Förderung der Strohnutzung in Deutschland

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1 Förderung der Strohnutzung in Deutschland Dr.-Ing. Andreas Schütte (FNR) Seite: 1

2 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) Funktion: Zentrale Koordinierungsstelle für den Bereich Nachwachsende Rohstoffe in Deutschland Gründung: Oktober 1993 Standort: Gülzow bei Güstrow Förderung: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) Mitglieder: 70 Mitarbeiter: 76 Seite: 2

3 Aufgaben der FNR Information / Beratung FuE Förderung Öffentlichkeitsarbeit EU-Aktivitäten Seite: 3

4 Arbeitsschwerpunkte Erneuerbare Energien aus Biomasse Werkstoffe und BAW aus Nachwachsenden Rohstoffen Bauen mit Nachwachsenden Rohstoffen Schmierstoffe aus Pflanzenölen Biokonversion Verbraucherinformation Ziele verstärkte Markteinführung NaWaRo, Sicherheit und Nachhaltigkeit der Energieversorgung Seite: 4

5 Endenergiebereitstellung aus EE in Deutschland - Jahr 2011 Gesamte der Biomasse einschl. Biokraftstoffe:aus67 % der EE; Struktur Endenergiebereitstellung erneuerbaren Beitrag der Biomasse im Jahr 2010: % der EE Energien in Deutschland im Jahr * Grund: Entwicklungen in den Bereichen Wärme und Biokraftstoffe Gesamt: 294,6 TWh biogene Brennstoffe, Wärme: 42,9 % biogene Kraftstoffe: 11,6 % Geothermie: 2,2 % Wasserkraft: 6,6 % Solarthermie: 1,9 % Photovoltaik: 6,4 % biogene Brennstoffe, Strom: 12,5 % Windenergie: 15,8 % gesamte Biomasse*, einschl. biogene Kraftstoffe: 67 % * Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; 1 TWh = 1 Mrd. kwh; Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Stand: März 2012; Angaben vorläufig Seite: 5

6 Energetische Nutzung von Stroh Im Jahr 2011 beträgt die EU-27-Ernte ca. 280 Mio. t Getreide, Nutzbares Strohpotenzial: 56 Mio. t oder etwa. 900 PJ/a (Annahmen: 20 % des Aufkommens, Korn/Stroh-Verhältnis: 1), Stroh hat das Potenzial eines wichtigen Energieträgers! Durch die Bereitstellung von Stroh zur energetischen Nutzung können landwirtschaftliche Betriebe profitieren, aber Kreisläufe der Bodennährstoffe dürfen nicht beeinträchtigt werden, Die energetische Nutzung von Stroh wird zur Zeit noch teilweise durch rechtlichen, technischen und umweltrelevanten Problemen behindert! Seite: 6

7 Strohpotenziale 2011 nach TLL Getreide-Stroh 36,9 554 Körnermais-Stroh 4,5 68 Raps-Stroh 3, , Gesamt Energetische Verw. in % 5 S.-Mio. t PJ bez. auf TM - - 4, , , Berü Berückcksichtigung der Humusbilanz Zum Vergleich: Energetische Nutzung von Holz und produkten 2005 und 2010* Nutzung von Energieholz Menge Mio.t TM * 23* Quellen: TLL, *BMELV: Holzmarktbericht 2010, AGEEStat PJ bez. auf TM StrohPotenziale S.-Mio. t PJ bez. auf TM Energieholznutzung Strohernte PJ bez. auf TM Seite: 7

8 Einsatzbereiche für Stroh Landwirtschaftliche Nutzung: Nährstoffrückführung und Erhalt der Humusbilanz, Einstreu bei der Tierhaltung (insbesondere Pferde), Futtermaterial Stoffliche Nutzung Nutzung als Lignocelluloselieferant (z.b. Bioraffinerie), Dämmstoff, Plattenherstellung und Baustoff, Holzwerkstoffindustrie Energetische Nutzung thermische Konversion: Wärme, KWK, Biokraftstoffe, Fermentationsprozesse (nach Aufbereitung): Biogas, Bioethanol Seite: 8

9 Energetische Nutzung von Stroh und halmgutartigen Stoffen Umwandlung Zwischenprodukte Physik.-chemisch Feste Biobrennstoffe Verarbeitung Produkt Thermochemisch Produktgas, Pyrolyseöl, Koks Kraft Bioethanol (nicht Stand der Technik*) Energie Biochemisch Kraftstoffe, Brennstoffe, Rohstoffe z.b. Regelbrennstoffe der 1. BImSchV Synthese Biomasse: Stroh Edukt Bioenergieforschung zur Strohnutzung schließt Forschung, entlang der gesamten Kette ein! * Bioethanol der 2. Generation (BtL) Seite: 9

