Kurzumtriebsplantagen zur Absicherung von Biomasse-Brennstoffen

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1 Kurzumtriebsplantagen zur Absicherung von Biomasse-Brennstoffen AGRARHOLZ 2013, fnr Kongress, Berlin 19./20. Februar 2013 Dr. Jan Grundmann, Tobias Ehm, Johanna Siess Energy Crops GmbH

2 Zielsetzungen und Aktivitäten von Vattenfall Der Biomasse - Brennstoffbedarf soll bis 2020 innerhalb der Vattenfall - Gruppe erheblich steigen für Mitverbrennung und neue BMHKW Ziel ist eine Reduktion von etwa 10 Mio. t CO 2 - Emissionen Die Beschaffung erfolgt durch regionale Akquisition von geeigneten Sortimenten aus dem Forst Anlage von Kurzumtriebsplantagen (KUP) in den Kernmärkten Importe Die Sicherung von Volumen und Preis für Biomassebrennstoffe ist von zentraler Bedeutung Ehm 2

3 Kurzumtriebsplantagen zur Biomasse-Rohstoffsicherung Kurzumtriebsplantagen sind ein nachhaltiges und ökologisches Instrument zur Sicherung von Biomassebrennstoffen Hohe Energieeffizienz bei der Produktion Hohe Biodiversität gegenüber konventionellen Kulturen Einsatz auf landwirtschaftlichen Grenzertragsstandorten Lange Bodenruhe führt zu Humusanreicherung (CO 2 -Speicher!) Steht weitgehend am Beginn der züchterischen und pflanzenbaulichen Entwicklung Erosionsschutz nach der Etablierung der Kultur Ehm 3

4 Energieeffizienz (carbon footprint) der Biomasseproduktion Output to Input ratio 62,00 52,00 42,00 32,00 22,00 12,00 2,00 Quelle: Vergleich verschiedener Kulturen Quelle: in Bezug Bemmann auf & Große 2012 Energieaufwand zur Produktion frei Feldrand und bereitgestelltem Energieinhalt, Auswahl aus Review von Bemmann & Große ,00 Pappel Weidenholz Raps Zuckerrüben Mais (Silage) Mais (Biogas) Kiefernholz Eigene Abschätzung Output Input GJ/ ha and year Keine mineral. Mineral. Inkl. Inkl. Transport Futterbau auf Energiemais Bei Dgg Dgg Reinigung, weniger mit Gärrest- durchschnittl. erforderlich erforderlich Trocknung guten Böden Dgg Zuwachs von 9 m³/a Ehm 4

5 Kohlenstoffanreicherung im Boden unter KUP Kohlenstoff-Akkumulation im Rohboden (in %) einer Alley-Cropping- Versuchsfläche nach 9 Jahren (n=17) auf Braunkohlebergbau- Rekultivierungsflächen Tiefe (cm) Baumstreifen 2005 Baumstr./Feld 2005 Feld ,45 (0,26)* 1,55 (0,64)* 0,85 (0,28) 1,13 (0,25) 1,03 (0,34) 1,04 (0,24) 0,99 (0,28) * Standardabweichung Verdopplung bis Verdreifachung (0-10 unter Baumstreifen) des TOC Quelle: SCHNEIDER Ehm 5

6 Ertragssteigerungs - Potentiale forstlicher Kulturen 4 % jährliche Ertragssteigerung über 50 Jahre (Eukalyptus in Brasilien) Ehm 6

7 Umsetzung von KUP in Kooperation mit der Landwirtschaft KUP ist eine neue landwirtschaftliche Kultur mit 20 jähriger Flächenbindung und Baumbestand auf der Fläche längerfristige Einführungsphase erforderlich (gegenwärtig rd ha in Deutschland) Unterschiedliche Kooperationsmodelle wurden untersucht: Landpacht und eigene Bewirtschaftung Landkauf und eigene Bewirtschaftung Vertragsanbau mit Beteiligung des Bewirtschafters an der Bestandespflege Vertragsanbau gegenwärtig erfolgreich Zielsetzung ist eine langfristige Kooperation mit den regionalen Landwirten und kein Eingriff in regionale Eigentumsstrukturen Zur Umsetzung innerhalb von Vattenfall wurde die gegründet Ehm 7

