Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in NRW

Transkript

1 Forschungsberichte des Fachbereichs Agrarwirtschaft Soest Nr. 24 Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in NRW Prof. Dr. Jürgen Braun Prof. Dr. Wolf Lorleberg Dipl.-Ing. (FH) Heike Wacup

2 Gefördert durch das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen 2010 Fachhochschule Südwestfalen Fachbereich Agrarwirtschaft Lübecker Ring Soest Tel: Fax: mail: agrar@fh-swf.de ISBN (Print) ISBN (Download)

3 Abschlussbericht Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in NRW Fachbereich Agrarwirtschaft Soest der Fachhochschule Südwestfalen 2009 Prof. Dr. Jürgen Braun Prof. Dr. Wolf Lorleberg Dipl.-Ing. (FH) Heike Wacup

4

5 Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis Seite 1 Einleitung Vorbemerkung Zielsetzung Durchführung Untersuchungsregionen und Methodik zur Ableitung der Modellbetriebe Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen Rahmenbedingungen für den Klimaschutz Internationale Rahmenbedingungen Politische Rahmenbedingungen in Deutschland Politische Rahmenbedingungen in NRW Biomassestrategie des Landes NRW Zielvorgaben der Politik für erneuerbare Energien in Deutschland Entwicklung Erneuerbarer Energien in Deutschland Entwicklung erneuerbarer Energien in NRW Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) Stand und Entwicklung der Biogasproduktion in Deutschland und NRW Flächennutzung in Deutschland und NRW Bericht zum Projekt 1 Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in Veredlungsregionen Nordrhein-Westfalens Vorbemerkung Einführung zur Gesamtmethodik und zum Modell Gesamtmethodik und Modell Durchführung der einzelbetrieblichen LP-Modellrechnungen Modellergebnisse und Folgerungen Modellrechnung Szenario Modellrechnung Szenario Modellrechnung Szenario Modellrechnungen zu Varianten des Szenario Schlussfolgerungen als Grundlage für weitere Diskussionen... 44

6 II Inhaltsverzeichnis Seite 4 Bericht zum Projekt 2 Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in Grünlandregionen Nordrhein-Westfalens Vorbemerkung Vorgehen und Methodik Vorgehen Methodik der Modellkalkulationen Modellergebnisse und Folgerungen Modellrechnung Szenario EEG Modellrechnung Szenario EEG 04 Wärme Modellrechnung Szenario EEG Modellrechnung Szenario EEG 09 Wärme Schlussfolgerungen Bericht zum Projekt 3 Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in Ackerbauregionen Nordrhein-Westfalens Vorbemerkung Vorgehen und Methodik Vorgehen Methodik der Modellkalkulationen Modellergebnisse und Folgerungen Modellrechnung Szenario EEG 09 Variante Modellrechnung Szenario EEG 09 Variante Modellrechnung Szenario EEG 09 Variante Modellrechnung Szenario EEG 09 Variante 3a Modellrechnung Szenario EEG 09 Variante Modellrechnung Szenario EEG 09 Variante Modellkalkulationen für Anlagenkonzepte zur Aufbereitung und Einspeisung von Biomethan Exkurs: Mögliche indirekte Auswirkungen von Emissionszertifikaten Schlussfolgerungen

7 Inhaltsverzeichnis III Seite Anhang 1 Untersuchungsregionen und Agrarstrukturen Anhang 2 Positionen zur EEG-Novellierung und Ergebnistabellen (Projekt 1)149 Anhang 3 Projekt 1: Schattenpreise Anhang 4 Projekt 2: Ergebnisse Anhang 5 Projekt 3: Ergebnisse

8

9 Abbildungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis Seite Abbildung 1: Bausteine des Energie- und Klimaschutzkonzeptes NRW... 6 Abbildung 2: Entwicklung der Biogasproduktion von 1992 bis Ende 2009 in Deutschland Abbildung 3: Anzahl und regionale Verteilung der Biogasanlagen Deutschlands 12 Abbildung 4: Installierte elektrische Biogasanlagenleistung und das verbliebene Biogaspotenzial auf Basis von tierischen Exkrementen in Deutschland getrennt nach Landkreisen Abbildung 5: Entwicklung der Biogasproduktion von 1981 bis 2007 in NRW Abbildung 6: Entwicklung der Maisanbauflächen zur Biogasnutzung Abbildung 7: Blockschaubild des einzelbetrieblichen LP-Modellansatzes Abbildung 8: Vergleich der drei Szenarien mit den wichtigsten prozentualen Veränderungen für den Kreis Borken Abbildung 9: Vergleich der drei Szenarien mit den wichtigsten prozentualen Veränderungen für den Kreis Steinfurt Abbildung 10: Prozentuale Veränderungen im Kreis Borken Abbildung 11: Prozentuale Veränderungen im Kreis Steinfurt Abbildung 12: Prozentuale Veränderungen im Hochsauerlandkreis Abbildung 13: Prozentuale Veränderungen im Oberbergischen Kreis Abbildung 9: Relative Verteilung wichtiger Parameter auf Landkreisebene im Kreis Düren Abbildung 10: Relative Verteilung wichtiger Parameter auf Landkreisebene im Kreis Neuss

