Ergebnisvorstellung technische Biomassepotenziale

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1 Ergebnisvorstellung technische Biomassepotenziale André Brosowski, Philipp Adler 14. Workshop Bioenergie-Regionen 2. Förderphase, 11. März 2014 in Straubing

2 AGENDA 1. Vorhaben, Umsetzung und entstandene Produkte Kaffeepause 2. Vorstellung der Potenzialberechnungen/-ergebnisse 3. Möglichkeiten und Grenzen der Ergebnisverwertung 4. Diskussion (des weiteren Forschungsbedarfs) 2

3 AGENDA 1. Vorhaben, Umsetzung und entstandene Produkte 1. Warum eine (weitere) Potenzialstudie? 2. Was war das Ziel/die Aufgabe? 3. Wie wurde es gemacht? 4. Was ist entstanden? 2. Vorstellung der Potenzialberechnungen/-ergebnisse 3. Möglichkeiten und Grenzen der Ergebnisverwertung 4. Diskussion (des weiteren Forschungsbedarfs) 3

4 Warum eine (weitere) Potenzialstudie? Begriffe und deren Interpretation Theoretisches Potenzial Maximalmenge Technisches Potenzial Restriktionen Nachhaltiges Potenzial Zielvorstellung Wirtschaftliches Potenzial Konkurrenzfähigkeit Erschließbares Potenzial Umsetzung (Quelle: nach Kaltschmitt, Hartmann & Hofbauer 2009) 4

5 Warum eine (weitere) Potenzialstudie? Begriffe und deren Interpretation (Quelle: Methodenhandbuch 2013) 5

6 Warum eine (weitere) Potenzialstudie? Informationsebenen in Potenzialstudien 6

7 Warum eine (weitere) Potenzialstudie? Ausgangssituation Einige Regionen verfügen bereits über z.t. umfangreiche Potenzialstudie(n) Konkrete Grundlagenwerte sind nicht ausreichend dokumentiert/sichtbar Existierende Studien sind kaum vergleichbar Zielanspruch TRANSPARENZ ist wichtigstes Kriterium für einen Ergebnisvergleich Transparente Daten zeigen Möglichkeiten und Risiken Grundlage für strategische/politische/wirtschaftliche Entscheidungen 7

8 Was war das Ziel/die Aufgabe? Einheitlicher, transparent dokumentierter Ansatz für alle Regionen Standardisierte Datenprodukte für alle Regionen Berücksichtigung von zahlreichen Biomassen Verwendung aktueller Datengrundlagen Möglichst hohe regionale Auflösung der Ergebnisse 8

9 Was war das Ziel/die Aufgabe? Um welche Biomasse geht es? Landwirtschaftliche Biomassen Forstwirtschaftliche Biomassen Abfälle und Reststoffe Energiepflanzen Ungenutzter Zuwachs Bioabfall Grünschnitt in Bearbeitung Tierische Exkremente Getreidestroh Nutzbarer Einschlag Grünabfall Gewerbliche Speisereste Altholz Halmgut/Holz von Grünanlagen Friedhöfen Weingärten Obstplantagen Heide Moor Straßenbegleitflächen 9

10 Wie wurde es gemacht? Bestandsaufnahme Was steht in den REKs, verfügbaren Potenzialstudien? Inhaltliche Arbeit Berechnungen am DBFZ Testdatensatz Bioabfall Gemeinsamer Workshop in Fulda Vorstellung und Diskussion der Methodik Online-Befragung zum Testdatensatz Auswertung und Erstellung von Datenprodukten Datenblatt Datentabelle GeoPDF GIS-Shapes 10

11 Was ist entstanden? Übersicht der Datenprodukte GeoPDF Datenblatt Mappe mit Ausdrucken GeoPDF USB-Stick mit Daten für Ihre Region GIS Shapes Datentabelle + 11

12 Entstandene Produkte Relevanz nach Online-Befragung Produkte Absoluter Bedarf Relativer Bedarf Datenblatt % Geo-PDF Übersicht % Geo-PDF Details 7 87,5 % Tabellen % GIS-Shapes & MXD-Projekt 4 50 % GIS-Shapes 3 37,5 % Bedarf der Potenzialprodukte. Eigene Darstellung, Datengrundlage: Befragung Regionalmanagements 12/2013, n = 8. 12

13 Produkt 1: Das Datenblatt 13

14 Warum ein Datenblatt? Kompakte und transparente Zusammenstellung der wichtigsten Infos für jede Biomasse Auflistung der grundlegenden Berechnungsparameter inkl. Quellennachweis Übersichtliche Darstellung der Berechnung 14

15 Datenblatt Ergebnisse der Online-Befragung Datenblatt ist übersichtlich und selbsterklärend Datenblatt enthält alle nötigen Infos 2 trifft zu teils/teils 4 4 trifft zu teils/teils 6 trifft nicht zu trifft nicht zu Datenblatt ist übersichtlich und selbsterklärend. Eigene Darstellung, Datengrundlage: Befragung Regionalmanagements 12/2013, n = 8. Datenblatt enthält alle nötigen Infos. Eigene Darstellung, Datengrundlage: Befragung Regionalmanagements 12/2013, n = 8. Verbesserungsvorschläge: Ggf. Vermerk mit Begründung zum fehlenden Biogaspotenzial von Bioabfall für einige Landkreise Grünabfall ist nicht dabei 15

