Bewertung von Nachwachsenden

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1 Technische und ökonomische Bewertung von Nachwachsenden Rohstoffen 18. Februar 2008 Dr Thomas Boehland

2 Gliederung Eingangs-Paradigma über NawaRo Rohstoffpreise und Preiskopplung 1) Rohölfolgeprodukte 2) Vergleich der Wertschöpfungsketten 3) Preiskopplung von Benzin, Bioethanol und Zucker 4) Einfluss der Regularien 5) Biodiesel und Diesel 6) Holz und Heizöl Beispiele für einen Kostenvergleich fossil - NawaRo 1) Aceton-Butanol-Ethanol-Prozeß 2) Polymilchsäure Zusammenfassung und Ergebnis Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 2

3 Nachwachsende Rohstoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 3 nova-institut

4 Bio-basierte Produkte machen ca 5% des weltweiten Chemikalienumsatzes aus Biorenewables Bioprocesses 5% BioProdukte 77 Mrd Weltweiter Chemieumsatz Mrd (2005) Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 4 Quelle: McKinsey

5 Etwa 90% der Chemieproduktion basiert auf Rohöl und Erdgas * *IFEU-Institut, Heidelberg 2007 Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 5

6 Die chemisch/technische Industrie in Deutschland setzte 2005 rund 2,7 Mio. t Nawaro ein davon ~ 2,0 Mio. t pflanzlichen Ursprungs. Quelle: meó Consulting-Team im Auftrag der FNR Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 6

7 Entwicklung von Diesel- und Biodieselmengen in Deutschland Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 7

8 Regulierung beeinflußt die Einführung von Nawaro auf nationaler und europäischer Ebene EU-Verordung gen-veränderter Lebens-und Futtermittel Deutsches Gentechnik Gesetz Getreidemarktverordnung Zuckermarktordnung REACh (Registration, Evaluation, Authorisation of Chemicals) Verpackungsverordnung Bioabfallverordnung Düngemittelverordnung Erneuerbare-Energien-Gesetz Biokraftstoffquotengesetz Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 8

9 Bioethanol : Ölpreise und Regulierung bestimmen den Markt Einfluß der Regulierung auf die EtOH Produktion in den USA ständig überarbeitete Regulierungen in USA: Energy Policy Act Renewable Fuel Standard 34 Mrd Liter in 2008 (x 4 in 2022) "Renewable Fuels Standard" Brazil: FFV (flex-fuel vehicles) + 20% Benzin-Beimischung Mio. Liter "Clean Air Act" Source: RFA 2006; Fapri 2006 Ethanol als MTBE Ersatz Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 9 EU: EC/30/2006 (5,75% in 2010) D: Beimischungszwang 2% China: National Biofuel Programme 15% biofuels by 2020 (31% Gasoline - 69%Diesel) 10% EtOH mandatory in 5 Prov.

10 Auf die Werte von 1994 normierte Rohstoffpreise 600 Natural Gas Crude Oil Propylene Soybean Oil Glucose Syrup Jan-94 Jan-95 Jan-96 Jan-97 Jan-98 Jan-99 Jan-00 Jan-01 Jan-02 Jan-03 Jan-04 Jan-05 Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 10

11 Koppelung von Ethylen-, Propylen- und Naphtapreisen an den Rohölpreis Crude Oil /bbl Naphta /to Etyhlen /to Propylen /to Crude Oil [ /bbl] Raw Material [ /to] Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 11

12 Entwicklung von Polymer- und Rohölpreisen Rohölpreis [ /bbl] Ölpreis [ /bbl] Polymer Preisindex Polymer Preisindex [-] 0 Jan. 02 Jan. 03 Jan. 04 Jan. 05 Jan. 06 Jan Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 12

13 Hypothese 1: Hohe Rohölpreise machen Produkte aus NAWAROs konkurrenzfähig Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 13

14 Hypothese 2: Hohe Rohölpreise verteuern NAWAROs und ihre Produkte Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 14

15 Entwicklung von Öl-, Ethanol- und Zuckerpreis Abbildung 6. Entwicklung von Öl-, Ethanol- und Zuckerpreis $5,00 Flex fuel Motoren eingeführt für: $4,00 Kleinwagen Abbildung 6a. Entwicklung des Ethanolpreises in Brasilien Preis (US$) $3,00 $2,00 Mittelklasse $1,00 Jan 00 Jan 01 Jan 02 Jan 03 Jan 04 Jan 05 Jan 06 Jan 07 Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 15 Jahr

16 Ethanol: saisonale Preisschwankungen, Kopplung an den Naphta Preis R$ / t 1.800, , , , ,00 800,00 600,00 400,00 200,00 Ethanol Price Seasonality Ethanol: saisonale Preisschwankungen , Week Preiskopplung Ethanol / Naphta Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 16

17 Weltweiter Handel mit Ethanol aufgrund von Regularien limitiert Handel 2005 Prod: 14,17 mto Imports: 0,65 Exports: 0,30 EU Prod: 2,14 mto Imp: 0,50 Exp: 0,15 USA CBI (0,2 mto) India China (2,88 mto) (1,58 mto) 0,015 mto Brazil Prod: 15,4 mto Imp: 0 Exp: 2,0 Australia (0,11 mto) Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 17 weltweite Produktion: 45 Mio. to

