Biogas als Primärenergiequelle für die Energiewirtschaft

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1 Biogas als Primärenergiequelle für die Energiewirtschaft VDE-Arbeitskreises Energietechnik Dr. Bruno Schiebelsberger Biogas als Primärenergiequelle für die Energiewirtschaft 1. Rahmenbedingungen 2. Energiebedarf in Deutschland 3. Biogas Potenzial in Deutschland und Bayern 4. Biogaseinsatz und verwendung 5. Laufende Projekte von E.ON Bayern und E.ON 6. Zusammenfassung Seite 2 von 23

2 1. Rahmenbedingungen - Run auf Energie Run auf Energie + 63 % + 36 % + 33 % 2006 Seite 3 von Rahmenbedingungen - Herausforderungen ~ 60 % mehr Energie benötigen Unternehmen und Privathaushalte, bis zum Jahr 2030 im Vergleich zu heute. > 80 % des Energiebedarfs werden auch zukünftig aus Kohle, Öl und Gas gewonnen. > 1,5 Das % Energieproblem jährlich wird die Nachfrage ist für die nach Welt Erdöl so wichtig, weltweit dass steigen. die besten Köpfe und umfassende Mittel dafür eingesetzt werden müssen. ~ 100 % wird der Gasverbrauch bis zum Jahr 2030 im Vergleich zu heute steigen. ~ 3 % ist z. Zt. der Anteil von Deutschland am PEV der Welt. Club of Rome, 2. Bericht 1991 ~ 14 % Anteil am PEV werden die erneuerbaren Energien weltweit auf absehbare Zeit nicht nennenswert übersteigen. Zwei Drittel des prognostizierten Verbrauchzuwachses gehen auf das Konto von China und Indien. Seite 4 von 23

3 1. Rahmenbedingungen - Zieldreieck Quelle: Bernotat EWI / FAZ-Energiekonferenz 2007 Seite 5 von Rahmenbedingungen Ziele der Politik bis 2020 Deutschland: P Effizienz Verdoppelung der Energieproduktivität 1) P PEV: Reduzierung um ca. 20 % auf Basis 2006 P Stromerzeugung: Anteil regenerative ca % (2007 ca. 14 % von Bruttostromerz.) P Klimaschutz: Reduzierung CO 2 ca. 300 Mio. t = 35 % von 2006 EU: Basis EU-Richtlinien (Endenergieeffizienz, Energiedienstleistungen, Ökodesign) P Effizienz: Steigerung der Energieeffizienz um 20 % auf Basis 2005 P PEV Reduzierung auf Basis 2005 um 20 % Anteil regenerative Energien 20 % P Klimaschutz: CO 2 -Ausstoß um 30 % reduzieren; dabei Kernenergieeinsatz berücksichtigen 1) Energieproduktivität = BIP / PEV Seite 6 von 23

4 2. Energiebedarf - Primärenergieverbrauch 2007 (BRD) Primärenergieverbrauch (PEV) P heimische Quellen: ~ 28,5 % Gas 22,5% Steinkohle 14,4% Öl 33,9% 474 Mio. t SKE/a Regenerativ 6,6% Kernenergie 11,1% Braunkohle 11,6% ca. 70 % = Biomasse 3855 TWh/a = PJ/a = 473,6 Mio. t SKE/a Zuglänge: ca. 4-facher Erdumfang Quellen: ARGE Energiebilanzen; BMU AGEE-Stat Seite 7 von Energiebedarf - Bruttostromerzeugung in Deutschland Einsatz von ca. 40 % der Primärenergie P heimische Quellen: ~ 45 % Braunkohle 24% Steinkohle 23% 636,5 TWh Erdgas 12% Öl 1% EEG 11% sonst EE 3% Wind 54% Wasser 11% 67,1 TWh EEG PV 2% Biomasse 33% Kernenergie 22% Sonst 4% Quellen: ARGE Energiebilanzen; BMU AGEE-Stat Seite 8 von 23

5 3. Potenzial Biomasse - Biogas (BRD) NaWaRo und Bioabfall Holz / Stroh 193 Gaserzeugung Holz/Stroh: z. Zt. keine Verfügbare Technologie Vergärung: funktionierende Technologie P P Ansteigendes Biogaspotenzial 2005: 7 % auf 2030: 17 % bezogen auf den aktuellen Erdgasverbrauch Biogas kann ein wichtiger Bestandteil der Primärenergieversorgung werden. 10 % genutzt ca. 265 TWh ca. 10 % = 6,6 % von PEV von PEV Biomasse Quelle: BGW/ / DVGW-Studie Analyse und Bewertung der Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse Seite 9 von Primärenergiepotenzial Biogas (BRD) (2) BRD: Bayern: in Betrieb: ca Anlagen / MW el ca. 20 % des Potenzials der BRD in Betrieb: > 1200 Anlagen (ca. 260 MW el ) EU: Potenzial: > 300 TWh th /a in Betrieb: > 2500 MW el Anteil von Biogas in Deutschland z. Zt.: ca. 1,8 % der Primärenergie ca. 1,5 % der Bruttostromerzeugung Quelle: BGW/ / DVGW-Studie Analyse und Bewertung der Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse Seite 10 von 23