10

11 Tabellenverzeichnis VII Tabellenverzeichnis Seite Tabelle 1: Zielvorgaben Erneuerbare Energien in Deutschland... 7 Tabelle 2: Entwicklung erneuerbarer Energien in Deutschland von 2006 bis Tabelle 3: Entwicklung der erneuerbaren Energien bis Tabelle 4: Entwicklung erneuerbarer Energien in NRW... 9 Tabelle 5: Grundvergütungen für Strom aus Biomasse... 9 Tabelle 6: Boni für Strom aus Biomasse Tabelle 7: Anbauentwicklung nachwachsender Rohstoffe in Deutschland Tabelle 8: Anbauentwicklung nachwachsender Rohstoffe in NRW Tabelle 9: Einzelbetriebliche Auswirkungen durch Aufnahme der Biogasproduktion Tabelle 10: Veränderungen auf Landkreisebene durch Aufnahme der Biogasproduktion Tabelle 11: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 12: Veränderungen auf Landkreisebene durch Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten im Vergleich zur bestehenden Organisation Tabelle 13: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten bei prognostizierten Preisverhältnissen Tabelle 14: Veränderungen auf Landkreisebene durch Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten im Vergleich zur bestehenden Organisation bei prognostizierten Preisen von Tabelle 15: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten unter verschiedenen Annahmen bei prognostizierten Preis- und Kostenverhältnissen Tabelle 16: Veränderungen auf Landkreisebene mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten unter verschiedenen Annahmen bei prognostizierten Preis- und Kostenverhältnissen Tabelle 17: Biogasproduktion in Grünland-Regionen NRWs Tabelle 18: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG Tabelle 19: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG Tabelle 20: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG 04 Wärme Tabelle 21: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG 04 Wärme

12 VIII Tabellenverzeichnis Tabelle 22: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG Tabelle 23: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG Tabelle 24: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG 09 Wärme Tabelle 25: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Szenario EEG 09 Wärme Tabelle 26: Biogasproduktion in Ackerbau-Regionen NRWs Tabelle 27: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 28: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten.. 82 Tabelle 29: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 30: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten.. 86 Tabelle 31: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 32: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten.. 90 Tabelle 33: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 34: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten.. 94 Tabelle 35: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 36: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten.. 98 Tabelle 37: Auswirkungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 38: Veränderungen durch Realisierung von Investitionsmöglichkeiten 102 Tabelle 39: Abschätzung der Wirtschaftlichkeit der Bioerdgaserzeugung I: Kosten bis ins Erdgasnetz Tabelle 40: Abschätzung der Wirtschaftlichkeit der Bioerdgaserzeugung II: Kosten und Erlöse ab Erdgasnetz für die Verwertungsrichtungen Heizgas und Kraftstoff Tabelle 41: Abschätzung der Wirtschaftlichkeit der Bioerdgaserzeugung III: Kosten und Erlöse ab Erdgasnetz für die Verwertungsrichtung Strom- und Wärmeproduktion in BHKW Tabelle 42: Abschätzung von Grenzpreisen für Silomais nach Vollkosten in der Bioerdgas-Wertschöpfungskette Tabelle 43: CO 2 -Äquiv.-Einsparung durch Substitution von 1 kwh el aus fossilen Energien erzeugtem Strom durch Erneuerbare Energien in g CO 2 -Äquiv./1 kwh el Tabelle 44: Geldwerter Vorteil durch Zertifikateinsparung in Cent/kWh el, wenn anstelle aus fossilen Energien aus Erneuerbaren Energien Strom erzeugt wird Tabelle 45: Geldwerter Vorteil durch Zertifikateinsparung in Cent/kWh el, wenn anstelle aus fossilen Energien aus Erneuerbaren Energien Strom erzeugt wird; Abzinsung auf 4 Jahre ( ) Tabelle 46: CO 2 -Aquiv.-Einsparung durch Substitution von 1 kwh el + 2 kwh th von aus fossilen Energien erzeugtem Strom und Wärme durch Erneuerbare Energien in g CO 2 -Äquiv./(1 kwh el +2 kwh th )

13 Tabellenverzeichnis IX Seite Tabelle 47: Geldwerter Vorteil durch Zertifikateinsparung in Cent/ (1 kwh el + 2 kwh th ), wenn anstelle aus fossilen Energien aus Erneuerbaren Energien Strom und Wärme erzeugt werden Tabelle 48: Geldwerter Vorteil durch Zertifikateinsparung in Cent/kWh el, wenn anstelle aus fossilen Energien aus Erneuerbaren Energien Strom und Wärme erzeugt werden; Abzinsung auf 4 Jahre ( ) Tabelle 49: Tierproduktion auf Landkreisebene im Vergleich zu NRW Tabelle 50: Flächen im Kreis Borken nach Hauptnutzungsarten Tabelle 51: Betriebsformen des Kreises Borken mit den jeweiligen Flächenanteilen Tabelle 52: Biogasproduktion in viehstarken Regionen NRWs Tabelle 53: Viehbestände und Biogasproduktion im Kreis Borken Tabelle 54: Einsatz der Substrate in der Biogasproduktion des Landkreises Borken Tabelle 55: Betriebsformen der Modellbetriebe für den Landkreis Borken Tabelle 56: Flächen im Kreis Steinfurt nach Hauptnutzungsarten Tabelle 57: Betriebsformen des Kreises Steinfurt mit den jeweiligen Flächenanteilen Tabelle 58: Viehbestände und Biogasproduktion im Kreis Steinfurt Tabelle 59: Einsatz der Substrate in der Biogasproduktion des Landkreises Steinfurt Tabelle 60: Modellbetriebe für den Kreis Steinfurt Tabelle 61: Flächen im Hochsauerlandkreis nach Hauptnutzungsarten Tabelle 62: Betriebsformen im Hochsauerlandkreis Tabelle 63: Viehbestände und Biogasproduktion im Hochsauerlandkreis Tabelle 64: Modellbetriebe für den Hochsauerlandkreis Tabelle 65: Flächen im Oberbergischen Kreis nach Hauptnutzungsarten Tabelle 66: Betriebsformen des Oberbergischen Kreises Tabelle 67: Viehbestände und Biogasproduktion im Oberbergischen Kreis Tabelle 68: Modellbetriebe für den Oberbergischen Kreis Tabelle 69: Bodenflächen im Kreis Düren nach Hauptnutzungsarten Tabelle 70: Betriebsformen und Flächenanteile Tabelle 71: Biogasproduktion in Ackerbau-Regionen NRWs Tabelle 72: Viehbestände und Biogasproduktion im Kreis Düren Tabelle 73: Flächen im Rhein-Kreis Neuss nach Hauptnutzungsarten Tabelle 74: Betriebsformen und Flächenanteile im Rhein Kreis Neuss Tabelle 75: Viehbestände und Biogasproduktion im Rhein-Kreis Neuss Tabelle 76 Modellbetriebe der Ackerbauregionen NRW Tabelle 77: Veränderungen auf Landkreisebene durch Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten im Vergleich zur bestehenden Organisation

