Biomasse und organischer Abfall Chancen und Risiken für Klimaschutz, Boden und Landnutzung

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1 Biomasse und organischer Abfall Chancen und Risiken für Klimaschutz, Boden und Landnutzung Dr. Vortrag Tagung Bodenschutz und Klimawandel 8. Internationale Jahrestagung ELSA Wuppertal Leiter FG Stoffströme und Ressourcenmanagement Mitglied des International Panel for Sustainable Resource Management Übersicht Megatrends globaler Landnutzung Auswirkungen von Biokraftstoffen Optionen für effizientere und nachhaltigere Nutzung von Biomasse Verbesserte Nutzung biogener Abfälle Schlussfolgerungen und Empfehlungen 2 1

2 Übersicht Megatrends globaler Landnutzung Auswirkungen von Biokraftstoffen Optionen für effizientere und nachhaltigere Nutzung von Biomasse Verbesserte Nutzung biogener Abfälle Schlussfolgerungen und Empfehlungen 3 Globale Landnutzung (10 9 Hektar) settlements, infrastructures + 72% to 118% 5.0 deserts, glaciers, others +? grasslands crops arable land permanent pastures agriculture -? agric. land: + 7% to 31% cropland + 7% to 27% - 3% to -23% Sources: Benedikt-Kemp et al. 2002, MEA 2005, GEO 4, OECD (2008) 4 2

3 Globale Trends von Bevölkerung, Anbauland und Erträgen: tierbasierte Ernährung wächst drastisch Index 2004 = Population Cropland Cropland per capita Cereals yields in DC Meat consumption in DC Source: UN population statistics ; FAO (2003, 2006); estimates based on Gallagher report Zwischenfazit Die globale Anbaufläche wird ausgedehnt werden, nur um die Weltbevölkerung zu ernähren Zusätzliche Nachfrage nach Energiepflanzen (oder anderer Non-Food-Biomasse) wird diese Entwicklung verstärken 6 3

4 Übersicht Megatrends globaler Landnutzung Auswirkungen von Biokraftstoffen Optionen für effizientere und nachhaltigere Nutzung von Biomasse Verbesserte Nutzung biogener Abfälle Schlussfolgerungen und Empfehlungen 7 Globale Production von Biotreibstoffen 2007 Source: SCOPE (2009). 2007: 1.8% of global fuel 2008: 3.4% (ethanol 5.46%, biodiesel 1.5%) Source: SCOPE 2009 Source: OECD/FAO

5 Landnutzung für Biokraftstoffe 2007: 27 Mha; 2008: 36 Mha for biofuels (2% gobal cropland) Trends for expansion particular in tropical countries (high yields) Brasil: - Sugare cane 9 mill ha in 2008 (up 27% since 2007) - Potential area for soybeans: 100 mill ha (23 Mha in 2005) - expansion at the expense of grasslands, savannahs (Cerrado) and tropical forests Indonesia: - oil palm plantations often on cleared forest land (2/3) - applications for expansion: 6 mio ha -> 25 mio ha - forest clearing 1/4 on peat soils 9 Auswirkungen veränderter Landnutzung THG Emissionen: Einsparungseffekt durch Landkonversion fraglich Weltweites THG Bilanz Szenario*, in % Biokraftstoffe könnten fossile Kraftstoffe ersetzen mit einer Emission von 0.84 Gt CO2 Substitutionspotenzial 20-90%: Gt CO2 Zusätzliche Emissionen durch Landnutzungsänderung: 0.75 to 1.83 Gt CO2 *Ravindranath, N.H. et al. (2009) GHG Implications of Land Use and Land Conversion to Biofuel Crops. In: R. W. Howarth and S. Bringezu (editors), Biofuels: Environmental Consequences and Interactions with Changing Land Use. Report of the Internatinal SCOPE Biofuels Project. ( 10 5

6 Auswirkungen veränderter Landnutzung Biodiversitätsverluste Habitatveränderungen, invasive Arten, Eutrophierung Vorteile durch abgemilderten Klimawandel können Habitatverluste über viele Jahrzehnte nicht kompensieren Source: Eickhout et al Szenario-Analyse zur Landnutzung durch Biokraftstoffe Biokraftstoffquotenziele: Meseberg (8/07): 17% Bioenergiestrategie (4/08): 12-15% BAU I-II: % (2020) u % (2030) Ausweitung der deutschen globalen Flächeninanspruchnahme für LW-Produktion zur Deckung des nationalen Verbrauchs 2030: netto 2,5 3,4 Mio ha für Verbrauch aller agrarischen Güter zusätzlichen THG Emissionen insbesondere durch Biodiesel 2030: a. netto Mio t durch direkte und indirekte Ausweitung der Anbauflächen in tropischen Ländern b. netto 1 Mio t bis 10 Mio t bei Anrechnung von Flächenfreisetzung im Ernährungsbereich b = Mindesteffekt selbst bei erfolgreicher Umsetzung der Zertifizierung nach NachhaltigkeitsVO 12 6

7 BAU-Entwicklung in Deutschland Globale Brutto-Produktionsfläche für NawaRo 2030 Quelle: Bringezu et al Globale Landnutzung Deutschlands für Verbrauch von LW-Produkten (Netto-Konsumfläche) Quelle: Bringezu et al

