M. Sc. Tobias Jorissen In Zusammenarbeit mit:

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1 Bewertung von Agroforstsystemen (AFS) ökonomische und ökologische Bilanzierung zur Berechnung der CO 2äq -Vermeidungskosten M. Sc. Tobias Jorissen In Zusammenarbeit mit:

2 Gliederung Einleitung (Problemstellung und Stand des Wissens) Forschungsfragen Methodischer Ansatz Ergebnisse Schlussfolgerungen und Ausblick 2

3 Einleitung Problemstellung Politik Landwirtschaft Akteur Quelle: bundestag.de 2013 Bedürfnis Information Verwendung Informationen über Erneuerbare Energien Kennzahlen zur Effizienz (Rentabilität; Energieeffizienz; CO 2äq -Vermeidungskosten; etc.) Ermittlung der Vergütungssätze für EEG und EEWärmeG Anbauempfehlung 3

4 Einleitung Stand des Wissens Ökonomische Bilanzen Ökobilanzen Schmidt 2011 (Ökonomie AFS) Burger 2010 (Ökobilanz KUP) Wagner et al (Ökonomie KUP) Rödl 2010 (Ökobilanz KUP) El Kasmimioui 2012 (Ökonomie KUP; Review) Djomo et al (Energie- und THG- Bilanz KUP; Review) Verknüpfende Analysen WBA 2007 Fiala et al Jianbo 2006 (CO 2äq -Vermeidungskosten u.a. KUP) (Ökonomie, Energie- und THG-Bilanz KUP) (Ökonomie und Energiebilanz AFS) 4

5 Einleitung Stand des Wissens CO2 äq -Vermeidungskosten ausgewählter Bioenergie-Linien (WBA 2007) 5

6 Forschungsfragen Einfluss der Baumart auf Bilanzen Ökonomie und Ökologie Klimawirksamkeit von Energieholz CO 2äq -Vermeidungskosten Sensitivitäten der Eingangsparameter CO 2äq -Vermeidungskosten 6

7 Methodischer Ansatz Verknüpfende Analysen am Beispiel der Forschungsstation Scheyern in Bayern Quelle: Google Maps 2011 Quelle: Google Maps 2013 AFS im Ökologischen Landbau Luzernekleegras-Kartoffeln-Weizen-Sonnenblumen- Luzernekleegras-Weizen-Roggen AFS im Integrierten Landbau Mais-Weizen-Kartoffel-Weizen 7

8 Methodischer Ansatz Verknüpfende Analysen am Beispiel der Forschungsstation Scheyern in Bayern Klassifizierung Typ Silvoarables AFS Struktur Streifenförmig (Alley cropping) Funktion Nahrungsmittel / Brennholz Standdauer / Rotationszyklus 20 / 4 Jahre Baumarten Pappel, Weide, Robinie, Erle, etc. 8

9 Methodischer Ansatz Ökonomische Bilanz Methode Bilanzrahmen Datenbasis Zielgrößen Annuitätenmethode Vollkosten Ökologische Bilanz Vermeidungskosten ISO 14040/44 Lachgas nach IPPC 2006 Δ Gestehungskosten pro Energieeinheit Δ THG-Emissionen pro Energieeinheit direkte(r) u. indirekte(r) Emissionen bzw. Energieinput Bereitstellung von Wärme aus Kleinfeuerungsanlagen Humusbilanz nach VDLUFA Auf Basis der Daten von Unternehmergewinn [ ha-1 a-1] Energieeffizienz [O I-1 Verhältnis] THG-Emissionen [kg CO2äq GJNetto-1] CO2äqVermeidungskosten [ kg CO2äq-1] 9

10 Methodischer Ansatz Betriebscharakteristik des AFS im Integrierter Landbau in Scheyern Gehölze Marktfruchtbau Preis pro Pflanze Ertrag (Schätzung) [ Stk.-1] [tatro ha-1 a-1] Pappel 0, Weide 0, Erle 0,62 5 Robinie 0,32 6 Anteil in der Fruchtfolge Ertrag [%] [dtfm/ha] Winterweizen Kartoffeln 25 Silomais 25 Marktfrucht Baumart AFS Anteil Marktfrüchte Anteil Gehölze [%]

11 Ergebnisse Welchen Einfluss hat die Baumart auf die ökonomische und ökologische Bilanz? Ökonomie; Cradle-to-farm gate 11

12 Ergebnisse Welchen Einfluss hat die Baumart auf die ökonomische und ökologische Bilanz? Energieeffizienz; Cradle-to-farm gate 12