16 Datenblatt Erläuterungen Seite 1 Bezeichnung der Biomasse Zeitlicher, räumlicher und thematischer Bezug Übersichtskarte Deutschland Zahlenwerte der Grundlagenparameter Interpretation der Ergebnisse Rechenweg 16

17 Datenblatt Erläuterungen Seite 2 Bezeichnung der Biomasse Zeitlicher, räumlicher und thematischer Bezug Quellennachweis 17

18 Datenblatt Was ist in den Unterlagen dabei? Insgesamt Für 14 Biomassen je ein Datenblatt Inhalt auf dem USB-Stick pro Region 14 Datenblätter für 14 Biomassen 18

19 Produkt 2: Die Datentabelle 19

20 Warum eine Datentabelle? Datensammlung der gesamten Einzelergebnisse Gemeinde-Ebene: Getreidestroh, Bioabfall, Grünabfall, gewerbliche Speisereste, Altholz, halmgut-/holzartige Biomasse von Grünanlagen, Friedhöfen, Heide, Moor, Weingärten, Obstplantagen, Straßenbegleitflächen Landkreis-Ebene: Ungenutzter Zuwachs, nutzbarer Einschlag Freie Auswertungsmöglichkeiten der Ergebnisse durch die Regionen möglich 20

21 Datentabelle Ergebnisse der Online-Befragung Tabellen sind übersichtlich und nachvollziehbar Tabellen enthalten alle nötigen Infos 1 7 trifft zu teils/teils trifft nicht zu 2 3 trifft zu teils/teils trifft nicht zu 3 Tabellen sind übersichtlich und nachvollziehbar. Eigene Darstellung, Datengrundlage: Befragung Regionalmanagements 12/2013, n = 8. Tabellen enthalten alle nötigen Infos. Eigene Darstellung, Datengrundlage: Befragung Regionalmanagements 12/2013, n = 8. Verbesserungsvorschläge: Berücksichtigung der Wärmenutzung in Tabellen und Karten Analyse der thermischen Verwertung des Bioabfalls Einbeziehen der Land- und Forstwirtschaft 21

22 Datentabelle Erläuterungen zum Aufbau Inhalt Räumlicher Bezug Einzelergebnisse 22

23 Datentabelle Erläuterungen zu den Einzeldaten Zwischenergebnisse zur freien Interpretation 23

24 Datentabelle Erläuterungen zu den frei wählbaren Parametern Frei variierbare Parameter 24

25 Datentabelle Erläuterungen zu den frei wählbaren Parametern Übersetzung der Ergebnisse in greifbare Zahlen Strombedarf Zwei-Personen-Haushalt: kwh Wärmebedarf pro Haushalt (100m², 100 kwh/m²): kwh Achtung! Diese pauschalen Annahmen dienen lediglich zur Veranschaulichung der Potenzialergebnisse. 25

26 Datentabelle Erläuterungen zu den Tabellenblättern Potenzialergebnisse nach Kategorie Grundlagendaten GIS-Verarbeitung 26

27 Datentabelle Was ist in den Unterlagen dabei? Insgesamt 1 Datentabelle mit Detailergebnissen zu 14 Biomassen Ca Einzelergebnisse zu Gemeinden Ca Einzelergebnisse zu 102 Landkreis(-teilen) Inhalt auf dem USB-Stick pro Region 1 Datentabelle mit Detailergebnissen zu 14 Biomassen 27

28 Produkt 3: Das GeoPDF 28

29 Warum ein GeoPDF? Reduzierung der Komplexität/des Umfangs der Ergebnisse Visualisierung der Ergebnisse auch ohne GIS Einschätzung der räumlichen Schwerpunkte in der Region Anpassungsmöglichkeiten des Erscheinungsbildes 29

30 GeoPDF Ergebnisse der Online-Befragung Geo-PDF Übersicht mit Zahlen ist übersichtlich und nachvollziehbar Geo-PDF Übersicht enthält alle nötigen Infos 2 trifft zu teils/teils 6 trifft nicht zu 2 3 trifft zu teils/teils trifft nicht zu 3 Verbesserungsvorschläge: Geo-PDF Übersicht mit Zahlen ist übersichtlich und nachvollziehbar. Geo-PDF Übersicht enthält alle nötigen Infos. Eigene Darstellung, Datengrundlage: Befragung Regionalmanagements Eigene Angaben Darstellung, Datengrundlage: zur Personenzahl Befragung Regionalmanagements pro HH, prozentuale Angabe 12/2013, n = 8. der Werte zur Anzahl der HH 12/2013, n = 8. Angrenzende Landkreise um Städte-Layer ergänzen Bessere Skalierung der Beschriftung (Städtenamen) Angaben zu Holzpotenzialen und Bezug zur regionalen Abfallverwertung Wärmezahlen viel wichtiger, da Diskussion verstärkt in Richtung einer regionalen "Wärmewende läuft 30