14 X Tabellenverzeichnis Seite Tabelle 78: Szenario 08 Wärme+: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 79: Szenario 08 Wärme+: Veränderungen auf Landkreisebene durch Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten im Vergleich zur bestehenden Organisation Tabelle 80: Szenario 08 KWK+: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 81: Szenario 08 KWK+: Veränderungen auf Landkreisebene durch Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten im Vergleich zur bestehenden Organisation Tabelle 82: Szenario 08 NWR+: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 83: Szenario 08 Gülle+: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten Tabelle 84: Schattenpreise zu den Szenarien Landkreis Borken Tabelle 85: Schattenpreise zu den Szenarien Landkreis Steinfurt Tabelle 86: Neue und alte Mindestvergütungen für Strom aus Biomasse im Vergleich (Stand Juni 2008) Tabelle 87: Neue und alte Bonuszahlungen für Strom aus Biomasse im Vergleich Tabelle 88: Aktuelle Preisannahmen als Berechnungsgrundlage für die Modellrechnungen -Stand Mai Tabelle 89: Schattenpreise zu den einzelnen Szenarien Tabelle 90: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten unter verschiedenen Annahmen Tabelle 91: Veränderungen auf Landkreisebene mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten unter verschiedenen Annahmen Tabelle 92: Neue und alte Mindestvergütungen für Strom aus Biomasse im Vergleich (Stand Juni 2008) Tabelle 93: Neue und alte Bonuszahlungen für Strom aus Biomasse im Vergleich Tabelle 94: Aktuelle Preisannahmen als Berechnungsgrundlage für die Modellrechnungen Tabelle 95: Schattenpreise zu den einzelnen Szenarien Tabelle 96: Einzelbetrieblicher Vergleich mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten unter verschiedenen Annahmen Tabelle 97: Veränderungen auf Landkreisebene mit und ohne Wahrnehmung von Investitionsmöglichkeiten unter verschiedenen Annahmen

15 1.1 Vorbemerkung 1 1 Einleitung 1.1 Vorbemerkung Die weltweit steigende Energienachfrage, vor allem in den Schwellenländern China und Indien, steht einer Verknappung der vorhandenen Ressourcen gegenüber (Staiß 2007 S. I-2). Die erhöhte Nachfrage nach Nahrungsmitteln und Energie bedarf einer Steigerung der Nutzungseffizienz der fossilen Ressourcen bei einem gleichzeitigen Ausbau der Einsparpotenziale dieser Energieformen und der Effizienzsteigerung in der Nahrungsmittelproduktion. Die Industrieländer tragen hier eine große Verantwortung zur Senkung ihres Energieverbrauchs, um aktiven Klimaschutz zu betreiben und darüber hinaus eine höhere Unabhängigkeit im Bezug auf Öl-, Gas-, Kohle- und Uranimporten zu erreichen (BMU, Juni 2008). Vor diesem Hintergrund hat das Bundesumweltministerium neben der Einsparung von Energie und der effizienteren Nutzung der Energieträger die Förderung der erneuerbaren Energien als zentrales Steuerelement zur Reduzierung der Treibhausgase erklärt. Erneuerbare Energien gewinnen immer stärker an Bedeutung und stellen eine wirtschaftlich interessante Alternative zu den fossilen Energieträgern dar. Der Ausbau dieser Branche spiegelt sich in den gestiegenen Beschäftigungszahlen auf dem Arbeitsmarkt wider und hat im Verkehrs- und Wärmesektor erheblich an Bedeutung gewonnen. Die Novellierung des EEG im Jahr 2004 schuf die Voraussetzung für die Nutzung nachwachsender Rohstoffe zur Verstromung und Wärmeund Gasproduktion. Seit dieser Novellierung und den damit verbundenen Verbesserungen der Vergütung für Strom aus Biomasse ist die Erzeugung von Strom und Wärme aus Biomasse in Deutschland sprunghaft angestiegen. Die Anteile der erneuerbaren Energien am gesamten Endenergieverbrauch betrugen im Jahr 2006 insgesamt 7,5 % und stiegen im Jahr 2007 bereits um 13,3 % auf insgesamt 8,5 % an (BMU 2008 S.3).

16 2 1 Einleitung 1.2 Zielsetzung Ziel des Forschungsvorhabens über alle drei Projekte war die Abschätzung der Strukturwirkungen der kurz- und mittelfristig zu erwartenden Expansion der Biogasproduktion in landwirtschaftlichen Betrieben. Im Einzelnen sollten folgende Aspekte herausgearbeitet werden: Änderungen der Flächennutzung Auswirkungen auf den Bodenmarkt Folgen für das Einkommen landwirtschaftlicher Betriebe Mittelfristige Folgen für die Agrarstruktur Änderungen in der Produktionsstruktur der Betriebe und sich daraus ergebende Konsequenzen für die Rohstoffbereitstellung für die Verarbeitungsindustrie Diskussion politischer Maßnahmen zur Förderung und Lenkung der weiteren Entwicklung. 1.3 Durchführung Die Durchführung gliederte sich in folgende aufeinander aufbauende Phasen: Abgrenzung der Untersuchungsregionen Abschätzung der Folgen durch die Veränderung der Bodennutzungsstruktur - Änderung der Flächennutzung bezogen auf die Nutzungsstruktur und intensität, - Umweltwirkungen aufgrund veränderter betrieblicher und regionaler Nährstoffbilanzen, - Bedarf bzw. Nachfrage nach landwirtschaftlichen Nutzflächen zur Biogasproduktion, - Veränderung der Einkommen der Biogas produzierenden Betriebe durch den Einstieg in diese Produktionsrichtung, - Umfang des Entzugs von Fläche für die Nahrungsmittelproduktion und daraus ableitbare Konkurrenzsituationen im Hinblick auf die Flächennutzung und - Auswirkungen geänderter Produktionsrichtungen auf die Bereitstellung von pflanzlichen und tierischen Produkten zur Weiterverarbeitung. Hochrechnung der einzelbetrieblichen Ergebnisse auf Landesebene und Ergebnisdiskussion.

