Globale Perspektiven in der Nutzung von Bio-Energie Dr. Waldemar Gruber Landwirtschaftskammer NRW, Bonn

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1 Globale Perspektiven in der Nutzung von Bio-Energie Dr. Waldemar Gruber Landwirtschaftskammer NRW, Bonn 1 Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber

2 Dr. Waldemar Gruber Aktuelle Entwicklung

3 Globale Flächennutzung für Nahrung und nachwachsende Rohstoffe 2008 Dr. Waldemar Gruber

4 Verwendung von geernteter Agrar- und Forstbiomasse weltweit Dr. Waldemar Gruber

5 Fleischverbrauch ausgewählter Länder pro Kopf und Jahr Dr. Waldemar Gruber

6 Der globale Flächenfußabdruck pro Einwohner (inländische Fläche + ausländische Fläche Export) Europa 1,3 ha China/ Indien < 0,4 ha Über 50 % der für die Produktion von in Europa konsumierten Agrarund Forstgütern benötigten Fläche liegt außerhalb des europäischen Kontinents. (nach Lugschitz et al., 2011) Dr. Waldemar Gruber

7 Dr. Waldemar Gruber

8 Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland (ha): ha 15,1 % der LF 21,3 % der AF Dr. Waldemar Gruber

9 Kraftstoffe

10 Dr. Waldemar Gruber

11 Dr. Waldemar Gruber

12 Dr. Waldemar Gruber

13 Verbrennung

14 Energieverbrauch einer Person in Deutschland Heizung 53% Warmwasser 8% Strom 8% Auto 31% Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 14

15 Dr. Waldemar Gruber

16 Biogas

17 Biogasanlagen in NRW Dr. Waldemar Gruber

18 Substrateinsatz Einsatzhäufigkeit (%) Substratanteil (%) n = 196 Biogasanlagen t Substrat 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% 60% 55% 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 96,9% 45,3% Silomais 67,3% 18,3% Schweinegülle 51,0% 13,8% Rindergülle 45,9% 5,9% Rindermist 40,3% 31,1% 24,5% 2,7% 1,6% 2,1% 1,2% 1,2% 1,9% Grünroggen Grassilage Hähnchenmist GetreideGPS Quelle: Biogas-Betreiberdatenbank NRW, Stand ,4% 18,9% 18,4% 15,8% 14,8% 14,3% Zwischenfrüchte Substratanteil: Wirtschaftsdünger: 44 % NawaRo: 56 % Zuckerrüben Schweinemist 12,2% 11,7% 8,2% 4,6% 0,6% 1,4% 1,0% 0,4% 0,7% 0,7% 0,6% 1,0% Putenmist Legehennenkot Getreidekörner Pferdemist sonst. NawaRo sonst. Wirtschaftsdünger Pflanzliche Nebenprodukte 1,0% 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% 60% 55% 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Dr. Waldemar Gruber

19 Anteile am Produktionswert Landwirtschaft und Gartenbau in NRW Biogasproduktion in NRW 238 MW 8000 Std./Jahr 0,22 /KWh ~ 419 Mio. /Jahr Rindvieh 6,7 % Schweine 25,0 % Eier/Geflügel 3,8 % Sonderkulturen 12,9 % Milch 14,0 % Futterpflanzen 8,9 % Hackfrüchte 4,6 % Getreide, Öl- /Hülsenfr. 12,9 % Sonstiges 5,1 % Obst Gemüse 6,1 % Produktionswert zu Erzeugerpreisen insgesamt (Ø ) Mio. EUR Dr. H. Lopotz, LWK NRW

20 NawaRo für Biogasanlagen Dr. Waldemar Gruber

21 Spezifische Bereitstellungskosten für die Erzeugung von Energiepflanzen für Biogasanlagen [ /t] Ertragsniveau niedrig mittel hoch 2 ha 20 ha 2 ha 20 ha 2 ha 20 ha Getreide-GPS Silomais CCM Zuckerrübe Ackergräser Dauergrünland Daten: KTBL Faustzahlen Biogas 21

22 Spezifische Gaserträge von Energiepflanzen für Biogasanlagen [m³/ha] Ertragsniveau niedrig mittel hoch CH 4 /ha dt/ha CH 4 /ha dt/ha CH 4 /ha dt/ha Getreide-GPS Silomais CCM Zuckerrübe Ackergräser Dauergrünland Daten: KTBL Faustzahlen Biogas 22

23 Spezifische Kosten für die Erzeugung von Methan [ /m³ CH 4 ] Getreide-GPS Silomais CCM Zuckerrübe Ackergräser Dauergrünland 0,70 0,60 [ /kwh] 0,50 0,40 0,30 0,30 /kwh 0,20 0,10 0,00 2 ha 20 ha 2 ha 20 ha 2 ha 20 ha niedrig mittel hoch Ertragsniveau 23