31 Das GeoPDF Was sagen die Zahlen aus? ANNAHMEN STROM 37 % Wirkungsgrad kwh pro Jahr Strombedarf pro HH ANNAHMEN WÄRME 45 % Wirkungsgrad kwh pro Jahr Wärmebedarf pro HH 31

32 Das GeoPDF Funktionen 32

33 Das GeoPDF Funktionen 33

34 Das GeoPDF Funktionen 34

35 Das GeoPDF Funktionen 35

36 Das GeoPDF Funktionen 36

37 Das GeoPDF Was ist in den Unterlagen dabei? Insgesamt Für 14 Biomassen je ein Strom und ein Wärme -GeoPDF für jede Bioenergie- Region und Partnerregion GeoPDFs insgesamt + Zusammenfassungen Inhalt auf dem USB-Stick pro Region Pro Biomasse min. 4x GeoPDFs (=56 GeoPDFs) Summen Abfälle und Reststoffe, forstwirtschaftliche Biomasse (=4 GeoPDFs) 37

38 Produkt 4: GIS-Shapes 38

39 Warum GIS-Shapes? Datengrundlage zur Weiterverarbeitung in einem beliebigen GIS Einheitliche Versionen, die am Standard des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG) ausgerichtet sind Online-Befragung ergab Schwierigkeiten bei den GIS-Daten 39

40 Warum GIS-Shapes? Rückmeldungen aus der Online-Befragung Kein kompatibles GIS Programm vorhanden. Darstellung der Ergebnisse auf Gemeindeebene klappt bisher nicht, weitere Rücksprache im Team notwendig Es gibt nicht in allen Regionen ESRI Lizenzen um die.mxd zu verwenden, eventuell eine Konvertierung in ein open Source GIS oder eine GIS-Online Darstellung möglich? 40

41 Datenaufbereitung Probleme mit den administrativen Grenzen Bioabfall Grünabfall Organische Speisereste 41

42 Produkt 4: GIS-Shapes Überschneidungsgebiete 42

43 Produkt 4: GIS-Shapes Was ist dabei? Freie Daten des BKG Bundesländer (mit AGS) Landkreise (mit AGS) Gemeinden (mit AGS) 43

44 Produkt 4: GIS-Shapes Was ist dabei? Regionsspezifische Daten Gemeinden in den Regionen (mit AGS) Landkreise/-teile in den Regionen (mit GIS-Schlüssel) Regionsgrenzen (mit Regionsschlüssel) 44

45 Zusammenfassung Datenprodukte Was ist auf dem USB-Stick dabei? \Datenblätter 14 Datenblätter für 14 Biomassen \GIS-Daten 6 GIS-Shapes zur weiteren Verwendung \Karten ca. 60 GeoPDFs \Tabellen 1 Datentabelle mit allen Einzelergebnissen Zusätzlich Datenbeschreibung mit wichtigsten Infos 45

46 AGENDA 1. Vorhaben, Umsetzung und entstandene Produkte 2. Vorstellung der Potenzialberechnungen/-ergebnisse 1. Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? 2. Gesamtergebnisse für alle Regionen 3. Hintergründe zu den landwirtschaftlichen Potenzialen 4. Hintergründe zu den Potenzialen aus Abfällen und Reststoffen 5. Hintergründe zu den forstwirtschaftlichen Potenzialen 3. Möglichkeiten und Grenzen der Ergebnisverwertung 4. Diskussion (des weiteren Forschungsbedarfs) 46

47 Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? Amtliche Statistiken Anbaustrukturen, Erträge, Flächennutzung, Abfallbilanzen Bezugsflächen aus ATKIS BasisDLM Regionale Biomassepotenziale Ackerflächen, Grünlandflächen, Waldflächen, Siedlungsflächen, Straßen, Grünanlagen, Friedhöfe, Weinbau, Obstplantagen, Heideflächen, administrative Einheiten (VG250) Literatur Flächenerträge Reststoffe, Wasser- und Energiegehalte, Bundeswaldinventur, REK der Regionen 47

48 Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? ATKIS BasisDLM Wie werden die Daten verarbeitet? Geographisches Informationssystem (GIS) ESRI ArcGIS Desktop 10.2 Was ist das? ATKIS: Amtliches Topographisches Informationssystem von Bundesamt für Kartographie und Geodäsie DLM: Digitales Landschaftsmodell (Räumliche Qualität 25m) Was sind die Vorteile? Ermöglicht räumliche Auswertung auch unabhängig von administrativen Grenzen Was sind die Nachteile? Aktualität 48

49 Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? ATKIS BasisDLM - Aktualität Dateninhalt Einheitlicher Objektartenkatalog Unterschiedlich detailliert mit Daten gefüllt Aktualität Fortlaufende Aktualisierung durch Landesämter Uneinheitliche Aktualität in den Bundesländern Quelle: Geodatenzentrum (2013) 49

50 Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? Literatur Was ist damit gemeint? Jegliches, mit Quellen dokumentiertes Material zur Ergebnisberechnung Wie werden die Daten verarbeitet? Übernahme von Zahlenwerten, Parametern und Annahmen Was sind die Vorteile? Inhalte sind (umfangreich) dokumentiert, überprüft und nachprüfbar Was sind die Nachteile? Aktualität des Zahlenmaterials, insbesondere bei nicht verfügbaren Statistiken 50

