Die Rolle der Bioenergie in einer nachhaltigen Energieversorgung. Stefan Majer, Daniela Thrän

Transkript

1 Die Rolle der Bioenergie in einer nachhaltigen Energieversorgung Stefan Majer, Daniela Thrän

2 Agenda Einleitung Risiken und Unsicherheiten bei der Bioenergieproduktion Bioenergiepotenziale Nutzungsalternativen Nachhaltigkeit 2

3 Einleitung: Biomasse im Energiesystem Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch im Jahr 2011 Gesamt: PJ Quelle: Erneuerbare Energie in Zahlen, BMU 2012 / eigene Darstellung 3

4 Prozent Einleitung: Erneuerbare Energien, Stand Erneuerbare Energien im Überblick Stand Juli % Biomasse % Endenergieverbrauch 32 % Strom 92 % Wärme 100 % Kraftstoff ,9 % 18 % 17 % 9,5 % 14 % 5,8 % 10 % Ziel Ziel Ziel Ziel 2020 Endenergieverbrauch Strom Wärme Biokraftstoff ZIEL 2020 Wasserkraft Windenergie Biomasse Photovoltaik Solarthermie Geothermie restliche EE (Quelle: AGEE-Stat) 4

5 Einleitung: Strategische Ziele der Bioenergieförderung Klimaschutz Reduktionsziel für Treibhausgasemissionen gemäß Kyoto-Protokoll, : EU-15 um 8%, Deutschland um 21% gegenüber 1990 EU-27 Selbstverpflichtung: Reduktion um 20% bis 2020 Versorgungssicherheit Verringerung der Importabhängigkeit Verringerung der Abhängigkeit von erschöpflichen Energieträgern Roadmap 2050, Vol. 3 Schaffung von Arbeitsplätzen Direkt: Förderung ländlicher Regionen SEITE 5 Indirekt: Aufbau eines Bioenergie-Wirtschaftszweigs Roadmap 2050, Vol. 3 5

6 Risiken der Bioenergieproduktion: Ökologische Risiken Vermehrte Zunahme von Eutrophierung, Versauerung und klimawirksamen Emissionen durch intensivierte Landwirtschaft Veränderung von bestehenden Fruchtfolgen Gefahr von Monokulturen Verlust von Biodiversität Zerstörung von natürlichen Ökosystemen und Lebensräumen Starke Emissionen im Zuge von direkten und indirekten Landnutzungsänderungen Photos: 6

7 Risiken der Bioenergieproduktion: Direkte und indirekte Landnutzungsänderungen Ausgangszustand Energiepflanzenanbau (In-)direkte Landnutzungsänderung Bestehende Nutzung Luftbilder: maps.google.de Zusätzliche Flächennutzung durch Energiepflanzen Verdrängung der ursprünglichen Nutzung Abholzung/Umbruch neuer Flächen Vernichtung wichtiger CO2 Senken 7

8 Risiken der Bioenergieproduktion: Food versus fuel? Einflussfaktoren auf Nahrungsmittelpreise Bioenergie steigende Preise für landw. Hilfsmittel geringe Investitionen in Landwirtschaft Handelsbarrieren geringe Vorräte steigende Bevölkerung Spekulation climate change Änderung von Ernährungsgewohnheiten Einfluss der Bioenergie auf steigende Nahrungsmittelpreise OECD (maize) IFPRI Mitchell (WB) USDA OECD (vegetable oils) 0% 25% 50% 75% 100% Sources: IFPRI (2008), OECD (2008), Mitchell (2008), USDA (2008), WGBU (2008) 8

9 Bioenergiepotenziale: Bandbreite der globalen Potenziale IPCC Zahlen für 2050 Bioenergie global: EJ Quelle: IPCC-SRREN 2011 Derzeitiger globaler Primärenergiebedarf ca. 500 EJ Derzeitige Biomassenutzung ca. 50 EJ Quellen: Barker, et al., 2007; Bauen, Woods, & Hailes, 2004; Campbell, Lobell, Genova, & Field, 2008; Dessus, Devin, & Pharabod, 1993; Faaij, 2007; Fischer & Schrattenholzer, 2001; Hall, Rosillo-Calle, Williams, & Woods, 1993; Hoogwijk, et al., 2005; Hoogwijk, et al., 2003; International Energy Agency, 2007b; Johansson, McCormick, Neij, & Turkenburg, 2004; Kaltschmitt & Hartmann, 2001; Moreira, 2006; Sims, et al., 2007; Smeets & Faaij, 2007; Smeets, et 9 al., 2007; Swisher & Wilson, 1993; Wolf, Bindraban, Luijten, & Vleeshouwers, 2003; Yamamoto, Fujino, & Yamaji, 2001; Yamamoto, Yamaji, & Fujino, 1999

