Kurzumtriebsplantagen

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1 Kurzumtriebsplantagen Chancen und Betätigungsfelder für kommunale Bioenergieprojekte Tobias Peschel BBE-Praxisseminar Bioenergie für Kommunen April 2013

2 Gliederung KUP - Chancen und Betätigungsfelder für kommunale Bioenergieprojekte (1) Vorstellung Lignovis GmbH (2) Kurzumtriebsplantagen (KUP) allgemein und Nutzungspfade (3) Vorteile von Kurzumtriebsplantagen (4) Produktionskosten, Vergleichsbrennstoffe und Vergütungen (5) Kurzumtriebsplantagen als integraler Teil des Rohstoffportfolios (6) Zusammenfassung 2

3 Lignovis GmbH Ihr Partner für Entwicklung und Realisierung von Energieholzprojekten Lignovis GmbH: Entwicklung von Kooperationskonzepten zwischen Landwirten und Holzverbrauchern Etablierung von über 500 ha KUP in vier EU-Ländern (bis 2012) Einsatz und Bewertung von mehr als 40 Pappel- und Weidensorten sowie Robinie, Eukalyptus, Erle und weiteren heimischen Baumarten Leistungen: Entwicklung und Realisierung von Rohstoffversorgungskonzepten für Bioenergieprojekte Erstellung standortangepasstes Plantagenkonzept (Sortenwahl, Pflanzverband, Erntesystematik etc.) Projected biomass trade flowsin 2020 Potential biomass export regionsin 2020 Potential biomass import regionsin 2020 Erzeugung und Bereitstellung von zertifizierten Pappel- und Weidenpflanzgut Dienstleistungen mit eigener Spezialtechnik (Anpflanzung und Plantagenmanagement) 3

4 Kurzumtriebsplantagen allgemein Pappeln und Weiden sind Europas Energiepflanzen der Zukunft Anpflanzungen von schnellwachsenden Bäumen (insbesondere Pappeln und Weiden) in hoher Pflanzdichte (~ Bäume pro Hektar) auf landwirtschaftlichen Flächen Etablierung mit Spezialmaschinen und Bewirtschaftung der Plantagen nach guter landwirtschaftlicher Praxis Ernte aller 3-4 Jahre im Winter möglich (Bereitstellung als Hackschnitzel oder Ganzstamm) Wiederaustrieb der Wurzelstöcke mit höheren Zuwächsen Mindestens 5 Ernten mit einer Anpflanzung durchführbar (ca. 20 Jahre) 4

5 Kurzumtriebsplantagen allgemein Nach 4 Monaten Nach 14 Monaten Nach 14 Monaten 5

6 Kurzumtriebsplantagen allgemein Ernte nach 3 Jahren 6

7 Verwendung Kurzumtriebsplantagen-Holz Holz aus KUP eröffnet vielfältige Nutzungspfade für Kommunen Direkte energetische Nutzung von KUP-Holz (1) Holzhackschnitzelheizungen für öffentliche Einrichtungen (Schulen, Schwimmbäder, Verwaltungsgebäude, etc.), Unternehmen und Privathaushalte (2) Biomasseheizwerke zur Versorgung von Nah- und Fernwärmenetzen (3) Biomasseheizkraftwerke nach EEG zur Strom- und Wärmeproduktion Co-firing in Kohlekraftwerken zur Stromproduktion Indirekte energetische Nutzung Pelletwerke für Holzpelletproduktion Bioraffinerien für Kraftstoffproduktion Stoffliche Nutzung Spanplattenwerk für Spanplattenproduktion Bioraffinerie für chemische Grundstoffe 7

8 Vorteilhaftigkeit Kurzumtriebsplantagen Effektiver Beitrag zu lokaler Wertschöpfung sowie Klima-, Umwelt- und Bodenschutz Exzellentes Umwelt- und Klimaschutzpotential im Vergleich zu einjährigen Energiepflanzen Wichtiger lokaler Beitrag zu Umwelt- und Klimaschutz Klima Höherer Artenreichtum im Vergleich zu intensiven landwirtschaftlichen Kulturen Erhöhung der Biodiversität und Strukturvielfalt der regionalen Land(wirt)schaft Umwelt Ernte im Winter nach mehrjähriger Wuchsdauer Effektiver Erosionsschutz und nahezu kein Nährstoffentzug der Böden Boden Sehr niedriger Bewirtschaftungsaufwand und kein Düngemittelbedarf Trink- und Grundwasserschutz sowie geringer Betriebsmitteleinsatz der Landwirte Auch schwache Standorte meist gut geeignet Effiziente Nutzung regionaler Flächenpotentiale Lokale Erzeugung von Primärenergieträgern Erhöhung der lokalen Wertschöpfung und Versorgungssicherheit Lokale Wertschöpfung 8