51 Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? Amtliche Statistiken Was ist damit gemeint? - Öffentlich verfügbare Statistiken als Dokument oder Tabelle Wie werden die Daten verarbeitet? - MS Excel Was sind die Vorteile? - Umfangreiches und unverzichtbares Grundlagenmaterial - Amtliche Zahlen Was sind die Nachteile? - Gebietszuordnung auf Gemeindeebene problematisch - Teilweise uneinheitliche Datenveröffentlichung (z.b. Abfallstatistiken) 51

52 Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? Amtliche Statistiken ID Bundesland Jahr Summe Bio- und Grünabfall Bioabfall gesamt Grünabfall gesamt 01 Schleswig Holstein 2011 LK LK LK 02 Hamburg 2011 BL BL BL 03 Niedersachsen 2011 LK Bremen 2011 BL BL BL 05 Nordrhein Westfalen 2009 LK LK LK 06 Hessen 2011 LK - - Pro-Kopf-Aufkommen berechnet aus EW-Statistiken 2011 (DESTATIS, 2013a) berechnet aus EW-Statistiken 2011(DESTATIS, 2013a) Berechnet nach Annahme 50% Bioabfall und 50 % Grünabfall berechnet aus EW-Statistiken 2011 (DESTATIS, 2013a) Abfallbilanz 2009, fehlende Landkreise durch Bundeslanddurchschnitt ergänzt Berechnet durch einheitliche Gewichtung aus Bundeslandschnitt (64 % Bioabfall, 36 % Grünschnitt) auf Basis von Abfallbilanz Rheinland-Pfalz 2011 LK LK LK Abfallbilanz Baden-Württemberg 2011 LK LK LK Abfallbilanz Bayern 2011 LK LK LK 10 Saarland 2010 BL Berlin 2011 BL Brandenburg 2011 LK LK LK 13 Mecklenburg- Vorpommern 2011 LK - - Abfallbilanz 2011 mit Ergänzungen aus Zweckverbänden Gleichverteilung mit Bundeslandwerten Berechnet nach Annahme 50% Bioabfall und 50 % Grünabfall berechnet aus EW-Statistiken 2011 (DESTATIS, 2013a) Berechnet nach Annahme 50% Bioabfall und 50 % Grünabfall 14 Sachsen 2011 LK LK LK Abfallbilanz 2011 Datenmaterial Abfallbilanzen Einheitlicher Objektartenkatalog Unterschiedliches Daten detailliert mit Daten gefüllt Aktualität Fortlaufende Aktualisierung durch Landesämter Uneinheitliche Aktualität in den Bundesländern 15 Sachsen-Anhalt 2011 LK LK LK Abfallbilanz Thüringen 2011 LK LK LK Abfallbilanz

53 Was waren die wichtigsten Datengrundlagen? Amtliche Statistiken Nutzungsartenschlüssen nach Statsitik (DESTATIS, 2013b) (426) Kleingarten (428) Garten (421) Park (423) Zoologischer Garten (424) Wildgehege (425) Botanischer Garten (429) Grünanlage (422) Spielplatz, Bolzplatz (427) Wochenendplatz Objektarten nach ATKIS BasisDLM (BKG, 2012) (4000) Vegetation (4103) Gartenland (2000) Siedlung (2225) Zoo (2226) Freizeitpark, Safaripark, Wildgehege (2227) Grünanlage Nicht enthalten Datenbasis Grünanlagen Welche Nutzungsarten zählen zu welchen Kategorien Aktualität Laut Stat. Landesamt Thüringen sind z.b. konsistente Neuzuordnungen mit ATKIS in Arbeit 53

54 Gesamtergebnisse für alle Regionen 54

55 Gesamtergebnisse für alle Regionen Technisches Biomassepotenzial in Tonnen GESAMT 55

56 Gesamtergebnisse für alle Regionen Technisches Biogas-/Brennstoffpotenzial in PJ GESAMT 56

57 Gesamtergebnisse für alle Regionen Versorgbare Haushalte mit Strom Achtung! Diese Ergebnisse weisen eine sehr hohe Sensitivität auf! 57

58 Gesamtergebnisse für alle Regionen Versorgbare Haushalte mit Wärme Achtung! Diese Ergebnisse weisen eine sehr hohe Sensitivität auf! 58

59 Gesamtergebnisse für alle Regionen Bezug zu Energiebedarf Deutschland 70 % Raumwärme 13 % Warmwasser 6 % Kochen, Trocknen, Bügeln 9 % Haushaltsgeräte 2% Beleuchtung Quellen: (2013), (2013) 241 PJ Gesamt = 1,8 % vom PEV (ohne Energiepflanzen, Grünschnitt, Exkremente!!!) 59

60 Hintergründe zu den landwirtschaftlichen Zahlen 60

61 Hintergründe zu den landw. Zahlen Stroh Ausgangsstudie Verwertungsansatz Mittleres Szenario Räumliche Zuordnung der Potenziale auf die Ackerflächen (ATKIS) Auswertung auf Gemeindeebene Quelle: Zeller et al

