Die Sache mit dem Kohlenstoff Ist jede Holzverwendung gut für den Klimaschutz?

Transkript

1 Die Sache mit dem Kohlenstoff Ist jede Holzverwendung gut für den Klimaschutz? Susanne Köppen 6. Workshop der Verbände- und Dialogplattform Wald, Tangermünde, Juni 2015

2 Agenda ❶ Vergleich verschiedener Holznutzungen ❷ Rolle der Holznutzung im Gesamtsystem Wald und Klima ❸ Fazit und Diskussion 2 Susanne Köppen

3 Verschiedene Holznutzungen energetisch oder Kaskade? stofflich 3 Susanne Köppen

4 Vergleich von Holznutzungen Mit Hilfe der Ökobilanz (Norm: DIN EN ISO 14040/14044) Vergleich ganzerlebenswege von Herstellung bis Entsorgung Erlaubt die Untersuchung verschiedener Umweltwirkungen (z.b. Treibhausgasemissionen; Nutzung fossiler Ressourcen, Versauerung, Eutrophierung) Welche Holznutzung erzeugt am wenigstens Treibhausgasemissionen, bzw. spart am meisten Emissionen ein? 4 Susanne Köppen

5 Beispiel Spanplatte 5 Susanne Köppen

6 Beispiel Spanplatte HVI Produktion HKW Wärmemix Stahlblech Entsorgung* Strom Wärme Strommix Industrieholz Spanplatte * incl. Recycling Produkt Prozess Referenzsystem 6 Susanne Köppen

7 Sachbilanz Inputs z.b.: Erdgas Rohöl Braunkohle Steinkohle Uran Wasser HVI HKW Strom Wärme Strommix Industrieholz Spanplatte Wärmemix Produktion Stahlblech Entsorgung z.b.: CO 2 SO 2 CH 4 NO x NH 3 N 2 O HCl CO C 6 H 6 VOC Outputs 7 Susanne Köppen

8 Wirkungsabschätzung Wirkungskategorie Parameter Substanzen (Sachbilanz) Energieaufwand Summe erschöpflicher Primärenergieträger Summe biogener Primärenergieträger Rohöl, Erdgas, Kohle, Uranerz, Nutzholz Treibhauseffekt CO 2 -Äquivalente Kohlendioxid, Distickstoffoxid, Methan, voll-und teilhalogenierte Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe, Methylbromid, Versauerung SO 2 -Äquivalente Schwefeldioxid, Salzsäure, Stickstoffoxid, Ammoniak, Flusssäure, Nährstoffeintrag PO 4 -Äquivalente Stickoxide, Ammoniak, Phosphat, Nitrat Humantoxizität PM 10 -Äquivalente(für Feinstaub) Schwefeldioxid, Stickoxide, Staub, Diesel-Partikel, Kohlenwasserstoffe, Fotosmog Ethen-Äquivalente Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Ozonabbau R-11-Äquivalente CFCs, Halone, Methylbromid, 8 Susanne Köppen

9 Beispiel Spanplatte Gutschriften Aufwendungen Treibhauseffekt Nährstoffeintrag Vorteil für Holzprodukt Nachteil Treibhauseffekt Nährstoffeintrag ETW pro t Holz (atro) Bereitstellung Vorbehandlung Herstellung Hilfsstoffe Herstellung Energie Transport Produkt Referenzprodukt Aufwendungen Entsorgung Gutschrift Strom Gutschrift Wärme Saldo IFEU Susanne Köppen

10 Vorteile Nachteile Bauholz (gehobelt) im Leichtbau Leimholz Glas Brettschichtholz Stahlträger Spanplatte im Möbelbereich Spanplatte Bau Gipsfaserplatte MDF-Platte lackiert Duroplast Softboard als Gebäudedämmung Laminat-Boden PVC Europool-Palette PE-Palette Harnstoff-Formaldehyd-Harz aus Holz Biomasseverbrennung Mix Bauholz (gehobelt) im Leichtbau Leimholz Glas Brettschichtholz Stahlträger Spanplatte im Möbelbereich Spanplatte Bau Gipsfaserplatte MDF-Platte lackiert Duroplast Softboard als Gebäudedämmung Laminat-Boden PVC Europool-Palette PE-Palette Harnstoff-Formaldehyd-Harz aus Holz Biomasseverbrennung Mix Bauholz (gehobelt) im Leichtbau Leimholz Glas Brettschichtholz Stahlträger Spanplatte im Möbelbereich Spanplatte Bau Gipsfaserplatte MDF-Platte lackiert Duroplast Softboard als Gebäudedämmung Laminat-Boden PVC Europool-Palette PE-Palette Harnstoff-Formaldehyd-Harz aus Holz Biomasseverbrennung Mix Energieaufwand Treibhauseffekt Feinstaub Stoffliche Nutzung Große Bandbreiten Stoffliche Nutzung meist vorteilhaft gegenüber energetischer Nutzung Nachteile, wenn Technologien nicht ausgereift sind oder nicht aufwendige Nicht-Holz- Produkte substituiert werden stoffliche Nutzung Referenz ETW pro t Holz (atro) IFEU (Quelle: Eigene Berechnungen) Susanne Köppen