17 1.4 Untersuchungsregionen und Methodik zur Ableitung der Modellbetriebe Untersuchungsregionen und Methodik zur Ableitung der Modellbetriebe Abhängig von den aktuellen Entwicklungen an den Märkten und in der Förderpolitik der letzten Jahre wurde das Gesamtvorhaben Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in NRW in drei einzelnen Projekten für jeweils einen typischen Hauptproduktionsstandort des Bundeslandes abgearbeitet. Begonnen wurde im August 2006 zunächst mit den Veredelungsregionen in Nordrhein-Westfalen, da dort die Biogasproduktion den größten Umfang bei weiterem dynamischen Wachstum aufwies und sich lokale Flächenkonkurrenzen abzeichneten. Da im Lauf des Jahres 2007 der Ausstieg aus der Milchquotenregelung politisch diskutiert wurde, wurde im zweiten Projekt für die Grünlandregionen Nordrhein-Westfalens unter anderem hinterfragt, inwiefern die Erzeugung von Biogas eine Alternative oder eine Ergänzung zur Milchviehhaltung bietet. Die hohe Dynamik der Getreidepreise in den Jahren 2008 und Anfang 2009, die Novellierung des Erneuerbaren Energien-Gesetzes sowie das Aufkommen der Bioerdgasproduktion bildeten schließlich den Anlass dafür, sich im dritten Projekt speziell den Ackerbauregionen des Bundeslandes zu widmen. Jede Untersuchungsregion wurde mit zwei typischen Landkreisen des Bundeslandes abgebildet, wobei darauf geachtet wurde, dass sie sowohl bereits über Biogasanlagen vor Ort verfügen und mit ihren Agrarstrukturen die jeweiligen Hauptproduktionsschwerpunkte typisch repräsentierten (Daten dazu vgl. Anhang 1). Zur Durchführung der Modellkalkulationen der drei Projekte war es erforderlich, jeweils mehrere typische Betriebe in den untersuchten Landkreisen abzuleiten. Dazu wurden Agrarstatistiken ausgewertet, zahlreiche Gespräche mit Experten der Landwirtschaftskammer NRW zur Erhebung von Daten und zur Plausibilitätsprüfung geführt und Datenlücken mit Normdaten ergänzt. Die formulierten Modellbetriebe wiesen folgende Charakteristika auf: Zukunftsfähige und innovative Betriebe bezüglich ihrer Faktorausstattung und ihres Produktionsniveaus (in etwa oberes Drittel der Betriebe); Abbildung der regionalen Produktionskapazität durch einfache Hochrechnung der Kapazitäten der Einzelmodellbetriebe mit Gewichtungsfaktoren. Die Daten, aus denen die Modellbetriebe abgeleitet wurden und die Daten zu den Modellbetrieben selbst sind in Anhang 1 wiedergegeben.

18 4 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen 2.1 Rahmenbedingungen für den Klimaschutz Internationale Rahmenbedingungen Die Nutzung fossiler Energieträger reichert die Atmosphäre mit CO 2 an, zudem ist die Förderung dieser Reserven mit zahlreichen Umweltbelastungen (Flächenverbrauch, Verschmutzung der Weltmeere etc.) verbunden (Marutzky und Seeger 1999 S.6). Die künftige Verfügbarkeit der fossilen Ressourcen hängt von der Entwicklung des Weltenergieverbrauchs und der Nutzungsart der jeweiligen Energieträger ab (Marutzky und Seeger, 1999 S.1). Vor diesem Hintergrund wurde der Klimaschutz über die Klimarahmenkonvention von 1992 auf internationaler Ebene als erste völkerrechtliche Grundlage beschlossen (Staiß 2007 S. I-231). Die Klimarahmenkonvention hat zum Ziel, die Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre auf einem Niveau zu stabilisieren und zu verlangsamen, dass Ökosysteme sich auf diese Veränderungen anpassen können, die Nahrungsmittelproduktion nicht bedroht und die wirtschaftliche Entwicklung nachhaltig fortgeführt werden kann (Staiß 2007 S. I-231). Das Kyoto-Protokoll von 1997 formuliert erstmalig konkrete Ziele zur Reduktion der Treibhausgase und legt Zeiträume zur Realisierung der Ziele fest (Staiß 2007 S. I- 233). Zur Erreichung der Ziele auf europäischer Ebene hat die EU-Kommission mit verschiedenen Maßnahmen in Form von ECCP I ( ) 1 und darauf aufbauend ECCP II (seit Oktober 2005) reagiert (Staiß 2007 S.I-246). Zu den wichtigsten Zielen gehören der Treibhausgasemissionshandel, die Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien auf 21 % bis zum Jahr 2010, die Förderung der Biokraftstoffe auf einen Anteil von 5,75 % bis zum Jahr 2010, der Biomasseaktionsplan und die Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung. Darüber hinaus beinhaltet das Paket Maßnahmen zur Verringerung des Energieverbrauchs und der CO 2 -Emissionen und im Bereich der Landwirtschaft u. a. die Förderung umweltfreundlicher Anbaumaßnahmen und Investitionen, sowie die Reduktion der N 2 O-Emissionen Politische Rahmenbedingungen in Deutschland In Deutschland wird der verstärkte Ausbau der gekoppelten Strom- und Wärmebereitstellung auf Biomassebasis durch das im Jahr 2004 novellierte Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) und die Biomasseverordnung (BiomasseV) gefördert. Darüber hinaus verfügt Deutschland über ein umfangreiches Fördersystem für erneuerbare Energien (EE) wie beispielsweise das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWK-Ge- 1 First European Climate Change Programm