10 Bioenergiepotenziale: Begriffsbestimmungen Theoretisches Potenzial Technisches Potenzial berücksichtigt: Nutzungskonkurrenzen (Nahrung, Futtermittel, etc.) Humusbilanzen, Bodenfruchtbarkeit technische Beschränkungen (z.b: Ernte) Wirtschaftliches Potenzial (Kaltschmitt, Hartman & Hofbauer 2009) 10

11 Bioenergiepotenziale: Energiepflanzen von Ackerflächen Beträchtliches, globales Flächenpotenzial für Non-Food-Verwendungen Abhängig von u.a. Ernährungsgewohnheiten, Preisentwicklung, Ertragspotenzialausschöpfung, Umwelt- und Naturschutz Technical potential of energy crops - scenario bioenergy [PJ/a] not included no potential Die nachhaltig erschließbaren Biomassepotenziale von Ackerflächen sind ungewiss Quelle: Globale und regionale räumliche Verteilung von Biomassepotenzialen, DBFZ-Projekt gefördert vom BMVBS ( ), unveröffentlicht 11

12 Bioenergiepotenziale: Energiepflanzen von Marginalflächen Degraded lands: mehrere Hundertmillionen Hektar für Bioenergie? Große Bandbreite an Flächen- und Bioenergiepotenzialen (8-150 EJ) aufgrund uneinheitlicher Abgrenzung und Definition Kaum Praxisbeispiele und unsichere Wissensbasis zu Erschließungsmöglichkeiten (Investitionskosten, Ertragshöhe, Marktferne) Ungewisse Auswirkungen z.b. auf Biodiversität und Landnutzungsrechte, d.h. degradiert ungenutzt! * degradierte Flächen ** aufgegebenes Ackerland *** marginale Flächen Pilotprojekte + erheblicher Forschungsbedarf Quelle: DBFZ-Projekt, unveröffentlicht 12

13 Bioenergiepotenziale: Konzepte für Reststoffe

14 Bioenergiepotenziale: Nutzung landwirtschaftlicher Reststoffe VDLUFA untere Werte (CC) ~13 Mio. t FM TLL, Vetter 2011 VDLUFA obere Werte ~10 Mio. t FM HE - dynamisch ~8 Mio. t FM Voraussetzung der Nutzung ist stets eine ausgeglichene Humusbilanz! 14

15 Nutzungsalternativen: Was ist am effizientesten? Effizienz kann auf unterschiedliche Systeme bezogen sein (Flächen, Ressourcen, Klimaschutzbeitrag etc.) KWK hat ein hohes THG-Minderungspotenzial, aber teilweise auch hohe Kosten DBFZ

16 Nutzungsalternativen: Was wird morgen anders sein? Landnutzungsänderungen durch Energiepflanzenanbau geringere THG-Minderungen Die Referenzsysteme der Energiebereitstellung ändern sich in unterschiedlicher Weise Pfeile: Richtung der Veränderung (qualitativ) Erschließung neuer Ölvorhaben Ölsande, Ölschiefer Höherer Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung Korrektur der THG durch LUC und iluc? DBFZ 2012 Weiterentwicklung der Bioenergiekonzepte zwingend notwendig 16

17 Nachhaltigkeit: Standards entlang der gesamten Bereitstellungskette F l ä c h e n Etablierung von nachhaltiger Landnutzungpolitik Nachhaltige Landwirtschaft Anforderungen an den Anbau Qualitätsstandards an Konversionstechnologien und Bioenergieträger Effiziente Endnutzung 17

18 18 Bioenergieforschung für mehr Nachhaltigkeit was ist nötig? 1. Optimierung der Bereitstellungskette Ausweitung der Rohstoffbasis auf Reststoffe und Energiepflanzen mit geringen Ansprüchen Optimierung der Konversionstechnologien in allen Anwendungsbereichen: Steigerung der Nutzungsgrade und des Energieertrags Reduktion der Emissionen Ausweitung auf strategische Anwendungsfelder: Flugturbinenkraftstoffe Bereitstellung von Regelenergie und Ausgleich fluktuierender Erzeugung Einspeisung von Biomethan ins Erdgasnetz 2. Umfassende Integration von Nachhaltigkeit entlang der gesamten Bereitstellungskette 3. Aber

19 Bioenergie ist nur ein Teil der Frage

20 Forschung für die Energie der Zukunft Wir laden Sie ein! Ansprechpartner Dipl.-Ing. Stefan Majer DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Straße 116 D Leipzig Tel.: +49 (0)