Bioenergieerzeugung ein Standbein für ein marktfähiges landwirtschaftliches Unternehmen?

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Dominik Bauer
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1 Technische Universität München Nachhaltige Nutzung von Bioenergie Bioenergieerzeugung ein Standbein für ein marktfähiges landwirtschaftliches Unternehmen? A. Heißenhuber TU München - Weihenstephan Großenhain, den 3. Januar 29

2 Bioenergieerzeugung Rohstoffproduktion Kraftstoffproduktion Elektrischer Strom und Wärme Wärmeproduktion

3 Drei Phasen der Energiepreise bis heute Pferdegespann und und eigenes eigenes Futter Futter günstiger günstiger als als Traktor Traktor und und Diesel Diesel Pferdegespann Nachwachsende und eigenes Rohstoffe Futter günstiger teurer als als Traktor Traktor und und Diesel Diesel Pferdegespann Nachwachsende und Rohstoffe eigenes durch Futter Politik wettbewerbsfähig günstiger als zu Benzin Traktor und und Diesel Diesel Brennholz Brennholz günstiger günstiger als als Heizöl Heizöl Brennholz Brennholz günstiger teurer als als Heizöl Heizöl Brennholz Brennholz günstiger günstiger als als Heizöl Heizöl

4 Die Dynamik der Energiewirtschaft Entwicklung der Rohölpreise, $/barrel Rentabilitätsschwelle Agraralkohol (Brasilien) Anmerkungen: Jahresdurchschnittspreise + 28 Preis Stand November Quelle: MWV, 28

5 Entwicklung der Preise von Weizen und Erdöl 3 /dt 25 Erzeugerpreis Weizen incl. MwSt. zuordenbare Ausgleichszahlungen Rohölpreis 12 $/b Quelle: MWV 29; ZMP versch. Jahrgänge akutell

6 Primär- und Endenergiegehalt ausgewählter Kulturen 3 GJ/ha l HÄ 5.22 l HÄ 2.47 l HÄ l BÄ 4.3 l BÄ 1. 4 l DÄ l DÄ 3.29 l HÄ Korn + Stroh Ethanol + Wärme Rübe Ethanol Rapskorn + Stroh RME + Wärme Silage Biogas Strom + Wärme Holz BtL, Strom, Dampf Hackschnitzel Wärme Korn + Stroh Wärme Weizen Zuckerrübe Raps Mais Holz (KUP) Holz (KUP)Weizen BÄ: Benzinäquivalent, DÄ: Dieseläquivalent, HÄ: Heizöläquivalent Weizenkorn: 7,7 t/ha, Rapssaat 3,5 t/ha, Mais: 45 t/ha, Zuckerrübe: 6 t/ha, Pappel: 1 t atro /ha

7 Elektrischer Strom aus Biogas bzw. Photovoltaik Biogas Fotovoltaik ,5 18,7 MWh/ha 18-fache ggü. Biogas ct/kwh 2,5-fache ggü. Biogas 43 Stromertrag Vergütung

8 Korrelation zwischen Rohöl- und Weizenpreis 5 45 Zeitraum Zeitraum Weizenpreis US $/t Weizenpreis US $/t Quelle: OPEC und Getreidebörse R 2 =,7 kein Zusammenhang y =,241x + 149,64 2 R 2 =,7 3 Ölpreis US $/barrel y = 2,2543x + 69, Ölpreis US $/barrel R 2 =,776 deutlicher R 2 =,776 Zusammenhang 16

9 Weizenpreis, Rohölpreis Preis von Ethanol aus Weizen (Erdgas, Koppelprodukt DDGS) Weizenpreis /dt Preis DDGS 16,5 /dt (22, /dt Sojaschrot) 3 2 Weizenpreispreis 7 /dt 8 Herstellungskosten Ethanol ct/l Rohölpreis $/barrel EtOH aus Brasilien cif Hafen EU inkl. Zoll 8 12 Herstellungskosten EtOH Brasilien 16 2 Verbraucherpreis Benzin ct/l

10 Energie- und Treibhausgasbilanz für RME aus Raps 1 Energie Treibhausgase 1, GJ/ha kg Schrot 1.5 kg t CO 2 eq/ha 7,5 5, 1.65 l RME l 2,5, Input Output Diesel und Biodiesel und Sojaschrot Rapsschrot Berücksichtigt: Saatgut Düngung (5% Nährstoffrücklieferung) Pflanzenschutz Diesel Mechanisierung Lachgas N-Düngung (2,4 kg 9,6 N 2 kg O Nha -1 a -1 2 O ha -1 ) a -1 ) Energieträger Pflanzenölgewinnung bis RME-Erzeugung Hexan, Bleicherde, Säuren und Laugen, Methanol Pflanzenölpresse und RME-Anlage Koppelprodukt Rapsschrot als Substitut für Sojaextraktionsschrot (Koppelprodukt Rapsextraktionsschrot)

11 Vereinfachte Energie- und Treibhausgasbilanz zu Hackschnitzeln als Heizölersatz 24 Energie Treibhausgase 24 GJ/ha bis kwh th 4. bis 5.14 l Heizöl t 2CO 2 eq/ha Berücksichtigt: Input Output Wärme Heizöl Nicht berücksichtigt: Saatgut Düngung (% Nährstoffrücklieferung) Pflanzenschutz Diesel Mechanisierung Lachgas (2,3 bis 3,1 kg N 2 O ha -1 a -1 ) el. Strom zum Betrieb der Heizungsanlage Output Wärme (Ersatz für fossiles Heizöl) Heizungsanlage Wärme Hackschnitzel