13 Ergebnisse Welchen Einfluss hat die Baumart auf die ökonomische und ökologische Bilanz? Energieeffizienz; Vergleich mit der Literatur Energieeffizienz [O I-1 Verhältnis] Eigene Berechnungen Literaturwert / Quelle Weizen 6,2 9,2 Küstermann et al Silomais 13,8 20,4 Küstermann et al ,5 9,5 Küstermann et al Kartoffeln Kurzumtriebsplantage Burger Djomo

14 Ergebnisse Welchen Einfluss hat die Baumart auf die ökonomische und ökologische Bilanz? THG-Emissionen; Cradle-to-farm gate 14

15 Ergebnisse Welchen Einfluss hat die Baumart auf die ökonomische und ökologische Bilanz? THG-Emissionen; Vergleich mit der Literatur Treibhausgasemissionen ME Eigene Berechnungen Literaturwert / Quelle Weizen [t CO2äq ha-1] 2,5 2,4 Küstermann et al Silomais [t CO2äq ha-1] 6,2 4,3 Küstermann et al Kartoffeln [t CO2äq ha-1] 6,8 5,5 Küstermann et al Kurzumtriebsplantage [kg CO2äq GJNetto-1] 1,4-2,3 0,6-10,6 Djomo ,6 Rödl

16 Ergebnisse wie hoch sind die damit verbundenen Vermeidungskosten von CO2äq? CO2äq -Vermeidungskosten: Kesselnennleistung = 100 kw; Volllaststunden = 1700 h 16

17 Ergebnisse Welche Parameter haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Vermeidungskosten? CO2äq -Vermeidungskosten in Abhängigkeit der Streuung der Brennstoffkosten und der Volllaststunden (Szenarioanalyse): Kessel = 100 kw Obere Grenzen (Worst-Case) = hoher Hackschnitzelpreis (µ+ σ) und niedriger Preis für Erdöl /-gas (µ-σ); untere Grenzen (Best-Case) = niedriger Hackschnitzelpreis (µ-σ) und hoher Preis für Erdöl /-gas (µ+ σ) 17

18 Schlussfolgerungen Ökonomische Konkurrenzfähigkeit der Gehölze in Scheyern nicht gegeben Baumart wirkt sensitiv auf Bilanzen Referenzheizungssystem determiniert stark Vermeidungskosten Parameter wirken ebenfalls stark sensitiv auf Vermeidungskosten 18

19 Ausblick Unterschiede Konventioneller und Ökologischer Landbau Unterschiede Scheyern und durchschnittlichen Landwirtschaft Verteilungen bzw. Wahrscheinlichkeiten der Zielgrößen Berücksichtigung von Ertragsdepressionen oder -steigerungen 19

20 Quellen Burger, Frank (2010): Bewirtschaftung und Ökobilanzierung von Kurzumtriebsplantagen. München: Technische Universität München. Djomo, Sylvestre Njakou; el Kasmioui, Ouafik; Ceulemans, Reinhart (2011): Energy and greenhouse gas balance of bioenergy production from poplar and willow: a review. In: Global Change Biology 3 (3), S el Kasmioui, Ouafik; Ceulemans, Reinhart (2012): Finacial analysis of the cultivation of poplar and willow for bioenergy. In: Biomass and Bioenergy 43, S Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE) (2009): CO2-Verminderung in Deutschland. 3. Aufl. München. Fiala, M.; Bancenetti, J.; Scaravonati, A.; Bergonzi, A. (2010): A short rotation coppice in Norther Italy: comprehensive sustainability. In: Proceedings of 18th European Biomass Conference & Exhibition, S Jianbo; Lu: Energy balance and economic benefits of two agroforestry systems in northern and southern China. In: Agraiculture Ecosystems & Enviroment 116, S Küstermann, Björn; Kainz, Maximilian; Hülsbergen, Kurt-Jürgen (2007): Modeling carbon cycles and estimation of greenhouse gas emissions from organic and conventional farming systems. In: Renewable Agriculture and Food Systems 23 (1), S Manzone, Marco; Airoldi, Gianfranco; Balsari, Paolo (2009): Energetic and economic evaluation of a poplar cultivation for the biomass production in Italy. In: Biomass and Bioenergy 33 (9), S Rödl, Anne (2010): Production and energetic utilization of wood from short rotation coppice a life cycle assessment. In: The International Journal of Life Cycle Assessment 15 (6), S Schmidt, Christian (2011): Zur ökonomischen Bewertung von Agroforstsystemen. Gießen: Justus-Liebig-Universität Gießen. Wagner, Peter; Schweinle, Jörg; Setzer, Frank; Kröber, Mathias; Dawid, Martin (2012): DLG.Standard zur Kalkulation einer Kurzumtriebsplantage. In: DLG-Merkblatt (372). Wissenschaftlicher Beirat Agrarpolitik (WBA) (2007): Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung. Empfehlungen an die Politik: beim Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz. 20

21 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fotos: Frank Wagener; IfaS (2010) 21