62 Hintergründe zu den landw. Zahlen GIS-Analyse Stroh Strohpotenziale auf LK-Ebene Weizen, Roggen, Gerste, Triticale, Hafer Strohpotenziale Ackerflächen Ergebnisse Summe pro aus km² pro km² ATKIS als BasisDLM Punkt Auflösung: 25m Flächenerfassung: > 1 ha Weizen, Roggen, Gerste, Triticale, Hafer Auswertung Statistik Ackerfläche Getreidefläche Flächenanteil Getreidearten Jedes Polygon repräsentiert den Durchschnitt des LK Auswertung unabhängig von administrativen Grenzen >1,63 Mio Ackerflächenpolygone aus BasisDLM Luftbild: BING Maps Aerial (ESRI Online Map) 62

63 Hintergründe zu den Abfällen und Reststoffen 63

64 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Summen 64

65 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Halmgutartige Biomasse 65

66 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Holzartige Biomasse 66

67 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Methodik Technischess Biomassepotenzial (Tonnen) Silierverluste Literatur Biogasertrag Literatur Verschiedene Restriktionen (z.b. Bergungsrate, Störstoffe, Verluste etc.) Literatur, Annahmen Wassergehalt Literatur Unterer Heizwert Literatur Methangehalt Literatur Theoretisches Biomassepotenzial (Tonnen) Brennwert Methan Literatur Ertrag/Aufkommen Statistiken, Literatur Technischess Biogaspotenzial (GJ) Fläche ATKIS BasisDLM 2011 Technischess Brennstoffpotenzial (GJ) 67

68 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Bio- und Grünabfall, gew. Speisereste Einwohnerzahlen auf Gemeindebene Siedlungsflächen Auflösung: vollständige Deutschland Erfassung Quelle: Bevölkerungsdichte VG250-EW 2011 (BKG 2013, auf Basis von Destatis) berechnet Auflösung: vollständige Erfassung ab 10 ha oder 10 Anwesen Quelle: BasisDLM (BKG 2011) aufbereitet Datenbasis: Siedlungsfläche 2011, Bevölkerungszahlen 2011 Quelle: Eigene Berechnung Auflösung: Landkreisebene berechnet Quelle: Abfallbilanzen der Bundesländer 2011 Pro-Kopf-Aufkommen Auflösung: Bundeslandebene Grünabfall aufbereitet Quelle: Literatur (Kern et al. 2010, zitiert aus Hilger 2000) Auflösung: Landkreisebene Quelle: Abfallbilanzen der Bundesländer 2011 Pro-Kopf-Aufkommen Bioabfall Pro-Kopf-Aufkommen gew. Speiseabfälle Berechnungsgrundlagen für regionale Biomassepotenziale 68

69 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Bio- und Grünabfall, gew. Speisereste Parameter Bioabfall Grünabfall Organische Speiseabfälle Störstoffe Verlust Ländliches Gebiet (Gemeinde) 1 Gew.% Geschossbebauung (Stadt) 10 Gew.% 1 Gew.% k.a. 1 Gew.% BIOGAS 100% 40 % 100 % Silierverluste - 20 % - Biogasertrag 120 m³ N /Mg FM 170 m³ N /Mg FM 70 m³ N /Mg FM Methangehalt 60 % 54 % 60 % VERBRENNUNG 60 % Wassergehalt - 60 % - Unterer Heizwert - 16,2 GJ/Mg TM - Quellen: Kern et al. 2010, LfL Bayern 2013, BMVBS

70 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Altholz Einwohnerzahlen auf Gemeindebene Siedlungsflächen Deutschland Auflösung: vollständige Erfassung Quelle: VG250-EW 2011 (BKG 2013, auf Basis von Destatis) berechnet Auflösung: vollständige Erfassung ab 10 ha oder 10 Anwesen Quelle: BasisDLM (BKG 2011) Datenbasis: Siedlungsfläche + Bevölkerungszahlen 2011 verfügbar Quelle: Eigene Berechnung Datenbasis: Großregionen Quelle: Holzrohstoffmonitoring Universität Hamburg 2012 Bevölkerungsdichte Pro-Kopf-Aufkommen Altholz Berechnungsgrundlagen für regionale Biomassepotenziale 70

71 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Altholz Einflussfaktor Wert Quelle Verbrennung Wassergehalt Unterer Heizwert 15 % 18,5 GJ/tatro Schwankungsbreite % nach (Holz- Lexikon, 1988) Mittelwert von 17,5-19,5 GJ/tatro nach (KALTSCHMITT u. a., 2009) Quelle: Mantau, Weimar, Kloock

72 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Halmgut-/holzartige Biomasse Grünanlagen Friedhofflächen Obstplantagen Weingärten Heideflächen Moorflächen Straßenbegleitflächen 72

73 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Halmgut-/holzartige Biomasse: Straßenbegleitgrün Breite der Pflegeflächen? Bewuchs ja/nein Ertrag intensiv/extensiv? Straße, Brücke, Tunnel, Parkplatz, Baumreihen, Hecken? RAS-Q + Annahmen Halmgut Holz wenn Wald Literatur Keine Berücksichtigung Halmgut? Sträucher? Bäume? Beton? RAS-Q 3,50m RAS-Q 1,50m 2,50m 5,50m 2,0m Quelle: DBFZ 2013 (Jens Hösel), RAS-Q 295 RAS-Q = Richtlinien für die Anlage von Straßen Teil: Querschnitt intensive Bewirtschaftung vorw. extensive Bewirtschaftung 73