6 3. Flächenertrag von Energiepflanzen Biogas nutzt Flächen mit hoher Effizienz! Biomethan 1) Bioethanol Biodiesel Rapsöl BtL 2) GJ / (ha a) 1) Basis Mais 2) Basis Weizen Quelle FNR Seite 11 von Biomasse Vergärung - Klimaeffekt und Effizienz Geschlossener Kreislauf mit sehr guter Klimabilanz Energie CO 2 Energiepflanzen Biogasanlage Endsubstrat als Dünger Stickstoff Sonne CO 2 Seite 12 von 23

7 4. Flächendiskussion Konkurrenz mit Nahrungsmittelerzeugung Flächen für Energiepflanzen (Stand 2007) landwirt. Nutzfläche Mio. ha Ackerfläche Mio. ha Stilllegungsfläche Mio. ha Fläche für Nawaro Mio. ha Fläche für Biogas Mio. ha Flächen für Biogas von Ackerfläche Bayern 3,3 2,1 0,2 0,25 0,10 4,8 % Deutschland 17,0 11,8 1,2 1,7 0,36 3 % Konkurrenz mit Nahrungsmittelflächen? Heute: ca. 0,24 ha / Kopf 2030: ca. 0,15 ha / Kopf 2030 sind ca. 4,5 Mio. ha für energetische und stoffliche Nutzung frei! Seite 13 von Flächendiskussion Stellung der Bio-Energie zukünftiger Anteil der Biomasse am PEV der Welt momentane weltweite Produktion Entwicklung der Landwirtschaft in Deutschland Ursachen des Hungers in der Welt Ziele für Bio-Energie in Deutschland und Europa (Anteil > 10 %) Preisentwicklung unter realistischen Annahmen mittelfristig nicht über 15 % = Beitrag zur Entlastung der Energiemärkte ca. 2 % der Biomasse wird energetisch genutzt Ernährungskapazität eines Landwirts: 1949: 10 Menschen 2008: 143 Menschen vor allem politischer, ökonomischer und struktureller Natur Ohne erhebliche Importe aus Drittländer nicht erreichbar! Bereitstellung nur bei angemessenen Preisen, die sich an den Erzeugungskosten und den Absatzmärkten orientieren. Die Wesentliche Basis für den Einsatz von Bio-Energie muss der verantwortliche und sparsame Umgang mit Energie und den natürlichen Ressourcen (Boden, Wasser) sein. Die Landwirtschaft kann in Deutschland zu einer nachhaltigen Erzeugung von Bio-Energie und damit zum Klimaschutz beitragen. Damit ist auch eine Verbreiterung der wirtschaftlichen Basis für die Agrarwirtschaft erreichbar. Eine langfristige politische Gesamtstrategie ist allerdings für den Einsatz von Bio-Energie eine unabdingbare Voraussetzung. Quelle: FNL, IFEED Seite 14 von 23

8 4. Biogas Verwendungspfade Wirtschaftlichkeit nur auf Basis EEG Biogas Wärme? Verstromung ɳ KWK > 70 % ɳ el = max. 38 % Bioerdgas (Biogasaufbereitung + Einspeisung); ɳ > 70 % Bioerdgas Erdgasleitung BHKW Input (Einsatzsubstrat): NaWaRo (Landwirtschaft; z. B. Mais, Gras, GPS) Restsoffe aus Lebensmittelindustrie Gülle Organische Abfälle Reinigung / Druckerhöhung Rohbiogas: ca. 55 % CH 4 ca. 45 % CO 2 Biogaserzeugung Biogasaufbereitung Reinigung / CO2-Abtrennung / Druckerhöhung KWK - Einsatz Neue Verwendungspfade: Wärmemarkt Zukunft Kraftstoffsektor Seite 15 von Kooperation von Landwirtschaft & Energiewirtschaft schafft Mehrwert Landwirtschaft & Energiewirtschaft Energiepflanzen Biogaserzeugung Biogasaufbereitung Erdgastransport Erdgasvermarktung und -verwendung Know-how gegenseitig nutzen Anbau Ernte biologische Prozesse Gasbeschaffenheit Messtechnik Verdichtung Effiziente Großanlagen Einspeisestationen Dispatching Gasreinigung Anlagenanschluss Kooperation schafft Verbindung der Wertschöpfungsketten um Biogas erfolgreich in den Gasmarkt einzubringen Seite 16 von 23