9 Klimaschutz durch Kurzumtriebsplantagen Maximale CO 2 Einsparung pro Hektar zu minimalen Kosten Klimaschutz: Auf KUP basierende Wertschöpfungsketten ermöglichen eine vielfach höhere CO 2 -Vermeidung als andere Energiepflanzen CO 2 -Vermeidungskosen betragen nur ein Bruchteil im Vergleich zu Biokraftstoffen und Biogas Legende: Quelle: Eigene Darstellung basierend auf WBA (Wissenschaftlicher Beirat Agrarpolitik beim BMELV) Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung Empfehlungen an die Politik 9

10 Preis und Kostenstruktur KUP Produktionskosten KUP-Holz zwischen 90 und 115 /t atro frei Werk realistisch Annahmen: Etablierungskosten (einschließlich Flächenvorbereitung) 2300 /ha Erntezyklus 3 a Rekultivierung (am Ende der Lebenszeit) 750 /ha Laufzeit 18 a Unkrautkontrolle Anpflanzungsjahr 200 /ha Anzahl Ernten 6 Unkraukontrolle nach jeder Ernte (außer letzte) 100 /ha Ernte & Transportkosten 40 /tatro Sonstige jährliche Kosten (Management, Administration, etc.) 20 /ha/a Szenarien: Standard Ertragsstark Ertragsarm Markteintritt Durchschnittler jährlicher Zuwachs 11 tatro/ha/a 13 tatro/ha/a 9 tatro/ha/a 11 tatro/ha/a Flächenkosten/ Ertrag Landwirt (vor Betriebsprämien) 400 /ha/a 400 /ha/a 300 /ha/a 600 /ha/a Spezifische Kosten: Spezifische Flächenkosten/ Ertrag Landwirt 36,4 /tatro 30,8 /tatro 33,3 /tatro 54,5 /tatro Spezifischer Ernte- & Transportkosten 40,0 /tatro 40,0 /tatro 40,0 /tatro 40,0 /tatro Spezifische Kosten Plantagenmangament & sonstiges 5,4 /tatro 4,8 /tatro 6,1 /tatro 5,4 /tatro Spezifische Etablierungs- & Rekultivierungskosten 15,4 /tatro 13,0 /tatro 18,8 /tatro 15,4 /tatro Preis geliefert frei Anlage (10 km Entfernung) 97,1 /tatro 88,6 /tatro 98,3 /tatro 115,3 /tatro Spezifische Flächenkosten/ Ertrag Landwirt Spezifischer Ernte- & Transportkosten Spezifische Kosten Plantagenmangament & sonstiges Spezifische Etablierungs- & Rekultivierungskosten 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Standard Ertragsstark Ertragsarm Markteintritt * Szenarienberechnung zu nominellen Kosten, Etablierung zu 100% EK (ohne Opportunitätskosten) 10

11 Einordnung KUP Preise - Endverbraucher KUP-Hackschnitzel sind bereits heute gegenüber Heizöl und Gas konkurrenzfähig Preisentwicklung Referenzbrennstoffe frei Endverbraucher: Vergleich KUP Hackschnitzel: Quelle: C.A.R.M.E.N. Energieholz Index, [ ] Brennstoff Referenzpreis 2012/13 Zahlungsfähigkeit für KUP Hackschnitzel* Holzhackschnitzel (WG 35) 30 /MWh 120 / tatro Holzpellets 50 /MWh 210 / tatro Erdgas 70 /MWh 300 /tatro Heizöl 85 /MWh 370 /tatro Hackschnitzelpreise dauerhaft niedriger als Heizöl und Gas für kleine Abnehmer Höhere spezifische Investitionskosten für Holzhackschnitzelkessel Weiterer Preisanstieg der fossilen Brennstoffe erwartet Auch mit zusätzlicher Trocknung (~15 /t atro ) liegen derzeitige KUP Preise unter Hackschnitzelpreis KUP Hackschnitzel zu konkurrenzfähigen Preisen für Endverbraucher lieferbar * Referenzpreis basierende auf Energiegehalt einschließlich Trocknungsabschlag von 15 /tatro, zusätzliche Investitiopns- und Betriebskosten werden nicht betrachtet, Energiegehalt KUP HS: 4,5 MWh/ tatro 11