74 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Halmgut-/holzartige Biomasse: Straßenbegleitgrün 2,0m 74

75 Hintergründe Abfälle und Reststoffe Halmgut-/holzartige Biomasse EINHEIT Friedhof Weinbau Heide Moor Grünanlagen Obstplantagen Straßenbegleitflächen Quellen HALMGUT Ertrag Bergungsrate Biogas Silageverluste Biogasertrag Methangehalt Heizwert Methan Verbrennung TS-Gehalt Unterer Heizwert HOLZ Ertrag t FM /ha 5,5 6, % % m³ N /t FM % MJ/m³ N % 75 GJ/t TM 16, , , , ,2 13 (intensiv) 8 (extensiv) 100 (intensiv) 20 (extensiv) Nicht nutzbar t FM /ha 2, ,2 EEG Clearingstelle (Thrän 2009), Ergebnisse aus RUBIRES (GKU (Röder & Röder), Fraunhofer UMSICHT (Jandewerth), HU Berlin (Neumann); BaSt 2006 Annahmen Bergungsrate % Annahmen Verbrennung Wassergehalt Unterer Heizwert % GJ/t atro 35 18,5 Sauter u.a. 2013, LfL Bayern 2004 (Mittelwerte aus Grassilage Kaltschmitt u.a EEG Clearingstelle (Thrän 2009), Sauter u.a EEG Clearingstelle (Thrän 2009), Agroscience 2013, Ergebnisse aus RUBIRES (GKU (Röder & Röder), Fraunhofer UMSICHT (Jandewerth), HU Berlin (Neumann) EEG Clearingstelle (Thrän 2009), Kaltschmitt u.a (Mittelwerte 17,5-19,5 GJ/t atro ) 75

76 Hintergründe zu den forstwirtschaftlichen Zahlen 76

77 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Ungenutzter Zuwachs & Nutzbarer Einschlag Theoretisches Biomassepotenzial (Vfm/a) Forstflächen * Zuwachs - Einschlag = Stoffliche Nutzung ungenutzter Zuwachs Zuwachs Derbholz Waldrestholz Zuwachs Reisholzholz Energieholz Technisches Brennstoffpotenzial GJ/a Heizwert Derbholz, nicht verwertet Technisches Biomassepotenzial (t atro /a)

78 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Methodischer Hintergrund Potenzial des ungenutzten Zuwachses Potenzial des nutzbaren Einschlags

79 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Ungenutzter Zuwachs Forstflächen der BER ATKIS BasisDLM 2011 Schutzgebiete (Nationalpark, NSG, BR Zone 1) Produktionswaldflächen Laub- Nadel- und Mischwald in ha Gesamtzuwachs Vfm t atro /a Zuwachs Derbholz Zuwachs Reisholzholz - - Einschlag Derbholz Einschlag Reisholz Technischess Biomassepotenzial (t atro/a ) Heizwerte Technisches Brennstoffpotenzial (GJ/a)