11 Energetische Nutzung 11 Quelle: JRC 2014 Susanne Köppen

12 Energetische Nutzung 12 Quelle: JRC 2014 Susanne Köppen

13 Biomasse-HKW klein Biomasse-HKW groß Biomasse-Kraftwerk Mitverbr. Kohle-KW Biomasse-Heizwerk Pelletheizung Scheitholzofen Biomasseverbr. Mix Biomasse-HKW klein Biomasse-HKW groß Biomasse-Kraftwerk Mitverbr. Kohle-KW Biomasse-Heizwerk Pelletheizung Scheitholzofen Biomasseverbr. Mix Biomasse-HKW klein Biomasse-HKW groß Biomasse-Kraftwerk Mitverbr. Kohle-KW Biomasse-Heizwerk Pelletheizung Scheitholzofen Biomasseverbr. Mix Vorteile für Holzenergie Feinstaub Nachteile Energieaufwand Treibhauseffekt Energetische Nutzung Geringere Bandbreite als stofflichen Nutzung Größte Vorteile für Heizkraftwerke Vorteile für Mitverbrennung in Steinkohle-Kraftwerken Schlechteste Ergebnisse für Scheitholzöfen ETW pro t Holz (atro) IFEU (Quelle: Eigene Berechnungen) Susanne Köppen

14 Kaskadennutzung - Szenario 1 Altholz HKW Strom Wärme Strommix Spanplatte Wärmemix Produktion Stahlblech Entsorgung* Altholz HKW Strom Wärme Strommix Wärmemix Produktion Duroplast Entsorgung Energiemix Altholz HKW Strom Wärme Strommix Wärmemix 14 Susanne Köppen

15 Kaskadennutzung - Szenario 1 Energieaufwand Spanplatte-Kaskade Stahlblech Duroplast Treibhauseffekt Spanplatte-Kaskade Stahlblech Duroplast Vorteil Nachteil Humantoxizität (Feinstaub) Spanplatte-Kaskade Stahlblech Duroplast ETW pro t Rohholz (atro) Vorteile für Altholz in Spanplatten verglichen mit Alternativen 15 Susanne Köppen

16 Kaskadennutzung - Szenario 2 Stammholz Bauholz HKW 16 Susanne Köppen

17 Kaskadennutzung - Szenario 2 Recycling Spanplatte Stammholz Bauholz Leimholz HKW 17 Susanne Köppen

18 Kaskadennutzung - Szenario 2 Bauholz HKW Produktion Glasplatte Produktion Entsorgung* Stahlblech Stammholz Entsorgung* *Bereitstellung und Entsorgung von Referenzprodukten beinhalten Recycling 18 Susanne Köppen

19 Kaskadennutzung - Szenario 2 Spanplatte Stammholz Bauholz HKW Produktion Glasplatte Produktion Entsorgung* Stahlblech Entsorgung* *Bereitstellung und Entsorgung von Referenzprodukten beinhalten Recycling 19 Susanne Köppen

20 Kaskadennutzung - Szenario 2 Spanplatte Stammholz Bauholz Leimholz HKW Produktion Entsorgung* Stahlblech *Bereitstellung und Entsorgung von Referenzprodukten beinhalten Recycling 20 Susanne Köppen

21 Kaskadennutzung - Szenario 2 Recycling Spanplatte Stammholz Bauholz Leimholz HKW 21 Susanne Köppen

22 Kaskadennutzung - Szenario 2 Energieaufwand Bauholz Bauholz - Spanplatte Bauholz - Leimholz - Spanplatte Bauholz - Leimholz - Spanplatte (Rec. max) Treibhauseffekt Bauholz Bauholz - Spanplatte Bauholz - Leimholz - Spanplatte Bauholz - Leimholz - Spanplatte (Rec. max) Humantoxizität (Feinstaub) Bauholz Bauholz - Spanplatte Bauholz - Leimholz - Spanplatte Bauholz - Leimholz - Spanplatte (Rec. max) Vorteil Nachteil ETW pro t Rohholz (atro) Einsparungen steigen mit steigender Anzahl an Downcycling-Schritten 22 Susanne Köppen

