Preise ) Szenariofächer: Identifizieren jener Szenariofamilien mit maximaler CO2-Reduktion effiziente Pfade, Maßnahmenplan

31 Bisherige Ergebnisse: Dokumentation der historischen Biomasse-Nutzung und Ausblick bis 2010

33 AP 1: Biomasse in Österreich Anteil Biomasse am Bruttoinlandsverbrauch 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% Verstromung 8% sonst. Gewerbe und Industrie 20% Papierindustrie 20% Treibstoffe 1% Nahwärme 4% 2005 Haushalte 47% Primärenergieverbrauch Biomasse Österreich (PJ) Anteil Biomasse am Bruttoinlandsverbrauch Haushalte sonst. Industrie Papierindustrie Ökostrom Biotreibstoff e Nahwärme

34 Internationaler Handel mit Biomasse: Stückholz in Mittel- und Osteuropa Sources: Eurostat, MPO, CZSO, EEG

35 Internationaler Handel mit Biomasse: Hackgut in Mittel- und Osteuropa Sources: Eurostat, MPO, CZSO, EEG

36 Internationaler Handel mit Biomasse: Pellets in Mittel- und Osteuropa Sources: Eurostat, MPO, CZSO, EEG

37 AP1: Kurzfristprognose bis % Primärenergieverbrauch Biomasse Österreich (PJ) Anteil Biomasse am Bruttoinlandsverbrauch Haushalte sonst. Industrie Papierindustrie Ökostrom Biotreibstoff Nahwärme 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% Anteil Biomasse am Bruttoinlandsverbrauch Quellen: e-control, Statistik Austria, Austropapier, NÖLWK, Biotreibstoff-Institut, eigene Analysen, Primes 2006, EEG; Ausblick: Business-as-usual-Szenarios auf Basis genehmigter Anlagen und BAU-Politik

38 % 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% Primärenergieverbrauch Biomasse Österreich (PJ) Anteil Biomasse am Bruttoinlandsverbrauch Anteil Biomasse am Bruttoinlandsverbrauch Ökostrom Biotreibstoffe Haushalte Nahwärme sonst. Industrie Papierindustrie?

39 Storylines A. Large scale B. Small scale C. Fokus Verkehr C1. Erneuerbare und effiziente Strom- und Wärmebereitstellung C2. Strombereitstellung: Kohle (mit CO 2 - Speicherung)

40 AP 3: Potenziale Gerald Kalt Energy Economics Group TU Wien

41 Einteilung Forstliche Biomasse: Scheitholz und Waldhackgut aus derzeit ungenutztem Zuwachs, Schlagrücklass und Durchforstungsreserven Industrielle Biomasse: Sägenebenprodukte (Rinde, Hackgut, Späne etc.) (Ablauge der Papierindustrie) Landwirtschaftliche Biomasse Energiepflanzen Zwischenfrüchte Pflanzenreste Grünlanderträge Gülle Sonstige Abfälle Altholz Sonstige biogene Abfälle 2

42 Methodik der Potenzialanalyse Ziel: Abschätzung der nachhaltig nutzbaren inländischen Potenziale unter Berücksichtigung ökologischer Restriktionen und konkurrierender Nutzung Methodik: Statische Potenzialanalyse (2010) Analyse der Einflussparameter Dynamischen Entwicklung dieser Parameter (Szenarien) Ableitung dynamischer Potenziale (bis 2050) 3

43 Einflussparameter Forstliche BM: Hauptparameter Jährlicher Zuwachs Mobilisierbarkeit Nachfrage nach Rundholz Ökologische Parameter Nachhaltigkeit Nährstoffkreislauf Industrielle BM: Landwirtschaftliche BM: Produktion der Sägeindustrie Nachfrage von Papier-, Zellstoff- und Plattenindustrie Importpotenziale Verfügbarkeit freier Flächen Aufkommen an Pflanzenresten Viehbestand Energiepflanzen-Mix Organische Düngung Nährstoffkreislauf Sonstige biogene Abfälle: Abfallaufkommen Mobilisierbarkeit 4