12 Einordnung KUP Preise EEG BHKWs Höchste Einspeisevergütung für KUP Holz in EEG Anlagen EEG Vergütung für eingespeisen Strom aus fester Biomasse Bemessungsleitsungsklassen: bis bis bis bis bis [kw e l] Grundvergütung a : 14,3 12, [ct/kwh] Boni: Einsatzstoffvergütungsklasse I b [ct/kwh] abweichend für Waldrestholz & Rinde 6 6 2,5 2,5 0 [ct/kwh] Einsatzstoffvergütungsklasse II c [ct/kwh] a für Strom aus Biomasse gemäß der Biomasseverordnung (kein Altholz), zu mind. 60% (25% im 1. Jahr) in Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt b Holz aus KUP, Miscanthus, Gras, Getreide (Ganzpflanze), Waldrestholz & Rinde (abweichende Vergütung) c Holz aus Öko - KUP(nicht auf Grünflächen, Naturschutzgebieten oder Natura2000; Fläche kleiner als 10 ha), Landschaftspflegematerial Anteilige Vergütung Einstverkl. I 20,3 18, [ct/kwh] für Waldrestholz & Rinde 20,3 18,3 13,5 13,5 6 [ct/kwh] Anteilige Vergütung Einstverkl. II 22,3 20, [ct/kwh] KUP Holz als EVK II: Als Einsatzstoffvergütungsklasse II (EVK II) erhalten Hackschnitzel aus Öko -KUP die höchste Einspeisevergütung in EEG Anlagen Einspeisevergütung für EVK II signifikant höher als andere Nawaro für EEG 2012 KUP Holz in EEG 2012 Anlagen ermöglicht 40% höhere Erlöse gegenüber Waldrestholz 12

13 Einordnung KUP Preise EEG BHKWs Mit steigender Anlagenleistung steigt die zusätzliche Zahlungsfähigkeit für KUP Zahlungsfähigkeit für KUP: Die höhere Vergütung für Strom aus Öko KUP Holz erhöht die Zahlungsfähigkeit des Anlagenbetreibers gegenüber anderen Nawaro Aufgrund der gestaffelten Vergütungssätze profitieren insbesondere große Anlagen vom Einsatz von KUP im EEG 2012 Einsatz von KUP insbesondere für größere Anlagen konkurrenzlos attraktiv Fallstudie BHKW (5MW el & 10 MW th ): Zusätzliche Zahlungsfähigkeit für Öko KUP gegenüber: Waldrestholz & Rinde: Einsatzstoffvergütungsklasse I: Andere Nawaro: 57 /t atro 42 /t atro 90 /t atro Bedeutend höhere Zahlungsfähigkeit für KUP 13

14 Quelle: EUWID Neue Energien 2012a Quelle: Euwood; Darstellung: Lignovis Einordnung KUP Preise - Marktentwicklung Zunehmende Konkurrenz um begrenzte Biomasseressourcen Entwicklung des Energieholzmarktes: Entwicklung Holzverbrauchs in Europa: Mehr als 50% der heute in Europa genutzten erneuerbaren Endenergie basiert auf Holz Anstieg der Holznachfrage aufgrund steigender Preise fossiler Rohstoffe und ambitionierter politischer Ziele (CO 2 Einsparung) Bioenergie weist größtes absolutes Wachstum der Erneuerbaren Energien in Europa aus (basierend auf NREAPs von 85 Mio t OE in 2015 auf 215 Mio t OE 2020 Primärenergie) Potentiale für Wald- und Altholz schon weitgehend genutzt Zusätzliche Potentiale für Landschaftspflegematerial begrenzt und Mobilisierung mit hohen Kosten verbunden Wandlung vom Status eines Reststoffes zu einem begehrten Rohstoff innerhalb weniger Jahre Biomassenutzer müssen sich langfristig auf signifikante Preissteigerungen und Rohstoffengpässe einstellen Entwicklung Durchschnittspreise von Altholzkontingenten in Deutschland: 14