19 2.1 Rahmenbedingungen für den Klimaschutz 5 setz) für Strom und Wärme, das Marktanreizprogramm (Investitionsförderung zur Wärmeerzeugung aus Biomasse, Solarenergie und Geothermie), das Energiesteuer- Gesetz, das Biokraftstoffquotengesetz und obendrein noch übergreifende Maßnahmen in Form der Förderung von F&E, Ökologische Steuerreform, Zertifikatehandel für CO2-Emissionen und Öffentlichkeitsarbeit (DAF 2007 S.26). Im August 2007 wurde mit den Meseberger Entschlüssen ein wichtiger Schritt für den Klimaschutz in Deutschland unternommen. Darüber hinaus wurde zur Positionierung der deutschen Klimaforschung erneut eine deutsche IPPC 2 -Koordinierungsstelle errichtet. Die erstellten Sachstandsberichte dienen als wichtige Grundlage für die UN-Klimarahmenkonvention. Die Deutsche Emissionshandelsstelle (DEHST) genehmigt nach den Regeln des Kyoto-Protokolls diverse Klimaschutzprojekte und stellt somit neben dem Emissionshandel ein wichtiges Klimaschutzinstrument in Deutschland dar. Aus den Erlösen des Emissionshandels finanziert sich die Klimaschutzinitiative des Bundesumweltministeriums mit einem nationalen und internationalen Teil Politische Rahmenbedingungen in NRW NRW, oft als Energieland Nummer Eins tituliert, zeichnet sich durch einen hohen Energie - und Nahrungsmittelbedarf aus. Mit 18 Mio. Einwohnern steht NRW an der Spitze im bundesweiten Vergleich, das aufgrund der geringeren Flächenkapazität im Vergleich zu anderen Bundesländern spezielle Anforderungen an die Biomasseproduktion stellt. Der Energieverbrauch in NRW wird derzeit noch zum größten Teil durch Nutzung fossiler Brennstoffe und Kernkraft gedeckt. Für die Energieversorgung des Landes NRW wird in der Zukunft ein Energiemix aus fossilen und erneuerbaren Energien angestrebt, der allerdings in der Kombination mit Energievermeidungsstrategien und einer höheren Energieeffizienz verbunden sein wird (BMU 2007 S.13). Zur Umsetzung der Klimaschutzziele entwickelte die Landesregierung das Energieund Klimaschutzkonzept NRW. Die vier Bausteine des Gesamtkonzeptes sehen eine Vielzahl an Maßnahmen zur Einsparung und effizienten Nutzung der Energie vor (siehe Abbildung 1). Als neues Bindeglied zwischen Wissenschaft und Wirtschaft dient die neu strukturierte EnergieAgentur.NRW. Die Biomassestrategie stellt ein wichtiges Instrument zur Umsetzung der Ziele, wie Förderung innovativer Energietechnologien, Bereitstellung von Beratungs- und Qualifizierungsleistungen, dar (MUNLV 2007a, S. 6). Die Landesregierung legt hier besonderen Wert auf die Erschließung weiterer Biomassepotenziale in der Land- und Forstwirtschaft sowie im Bereich der Energieholzpflanzung. 2 Intergovernmental Panel on Climate Change

20 6 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen Energie- und Klimaschutzkonzept NRW Energieeffizienz- Offensive NRW spart Energie NRW-Konzept Erneuerbare Energien Biomassestrategie Konzept Energieforschung Strategiefelder: Unternehmen Kommunen Privathaushalte Landesregierung Zielvorgaben definiert im Zwölf-Punkte- Programm Erneuerbare Energien 2020 Handlungsfelder: Biomasseanbau, - mobilisierung und bereitstellung Biomasse zur Wärmeund Stromversorgung Biokraftstoffe Bioenergieforschung Ziele: Steigern der Energieeffizienz Senkung des Energieverbrauchs Abbildung 1: Bausteine des Energie- und Klimaschutzkonzeptes NRW (Quelle: MUNLV 2007a) Biomassestrategie des Landes NRW Vor dem Hintergrund der dezentralen Einsatzmöglichkeiten der erneuerbaren Energien im ländlichen Raum, gekoppelt mit einem besseren Platzangebot für die Lagerung der Biomasse-Festbrennstoffe, soll die Energieversorgung im ländlichen Raum durch geeignete Maßnahmen der Landesregierung neu gestaltet und weiterentwickelt werden. Darüber hinaus werden die umweltgerechte Erzeugung von Energie mit dem Gebot der Nachhaltigkeit und die Vermarktung der Energie aus Biomasse in den Vordergrund gestellt. Die Potenziale der Bioenergie sollen durch geeignete Maßnahmen unterstützt werden, um die Biomasse in der Zukunft effizienter und umweltschonend einsetzen zu können. Ästhetische, ökologische und tierschutzrelevante Aspekte werden bei der Durchführung besonders beachtet. Die dauerhafte Schaffung von Arbeitsplätzen in der Land- und Forstwirtschaft im ländlichen Raum sowie an den Industriestandorten (Anlagenbau etc.) wird ebenfalls als wichtiges Ziel definiert. Die Landesregierung wird in Kooperation mit der EnergieAgentur.NRW die Empfehlungen zu den einzelnen Maßnahmen umsetzen und unter den derzeitigen Rahmenbedingungen für den Sektor Wärme und Strom für das Jahr 2010 eine Verdopplung der Leistungserzeugung erreichen können.