44 Waldpotenzial Gesamt Sägeholz Industrieholz Brennholz fm/a

45 Waldpotenzial Gesamt Sägeholz Industrieholz Brennholz fm/a

46 Waldpotenzial Schlagrücklass Durchforstungsreserven ungenutzter Zuwachs Gesamt Sägeholz Industrieholz Brennholz Schlagrücklass fm/a

47 Industrielle Biomasse (SNP) Kein freies Potenzial verfügbar Zunehmende Rohstoffkonkurrenz bei SNP Hohe Säge- und Industrieholzimporte Rasch steigende Nachfrage nach Holzprodukten Europaweit zunehmende Holzknappheit (bei allen Sortimenten) Langfristige Entwicklung der österreichischen Holzindustrie? 8

48 Industrielle Biomasse Holzverbrauch von Säge-, Papier und Plattenindustrie: 30 Sägeindustrie high Papier- und Zellstoffindustrie 25 Plattenindustrie base 20 low Mio fm/a 15 high base 10 low high base 5 Annahmen low High: basierend auf Prognosen von Schwarzbauer (2005), Inst. f. Holzforschung Low: starker Importrückgang 9

49 Szenarien Bezeichnung des Szenarios Papier- & Zellstoffind. Sägeindustrie Plattenindustrie Beschreibung Biomasse Max high low low Industrie Min low low low Industrie Basis base base base Industrie Max high high high Biomasse Min low high high Starker Verschiebung von stofflicher zu energetischer Holznutzung Hohe Importausfälle bei sämtlichen Holzsortimenten Geringes Wachstum der Industrien; geringe Steigerung der Importe Weiterhin starkes Wachstum sämtlicher Branchen der Holzindustrie Rückgang der Schnittholzproduktion; starkes Wachstum der übrigen Branchen 10

50 Potenziale forstlicher und industrieller Biomasse Biomasse Max Industrie Min Industrie Basis Industrie Max Biomasse Min SNP Rinde Schwarzlauge PJ/a energet. Nutzung 2004

51 Landwirtschaftliche Biomasse Land- und forstwirtschaftliche Flächen: 7,54 Mio ha (90 % der ges. Bundesfläche) Ackerflächen Almen und Bergmähder (extensiv) 731 Forstwirtschaftlich genutzte Flächen Dauergrünland Wirtschaftsgrünland 908 Sonstiges extensives Grünland 151 Unproduktive Flächen 991 Dauerkulturen, Haus- und Nutzgärten 73 12

52 Flächenpotenziale für energetische Nutzung: ha Ackerflächen Extensives Grünland Wirtschaftsgrünland

53 Landwirtschaftliche Biomasse Nachhaltiger Energiepflanzen-Mix Abschätzung landwirtschaftlicher Abfall- & Nebenprodukte Gesamtes Potenzial landwirtschaftlicher Biomasse (Basisszenario): GWh/a PJ/a Zwischenfrüchte Gülle Extensives Grünland Wirtschaftsgrünland Restpflanzen Zuckerrübe Kartoffel Sonnenblume Raps Körnermais Maissilage Miscanthus Kurzumtriebsholz Getreide-Ganzpflanzen Getreidestroh Getreidekorn 14

54 Zusammenfassung Ergebnisse Forstliche Biomasse Industrielle Biomasse Landwirtschaftliche Biomasse Altholz & biogene Abfälle PJ/a GWh/a

55 Dynamische Angebotskurven Ergebnisse der Potenzialanalyse Brennstoffpreise Preisszenarien Nieder-Preis-Szenario Hoch-Preis-Szenario 80, , ,0 60 Preis [ /MWh] 50,0 40,0 30, Preis [ /MWh] , ,0 10 0, Potenzial [GWh/a] Potenzial [GWh/a] 16