80 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Regionalisierung am Beispiel des ungenutzten Zuwachses Baumartenverteilung der Bundesland-Modellwälder Laubwald Nadelwald Mischwald Laub- Nadel- und Mischwaldflächen der BER Gewichteter lfd. Zuwachs (Vfm/ha*a) in Modellwäldern Modellwald lfd. Zuwachs Biomasseanteile oberi. Biomasse Derbholz Reisholz+Laub Laubwald Vfm/ha*a 12,2 8,4 3,8 Anteil % 100% 69,0% 31,0% Nadelwald Vfm/ha*a 19,8 13,0 6,8 Anteil % 100% 65,6% 34,4% Mischwald Vfm/ha*a 15,5 10,5 5,0 Anteil % 100% 67,5% 32,5% Zuwachs der BER in t atro BER Waldart 1_BER Laubwald 304,6 12,6 0,7 2489,5 1_BER Nadelwald 3769,4 17,8 0, ,7 1_BER Mischwald 987,7 14,6 0,6 8231,2 1_BER 5061,8 16,8 1_PR Laubwald 863,6 12,6 0,7 7057,1 1_PR Nadelwald 694,4 17,8 0,4 5523,1 1_PR Mischwald 1333,4 14,6 0, ,6 1_PR 2891,4 14,7 10_BER Laubwald 13633,9 12,6 0, ,8 10_BER Nadelwald 9060,6 20,6 0, ,4 10_BER Mischwald 6482,8 16,2 0, ,8 10_BER 29177,2 15,9 10_PR Laubwald 7646,1 12,6 0, ,3 10_PR Nadelwald 2487,7 20,6 0, ,7 10_PR Mischwald 3763,3 16,2 0, ,9 10_PR 13897,1 15,0 11_BER Laubwald 5446,8 12,6 0, ,6 11_BER Nadelwald 14783,0 20,6 0, ,7 11_BER Mischwald 15989,7 16,2 0, ,7 11_BER 36219,5 17,4 11_BER Laubwald 5536,2 12,6 0, ,4 11_BER Nadelwald 295,9 20,6 0,4 2677,3 11_BER Mischwald 625,3 16,2 0,5 5563,4 11_BER 6457,4 13,3 11_PR Laubwald 9541,4 11,7 0, ,4 11_PR Nadelwald 12611,9 18,5 0, ,1 11_PR Mischwald 11226,2 14,5 0, ,4 11_PR 33379,4 15,2 Totholz 5% V-Aufbau 10% des aktuellen Zuwachses des verzeichneten Einschlags es Derb Reisig Nadel/Laub Derb Reisig Nadel/Laub BB+BE 67,0% 21,2% 11,7% 81,8% 10,9% 7,3% 8 BW 67,8% 20,5% 11,7% 82,8% 11,5% 5,7% 8 BY 69,9% 18,0% 12,2% 83,0% 10,5% 6,4% 8 HE 67,3% 21,4% 11,3% 82,5% 12,0% 5,5% 8 gew. lfd. Faktor m³ Produktions- Zuwachs o.i. Zuwachs zu t atro waldflä BM m.r. Modelwälder [t/vfm] Derbholz-Reisholz- Verteilung von Zuwachs und Einschlag MV 67,0% 22,1% 10,9% 81,9% 12,1% 6,0% 8 NI+HH+HB 69,1% 20,0% 10,9% 82,2% 11,7% 6,1% 8 NW 69,7% 19,9% 10,4% 83,1% 10,6% 6,2% 8 RP 69,6% 20,4% 9,9% 82,9% 11,3% 5,8% 8 SH 68,9% 20,2% 10,9% 82,4% 12,3% 5,3% 8 SL 63,7% 25,3% 11,0% 82,7% 12,2% 5,1% 8 SN 68,0% 19,3% 12,7% 83,0% 10,4% 6,7% 8 ST 65,5% 22,4% 12,1% 82,1% 11,4% 6,5% 8 TH 71,2% 18,3% 10,5% 82,7% 11,3% 6,0% 8 Nutzbarer Zuwachs Derb- und Reisholz der BER in t atro 80

81 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Nutzbarer Einschlag Einschlag (Holzmarktberichte ) Regionalisierung (über Zuwächse) Erntefestmeter Vorratsfestmeter 10 % Nicht verzeichneter Einschlag Einschlag t atro Ast- und Kronenderbholz t atro Stofflich genutzt Waldrestreisholz Reisholz Technisches Brennstoffpotenzial (GJ/a) Heizwerte nicht verwertet Waldrestderbholz Ast- und Kronenderbholz energetisch genutzt Stammderbholz Technisches Biomassepotenzial (t atro /a)

82 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Ergebnisse: Technisches Brennstoffpotenzial in Gigajoule 82

83 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Technisches Brennstoffpotenzial in Gigajoule Landkreis Traunstein (ohne Achental) Achental Landkreis Weilheim Schongau Oberland Schwarzwald Baar Kreis, Kinzigtal Bodensee Straubing Bogen Landkreis Cham Metropolregion Rhein Neckar Hohenlohe Odenwald Tauber Zweckverband Müllverwertung Schwandorf (17 Landkreise und kreisfreie Städte) Bayreuth Landkreis Birkenfeld Cochem Zell Landkreis Marburg Biedenkopf Mittelhessen Landkreis Saalfeld Rudolstadt Jena Saale Holzland Landkreis Waldeck Frankenberg naturkraft Region Landkreis Altenkirchen Oberberg RheinErft Kreis Warendorf Höxter Kommunen Kleinmachnow, Luckenwalde, Stahnsdorf, Teltow, Trebbin Ludwigsfelde Weserbergland plus Landkreis Northeim Energieregion Lausitz Märkisch Oderland Planungsregion Magdeburg Altmark Südoldenburg Großraum Braunschweig Wendland Elbetal Göttinger Land Landkreis Nordwestmecklenburg Mecklenburgische Seenplatte Landkreis Vorpommern Rügen (festländischer Teil) Natürlich Rügen Kreis Nordfriesland (ohne AktivRegion) Nordfriesland Nord Bereits energetisch genutztes Holz & Rinde Nicht verwertetes Derbholz WRH Derbholz WRH Reisholz ungen. Zuwachs Derbholz ungen. Zuwachs Reisholz 83

84 Hintergründe Forstwirtschaftlicher Potenziale Technisches Brennstoffpotenzial in Gigajoule Landkreis Traunstein (ohne Achental) Achental Landkreis Weilheim Schongau Oberland Schwarzwald Baar Kreis, Kinzigtal Bodensee Straubing Bogen Landkreis Cham Metropolregion Rhein Neckar Hohenlohe Odenwald Tauber Zweckverband Müllverwertung Schwandorf (17 Landkreise und kreisfreie Städte) Bayreuth Landkreis Birkenfeld Cochem Zell Landkreis Marburg Biedenkopf Mittelhessen Landkreis Saalfeld Rudolstadt Jena Saale Holzland Landkreis Waldeck Frankenberg naturkraft Region Landkreis Altenkirchen Oberberg RheinErft Kreis Warendorf Höxter Kommunen Kleinmachnow, Luckenwalde, Stahnsdorf, Teltow, Trebbin Ludwigsfelde Weserbergland plus Landkreis Northeim Energieregion Lausitz Märkisch Oderland Planungsregion Magdeburg Altmark Südoldenburg Großraum Braunschweig Wendland Elbetal Göttinger Land Landkreis Nordwestmecklenburg Mecklenburgische Seenplatte Landkreis Vorpommern Rügen (festländischer Teil) Natürlich Rügen Kreis Nordfriesland (ohne AktivRegion) Nordfriesland Nord 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Bereits energetisch genutztes Holz & Rinde Nicht verwertetes Derbholz WRH Derbholz WRH Reisholz ungen. Zuwachs Derbholz ungen. Zuwachs Reisholz 84