21 2.2 Zielvorgaben der Politik für erneuerbare Energien in Deutschland Zielvorgaben der Politik für erneuerbare Energien in Deutschland Deutschland führt im internationalen Vergleich im Bereich der Erneuerbaren Energien bezogen auf die Leistungsfähigkeit der Unternehmen und der bisher erreichten Umsetzung. Kein anderes Land betreibt so viele Windenergieanlagen wie Deutschland und verfügt über mehr Photovoltaikleistung. Der größte Markt für Biokraftstoffe besteht in Deutschland und die EE-Branche erwirtschaftet bereits zweistellige Milliardenumsätze (Staiß 2007 S.I-263). Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Strombereitstellung wurde im Jahr 2006 mit der Zielvorgabe des Koalitionsvertrages für Deutschland bis 2010 in Höhe von 12,5 % mit 11,8 % schon fast erreicht. Für 2007 wird mit einem Anstieg auf ca. 13 % gerechnet, womit die Zielvorgabe für Deutschland bis 2010 bereits überschritten wird (Erfahrungsbericht EEG 2007, S. 9). Bis zum Jahr 2020 soll dieser Anteil auf 20% ansteigen (vgl. Tabelle 1). Tabelle 1: Zielvorgaben Erneuerbare Energien in Deutschland Erneuerbare Energien Zielvorgabe des Koalitions-Vertrages für Deutschland bis 2010 Zielvorgabe des Koalitions- Vertrages für Deutschland bis 2020 Anteil EE am Primärenergieverbrauch (%) Anteil EE an der Strombereitstellung (%) 4,7 5,3 4, ,4 11,8 12,5 20 Quelle: BMU Pressemitteilung 2007, Tabelle geändert Entwicklung Erneuerbarer Energien in Deutschland Von 1998 bis 2007 stieg der Anteil der EE am Endenergieverbrauch von 3,1 auf 8,6 %, am Primärenergieverbrauch von 2,1 auf 6,7 % im Jahr Dieser geringe Anteil der EE an der Energiebereitstellung trägt allerdings erheblich zur Verringerung der CO 2 Emissionen und damit zum Klimaschutz in Deutschland bei. Im Jahr 2007 wurden rund 115 Mio. Tonnen CO 2 -Äquivalent durch die Nutzung von EE im Bereich Stromerzeugung, Wärmebereitstellung und Biokraftstoffe vermieden (BMU 2008 S.23). Die Zuwachsraten der einzelnen Sparten der EE allein vom Jahr 2006 bis 2007 zeigen die starke Wachstumsdynamik in diesem Sektor auf. Die Windenergie und Photovoltaik heben sich mit ihren Zuwachsraten deutlich ab. Die folgende Tabellen 2 und 3 geben einen Überblick über die aktuelle Situation und die angestrebte zukünftige Entwicklung.

22 8 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen Tabelle 2: Entwicklung erneuerbarer Energien in Deutschland von 2006 bis 2007 Wasser- Wind- Biomasse Photo- Solar- Geo- kraft energie Voltaik Thermie Thermie (TWh) (TWh) (TWh) (TWh) (TWh) (TWh) Strom 20,0 20,7 30,7 39,5 19,2 23,8 2,2 3,5 - - <0,1 <0,1 Wärme ,8 84, ,3 3,7 1,9 2,3 Kraftstoff 40,4 44,4 Gesamt 20,0 20,7 30,7 39,5 138,4 152,4 2,2 3,5 3,3 3,7 1,9 2,3 Veränderung 2006/2007 (%) + 3,5 + 28,7 + 10,1 + 59,1 + 12,1 + 13,0 Quelle: BMU Pressemitteilung März 2008, Tabelle geändert Tabelle 3: Entwicklung der erneuerbaren Energien bis 2020 Stromerzeugung aus unterschiedlichen Quellen Windenergie (TWh/a) 26,5 39,7 54,4 149 Bioenegie gesamt (TWh/a) 13,6 24,8 30,8 54,3 Davon Biogas (TWh/a) 8,9 12,6 31,2 Davon biogener Abfall (TWh/a) 4,3 4,3 4,3 Davon fest (TWh/a) 7,4 9,5 14,5 Davon flüssig (TWh/a) 2,1 2,3 2,3 Davon Klär-und Deponiegas (TWh/a) 2,1 2,2 2,1 Photovoltaik (TWh/a) 1,3 3,0 6,9 39,5 Wasserkraft(TWh/a) 21,5 20,7 23,1 31,9 Geothermie (TWh/a) 0,0002 0,004 0,2 3,8 Erneuerbare Energien gesamt(twh/a) 63,6 88,0 116,0 278,0 Gesamter Anteil am Bruttostromverbrauch (in %) 10,4 14,2 21,0 47,0 Gesamte installierte Leistung (GW) 27,2 34,9 46,0 111,0 Quelle: Ernährungsdienst 2009 S.9, Tabelle geändert Entwicklung erneuerbarer Energien in NRW Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) steigerte die regenerative Stromerzeugung in NRW um 700 Mio. kwh allein im Jahr Die folgende Tabelle 4 zeigt v. a. die starke Ausprägung der Wärme- und Kraftstoffproduktion aus Biomasse.

23 2.2 Zielvorgaben der Politik für erneuerbare Energien in Deutschland 9 Tabelle 4: Entwicklung erneuerbarer Energien in NRW Wasserkraft Windenergie Biomasse Photo-Voltaik Geo-Thermie (TWh) (TWh) (TWh) (TWh) (TWh) Nutzung 2004 Nutzung 2004 Nutzung 2004 Nutzung 2004 Nutzung 2004 Strom 0,54 2,83 0,58 0,07 - Wärme - - 1,12-0,33 Kraftstoff - - 2, Gesamt 0,54 2,83 4,51 0,07 0,33 Quelle: MUNLV 2007b, Tabellen geändert Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) Die neue Grundausrichtung der EEG-Novelle mit Gültigkeit ab dem verbessert durch die vorrangige Förderung nachwachsender Rohstoffe die Ausweitung der Rohstoffbasis. Die Grundvergütungen für Strom aus Biomasse wurden für Anlagen bis 150 kw el um einen Cent auch für bestehende Altanlagen angehoben bei einer gleichzeitigen Erweiterung der Stoffnutzungsliste. Die folgenden Tabellen zeigen die novellierten Grundvergütungen und die Veränderungen im Bereich der Boni- Zahlungen für nachwachsende Rohstoffe des EEG-Gesetzentwurfes vom im Vergleich zum EEG 2004 und Tabelle 5: Grundvergütungen für Strom aus Biomasse (Stand Juni 2008) Installierte elektrische Leistung Bis 150 KW Bis 500 KW Bis 5 MW Bis 20 MW (Cent/kWh) (Cent/kWh) (Cent/kWh) (Cent/kWh) EEG ,67 9,18 8,25 7,79 EEG Regierungsentwurf vom EEG 2009 Bundestags-Beschluss vom ,67¹ 9,18 8,25 7,79² 11,67¹ 9,18 8,25 7,79² ¹) auch für Altanlagen ²) wird nur bei Strom aus Kraft-Wärme-Kopplung gewährt Quelle: BMU Die Veränderungen des NawaRo-Bonus des EEG-Regierungsentwurfes vom zum Vergütungssystem der Bereinigungssitzung von CDU/CSU und SPD vom zeigt die folgende Übersicht.