56 AP 2: Biomasse-Technologien Gerald Kalt Energy Economics Group TU Wien

57 Inhalt Überblick Kostenvergleich für ausgewählte Technologieketten Wärme Strom Treibstoffe Emissionen 2

58 Technologiegruppen ( Cluster ) Heizanlagen (Pellet-, Scheitholz-, Hackgutkessel, Gastherme etc.) unter 50 kw 50 bis 100 kw über 100 kw Nahwärmeanlagen Bis 1 MW Über 1 MW KWK-Anlagen (Dampfturbinen, ORC-Anlagen, Vergasung + Gasmotor, Biogasanlagen, Pflanzenöl-BHKW) Bis 100 kw elektrisch (Mikro-KWK bis 50 kw) Bis 500 kw Bis 1 MW Über 1 MW Biotreibstoff-Produktion 1st Generation (Pflanzenöl, Biodiesel, Ethanol, Biogas) 2nd Generation (BtL-Treibstoffe, Lignozellulose-Ethanol, SNG) 3

59 4 Wärme Wärmegestehungskosten kw 25 kw 40 kw 15 kw 50 kw 100 kw 15 kw 50 kw 100 kw 15 kw 40 kw 100 kw 1 MW 5 MW 10 MW 1 MW 5 MW 10 MW 15 kw 60 kw 15 kw 25 kw 40 kw 60 kw 15 kw 25 kw 40 kw Scheitholzkessel Hackgutkessel Getreideheizung Pelletkessel Hackgut- Nahwärmesysteme Stroh- Nahwärmesysteme Biogasbefeuerter Gaskessel Gas- Brennwertkessel Öl- Brennwertkessel /MWh (Wärme) Heizsystem Brennstoffkosten Wärmeverteilung Fermentation Biogasaufbereitung Pelletierung Handelsspanne Biomasse-Heizsysteme Konventionelle Referenz- Heizsysteme

60 Strom Stromgestehungskosten /MWh (Elektrische Energie) MW 5 MW 10 MW 30 MW 1 MW 5 MW 10 MW 30 MW 0,5 MW 1 MW 100 kw 3,23 MW 100 kw 3,23 MW 30 kw 100 kw 500 kw 1 MW 3 MW 25 kw 1 MW 5 MW 7,5 MW 7,5 MW 200 MW Hackgut-KWK-Anlage Stroh-KWK-Anlage Hackgut- ORC- Anlage FB- Vergasung und Gasmotor WS- Vergasung und Gasmotor Biogasanlage Pflanzenöl-BHKW Vergasung und Gasturbine/GuD- Anlage Anlage Brennstoff Wärmeerlös Vergasung Ölpresse Gesamtkosten abzügl. Wämeerlöse 5

61 Biotreibstoffe Erzeugungskosten von Biotreibstoffen /MWh (Treibstoff) /GJ (Treibstoff) t/a t/a t/a 0,3 MW 3 MW t/a t/a t/a t/a t/a t/a 0 Pflanzenöl Biodiesel Biogas Bio-Ethanol (Getreide) Bio-Ethanol (Zuckerrübe) BtL-Treibstoff Rohstoff Ölpresse Produktionsanlage + Betriebskosten Fermentation Biogasreinigung und -einspeisung 6

62 Emissionen Emissionen der Biomassebereitstellung (Embedded Emissions) Transportemissionen (work in progress) Emissionen bei der Endnutzung (work in progress) Referenzemissionen (work in progress) 7

63 Embedded Emissions Holz: WHG (motormanuell) [1] WHG (teilmechanisiert) [1] Altholz gehackt [1] Bereitstellung von Waldrestholz [2] WHG aus Restholz (Kleinhacker) [2] WHG aus Restholz (Großhacker) [2] Buchen-Industrieholz (ohne Hacken) [2] Fichten-Industrieholz (ohne Hacken) [2] WHG aus Durchforstung [3] WHG aus Restholz [3] WHG (erntefrisch) [4] Getrocknetes WHG [4] Scheitholz [4] Altholz gehackt [4] Quellen: [1] Andreas König, [2] Probas-Datenbank (Gemis), [3] Gustavsson et al. 2007, [4] Leible et al g CO2-Äq/MWh