10 Projektförderung BMELV-Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe 2012: 59 Mio. Energie- und Klimafond der Bundesregierung 2012: 3,25 Mio. BMU-Förderprogramm Energetische Biomassenutzung 2012: 0,8 Mio. Seite: 10

11 Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben mittlerweile >2.000 geförderte Projekte Jährlich rund 450 laufende Projekte Markttaugliche Produkte und Technologien im Bereich der Bioschmierstoffe Bau- und Dämmstoffe Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen Bioenergie Seite: 11

12 Stand der Technik: Energetische Nutzung von Stroh Feste Biobrennstoffe / Strom-/Wärmeerzeugung Stand der Technik, aber mit Hemmnissen; Gasförmige Energieträger (Biogas) Nicht Stand der Technik, FuE-Bedarf Flüssige Biokraftstoffe/Bioenergieträger Nicht Stand der Technik, FuE-Bedarf Seite: 12

13 Verbrennungstechnische Eigenschaften von Stroh Feuerungstechnisch gesehen ist hinsichtlich der thermochemischen Wandlung Stroh ein schwieriger Brennstoff: Gefahr eines unvollständigen Ausbrands: hohe Verweilzeiten, Anpassung der Luft- und Brennstoffzufuhr im Brennraum notwendig, Etwas niedrigere Effizienz der Anlagen (Wirkungsgrad), Hohe Asche- (bis zu 10 M.-%) und Chlorgehalte (0,2 bis 1 M.-%), Korrosionsgefahr bei Unterschreitung des Taupunktes der Abgase, Niedrige Ascheschmelztemperatur (meist deutlich unter 900 C), Verschlackungen möglich - hoher Wartungsbedarf, Erhöhte Emissionen: Staub /Feinstaub und Kohlenmonoxid, insbesondere bei diskontinuierlicher Betriebsweise Genehmigungsproblematik. Seite: 13

14 Projekte / Förderschwerpunkte zur Energetischen Nutzung von Stroh Feste Biobrennstoffe: Das BMELV hat zwischen FuE-Projekte zur energetischen Nutzung von alternativen Biobrennstoffen/ Strohpellets mit 2 Mio. unterstützt (Bekanntmachung). Förderschwerpunkte 2003: - Nachweis der Genehmigungsfähigkeit der Feuerungsanlagen, - Fortschreibung des Standes der Technik zur Verbesserung der Anlagenparameter sowie - deutliche Reduzierung der Abgasemissionen durch primäre (feuerungstechnische) und sekundäre (anlagenunabhängige) Maßnahmen. Die Ergebnisse wurden vom Verbund-Koordinator TLL ausgewertet und veröffentlicht Seite: 14

15 Projekte / Förderschwerpunkte zur Energetischen Nutzung von Stroh Feste Biobrennstoffe: Förderschwerpunkte 2012: - Entwicklung umweltfreundlicher, effizienter und wirtschaftlicher Biobrennstoffe zur Wärmeerzeugung als Alternative zu Holzbrennstoffen Reduzierung der Schadstoffemissionen; - Qualitätsanforderungen für alternative Regelbrennstoffe / Referenzbrennstoffe ( 3, Abs.1, Nr. 8 und Nr. 13 der 1. BImSchV (Mischbrennstoffe)); - Umweltverträglichkeit von Kleinfeuerungen der 1. BImSchV sowie Energieerzeugungsanlagen mit alternativen Biobrennstoffen; Projekte mit Themenschwerpunkt Stroh: - Eignung und Optimierung von Halmgutpresslingen für kleine und mittlere Feuerungsanlagen, Vorhaben der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL), FKZ: 07NR042; - Strohheizkraftwerk Gronau, 25 MW FWL: 5 MWel, geplant ist eine 8 MWth Nutzwärme-Auskopplung (Fernwärme) Projektphase: Variantenvergleich, Vorplanung erfolgt ggf Seite: 15