24 10 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen Tabelle 6: Boni für Strom aus Biomasse NawaRo-Bonus EEG 2004 EEG Regierungsentwurf vom Aktuelles Vergütungssystem nach Bereinigungssitzung Stand: Leistungsanteil (bis 150 kw el ) Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Feste Biomasse 6,00 6,00 6,00 Flüssige Biomasse 6,00 6,00 6,00 Gasförmige Biomasse (Biogas) bei überwiegendem Einsatz v. Landschaftspflegematerial Gülle-Bonus Gasförmige Biomasse bei mind. 30% Wirtschaftsdünger-/ Gülleeinsatz 6,00-8,00-7,00 2,00-2,00 4,00 Leistungsanteil (bis 500 kw el ) Feste Biomasse 6,00 6,00 6,00 Flüssige Biomasse 6,00 0,0¹ 0,0¹ Gasförmige Biomasse (Biogas) bei überwiegendem Einsatz v. Landschaftspflegematerial Gülle-Bonus Gasförmige Biomasse bei mind. 30% Wirtschaftsdünger-/ Gülleeinsatz 6,00-8,00-7,00 2, ,00 Leistungsanteil (bis 5 MW el ) Feste Biomasse 4,00 4,00 4,00 Flüssige Biomasse 4,00 0,0¹ 0,0¹ Gasförmige Biomasse 4,00 4,00 4,00 Bei Holzverbrennung (HV) HV aus Kurzumtriebsplantagen und Landschaftspflegematerial 2,50 2,50 2,50 4,00 2,50 4,00 Leistungsanteil (bis 20 MW el ) 0,0 0,0 0,0 KWK-Bonus Bis zu einer Leistung von 20 MW für alle Anlagen gleich hoch 2,00 3,00 3,00 Neuanlagen mit sinnvollem Wärmekonzept Altanlagen, die in ein sinnvolles Wärmekonzept investieren (nach Inkrafttreten des novellierten EEG) Altanlagen, die strengere Anforderungen bezgl. der Wärmenutzung neu erfüllen Altanlagen mit Wärmenutzung, die die neuen Maßgaben nicht erfüllen Technologie-Bonus Technologie-Bonus für innovative Anlagentechnik bis 5 MW el Technologie-Bonus für Gasaufbereitung bis max. 350 Nqm aufbereitetem Biogas/Stunde bis max. 700 Nqm/Std Emissionsminderungsbonus (nur bis einschließlich 500 KW) Degression (%) (auf Grundvergütung und KWK-, NawaRo- und T-Boni) 3,00 3,00 3,00 3,00 2,00 3,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00-2,00 2,00 1,00-0,0 1,00 1,5² 1,00 1,00 Quelle: BMU 2008: Tabellen geändert;¹)gilt nur für neue Anlagen ab ; ²)nur auf die Grundvergütung

25 2.3 Stand und Entwicklung der Biogasproduktion in Deutschland und NRW Stand und Entwicklung der Biogasproduktion in Deutschland und NRW Der rasante Anstieg der Anzahl von Biogasanlagen begann in den neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts mit der garantierten Stromabnahme durch das Stromeinspeisegesetz von Die Zahl der Biogasanlagen vervierfachte sich bis auf Anlagen im Jahr 2000 (Eder und Schulz 2006 S. 14). Die Novellierung des EEG im Jahr 2004 führte zu einem weiteren Anstieg der Biogasanlagen auf ca Anlagen mit einer installierten Leistung von ca MW zum Jahresende 2006 (LWK NRW 2006, siehe Abbildung 2). Die meisten Anlagen (80%) erhalten den NawaRo- Bonus, Kofermentationsanlagen spielen mittlerweile kaum noch eine Rolle. Prognose Ende 2009* Abbildung 2: k.a 617 k.a. 450 k.a. 370 k.a. 274 k.a. 186 k.a. 159 k.a. 139 MW install. elektr. Leistung Entwicklung der Biogasproduktion von 1992 bis Ende 2009 in Deutschland (Quelle: Fachverband Biogas e.v. 2008) Die folgende Abbildung 3 zeigt die Schwerpunkte der Biogasproduktion in Deutschland auf einen Blick. Die Novelle 2004 begünstigte den Bau größerer Anlagen im Leistungsbereich von kw el bzw. von kw el. Diese Größenklassen kommen zu je einem Drittel vor, die Leistungsklasse von kw el macht einen Anteil von ca. 20 % aus, kleinere Anlagen und erheblich größere Anlagen liegen bei nur je 5 % (BMU 2008 S. 7). Der Bau neuer Biogasanlagen stagnierte im Jahre 2007 und 2008 in Deutschland, da der wirtschaftliche Betrieb vieler Anlagen aufgrund der teilweise verdoppelten Substratpreise erschwert wurde. Die erneute Novelle des EEG ab dem verhilft im Bereich der Biogasproduktion viehhaltenden Betrieben über den eingeführten 2680 Anlagenanzahl

26 12 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen Güllebonus kleine hofnahe Anlagen bis 500 kw el mit einem hohen Gülleanteil erfolgreich betreiben zu können (siehe Kapitel 5.). Ebenfalls positiv zu bewerten ist die um einen Cent gestiegene Grundvergütung, da sich diese auch auf Altanlagen bezieht. Abbildung 3: Anzahl und regionale Verteilung der Biogasanlagen Deutschlands (Quelle: Vogt et al 2008 S. 24) Die Gesamtzahl der Biogasanlagen in Deutschland hat sich auch im Jahr 2008 um 180 Anlagen auf eine Gesamtzahl von Anlagen (Stand August 2008) weiter erhöht (Fachverband Biogas e.v. 2008). Der Fachverband Biogas e. V. geht in seiner Prognose für 2009 unter Berücksichtigung des neuen EEG von insgesamt Biogasanlagen mit einer installierten Leistung von MW für ganz Deutschland aus.