64 Embedded Emissions Landwirtschaftliche Biomasse: Kurzumtriebsholz [1] Kurzumtriebsholz [2] Miscanthus-Häckselballen [2] Maissilage [1] Maissilage [2] Getreide-Ganzpflanzen [1] Triticale-Ganzpflanzenballen [2] Getreidekorn [2] Rapssaat [1] Rapssaat [2] Sonnenblumenkörner [2] Strohballen [1] Strohballen [4] Strohballen [2] Zuckerrüben [2] Grassilage [2] Feuchtgut (Wintergerste&Mais) [2] Pflanzenreste (Kartoffelblatt) [2] Pflanzenreste (Rübenblatt) [2] Grünbrache (Referenzsystem) [2] Quellen: [1] Andreas König, [2] Probas-Datenbank (Gemis), [3] Gustavsson et al. 2007, [4] Leible et al g CO2-Äq/MWh

65 Biomasse-Strategie 2050 Technologisches Lernen

66 Lernkurve - Beispiel Kosten der i-ten Einheit: C =C Y C 0 = Kosten der ersten Einheit Y = kumulierte Produktsmenge (i) -b (i) 0 (i) Lernrate: LR = 1-2 Progress Rati o: 2 -b -b Quelle: Nakicenovic, 1998

67 Lerneffekte bei Biomasse-Systemen (1) Beispiel Biomasse in Schweden: Lernrate: ~14% Quelle: Junginger et al 2004

68 Lerneffekte bei Biomasse-Systemen (2) Beispiel Ethanolproduktion in Brasilien Quelle: Goldemberg 2006

69 Vorgangsweise Lerneffekte Getrennt für globalen und regionalen Anteil technologischen Lernens: Ausgangspunkt der bisherigen kumulierten Leistung installierter bzw. produzierter Anlagen Szenarien für die künftige Entwicklung der kumulierten Leistung Höhe der Lernraten

70 Lerneffekte bei Biomasse-Systemen (1) Aufteilung Investitionskosten Österreich Global Lernraten: bis Anzahl der Verdopplung von Österreich Global Biogasanlagen 70% 30% 7% 2% 0% 12% 8% 0% Biogasreinigung und - einspeisung 50% 50% 7% 2% 0% 12% 8% 0% ORC-Anlage 30% 70% 7% 2% 0% 12% 8% 0% Dampfturbine 40% 60% 7% 2% 0% 10% 7% 0% Vergasung 30% 70% 7% 2% 0% 12% 8% 0% Biodiesel 30% 70% 4% 1% 0% 12% 8% 0% Bioethanol 30% 70% 4% 1% 0% 10% 7% 0% FT 20% 80% 5% 2% 1% 15% 10% 1% Stückholz-Kessel 100% 0% 8% 2% 0% 10% 7% 0% Pellets-Kessel small scale (<100 kw) 100% 0% 8% 2% 0% 10% 7% 0% Hackgut-Kessel small scale (<100 kw) 100% 0% 8% 2% 0% 10% 7% 0% Hackgut-Kessel large scale (>100 kw) und Fernwärme 100% 0% 8% 2% 0% 10% 7% 0%

71 Lerneffekte Biomasse (Ö) Kumuliert installierte Leistung Ö [MW] Szenario moderat Ö (Kumuliert MW) Szenario ambitioniert Ö (Kumuliert MW) Biogasanlagen ,035 1,751 ORC-Anlage Dampfturbine , ,543 2,401 3,578 Vergasung ,178 Biodiesel ,510 1,718 2, ,658 1,938 2,670 Bioethanol ,206 1, ,307 2,111 2,808 FT ,713 2,867 Stückholz-Kessel 7, ,655 10,380 11,715 13,440 14,776 8,655 10,380 11,715 13,440 14,776 Pellets-Kessel small scale (<100 kw) ,667 2,738 4,317 5,389 6,968 1,667 3,694 6,229 8,743 11,439 Hackgut-Kessel small scale (<100 kw) 1, ,699 3,580 4,991 5,880 7,294 2,699 3,587 5,009 5,909 7,335 Hackgut-Kessel large scale (>100 kw) und Fernwärme 3, ,939 6,523 9,381 10,997 13,865 4,939 7,108 10,082 12,301 15,291