23 Kaskadennutzung - Szenario 2 Download: 23 Susanne Köppen

24 Agenda ❶ Vergleich verschiedener Holznutzungen ❷ Rolle der Holznutzung im Gesamtsystem Wald und Klima ❸ Fazit und Diskussion 24 Susanne Köppen

25 Klimawirkung des Waldes Waldspeicher + Produktspeicher + Substitution 25 Susanne Köppen

26 Produktspeicher Aufteilung des Holzes anhand eines Holznutzungsschlüssels in Produktgruppen 26 Quellen: Mund et al. 2015; Knauf & Frühwald 2013 Susanne Köppen

27 Produktspeicher Produktgruppen Spezifische Abbauraten & Abbaufunktionen - weitere stoffliche Nutzung - energetische Nutzung / Verwertung Betrachtungszeitraum (z.b. 50 Jahre) 27 Susanne Köppen

28 Substitution Vermeidung von CO2-Emissionen durch die Verwendung von Holz anstelle von a) anderen, mit höherem Energieaufwand und somit höheren CO2 Emissionen herzustellenden Materialien bzw. materielle Substitution b) fossilen Energieträgern. energetische Substitution Angabe über Substitutionsfaktoren Wie viel t C (CO2-Emissionen) werden pro t C im Holz vermieden? 28 Susanne Köppen

29 Energetische Substitution Direkte Nutzung des Holzes als Energieträger (Strom & Wärme) Ersatz von fossilen Energieträgern Mögliche Variationen: Wahl des ersetzten Energieträgers / -mix (künftig wachsender Anteil an EE) Entspricht kurzer Lebensdauer bleibt innerhalb des Produktspeichers konstant 29 Susanne Köppen

30 Materielle Substitution Substitutionsfaktoren sehr unterschiedlich für verschiedene Produkte Annahme über Anteil des der Verwertung / energetischen Nutzung am Lebensende Kombination mit energetischem Substitutionsfaktor Recyclingquote (Kaskadennutzung) 30 Susanne Köppen

31 Substitutionsfaktoren materielle Nutzung 31 Quelle: Mund et al Susanne Köppen

32 Zusammenspiel von Speicher und Nutzung Klimaschutzeffekt aus der Holzverwendung (Produktspeicher + Substitution) höher als Waldspeicher Effekte der Substitution akkumulieren sich 32 Quelle: Mund et al Susanne Köppen

33 Einflussfaktoren Ausgangsspeicher und Bewirtschaftung (Einschlagmenge) Baumarten (Laubbaum oder Nadelholz) Unterschiedliche Dichte Aufteilung auf Produktgruppen Lebensdauer und Abbaurate Produktspeicher Verwendung energetische und materielle Substitution Höhe der (energetischen & materiellen) Substitutionsfaktoren Länge des betrachteten Zeitraums Bei kurzfristiger Betrachtung schneiden schutzorientierte Szenarien besser ab (Altersklasseneffekt, Speicheraufbau im Totholz) 33 Susanne Köppen

34 Sensitivitäten der Ergebnisse Entwicklung von Leitplanken: Anteil energetische Verwertung des Altholzes (75 % -100 %) Materieller Substitutionsfaktor (1,5 1,8 tc/tc) Holzverwendung (mehr energetisch als stofflich) Kombination der Leitplanken: Im ungünstigsten Fall 30 tc/ ha weniger Einsparung (20% der gesamten C-Bilanz) 34 Quelle: Mund et al Susanne Köppen

35 Agenda ❶ Vergleich verschiedener Holznutzungen ❷ Rolle der Holznutzung im Gesamtsystem Wald und Klima ❸ Fazit und Diskussion 35 Susanne Köppen

36 Ist jede Holzverwendung gut? Holznutzung trägt im Wald / Holz-Cluster einen großen Teil zur Klimawirkung bei Substitution & Produktspeicher Große Variationen der Einsparungen je nach Nutzung Holznutzung sollte so hochwertig wie möglich sein Stoffliche Nutzung wo möglich Kaskadennutzung in den meisten Fällen vorteilhaft Wo nur energetische Nutzung möglich ist: KWK mit Komplettnutzung der Wärme am besten Langfristig hat stoffliche Nutzung immer größere Vorteile gegenüber der energetischen Nutzung 36 Susanne Köppen

37 Diskussionsansätze Produktspeicher Welche Aussagekraft hat er (Erweiterung des Waldspeichers)? Wie beliebig beeinflussbar ist er (Nachfrage)? Welche Bedeutung messen wir zeitlichen Aspekten bei? Materielle Substitution: Wie viel Alternativprodukte kann Holz ersetzen? Wie ist Erhöhung der Kaskadennutzung möglich? Hemmnisse 37 Susanne Köppen

38 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Susanne Köppen Wilckensstraße Heidelberg Telefon +49 (0) Telefax +49 (0)