Die Nutzenkorbmethode als Ansatz zum Vergleich der Strom-, Wärme- und Kraftstoffproduktion aus Energiepflanzen

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1 Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt Ökobilanz-Werkstatt Oktober 2009 in Freising Die Nutzenkorbmethode als Ansatz zum Vergleich der Strom-, - und produktion aus Energiepflanzen Dipl.-Agr.Biol. Maria Bystricky Lehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologie Technische Universität München

2 Vergleich von Energiepflanzen Inhalt 1. Einführung 2. Nutzenkorbmethode 3. Systemdefinition und Sachbilanz 4. Wirkungsabschätzung 5. Schlussfolgerungen und Ausblick

3 1. Einführung Bioenergie in Bayern Anbaufläche für nachwachsende Rohstoffe in Bayern Anteil an der Ackerfläche [%] ,7% 11,8% 19% 2003* 2007** 2030*** 9% Referenzszenario Nachhaltigkeitsszenario Sonstige (Getreide, Mais) Biokraftstoffe (Raps, Getreide) Potenziell verfügbar Quellen: *StMELF (2004), **StMELF (2008), ***Simon (2007)

4 1. Einführung Projekt Energieplantagen Titel Die Nutzung landwirtschaftlicher Flächen als land- und forstwirtschaftliche Energieplantagen ein Vergleich unter rechtlichen, technischen, ökologischen und ökonomischen Aspekten Strom, oder?

5 1. Einführung Untersuchungsgegenstand Wie kann die Produktion von Strom, und aus Energiepflanzen hinsichtlich ökologischer Aspekte miteinander verglichen werden?

6 2. Nutzenkorbmethode Vergleich von Bioenergiepfaden Darstellungsmöglichkeiten Einsparung von Emissionen gegenüber fossilen Referenzsystemen Gutschriftenmethode Mit alternativer Flächennutzung starke Schwankungen der Ergebnisse je nach Annahmen Bioenergiesysteme dienen sich gegenseitig als alternative Flächennutzung Parallele Darstellung tatsächlicher Umweltwirkungen

7 2. Nutzenkorbmethode Nutzenkorb-Zusammensetzung Energieinhalt [pkm] [MJ] Strom [MJ] Strom Strom aus anderen Ressourcen aus Energiepflanzen, pro ha und Jahr Energiepflanze A: Energiepflanze B: Nutzenkorb Nutzenkorb 1 = 2 = Energiepflanze C: Nutzenkorb 3

8 2. Nutzenkorbmethode Vergleich von Bioenergiepfaden Nutzenkorbmethode: Vergleich von Systemen mit ursprünglich unterschiedlichem Nutzen Systemerweiterung Vergleich mit fossilem Referenzsystem einschließlich alternativer Flächennutzung Gutschriftenmethode

9 3. Systemdefinition und Sachbilanz Bioenergielinien Bioenergie-Varianten: (Mais): BHKW 350 kw el (Mais): Einspeisung, BHKW 2 MW el (Mais): Einspeisung, Bioethanol (Zuckerrübe): Biodiesel (Winterraps): Andere Ressourcen: Strom: Deutscher Strommix : Leichtes Heizöl, Heizkessel 100 kw : Diesel-Benzin-Mix 2008

10 3. Systemdefinition und Sachbilanz Systemgrenzen Anbau Saatgut CO 2, Sonnenenergie Maschinen Geräte Düngemittel Anbau Energiepflanze Pflanzenschutzmittel Energie (Diesel) CO CO 2 N 2 O NH 4 NO 3 NO x NMVOC PO 4 SO 2 Benzol Benzoapyren Pflanzenschutzmittel Schwermetalle Feinstaub Biomasse

11 3. Systemdefinition und Sachbilanz Systemgrenzen Bioenergieerzeugung Biomasse Emissionen Gebäude/ Anlagen Hilfsmittel Energie Energieerzeugung Strom / / Personenkilometer Nebenprodukte (z.b. Futtermittel) Nebenprodukte: Heizwert und Masse

12 3. Systemdefinition und Sachbilanz Bioenergielinien Füllung Nutzenkörbe Strom pkm MJ MJ BHKW 350 kw, Strom + BHKW 2 MW, Strom + + Strom + Bioethanol Zuckerrübe, Biodiesel Winterraps, Biomasse Andere Ressourcen

13 4. Wirkungsabschätzung Treibhauspotenzial t CO 2 -Äqu BHKW kw, BHKW 22 MW, kw, Strom + + Strom Strom + + Strom + Zuckerrübe, Bioethanol Zuckerrübe, Bioethanol, Energiegehalt Heizwert Zuckerrübe, Bioethanol Zuckerrübe, Bioethanol, Masse Masse Winterraps, Biodiesel Winterraps, Biodiesel, Energiegehalt Heizwert Winterraps, Biodiesel Winterraps, Biodiesel, Masse Masse Fossile Energieträger Energieträger Treibhausgas-Emissionen durch andere Energieträger Treibhausgas-Emissionen durch Bioenergie, produziert auf 1 ha

14 4. Wirkungsabschätzung Eutrophierungspotenzial kg PO 4 -Äqu BHKW BHKW kw, BHKW 2 MW, kw, Strom Strom + + Strom + + Strom + + Strom + Zuckerrübe, Bioethanol Zuckerrübe, Bioethanol, Energiegehalt Heizwert zuckerrübe, Bioethanol Zuckerrübe, Bioethanol, Masse Masse Winterraps, Biodiesel Winterraps, Biodiesel, Energiegehalt Heizwert Winterraps, Biodiesel Winterraps, Biodiesel, Masse Masse Fossile Energieträger Energieträger Eutrophierende Emissionen durch andere Energieträger Eutrophierende Emissionen durch Bioenergie, produziert auf 1 ha

15 5. Schlussfolgerungen und Ausblick Schlussfolgerungen Nutzenkorbmethode Gut geeignet für vergleichende Darstellung Realitätsnahe Abbildung tatsächlich verursachter Emissionen Insbesondere für Wirkungskategorien wie Eutrophierungs- und Versauerungspotenzial Ergebnisse Wirkungsabschätzung Rangfolge abhängig von Wirkungskategorie kann Rangfolge verändern sinnvoll bei landwirtschaftlichen Nebenprodukten Vielzahl der Möglichkeiten bei Systemerweiterung

16 5. Schlussfolgerungen und Ausblick Ausblick Modellierung weiterer Bioenergielinien Vergleich ein- und mehrjährige Energiepflanzen Modellierung für weitere landwirtschaftliche Erzeugungsgebiete Einbeziehung rechtlicher und ökonomischer Aspekte in den Vergleich Einbeziehung von Bodenqualität und Erosionsgefährdung

17 5. Schlussfolgerungen und Ausblick Alle erneuerbaren Energiesysteme haben ökologische Auswirkungen Darstellung tatsächlicher Emissionen brauchbar im Vergleich zu Emissionseinsparungen? Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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