72 Lerneffekte Biomasse (global) Kumuliert installierte Leistung global [GW] Szenario moderat gobal (Kumuliert GW) Szenario ambitioniert global (Kumuliert GW) Biogasanlagen ORC-Anlage Dampfturbine ,124 Vergasung Biodiesel ,128 1,635 Bioethanol , ,323 2,387 3,538 FT (0.0) ,630

73 Lerneffekte Biomasse: Ergebnisse Investitionskosten 1.00 Lerneffekte moderat 1.00 Lerneffekte ambitioniert Stückholz-Kessel Hackgut-Kessel small scale (<100 kw) Hackgut-Kessel large scale (>100 kw) und Fernwärme Investitionskosten indiziert (2005=1) Hackschnitzel-Heizkraftwerk m. Dampfturbine Biogasanlagen Pellets-Kessel small scale (<100 kw) ORC-Anlage Vergasung Biogasreinigung und - einspeisung Bioethanol Biodiesel FT

74 Biomasse-Storylines (Österreich) 2050

75 Storylines a. Large scale b. Small scale c. Fokus Verkehr c1. Erneuerbare und effiziente Strom- und Wärmebereitstellung c2. Strombereitstellung: Kohle (mit CO2-Speicherung)

76 BAU Szenario Raumwärme und Warmwasser, Österreich 400 Primärenergie Heizen und Warmwasser Gebäudebestand Österreich [PJ] - Effizienzsteigerungen: Reduktion des Energiebedarfs bis 2050 um ca. 45% Umgebungswärme Solarenergie - Biomasse erhöht in diesem Szenario Anteil Strom von dzt. 17% bis 2050 auf 45% (dzt. ca. 63 PJ => 2050 ca. 87 PJ) - Erneuerbare Alternativen zu Biomasse: - Solar-Kollektoren - Wärmepumpen - weitere Effizienzsteigerungen - Ressourcen: feste Biomasse, Abwärme Kohle Heizöl Erdgas Fernwärme Fernwärme Biomasse Biomasse (Stückholz, Pellets, Hackschnitzel) Quelle: Müller, Schriefl, EEG 2007

77 Stromverbrauch: Szenarien bis 2050 Stromverbrauch (GWh) 120, ,000 80,000 60,000 40,000 20, Gängige Szenarien zeigen Anstieg des Stromverbrauchs. - Biomasse-Anteil 2006: 2,5% steigt bis 2050 in diesen Szenarien auf 4 bis 12% - Erneuerbare Alternativen zu Biomasse: - Wind - Wasserkraft - Photovoltaik - Geothermie Deponie- und Klärgas Biomasse flüssig Biomasse gasförmig Biomasse fest inkl. Abfall mhba Biomasse gesamt DG Tren, PRIMES +2,5%p.a. +1%p.a Wifo Trend - Ressourcen: keine Biomasse prinzipielle Beschränkung, technologieabhängig

78 Verkehr: Szenarien bis Tendenz 350 der Bio-Methan Szenarien: - CNG Anstieg des Treibstoffverbrauchs bis 2030 LZ-Ethanol 300 F-T Diesel - Biotreibstoff-Quote Bio-Ethanol 2006: 2,5% steigt bis 2050 in diesen FAME Szenarien 250 auf 30 bis 55% Biotreibstoffe gesamt - Erneuerbare BAU nach Alternativen WIFO zu Biomasse: 200 Effizienz BAU Energieverbrauch Verkehr, Österreich [PJ] - Wasserstoff (=> Frage nach der Primärenergie, Potenziale!) Erneuerbarer Strom (=> Frage nach Primärenergie, Historisch Szenarien Biotreibstoffe Potenziale!) DE FACTO: FÜR MIV (neben Strom) KEINE ERNEUERBARE 50 ALTERNATIVE! Quelle: Statistik Austria, DG TREN, eigene Analysen

79 These: Verlagerung zu Verstromung und Treibstoffen 2004 Wärme Forstwirtschaft (Brennholz, Waldhackgut) Nutzung 2004 Storyline A Storyline B Storyline C Potenzial 2050 Basis Potenzial 2050 Max Strom Treibstoffe Landwirtschaft (Energiepflanzen, landwirtschaftliche Neben- und Abfallprodukte, Gülle) Reststoffe (SNP, Rinde, Altholz, Schwarzlauge etc.)