9 5. Regenerative und E.ON Wachstum mit ambitioniertem Klimaschutz Zielerreichung durch deutlichen Ausbau der regenerativen Erzeugung (bis 2010: Investition 6 Mrd. ): Ziel ca. 20 % der Erzeugung bis 2030 Biogaseinsatz ist ein strategisches Ziel Bündelung der regenerativen Erzeugung in der Business Unit Climate & Renewables fossiles Neubauprogramm über EU-CO 2 - Standard (insbesondere GuD-Anlagen) weitere Nutzung der Kernenergie neue Kohlekraftwerke mit CCS-Technologie (CO 2 -Speicherung) zusätzliche Investitionen in Forschung & Entwicklung (u. a. in Effizienzsteigerung). Seite 17 von Biogasaktivitäten von E.ON Projekte Biogasnutzung Leistung Anzahl Status MW el ca. MW th ca. 15 In Betrieb Rohbiogas In Planung Rohbiogas In Betrieb Bioerdgasnutzung In Probebetrieb Bioerdgaseinspeisung In Planung Bioerdgaseinspeisung Einsatz von Biogasnutzung nur in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Der Schwerpunkt der Aktivitäten wird zukünftig bei Anlagen zur Bioerdgaseinspeisung und Bioerdgasanwendung liegen. Seite 18 von 23

10 5. E.ON Bayern - Biogasoffensive - laufende Projekte und Standorte Projekt Schwandorf 1 Arzberg Hammelburg Bad Bocklet Poing / Puchheim Schwandorf 2 Rohbiogas Rohbiogas Rohbiogas Rohbiogas Bioerdgas Bioerdgas Anlage Fuchstadt / Hammelburg kw el Anlage Bad Bocklet Leistung x x /2006 Summe Investitionssumme ca. 15 Mio. - kw th Biogasnutzung Inbetriebnahme 05/ / / / /2008 Schweinfurt Marktheidenfeld Würzburg BHKW Poing / Puchheim 2 Bioerdgasnutzung Hirschaid Anlage Bioerdgas Schwandorf BHKW s: Wackersdorf, Puchheim 1 Ebersberg, Taufkirchen Bioerdgasnutzung Kulmbach Arzberg Bayreuth Anlage Schwandorf Parsberg Pfaffenhofen Unterschleißheim Weiden Schwandorf Regensburg Regen Altdorf München Ampfing Taufkirchen Penzberg Kolbermoor Anlage Arzberg Eggenfelden Vilshofen Seite 19 von Biogasanlage Schwandorf 1 Investition: ca. 3,2 Mio. EURO Leistung: ca. 640 kw el / ca. 590 kw th Betrieb: ca VBh p. a. Strom: ca. 5,0 Mio. kwh el /a Wärme: ca. 5,5 Mio. kwh th /a Substrate: t/a Mais/Ganzpflanzen- und Grassilage Liefergemeinschaft von 17 Landwirten Anbaufläche ca. 250 ha Fläche: ca m 2 Termine: Baubeginn Sept Gasproduktion April 2006 Bauzeit 6 Monate Volllast Juli 2006 Abnahme Aug Errichtung: Betriebsführung: GU Fa. Schmack Biogas AG Fa. Schmack Biogas AG - Substratbeschaffung - Anlagenbetrieb - Biologisch Betreuung Seite 20 von 23

11 5. Bioerdgasanlage Schwandorf 2 in der Inbetriebsetzungsphase Einspeisung von aufbereitetem Biogas in das Gasnetz ca. 97 Mio. kwh HS /a Bioerdgas 1000 Nm 3 /h ca t/a Substrat (Mais, GPS, Gras) ca ha / mehr als 120 Landwirte Die Anlage ist in zwei Straßen aufgebaut. Seite 21 von Zusammenfassung Bioerdgas und Biomasse werden zukünftig in Deutschland und der EU, u. a. auf Grund der Flächeneffizienz und Energiekettenperformance, bei der Nutzung erneuerbarer Energien eine tragende Rolle spielen. Der Umfang der Energiebereitstellung von Bioerdgas wird vor allem durch die gesicherte und marktgerechte Bereitstellung der Einsatzsubstrate bestimmt. Über die Biogaseinspeisung, d. h. Einspeisung von aufbereitetem Rohbiogas in das Erdgasnetz (= Bioerdgas), kann die breite und energieeffiziente Anwendung von Biogas zu einer nennenswerte Größenordnung ansteigen. P Nutzung vorhandener Infrastruktur bei hohem Wirkungsgrad für KWK-Anlagen, im Wärme- und Treibstoffmarkt. Für E.ON Bayern und E.ON als Gaslieferant und Anbieter im Wärmemarkt ist Biogas bzw. Bioerdgas eine Zukunftsoption. Ziel ist eine Partnerschaft mit der Landwirtschaft um diese heimische Energiequelle optimal im Energiemarkt zu platzieren. E.ON wird sich in der Entwicklung zur Biogasaufbereitung und bei der Vermarktung aktiv beteiligen und diese Technologien weiterentwickeln. Seite 22 von 23

12 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 23 von 23