15 KUP im Rohstoffportfolio KUP stabilisiert effektiv die langfristige Rohstoffversorgung Vorteile dezidierter Energieholzproduktion: KUP erhöhen innerhalb kurzer Zeit das regionale Biomasseangebot signifikant und langfristig stabil KUP entlasten traditionelle Holzquellen (z.b. Naturwälder) und schützen vor überhitzten Märkten KUP diversifizieren das Rohstoff- und Lieferantenportfolio KUP Holz Angebot ist unabhängig von Entwicklungen der traditionellen Holzindustrie (kein Koppel- bzw. Abfallprodukt) Langfristige Kooperationen mit Landwirten ermöglichen stabile Preisentwicklungen und Liefermengen Herkunftsnachweis von KUP Holz ist transparent und eindeutig Energieholzplantagen sind in Deutschland die einzige Holzquelle, die noch substanzielles Wachstumspotential und langfristige Preisstabilität bieten kann. 15

16 Fallbeispiele anteiliger KUP-Versorgung Lokale Rohstoffproduktion sichert Wärmeprojekte langfristig ab Fallbeispiel Nahwärmenetz MWh/a: Wärmebedarf von MWh pro Jahr für öffentliche Einrichtungen (entspricht etwa 500 Haushalten) Deckung von 50 % des jährlichen Holzhackschnitzelbedarfs benötigt Bewirtschaftung von etwa 90 ha KUP Etablierungskosten für KUP ( ) entsprechen etwa 10% des Anlageninvestition (2 Mio ) Kooperationen mit Landwirten ermöglicht Aufbau einer dezidierten Biomasseproduktion Feste Holzversorgung von 50% sichert zuverlässig gegen Preiserhöhung und Rohstoffengpässen über gesamte Anlagennutzungsdauer Fallbeispiel Nahwärmenetz mit 50% Versorgung durch KUP Wärmebedarf: MWh/a Anteil KUP 50 % Installierte thermische Leistung Holzkessel 1,6 MW th KUP HS Bedarf 980 t atro /a Grundlastabdeckung 75 % Zuwachsleistung 11 t atro /ha/a Wirkungsgradverlust Kessel und Netz 15 % Flächenbedarf 89,1 ha Spitzenlast- und Redundanzkessel Gas 3,0 + 2,1 MW th Rotationsdauer 3 Jahre Heizwert Holzhackschnitzel 4,50 MWh/t atro Jähliche Erntefläche 29,7 ha Holzhackschnitzelbedarf t atro /a Etablierungskosten KUP /ha Investitionskosten: 2 Mio Gesamtinvest KUP / ha Anteil KUP Investitionskosten an Anlageninvestitionskosten: 10,2% 16

17 Fallbeispiele anteiliger KUP-Versorgung KUP Versorgung ermöglicht langfristig höchste Erlöse für EEG 2012 Anlagen Fallbeispiel EEG 2012 Biomasseheizkraftwerk: Biomasseheizkraftwerk mit 5 MW el und 10 MW th (3.500 Haushalte) Deckung von 25 % des jährlichen Holzhackschnitzelbedarfs benötigt Bewirtschaftung von etwa 700 ha KUP Etablierungskosten für KUP (1.6 Mio ) entsprechen etwa 8% des Anlageninvestition (20 Mio ) Kooperationen mit Landwirten ermöglicht Aufbau eines KUP Clusters Feste Holzversorgung von 25% sichert zuverlässig gegen Preiserhöhung und Rohstoffengpässe über gesamte Anlagennutzungsdauer Absicherung der höchsten Vergütungssätze für EVK II Fallbeispiel EEG Biomasseheizkraftwerk mit 25% Versorgung durch KUP Installierte elektrische Leistung 5 MW el Anteil KUP 25 % Installierte thermische Leistung 10 MW th KUP HS Bedarf t atro /a Betriebsstunden 7000 h/a Zuwachsleistung 11 t atro /ha/a Gesamtwirkungsgrad 75 % Flächenbedarf 707,1 ha Heizwert Holzhackschnitzel 4,5 MWh/t atro Rotationsdauer 3 Jahre Holzhackschnitzelbedarf t atro /a Jähliche Erntefläche 235,7 ha Etablierungskosten KUP / ha Investitionskosten: 20 Mio Gesamtinvest KUP / ha Anteil KUP Investitionskosten an Anlageninvestitionskosten: 8,1% 17