12 EU-Vorschlag für Standardeinsparung bei Treibhausgasemissionen Standardeinsparung bei den THG Emissionen 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% 52% 16% 47% 71% Verarbeitung ohne Methanemissionen 38% 56% 19% 93% 85% 57% Mindestanforderung ab EU Richtlinie % Mindestanforderung evtl. EU Richtlinie ab % % Ethanol aus Ethanol aus Ethanol aus Ethanol aus Biodiesel aus Zuckerrüben Weizen Weizen Zuckerrohr Raps (Braunkohle) (Erdgas) Quelle: Eigene Darstellung nach Europäische Kommission, 28 Biodiesel aus Palmöl Rapsöl Ethanol aus Weizenstroh BTL aus Kulturholz

13 CO 2 -Vermeidungskosten bei Bioenergielinien /t CO 2äq Biogas (Kraftstoff) Außerlandwirtschaftlicher Benchmark Hack- schnitzel- Heizung Max aus anderen Studien Min aus anderen Studien Eigene Berechnungen Getreide- Heizung Biogas/ Gülle (Strom & Wärme) Biogas (Strom) Biogas (Strom & Wärme) Biogas Hack- Stroh Hackschnitzel (Einspei-schnitzelsung) HKW brennung Co-Ver- Co-Verbrennung Biodiesel Ethanol (Weizen) Wärme Strom & KWK Kraftstoffe 1.7 Quelle: Eigene Berechnungen, ergänzt nach Quirin et al. (24), Specht (23), Schmitz (26), Leible et al. (27), Weiske et al. (27), Kalies et al. (27), JCR (27), Zah et al. (27); in: Wissenschaftlicher Beirat Agrarpolitik beim BMELV (27): Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung Empfehlungen an die Politik.

14 Einspeisevergütung für Strom aus Biomasse in ausgewählten EU-Ländern 35 ct/kwh 3 Min NawaRo Bonus Landschaftspflegebonus Technologiebonus Max Güllebonus Immissionsvermeidungsbonus KWK Bonus DK D F GR IRL L NL A P E EST LT SLO CZ H CY I Anmerkung: verwendete Umrechnungskurse: 1 entspricht 7,45 Dänische Kronen, 3,43 LT Litas, 24,6 CZK, 252 Forint (HFU) Quelle: eigene Darstellung nach Inst. f. Energetik u. Umwelt, 25, EEG 29, BMU 28

15 Auswirkungen des neuen EEG auf die Isogewinnlinien 4 /Akh Biogas EEG 29 incl. Güllebonus 2 15 Milchviehhaltung Biogas EEG Biogas Bullenmast EEG 24 Biogas Schweinemast EEG /ha 8 Biogas EEG 24-1 Quelle: eigene Berechnungen Biogas EEG 29 24

16 Kennzahlen von drei Biogasanlagen Bezeichnung Einheit Anlage 1 Anlage 2 Anlage 3 Biogasausbeute Nm³/t TM 65 n. b. n. b. Arbeitsausnutzung BHKW s % durchschnittlicher elektrischer Nutzungsgrad BHKW % 33 ~35 ~ 3 hydraulische Verweilzeit d 14 ~ 25 ~ 2 spezifischer Arbeitszeitbedarf AKh/(kW a) 3,2 ~ 5 ~ 4

17 Ergebnisse der BZA Biogas je eingespeister Kilowattstunde elektrischem Strom Bezeichnung Anlage 1 -Ct/kWh el Anlage 2 -Ct/kWh el Anlage 3 -Ct/kWh el Leistungen 18,58 2,2 18,36 dar. aus Stromeinspeisung 17,27 19, 66 16,5 Direktkosten 5,65 7,91 11,2 Anlagenkosten 1,25 5,79 6, Betriebskosten 2,1 1,78 1,12 Gebäudekosten,66,53,1 Maschinenkosten,56,66 sonstige Kosten,71,13,23 Direktkostenfreie Leistung 12,93 12,1 7,16 Gewinn des Betriebszweiges 1,16 7,27 1,14 Kalk. Betriebszweigergebnis -,7 3,32 -,96

18 Verteilungsfunktionen für Eintrittswahrscheinlichkeiten bestimmter Gewinnhöhen beim Betrieb einer Biogasanlage 1 ohne,9 Prozessoptimierung Gewinn [ ],8,7,6,5,4,3,2, mit 1 Prozessoptimierung,9 Gewinn [ ],8,7,6,5,4,3,2,

19 Verlauf der Einzahlungen und Auszahlungen bei einer Biogasanlage Auszahlung Auszahlung +5% Einzahlung Einzahlung +5% Kontostand Einz. +5%, Ausz. Kontostand Einz., Ausz.+5%

20 Technische Universität München

21 Zusammenfassung Rohstoffproduktion ist unabhängig vom Verwendungszweck Nahrungs- und Energiepreise beeinflussen die Agrarpreise Biokraftstoffherstellung steht in Konkurrenz zum Nahrungsmarkt und zu den Importen Biogas aus Futterpflanzen ist voll vom NaWaRo-Bonus abhängig EEG 29 insb. Güllebonus verbessert die Wettbewerbskraft von Biogas Biogasanlagen müssen optimiert werden (neues Verfahren) Wärmeerzeugung, speziell aus Holz, ist ökonomisch und ökologisch günstig einzustufen

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