80 Storyline A: Large scale Wärmebedarf reduziert; Deckung mit Solarthermie, KWK- Abwärme, Wärmepumpen, Treibstoffe immer noch vorwiegend über andere (fossile) Ressourcen Wärme: wenig dezentrale Biomasse-Anlagen; Fernwärme (KWK) nur bei Industrie und hohem Verbauungsgrad Verstromung zum Großteil auf Basis fester Biomasse in Großanlagen (>100 MW) Biotreibstoffproduktion: v.a. Biogas, Bioethanol (aus stärkehaltigen und lignozellulosen Rohstoffen) Bioraffinerien!

81 Storyline B: Small scale Wärmebedarf reduziert; Deckung vor allem mit Solarthermie, Wärmepumpen, Treibstoffe immer noch vorwiegend über andere (fossile) Ressourcen Wärme: Abwärme aus dezentralen Biomasse-KWK- Anlagen; Mikro-Netze; Anteil Biomasse: ca. 50% Verstromung in kleinen und mittleren Anlagen (bis ca. 70 MW), auch Biogas; Herausforderung für kleine KWK- Anlagen: Wärmespeichertechnologien Biotreibstoffproduktion: v.a. Biogas (Bioethanol, Biodiesel hat geringere Bedeutung) Rohstoff- und Technologievielfalt!

82 Storyline C: Biomasse für den Verkehr Der Anteil biogener Treibstoffe überwiegt Effizienzrevolution, stagnierende bzw. sinkende Verkehrsleistungen Biotreibstoffe vor allem aus Lignozellulose; Biogas und Bioethanol halten geringere Anteile (Biodiesel kaum mehr existent) Hohe economies of scale => Großanlagen Umfeld und Ursachen für diese Entwicklung verschieden in Storyline C1 und C2 =>

83 Maßnahmenplan für ein effizientes Bioenergie-System (Österreich bis 2050)

84 Zielsetzung: Erstellung eines Maßnahmenplans, der die Erreichung effizienter Biomasse-Nutzungspfade ermöglicht, eine Abstimmung verschiedener Instrumente gewährleistet, die zeitliche Trägheit des Systems berücksichtigt Welche Maßnahmen sollen zu welchen Zeitpunkten gesetzt werden? Keine prinzipielle Einschränkung der Maßnahmen in regionaler, sektoraler, rechtlicher oder sonstiger Hinsicht.

85 Fragen Sind fiskalische Maßnahmen (z.b. Subventionen) für Bioenergie beim heutigen Ölpreis noch notwendig bzw. sinnvoll? Wenn ja: in welchen Bereichen? Welche Maßnahmenbereiche sind Ihrer Meinung nach am wichtigsten? für die nachhaltige Mobilisierung zusätzlicher Ressourcen (forstwirtschaftlich, landwirtschaftlich) für die effiziente Nutzung von Biomasse Was ist Ihrer Meinung nach bei der Ausgestaltung dieser Maßnahmen bzw. der Interaktion verschiedener Maßnahmen entscheidend?