24 Methanertrag pro ha [CH4/ha] [CH4/ha] % ZR- Mehrertrag 33% ZR- Mehrertrag Hektarertrag [t/ha] Rübe Mais 24

25 Anforderungen an den Standort Zuckerrübe Mais Keimung ab 5 C bis 6 C, Optimum 10 C bis 12 C Temperaturen von 20 C sind für die Ertragsbildung am günstigsten (kühle Nächte und warme Tage ab Mitte August erhöhen den Zuckergehalt Rübe kann kurze Nachtfröste bis -5 C gut überstehen Keimung 9 C bis 10 C, Spätfröste von -2 C bis 5 C verursachen ein Abfrieren der gebildeten Blätter Die für das Kornwachstum wichtige Translocation der Assimilate (EndeAugust/Anfang September) findet bei Temperaturen < 12 C nicht mehr statt, Optimum 20 C Fröste von -1 C bis -2 C in der Abreife bringen den Bestand zum abfrieren 25

26 Quelle: Dr. J. Holz LWK NRW 26

27 Variante CCM - Zuckerrübe Dr. Waldemar Gruber, Dr. Arne Dahlhoff 27

28 Silierung ganzer Rüben im Fahrsilo Einlagerung am Eingelagerte Masse: kg Auskleidung der Fahrsilokammer mit Silofolie rundherum Strohmatte (gehäckseltes Stroh) zum Schutz der Folie und zum Aufsaugen von Flüssigkeit Dr. Waldemar Gruber, Dr. Arne Dahlhoff 28

29 Fruchtarten Rhein-Erft-Kreis Fruchtarten NRW Sonstige; 1664; 5% Dauergrünland; 1399; 4% Futterpflanzen; 820; 2% Silomais; 641; 2% Handelsgewächse; 1302; 4% Gemüse; 1430; 4% Dauergrünland; ; 28% Sonstige; 55832; 4% Getreide; ; 44% Getreide; 18057; 51% Zuckerrüben; 8018; 23% Futterpflanzen; 36365; 2% Kartoffel; 1934; 5% Silomais; ; 10% Handelsgewächse; 77790; 5% Kartoffel; 31739; 2% Zuckerrüben; 62018; 4% Gemüse; 21932; 1% 29

30 Fruchtarten Kreis Borken Fruchtarten NRW Sonstige; 1664; 2% Sonstige; 55832; 4% Getreide; 12974; 18% Dauergrünland; 17288; 23% Kartoffel; 1882; 3% Dauergrünland; ; 28% Zuckerrüben; 674; 1% Gemüse; 1552; 2% Handelsgewächse; 889; 1% Getreide; ; 44% Futterpflanzen; 820; 1% CCM; 9353; 13% Futterpflanzen; 36365; 2% Körnermais; 3295; 4% Silomais; 23744; 32% Silomais; ; 10% Handelsgewächse; 77790; 5% Kartoffel; 31739; 2% Zuckerrüben; 62018; 4% Gemüse; 21932; 1% 30

31 Durchwachsene Silphie Dr. Waldemar Gruber

32 Durchwachsene Silphie ausdauernde mehrjährige Staudenpflanze Nutzungsdauer mindestens 10 Jahre Pflanzen durch Anpflanzung noch geringe Auflaufrate auf Grenzstandorten mit geringem Wasserhaltevermögen voraussichtlich dem Mais überlegen Ertragsniveau niedriger als Mais Dr. Waldemar Gruber

33 Staudenknöterich Dr. Waldemar Gruber

34 Staudenknöterich schnellwüchsige mehrjährige Pflanze Wachstum bis 10 cm täglich bis zu 3 Ernten jährlich Wuchshöhe bis zu 4 m Nutzungsdauer 20 Jahre Beseitigung nach der Nutzung schwierig, da es sich um eine invasive Pflanze handelt Dr. Waldemar Gruber

35 Riesen-Weizengras andere Energiepflanzen (Topinambur,Buchweizen, etc.) Dr. Waldemar Gruber

36 Riesen-Weizengras Nutzungsdauer 5 bis 7 Jahre 2 Ernten pro Jahr bei TS-Gehalt um 30% für Flächen mit ungleichmäßiger Wasserversorgung geeignet schwierige Jugendentwicklung schwache Regenrationsfähigkeit bei zu kurzem Ernteschnitt Dr. Waldemar Gruber

37 Fazit

38 Anbau der Biomasse Nachwachsende Rohstoffe bieten große Potenziale, die Vielfalt unserer Kulturlandschaft zu erweitern und die teilweise engen landwirtschaftlichen Fruchtfolgen aufzulockern. Schließlich ist die Palette der Energie- und Rohstoffpflanzen riesengroß. Noch wird sie allerdings nicht genügend ausgeschöpft, insbesondere im Energiepflanzenanbau dominieren einige wenige Arten. Ursache ist unter anderem, dass die Landwirte vorzugsweise Arten anbauen, die sie kennen und für die sie über die Erntetechnik verfügen. Energiepflanzen sind eben eine vergleichsweise junge Entwicklung in der Landwirtschaft, deren gesamte Bandbreite sich nicht von heute auf morgen durchsetzt. (BMVEL) Dr. Waldemar Gruber

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit??? 39