8 Vertragsmerkmale einer Kooperation Landwirt bleibt Bewirtschafter seiner Fläche und hat vor allem in der Vorbereitungs- und Anwuchsphase Leistungen und Pflegemaßnahmen durchzuführen Vattenfall übernimmt Pflanzung, Ernte und Transport und beseitigt so die Investitionshemmnisse des Landwirt wie: Langfristige Refinanzierung der teuren Pflanzinvestition Gesicherter Absatz der erzeugten Holzhackschnitzel Nutzung der entwickelten Anbau- und Pflegeexpertise Vattenfall sichert die Rückwandlung der Fläche zu Grundgedanke des Modells ist eine jährliche Rente als weitgehend stabile Einkommenskomponente des Landwirts Es besteht Flexibilität bezüglich der Vertraggestaltung, andere Modelle sind vorstellbar wenn gewünscht Ehm 8

9 Vergleich Rohertrag Roggen vs. KUP (jew. ohne Prämie) 800 Ergebnis inkl. Var. Anteil bei 10 t atro Rohertrag Roggen [ /ha] Roggenpreis [ /t] 250, Ernte Ernte 200, Ernte ,00 [ /ha] 300 [ /t] , , Nettobarwert: Zinssatz: 6% bei 10 Jahren Roggen: 850 /ha KUP: 1870 /ha 0, Ehm 9

10 Weltmarkt Getreide, Spekulationen zu pot. Einflussfaktoren Weltweizenmarkt rd. 700 Mio. t/a Auf 30 Mio. ha Brachflächen in Russland (27 Mio. ha) und Ukraine (3 Mio. ha) können gut 100 Mio. t/a produziert werden (bei 35 dt/ha, a gegenwärtigem Ertragspot.) Entwicklung der Brachflächen und der Weizenerträge im europäischen Russland ( ) Eine mögliche Verdopplung des Ertragspot. auf 70 dt/ha, a ergäbe auf den rd. 180 Mio. ha Ackerland in Russland und der Ukraine ein zusätzliches Weizenpotential von 630 Mio. t Weizen/a Insgesamt eine Verdopplung (theoretisch!!) der Weltweizenproduktion möglich Quelle:F. Schierhorn, Dr. D.Müller Leipniz- Institut für Agrarentwicklung in Mittel- und Osteuropa (IAMO) Ehm 10

11 Kurzumtriebsplantagen, Standorte, Projekte und Ernte 2013 Aktuell rd. 750 ha unter Vertrag und bepflanzt, weitere Flächenakquisition läuft Marktführerschaft in Deutschland Maschinen für die Pflege werden entwickelt und bereitgehalten Pappelkäfer und Pilze in den Beständen, ständige Kontrolle und Aufbau einer eigenen Anbau- und Pflegeexpertise unerlässlich Blühstreifen zur Vermehrung von Antagonisten Versuche zur Lagerung der Ernte 2013 in Schmergow und Casekow Ehm 11

12 Ernteverfahren und Ernteprodukte 2013 Konventionelle Erntemaschine mit KUP- Vorsatz ATB - Häcksler Stemster Häckselgut fein Häckselgut grob Ruten Ehm 12

13 Holznutzung Vattenfall ist bestrebt, die gewonnene Biomasse nicht ausschließlich energetisch zu nutzen sondern entwickelt Kooperationen mit der Chemieindustrie zur stofflichen Nutzung; Beispiele: Tannine in der Rinde für die vegetabile Gerbung (in Kooperation mit Fraunhofer und Gerbstoffindustrie im BMBF geförderten Projekt Eco Tan ) Zellulose über Ethanol als grüne Plattformchemikalie (Beteiligung am Spitzencluster BioEcomomy in Leuna, gefördert durch das BMBF) Wasserstoffproduktion über Vergasung (noch kaum ausgereifte Technik in Sicht) oder dezentrale Klein-KWK durch neue Vergasungskonzepte mit integriertem Motor Ehm 13

14 Zukunft des Biomasse im EEG: Flexibilisierung Das BMU schlägt bereits eine Nutzung der 3 GW el. Biogasleistung als Regelleistung vor; auch feste Biomasseverstromung lässt sich als Regelleistung vermarkten Versuch in 500 kw Heißwasserkessel, Versuchsanlage der Fa. Zauner mit Wurfradbeschickung, Stellgröße hier: Brennstoffbeschickung Wärmeleistung 40 % 100 % 40 % in jeweils 15 min -Wärmeleistung Kessel, kw -Rauchgastemperatur Ausgang Feuerbox, C -O 2 -Gehalt (vol%) -Heißwasservorlauf, C -Heißwasserrücklauf, C Ehm 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ehm 15