Biogasgewinnung aus Energiepflanzen: Effizienz und Umweltwirkungen

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1 Biogasgewinnung aus Energiepflanzen: Effizienz und Umweltwirkungen Dr. Andreas Weber Dr. Mathias Effenberger LfL - Institut für Landtechnik und Tierhaltung, Freising 2 A i h ftli h S i d 2. Agrarwissenschaftliches Symposium des Hans Eisenmann-Zentrums, , Weihenstephan

2 Gliederung Biogas aus Energiepflanzen Wichtige Umweltwirkungen Betrachtungen zur Effizienz Praktische Herausforderungen und Forschungsbedarf Weber ILT2 111 Wa 002-2

3 Weber ILT2 111 Wa 002-3

4 Biogaspotential Deutschland [PJ a -1 ] Abfälle aus Organische Industrie & Siedlungsabfälle, Gewerbe, 9,3 12,5 Abwasser, 19,5 Deponien, 18 Landschaftspflegematerial, 12 Ernterückstände, 13,7 Tierische Energiepflanzen Exkremente & (2 Mio. ha), 236 Einstreu, 96,5 (Hartmann & Kaltschmitt, 2002) Weber ILT2 111 Wa 002-4

5 Basisszenario für Ökobilanz 100% Maissilage / 100% Rindergülle 1% Methanverlust 2,5% Methanverlust Breitverteiler 05% 0,5% Methanverlust t Einarbeitung innerhalb 24 h 10% Stromeigenbedarf 500 kw el η el =37,5%, η th =43% 20% Wärmenutzung (IFEU, 2008) Weber ILT2 111 Wa 002-5

6 Bedeutende Umweltwirkungen (IFEU, 2008) Weber ILT2 111 Wa 002-6

7 Praxisanlagen in Bayern kwh kwh 1,00-1 el 0,80 iend Energ aufwa 0,60 0,40 0,20 0,00-0,20-0, ,06 0,24 0,24-0,22 0,19 0,22 Gutschrifte en -0,40-0,60-0,80-0,62-0,42-0,53-1,00 E C F D J G B I H A Pflanzenproduktion Betrieb Biogasanlage Gutschrift für Düngerabgabe Errichtung Biogasanlage Wärmegutschrift Gesamter Energieressourcenverbrauch Weber ILT2 111 Wa 002-7

8 Praxisanlagen in Bayern g CO 2-eq kwh el Emissione en Gut tschriften Pflanzenproduktion Errichtung Biogasanlage Methanemissionen aus Gärrestlager Methanemissionen Biogasproduktion Wärmegutschrift Summe CO2-eq-Emissionen Lachgasemissionen NAWARO-Anbau Betrieb Biogasanlage Methanschlupf BHKW Minderemissionen aus Wirtschaftsdünger Gutschrift für Düngerabgabe Weber ILT2 111 Wa 002-8

9 Effizienz der Energieumwandlung Sonneneinstrahlung Biomasse Wirkungsgrad Photosynthese th rechnerisch: η 0,044 realiter: η 0,003-0,01 Wärme Nutzbare Biomasse Biogas Strom Quellen: Pehnt & Vogt, 2007; Pelte, 2002 Weber ILT2 111 Wa 002-9

10 Biomasseerzeugung kwh kwh 100 1,00-1 el Energ ieand aufwa 0,80 0,60 0,40 0,20 0,05-0,22 kwh kwh k h -1 el 19 99% des Energieaufwands 0,00-0,20 en Gutschrift -0,40-0,60-0,80-1,00 E C F D J G B I H A Pflanzenproduktion Betrieb Biogasanlage Gutschrift für Düngerabgabe Errichtung Biogasanlage Wärmegutschrift Gesamter Energieressourcenverbrauch Weber ILT2 111 Wa

11 Anlagenbetrieb / Biogasproduktion kwh kwh 100 1,00-1 el Energ ieand aufwa 0,80 0,60 0,40 0,20 0 0,56 kwh kwh el % des Energieaufwands 0,00-0,20 en Gutschrift -0,40-0,60-0,80-1,00 E C F D J G B I H A Pflanzenproduktion Betrieb Biogasanlage Gutschrift für Düngerabgabe Errichtung Biogasanlage Wärmegutschrift Gesamter Energieressourcenverbrauch Weber ILT2 111 Wa

12 g CO 2 -Äq. kwh -1 el 31 58% der THG-Emissionen Biomasseerzeugung gco eq kwh -1 el Emissio nen Gutschriften Pflanzenproduktion Errichtung Biogasanlage Methanemissionen aus Gärrestlager Methanemissionen Biogasproduktion Wärmegutschrift Summe CO2-eq-Emissionen Lachgasemissionen NAWARO-Anbau Betrieb Biogasanlage Methanschlupf BHKW Minderemissionen aus Wirtschaftsdünger Gutschrift für Düngerabgabe Weber ILT2 111 Wa

13 g CO 2-eq kwh el Anlagenbetrieb / Biogasproduktion g CO -Äq kwh -1 2 Äq. el 18 59% der THG-Emissionen Em missionen Gutsch hriften Pflanzenproduktion Lachgasemissionen i NAWARO-AnbauA Errichtung Biogasanlage Betrieb Biogasanlage Methanemissionen aus Gärrestlager Methanschlupf BHKW Methanemissionen Biogasproduktion Minderemissionen aus Wirtschaftsdünger Wärmegutschrift GutschriftfürDüngerabgabe für Summe CO2-eq-Emissionen Weber ILT2 111 Wa

14 kwh kwh el -1 Biogasverwertung 100 1,00 1 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00 Ersatz fossiler Energieträger: g 2,18 3,08 kwh kwh -1 el -2,50-3,00-3,50-4,00 E C F D J G B I H A Pflanzenproduktion Betrieb Biogasanlage Gutschrift für Düngerabgabe Ressourceneinsparung Errichtung Biogasanlage Wärmegutschrift Stromgutschrift (Kraftwerksmix BRD) Weber ILT2 111 Wa

15 Biogasverwertung g CO 2-eq kwh el Emissione en Gut tschriften Pflanzenproduktion g CO 2 -Äq. kwh -1 el Einsparung an THG-Emissionen gegenüber Referenzsystem Errichtung Biogasanlage Methanemissionen aus Gärrestlager Methanemissionen Biogasproduktion Wärmegutschrift Lachgasemissionen NAWARO-Anbau Betrieb Biogasanlage Methanschlupf BHKW Minderemissionen aus Wirtschaftsdünger Gutschrift für Düngerabgabe Stromgutschrift (70% SK, 30% Erdgas-GuD) THG-Einsparung ggegenüber g Referenz Weber ILT2 111 Wa

16 Zusammenfassung Biogas ist ein erneuerbarer Energieträger Einsparung fossiler Ressourcen Verringerung der THG-Emissionen der Energieversorgung Biogas ist kein risikofreier Energieträger Leckagen Bodenbürtige THG-Emissionen Eutrophierung, Versauerung, Ökologie Biogas ist ein wertvoller Energieträger steuerbar und speicherbar vielfältige Nutzungspfade Weber ILT2 111 Wa 00216