86 Antworten aus dem Projektbeirat: 1. Fiskalische Maßnahmen (noch) sinnvoll? Generell: Ja Gesamtes Preisniveau zieht nach (Holzpreis, Agrarpreise), teurere Erstellung (Stahlpreis, Verschärfung Emissionsgrenzen). Erst wenn keine Vergünstigung/Förderung für fossile und nukleare Energieträger mehr gewährt werden (von hoch subvebntionierter Atommüllendlagerung bis Kohlepfennig oder TEN-Nabuco-Förderdiskussion etc.). Ölpreis ist eine "Momentaufnahme". Technologieentwicklungen und deren Markteinführung brauchen aber Konstanz und Planungssicherheit, (temporäre) "Finanzierungslücken" stoppen ganze Entwicklungslinien (Forscher wenden sich anderen Themen zu, Entwicklungabteilungen werden "umgebaut",...). Siehe auch z.b.- Auswirkungen des letztjährigen "Pelletspreispeaks" auf die Installationen und Technologiehersteller... Abwägung auf Basis wissenschaftlicher Methoden, die Entscheidungen müssen von der Politik getragen werden.

87 Antworten aus dem Projektbeirat: 1. Fiskalische Maßnahmen (noch) sinnvoll? Abhängig vom jeweiligen Sektor ab. Es ist zu unterscheiden zwischen: Bereichen, die schon heute ohne Förderung lebensfähig sind. Hier können/ sollen wirtschaftliche Anreize die Markteinführung nachhaltiger Technologien und Systeme beschleunigen (z.b. Pellets und Pelletfeuerungen); Bereichen, die nahe an der Wirtschaftlichkeitsschwelle sind. Hier sind starke Anreize zur Demonstration erforderlich. Damit sollte es möglich sein, Barrieren der Economy of Scale und unbefriedigenden Stand der Technik zu überwinden. (z.b. Verstromung durch Vergasung) Bereichen, die wegen des unbefriedigenden Standes der Technik weit von einer Wirtschaftlichkeit entfernt sind. Hier ist die Unterstützung von F&E die wichtigste Maßnahme (siehe Energie der Zukunft ). Bereichen, die wegen der Rohstoffkosten oder Prozesskosten nicht wirtschaftlich sind. Hier müssen die externen Vorteile durch geeignete Maßnahmen honoriert werden (z.b. Biotreibstoffe, Photovoltaik).

88 Antworten aus dem Projektbeirat: 2. Welche Maßnahmen am wichtigsten? Für nachhaltige Biomasse-Mobilisierung: Umfassende Konzepte und Anreize für nachhaltige Biomasse-Mobilisierung mit dem Ziel einer moderaten Biomasse-Preisentwicklung. Bewirtschftungskonzepte vor allem bei diversifizierten Eigentumsverhältnissen. Die Erschließung der forstlichen Ressourcen ist mit marktwirtschaftlichen Methoden möglich. (Höhere Preise => größere Mengen). Fachliche Begleitung durch Forschung, Beratung, Ausbildung und Public Relation. Achten auf Nachhaltigkeit, Vermeiden von Übernutzung Bei Pellets bräuchte es dringend vertrauensbildende Maßnahmen.

89 Antworten aus dem Projektbeirat: 2. Welche Maßnahmen am wichtigsten? Für nachhaltige Biomasse-Mobilisierung: Schritt vom Landwirt zum Energiewirt ist schwierig. Entscheidungsstruktur von Landwirten? Umstieg auf Bioenergiewirtschaft derzeit nur mit Getreide und Rüben für Ethanol und Ölpflanzen für Biodiesel möglich. => Umfangreiche Programme erforderlich. Bei agrarischen Rohstoffen vor allem Abfall- und Nebenprodukte. Direkte Nutzung von NAWAROS nur kaskadisch. Österreichweite Flächenstrategie wegen Druck auf teilweise gleiche Flächen umfassende Diskussion mit allen Beteiligten (Bürgergesellschaft) über: food - non food Ressourcenunabhängigkeit (A ist Selbstversorger) vs Importstrategien ("ein Rotterdam für A") vs Exportchancen ( Pellets nach Italien") Nachhaltigkeitsstandards (vor allem bei Importen) Gentechnik