85 AGENDA 1. Vorhaben, Umsetzung und entstandene Produkte 2. Vorstellung der Potenzialberechnungen/-ergebnisse 3. Möglichkeiten und Grenzen der Ergebnisverwertung 1. Was können die Daten und was nicht? 2. Was kann man mit den Daten machen? 4. Diskussion (des weiteren Forschungsbedarfs) 85

86 Was können die Daten und was nicht? VORTEILE der Daten Einheitliche, transparente Studie für alle Regionen Berücksichtigung von zahlreichen Biomassen Hohe regionale Auflösung der Ergebnisse Datenblätter für Biomassen NACHTEILE der Studie Top-Down Ansatz Regionale Besonderheiten sind nicht ausreichend berücksichtigt 86

87 Anwendungsbeispiele Datenblatt DATENBLATT Dient der Information Grundlage zur Bewertung und Weiterentwicklung der Methodik Vergleichbarkeit mit anderen Ergebnissen durch Quellenmaterial VORAUSSETZUNG Adobe Acrobat Reader (kostenlos verfügbar) 87

88 Anwendungsbeispiele GeoPDF GeoPDF Dient der Information (Visuelle) Identifizierung von Schwerpunktregionen Erstellung neuer Kartenprodukte ohne GIS- Kenntnisse VORAUSSETZUNG Adobe Acrobat Reader (kostenlos verfügbar) 88

89 Anwendungsbeispiele Datentabelle Datentabelle Individuelle Auswertung und grafische Darstellung von Zwischenergebnissen Anpassung von Energiebedarf und biomassespezifischen Wirkungsgraden Grundlage für individuelle GIS- Auswertungen VORAUSSETZUNG Microsoft Excel/OpenOfficeOrg 89

90 Anwendungsbeispiele GIS-Daten + Datentabelle GIS-Shapes + Datentabelle Umfangreiche Auswertungsmöglichkeiten durch beliebige GIS-Software Standortanalyse/-bewertung, Wirtschaftsberatung Datengrundlage für Abschätzung von Chancen und Risiken für Investitionen VORAUSSETZUNG GIS-Software (z.b. ArcGIS, QGIS, GRASS, JUMP, OpenEV, udig, Thuban) Ggf. Zusatzmodule für GIS-Software 90

91 Anwendungsbeispiele GIS-Daten: Standortplanung Frage: Wo sind t Bioabfall in einer bestimmten Entfernung vorhanden? Voraussetzungen GIS-Shapes (mitgeliefert) Potenzialdaten (mitgeliefert) Siedlungsflächen (z.b. DLM250, kostenlos vom BKG) GIS-Software und Zusatzmodule (z.b. Spatial Analyst) 91

92 Anwendungsbeispiele GIS-Daten: Standortplanung 92

93 FAZIT Ein umfangreicher Datensatz ist entstanden. Alle Inhalte sind transparent und kompakt dokumentiert. Die Daten ermöglichen eine individuelle Auswertung. Die Daten bilden eine Grundlage, bilden aber nicht die Realität ab. Die Daten sensibilisieren auf bestehende Unsicherheiten. Die Ergebnisse müssen kritisch hinterfragt werden. Die Methodik muss (sollte) weiterentwickelt werden. 94

94 AGENDA 1. Vorhaben, Umsetzung und entstandene Produkte 2. Vorstellung der Potenzialberechnungen/-ergebnisse 3. Möglichkeiten und Grenzen der Ergebnisverwertung 4. Diskussion (des weiteren Forschungsbedarfs) 1. Möglichkeiten der Ergebnispräsentation 2. Möglichkeiten der Zusammenarbeit 95

95 Möglichkeiten der Ergebnispräsentation strohpotenziale.dbfz.de Kooperation DBFZ und ipm GmbH 96

96 Offene Diskussion Diskussionsimpulse Wie können Top-Down- und Bottom-up-Ansätze zusammengebracht werden? Wie können das Monitoring der Bioenergienutzung und die Potenzialergebnisse zusammen gebracht werden? Wie können regionale Erkenntnisse in einen gesamtdeutschen (europäischen) Zusammenhang gebracht werden? Strategie Die besten Daten sollten die Grundlage für Entscheidungen sein 97

97 Forschung für die Energie der Zukunft Wir laden Sie ein! Ansprechpartner Dipl.-Geogr. André Brosowski Dipl.-Geogr. Philipp Adler DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Straße 116 D Leipzig Tel.: +49 (0)