18 Einfluss von staatlichen Fördermaßnamen auf den Ethanolpreis Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 18

19 Bioethanol Preise gekoppelt an Benzinpreise (USA) US Transportation Fuel Market Sources: Bloomberg; Thomson Financials Bioethanol (USD/ton) 1,400 Beobachtungen 1,200 1,000 Correlation factor = 86% starke Korrelation mit Benzinpreisen in den USA noch keine Korrelation mit Maisoder Zuckerpreisen (feedstock) zu beobachten (Marktregulierung) ,000 Premium Unleaded Gasoline (USD/ton) Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 19

20 C-Quellen-Äquivalenz-Preis ( C-equivalent price ) Klassischer Bioethanol-Prozeß ca. 46% Ausbeute ca. 66% Anteil der Rohstoffkosten an den Herstellkosten >> to/a Kapazität Zu jedem Rohölpreis einen C-Quellen-Äquivalenz-Preis kalkulieren: Ende 2006 (Rohölpreis 60 $/bbl=304 /to): 238 /to (14 $ct/lb). Der wahre gehandelte Weltmarktpreis für Zucker lag nur unwesentlich darunter. Zu jedem beliebigen Ölpreisszenario ein C-Quellen-Äquivalenz-Preis berechenbar für Zucker, Stärke oder auch fermentierbare C-Quellen, z.b. aus Lignocellulosen - der als Grundlage zur Bewertung biotechnologischer Prozesse dient. Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 20

21 Wettbewerbsfähige Rohstoffe sind verfügbar suboptimale Verfahren limitieren das Potential Petrochemicals Produktion Preis* C H O Carbon Ethylen C 2 H mio t/a 890 /t 86% 14% 1035 /t C Propylen C 3 H 6 75 mio t/a 850 /t 86% 14% 988 /t C Benzol C 6 H 6 45 mio t/a 830 /t 92% 8% 902 /t C BioRenewables Produktion Preis* C H O Carbon Glukose C 6 H 12 O mio t/a 300 /t 40% 7% 53% 750 /t C Bio-Ethanol C 2 H 6 O 36 mio t/a 365 /t 52% 13% 35% 700 /t C *Preise , Bio-Ethanol für Brasilien (EU ca. x2) Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 21

22 Entwicklung von Diesel- und Biodieselmengen in Deutschland Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 22

23 Entwicklung von Diesel- und Biodieselpreis in Deutschland Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 23

24 Entwicklung der Erzeugerpreise für Raps in Deutschland Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 24

25 Entwicklung der Energiepreise von Holzpellets im Vergleich zu Heizöl und Erdgas in Deutschland Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 25

26 Kostenvergleich fossil NAWARO: Butanol- vs. Rohölpreis Aceton-Butanol-Ethanol-Prozeß: Blenden von Benzin wg. ähnlicher Eigenschaften Fermentation von glucose / sucrose durch Clostridium ssp liefert Aceton : Butanol : Ethanol im Verh. 3 : 6 : 1 Großtechnische Herstellung nachgewiesen möglich. Butanol einfacher zur Beimischung geignet als Bioethanol, da besser mit Benzin kompatibel wg vergleichbarer Verbrennungscharakteristik geringerer Dampfdruck Nutzung bestehender Infrastruktur Aber: Einführung des C-equivalent price zeigt, dass bio-butanol nicht wettbewerbsfähig ist. (Qureshi et.al, 2001; Patel et.al. 2006) Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 26 Crude Oil [$/bbl] Crude Oil Brent [$/bbl] Butanol EU ICIS /to Jan. 03 Jan. 04 Jan. 05 Jan. 06 Jan Butanol EU [ /to]

27 Kostenvergleich fossil NAWARO: Poly Lactic Acid (PLA) Polymilchsäure aus Fermentation: Verpackungsmaterial als Alternative zu PET, PS, PP Maispreis in den USA [US$/bushel] Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 27

28 Kostenvergleich fossil NAWARO: Poly Lactic Acid (PLA) Beispiel 2: Poly Lactic Acid (PLA) vs. PET PLA könnte biotechnisch preiswerter hergestellt werden als in chemischkonventionellen Routen, aber Ausbeute Fermentation: 90 % Ausbeute Polymerisation: 80 % Rohstoffkosten Fermentation: 60 % LA-Kosten für Polymerisation: 45 % Markt Preis PLA (ber.)* /t Markt Preis PET (2006) /t Rohölpreis 60 $/bbl Deutliche Erhöhung des Maispreises Angenommener Marktpreis für PLA setzt stabile, niedrige Preise für C-Quellen voraus Berechnung C-equivalent price zeigt signifikante Vorteile für PET (15 20 %) Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 28 * Optimierung in Process und economy of scale vorausgesetzt

29 Zusammenfassung und Ergebnis Paradigma: Produkte auf Basis nachwachsender Rohstoffe werden mit steigenden fossilen Rohstoffpreisen zunehmend wirtschaftlich Jedoch: Derzeit sind die meisten neuen Produkte und Kraftstoffe, die auf NAWAROs basieren, teurer als die rohölbasierten Notwendig ist Zugang auf biobasierte Rohstoffquellen zu Weltmarktbedingungen Einschränkung marktverzerrender Regulierungen Optimierung der biotechnologischen Prozesse und effizientere Verfahren zur Verwertung von Biomasse Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 29

30 Vielen Dank Dr Th Boehland/S-PR-R3 Page 30