16 Projekte / Förderschwerpunkte zur Energetischen Nutzung von Stroh Gasförmige Energieträger (Biogas): Förderschwerpunkte 2012: - Prozessoptimierung, Wirksamkeit von Zuschlagstoffen (Spurenelemente, Enzyme), Messen-Steuern-Regeln, Mikrobiologie, Biogasaufbereitung, Nutzung von Gärrückständen - Züchtung und Anbau von Energiepflanzen für die Biogaserzeugung, Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen (z.b. Landschaftspflegematerial, Pferdemist), Einsatz stickstoffreicher Substrate (Futtergräser, Leguminosen, Geflügeldung) Projekte mit Themenschwerpunkt Stroh: - Einstufige Feststoffvergärung mittels Dynamischer Perkolation (hier: Einsatz Festmist, Stroh, Landschaftspflegematerial) PN: HAWK, ATB, Sauter Biogas GmbH - Ein Vorhaben zum verbesserten Aufschluss von Stroh für die Vergärung befindet sich zz. in der Antragsprüfung Seite: 16

17 Projekte / Förderschwerpunkte zur Energetischen Nutzung von Stroh Flüssige Biokraftstoffe: Projekte /Förderschwerpunkte 2012: - Innovative Ansätze zur Effizienzsteigerung sowie zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei Biokraftstoffaltanlagen, - Demonstrationsvorhaben für innovative Produktionsverfahren. Ausgewählte Projekte mit Themenschwerpunkt Stroh: - Vorhaben Bioliq : Synthesekraftstofferzeugung aus Biomasse - Erzeugung und Vergasung von Slurrys durch Schnellpyrolyse bzw. Hochdruckflugstromvergasung und Kraftstoffsynthese aus Biomasse - Bauabschnitt III und IV: Gasreinigung und Kraftstoffsynthese, Vorhaben des KIT, FKZ: 09NR128 III. Projektphase läuft z.z., Inbetriebnahme der Pilotlinie mit Vergasungsanlage, 5 MW Nennleistung bei 80 bar, ist im Sommer 2012 geplant. Seite: 17

18 Biomass to Liquid (BtL) der KIT-bioliq -Prozess Quelle: KIT, Seite: 18

19 Beispiel dezentrale Wärmeversorgung mit Stroh als Biobrennstoff Modellvorhaben für die Versorgung insbesondere ländlicher Kommunen über Nahwärmenetze aus alternativen Energiequellen Ziel: Wärmeversorgung am Standort Gülzow-Prüzen Wärmeabnehmer: FNR (Gutshaus), LFALF M-V (6 Objekte) Kriterien: - CO2-Einsparung mindestens 58 % (225 t/a) gegenüber Heizöl; - Leistung/Wärmelieferung: ca. 912 kw/1.700 MWh/a; - Wirtschaftliche Nutzung naturbelassener Biomasse der Region Auftragnehmer: Landgesellschaft M-V GmbH; Anlage/Hersteller: Stroh-Heizkraftwerk/Anlage der Fa. LINKA Seite: 19

20 Marktgängige Feuerungsanlagen Wärmeerzeugung mit Stroh Anlage vom Typ LIN-KA, LINKA Strohballenaufbereitung / Brennstoffförderung Quellen: LINKA, Helbig GmbH Seite: 20

21 Projekt Heizhaus Gülzow, Schaltschema Wärmeerzeugung Quelle: Landgesellschaft M-V mbh Seite: 21

22 Ausblick der energetischen Nutzung von Stroh Aktuelle Entwicklungen bei der energetischen Nutzung von Stroh u.a. mit Konditionierung des Strohs/ Mehrstufenkonversion : - - Dezentrale Energieversorgung: KWK (Dampfkraftprozess), Pyrolyse-, Vergasungsverfahren; Feste Bioenergieträger: Pelletierung, Torrefikationsverfahren; Gasförmige Energieträger (Biogas); Flüssige Bioenergieträger: BtL-Kraftstoffe der 2. Generation - Bioliq -Prozess des KIT (BtL/bioliqSynCrude ); Enzymatische Verfahren zum Einsatz von Stroh in der Bioethanolproduktion. Noch offen: Erhöhung der Umweltverträglichkeit mit Reduzierung der betriebsbedingten Abgasemissionen; Schließung der Nährstoffkreisläufe bei der Intensivierung der Strohnutzung für Energieerzeugung! Seite: 22

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Hofplatz Gülzow-Prüzen, Deutschland Tel: +49(0)3843/6930-0, Fax: +49(0)3843/ info@fnr.de Internet: Besuchen Sie unseren Internetportal: Seite: 23