8 Pflanzenöleinsatz zur Verstromung (incl. BHKW) in D Importe von Palmöl werden bei BAU überwiegen Dies wird voraussichtlich auch bei Zertifizierung zu erhöhter Flächenkonversion in den Tropen beitragen (Displacement) 15 Zunahme des Anbaus erosionsgefährdeter Kulturen Der Anbau von Mais für Biogas wird zunehmen Damit verbunden tendenziell höhere Anforderungen an Erosionsschutz 16 8

9 Zwischenfazit Die Ausdehnung der globalen Anbaufläche für Energiepflanzen kann in den nächsten 30 Jahren zu netto vermehrten THG Emissionen und Biodiversitätsverlusten führen Dies lässt sich allein durch Produktionsstandards und Produktzertifizierung nicht verhindern, solange die Nachfrage nach Biomasse global steigt Der Import von Palm- und Sojaöl für BHKW sollte zurück gefahren werden Die Ausdehnung von Mais für Biogasanlagen sollte moderat erfolgen; Maßnahmen zur Erosionsminderung! 17 Übersicht Megatrends globaler Landnutzung Auswirkungen von Biokraftstoffen Optionen für effizientere und nachhaltigere Nutzung von Biomasse Verbesserte Nutzung biogener Abfälle Schlussfolgerungen und Empfehlungen 18 9

10 Optionen einer effizienteren und nachhaltigeren Ressourcennutzung Landwirtschaftliche Produktion optimieren Degradiertes Land wieder produktiv gestalten Stationäre Nutzung von Bioenergie Einsatz von Produktionsreststoffen und Abfällen Kaskadenförmige Nutzung von Biomasse Mineralisch basierte Systeme zur Nutzung von Solarenergie Erhöhte Ressouceneffizienz in Industrie, Transport und Haushalten 19 Übersicht Megatrends globaler Landnutzung Auswirkungen von Biokraftstoffen Optionen für effizientere und nachhaltigere Nutzung von Biomasse Verbesserte Nutzung biogener Abfälle Schlussfolgerungen und Empfehlungen 20 10

11 Energetische Potenziale von Biomasse: Reststoffe und Abfälle Deutschland Quelle: Nitsch 2008, Potenziale BMU Biogene Siedlungsabfälle Deutschland 2006 Quelle: Statistisches Bundesamt 2009, Scholwin et al

12 Potenzial für eine vermehrte Vergärung Kapazität Kompostierungsanlagen zurzeit ca. 10 Mio. t Bioabfall, Bioabfall-Vergärungsanlagen ca. 2,3 Mio. t (Bundesgütegemeinschaft Kompost. e.v) Ca. die Hälfte der getrennt erfassten biogenen Siedlungsabfälle für eine Vergärung geeignet (4 Mio t, Biogaspotenzial ca. 9 PJ/a) (Vogt et al. 2008) Nachrüstung von Vergärung bei Kompostierungsanlagen möglich (Vogt 2008) 23 Kompostierung und Vergärung von Bioabfall Status Quo Kompostierung 34% Frischkompost Bioabfall Hauptrotte Nachrotte Kompost 49% LW 28% LB 10% EW 13% RK Dünger Torf Rindenhumus Optimierte Vergärung Bioabfall Vergärung Nachrotte Kompost Wie Status Quo Dünger Torf Rindenhumus Biogas Optimierte Nutzung EVU Netz Heizung Strom Wärme Quelle: Nach Vogt

13 Vorteile der Vergärung gegenüber Kompostierung Fokus Treibhausgasemissionen Annahme 80% Wärmenutzung in BHKW Quelle: Vogt Aspekte der optimierten Vergärung Durch optimierte Vergärung lassen sich signifikante Mengen an THG einsparen Methanemissionen aus Nachrotte zu minimieren Wärmenutzung aus BHKW sollte gewährleistet sein Nährstoffrückführung in Landwirtschaft u. Gartenbau ähnlich wie bei Kompostierung 26 13

14 Alternativen und langfristige Optionen der Verwertung organischer Abfälle Verbrennung kann auch eine Option sein, wenn - Wärmeenergie hinreichend verwendet wird - der Humusgehalt der Böden in der LW durch entsprechende Maßnahmen gefördert wird Stoffliche Verwertung für chemische Grundstoffe (für Polymersythese u. Herstellung von Grundwerkstoffen) - über Pyrolyse, Vergasung zur Fischer-Tropsch u.ä. - hauptsächlich für trockene organ. Abfälle (incl. Holz- aus Sperrmüll) - für feuchte Abfälle/Reststoffe bleibt Vergärung eine wichtige Option 27 Übersicht Megatrends globaler Landnutzung Auswirkungen von Biokraftstoffen Optionen für effizientere und nachhaltigere Nutzung von Biomasse Verbesserte Nutzung biogener Abfälle Schlussfolgerungen und Empfehlungen 28 14

15 Schlussfolgerungen und Empfehlungen für Kommunen und Gebietskörperschaften Der Verbrauch von Biokraftstoffen, insbes. von Biodiesel, sollte nicht weiter ausgebaut werden Auf Palm- u. Sojaöl sollte auch für BHKW verzichtet werden Biogene Abfallstoffe sollten möglichst stofflich und energetisch verwertet werden Die Nachrüstung von Kompostieranlagen mit Vergärung ist vielfach vorteilhaft Alternative Konzepte einschl. Verbrennung und Carbon- Recycling für Materialwirtschaft sind weiter zu entwickeln 29 Vielen Dank! 15