90 Antworten aus dem Projektbeirat: 2. Welche Maßnahmen am wichtigsten? Für effiziente Nutzung: generelle strenge technische Effizienzkriterien, Gesamtnutzungsgrade (vor allem bei KWK), Emissionsstandards Qualitätssicherungsinstrumente Biomasse wird im Sektor Wärme schon ziemlich effizient genutzt; => Ökowärme-Richtlinie Effizienz ist DER Schlüssel für alle Bereiche der Energiewirtschaft. Innovative Bioenergiesysteme und Technologien haben die Chance, Verschwendung bereits am Beginn der Entwicklung zu vermeiden. Dazu ein Beispiel: der geringe Wärmebedarf von Passivhäuser kann hervorragenden und mit geringen Kosten mit einer Pelletfeuerung mit hohem Wirkungsgrad gedeckt werden. FTE (auch langfristige FTE und Grundlagenforschung: next generation biofuels), aber unbedingt gekoppelt mit starken verbrauchsseitigen Maßnahmen/Innovationen (Transport, Gebäude, Produktherstellung) Es fehlt nachvollziehbare Bewertung über Effizienz/Nachhaltigkeit verschiedener Nutzungspfade.

91 Antworten aus dem Projektbeirat: 3. Ausgestaltung der Maßnahmen? Praxistauglichkeit/Verständlichkeit, Administrierbarkeit, Begleitmaßnahmen (Qualifizierung, QS), Check auf kontraproduktive Fördermaßnahmen, Zusammenwirken der Maßnahmen vor allem bei der Brennstoffbeschaffung (Forstwirtschaft, Nutzholzwirtschaft ist ja immer noch primär) Die zielgerichtete und ausgewogene Kombination von Maßnahmen Bürger+Expertendialog Langfristige Planbarkeit Ohne objektive, nachvollziehbare Bewertungen schwierig. Förderungen nur für kaskadische Nutzung klare Prioritäten; es ist erschreckend, wenn gleichzeitig zwei Bundesminister bei zwei Gutachtern zwei Studien zum selben Thema in Auftrag geben und zwei vollkommen unterschiedliche Egebnisse vorlegen; (einmal JA zu Strom aus Biomasse, einmal NEIN); entweder ist das die Priorität ("keine Aussage, alle Interessensgruppen bedienen") oder?

92 Dimensionen eines Maßnahmenplans Sektoren (Technologien) Strom (& Wärme) Wärme Treibstoffe 4. Dimension: Zeit (Wirksamkeit bzw. Umsetzungszeitraum) - Kurzfristig (bis 2015) - Mittelfristig ( ) - Langfristig ( Aufbringung vs. Nutzung Finanz. Anreize Ordnungspol., rechtl. F&TE Maßnahmen Training, QS, Bewusstsein, Zusätzliche Aspekte: z.b. Pol. Umsetzungsebene -regional/lokal -National -Europa -global

93 Mögl. Elemente des Maßnahmenplans kurzfristig langfristig Strom (& Wärme) Wärme Treibstoffe Ökostromgesetz Reg-Wärme- Gesetz? Biotreibstoffquote Finanz. Anreize Ordnungspol., rechtl. F&TE Training, QS, Bewusstsein, Finanz. Anreize Ordnungspol., rechtl. F&TE Training, QS, Bewusstsein, Sektoren (Technologien) Aufbringung vs. Nutzung Aufbringung vs. Nutzung Maßnahmen Ausbildung z.b. v. Installateuren??? CO2-Steuer 2nd gen. Maßnahmen

94 Ziele dieser Diskussion Welche Bereiche (Energiesysteme) sollte ein effizienter Maßnahmenplan umfassen? Welche Charakteristika sollte ein effizienter Maßnahmenplan aufweisen? Was sind kurzfristige bzw. langfristige Prioritäten?

95 Die nächsten Schritte

96 Die nächsten Schritte Aufbereitung und Berücksichtigung der Ergebnisse aus dem Projektbeirat Modellrechnungen und Interpretation der Ergebnisse Szenarienbewertung und Auswahl effizienter Nutzungspfade Erstellung eines Maßnahmenplans Letzte Projektbeiratsitzung am 10. April Erstellung des Endberichts und Abschlusspräsentation