18 Kooperation für KUP-Anbau Anlagenbetreiber und Landwirte profitieren von Kooperation Anbausituation KUP: Nur etwa ha KUP in Deutschland Zurückhaltung der Landwirte bei KUP Anbau (fehlende Erfahrung, unklare Absatzsituation, steigende Pachtpreise, hohe Anfangsinvestitionen, etc.) Hohes Kostenoptimierungspotential für KUP in Schwerpunktregionen (> 100 ha) Kooperation mit regionalem Partner erhöht Bereitschaft für KUP Anbau Kooperation von Kommunen, Biomasseanlagen und Landwirten Langfristige Abnahmeverträge bzw. Abnahmeoptionen bieten Investitionssicherheit für Landwirte Gesicherte Rohstoffversorgung bietet Investitionssicherheit für Biomasseanlage Beteiligung der Biomassenutzer (z.b. an Etablierung) am Aufbau einer KUP Schwerpunktregion Einbringung städtischer Liegenschaften und Nutzung lokaler Netzwerke zum Aufbau einer KUP Schwerpunktregion Kooperation sichert die langfristige Versorgung und Erfolg des Projektes 18

19 Zusammenfassung KUP als idealer Eckpfeiler für kommunale Bioenergieprojekte KUP zur Versorgung kommunaler Energieprojekte KUP leistet effektiven Beitrag zur lokalen Wertschöpfung sowie zum Klima-, Umwelt- und Bodenschutz KUP bietet die einzige Möglichkeit das lokale Holzangebot schnell, nachhaltig und signifikant zu erhöhen KUP Holz lässt sich für kommunale Zwecke in Holzhackschnitzelheizungen, Heizwerken und Heizkraftwerken einsetzen KUP Holz ist wirtschaftlich konkurrenzfähig im Wärmebereich (z.b. einzelne Gebäude und Nahwärmenetze) KUP Holz bietet höchste Vergütungen für Biomasseheizkraftwerke nach EEG (in EEG 2012 Anlagen 40% mehr im Vergleich zu Waldrestholz) In Kooperation mit Landwirten und öffentlichen Einrichtungen kann eine dezidierte Energieholzproduktion aufgebaut werden 19

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21 Back UP 21

22 Back UP Praxisbeispiel KUP Einsatz Energiezentrale Viessmann Werke Anbausituation KUP: Mawera FSR 1200 Heizkessel (1.105 kw th ) mit ORC Turbine 191 kw el Produktion von > 7 GWh th+el mit Holzhackschnitzeln in 2012 (52% KUP Holz) Lagerung und Lufttrocknung des KUP Holzes (als Ganzstamm bzw. grobe Hackschnitzel Mieten) Anteil Holzhackschnitzel aus eigener KUP Produktion 02/2013: Momentan wird ein Anteil von 75% KUP Hackschnitzel eingesetzt 22

23 Back UP Anforderungen der Akteure Landwirtschaftsbetrieb/ Erzeugergemeinschaft Kraftwerksbetreiber/ Projektentwickler Sicherstellung eines attraktiven Absatzmarktes über Nutzungsdauer der Plantage Langfristig sichere Rohstoffversorgung zu berechenbaren Preisen Amortisation der vergleichsweise hohen Investitionskosten (Plantagenetablierung) Rentabilität vergleichbar mit konventionellen Anbau bzw. höher aufgrund geringer Maschinenauslastung (extensive Bewirtschaftung) Entwicklung eines tiefen Angebotsmarktes Kosteneffiziente Bereitstellung von qualitätskonformen Brennmaterial Positive öffentliche Wahrnehmung (z.b. durch regionale Wertschöpfung und ökologische Rohstoffproduktion)

24 Back UP Optionen für Kooperationen zwischen Landwirt und Kraftwerksbetreiber (1) Langfristiger Anbau- und Abnahmevertrag mit Landwirt Vergütung der langfristig vereinbarten Liefermengen KUP Kraftwerksbetreiber/ Projektentwickler Landwirtschaftsbetrieb/ Erzeugergemeinschaft Einbringung der Agrarfläche sowie Flächenvorbereitung und Plantagenpflege Finanzierung der Etablierungskosten (EK oder FK)

25 Back UP CO 2 Bilanz KUP Vergleich mit annuellen Kulturen Vergleich Flächenertrag KUP: Zuwachs von 11 tatro/ha/a = 50 MWh Festbrennstoff pro ha KUP = 5000 l Heizöl = m³ Erdgas = kg Braunkohlebriketts 25

26 Disclaimer The document is incomplete without reference to, and should be viewed solely in conjunction with the oral briefing provided by Lignovis. Certain statements that are included in this presentation are forwardlooking in nature. There are associated risks and uncertainties inherent in such statements and actual results may differ materially from those expressed or implied by the forward-looking statements. Lignovis doesn t assume any liability for those statements. There is no requirement or obligation for Lignovis to update these forward looking statements. 26