27 2.3 Stand und Entwicklung der Biogasproduktion in Deutschland und NRW 13 Abbildung 4: Installierte elektrische Biogasanlagenleistung und das verbliebene Biogaspotenzial auf Basis von tierischen Exkrementen in Deutschland getrennt nach Landkreisen. (Quelle: Vogt et al S. 338) Ausgehend von dieser installierten Leistung im Jahr 2009 liegt der errechnete Flächenverbrauch der Biogasproduktion bei ha, das entspricht einem Anteil an der gesamten landwirtschaftlichen Fläche Deutschlands von 3,3 %. Der Flächenbe-

28 14 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen darf der Biogasproduktion kann mit einer Faustzahl von ha pro 100 kw el angesetzt werden. Mit der Einführung des NawaRo-Bonus über das novellierte EEG im Jahr 2004 änderten sich die verwendeten Substrate in der Biogasproduktion zugunsten der nachwachsenden Rohstoffe. Silomais stellt mit einem Anteil von 80 % die häufigste Substratart dar. Häufig werden ein bis drei Co-Substrate in Form von Getreide und Mais genutzt. Der Masseanteil der Wirtschaftsdünger in Form von Rinder- oder Schweinegülle liegt bei der Hälfte aller Anlagen bei % (BMU 2008, S. 7). Im bundesweiten Vergleich liegt NRW an vierter Stelle nach Bayern, Niedersachsen und Baden-Württemberg bezüglich installierter Leistung und Anzahl der Biogasanlagen (Eder und Schulz 2006, S. 15). Die Novellierung des EEG 2004 förderte den Bau der Anlagen in NRW, der im Jahre 2005 den höchsten Zuwachs mit insgesamt 59 Biogasanlagen zur Folge hatte (Dahlhoff 2007). Zum Jahreswechsel 2007 wurden insgesamt 239 Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Gesamtleistung von 79 MW betrieben (LWK NRW 2007). Die folgende Abbildung 5 zeigt die rasante Entwicklung des Anlagenbestandes in NRW bis ,93 29,24 20,97 15,89 11, , , , ,00 69, , , ,71 4 0,57 2 0,49 1 Quelle: LWK NRW 2007 Abbildung 5: inst. el. Leistung (MW) Anzahl Biogasanlagen Entwicklung der Biogasproduktion von 1981 bis 2007 in NRW Die landesweite Verteilung der Anlagen zeigt eine deutliche Konzentration der Anlagendichte im westlichen Münsterland mit den Landkreisen Borken, Steinfurt und Coesfeld. Die durchschnittlich installierte elektrische Leistung je 100 ha beträgt hier

29 2.4 Flächennutzung in Deutschland und NRW 15 8,9 kw, Steinfurt liegt mit 10,75 kw el /100 ha noch darüber (LWK NRW 2007). Der landesweite Durchschnitt liegt bei 4,47 kw el /100 ha. Der Flächenbedarf der Biogasproduktion in NRW kann mit einer Faustzahl von ha pro 100 kw el angesetzt werden (Dahlhoff 2007). In den folgenden Tabellen zur Ermittlung des Flächenbedarfs der Biogasproduktion auf Landkreisebene wurden 35 ha angesetzt. Für die Biogasproduktion in NRW ergibt sich somit ein Flächenbedarf von ha. Die hauptsächliche Substratart stellt der Silomais dar, dicht gefolgt von Gülle, Grünroggen, Getreidekörnern und anderen Kulturpflanzen wie beispielsweise Sudangras. Beim Einsatz der tierischen Substrate führt die Gülle, neben einem mittlerweile vermehrten Einsatz von Hähnchenmist und Hühnertrockenkot (Dahlhoff 2007). 2.4 Flächennutzung in Deutschland und NRW Mit der Novellierung des EEG im Jahre 2004 stieg in Deutschland die Anbaufläche der nachwachsenden Rohstoffe (NawaRo) für die Biogasproduktion stark an. Mit Einführung der Energiepflanzenprämie im Jahr 2004 durch die EU erfolgte auch ein verstärkter Energiepflanzenanbau auf nicht stillgelegten Flächen. Tabelle 7: Anbauentwicklung nachwachsender Rohstoffe in Deutschland Erntejahr Anbau nachwachsender Rohstoffe auf Stilllegungsflächen (ha) Energiepflanzenanbau auf nicht stillgelegten Flächen (ha) k. A k. A k. A Quelle: BLE 2008, alle Flächenangaben gerundet Im Erntejahr 2001 erfolgte der NawaRo-Anbau auf Stilllegungsflächen in NRW insgesamt auf ha, im Jahr 2007 betrug die Anbaufläche bereits ha. Eine noch deutlichere Steigerung konnte der Energiepflanzenanbau auf nicht stillgelegten Flächen verzeichnen. Im Erntejahr 2007 wurden bereits ha für den Energiepflanzenanbau genutzt. Die folgende Tabelle zeigt die Entwicklung der Anbauflächen in NRW im Detail.

30 Silomais Stilllegung Silomais mit Energiepflanzenprämie 16 2 Biogasproduktion und ihre politischen Rahmenbedingungen Tabelle 8: Anbauentwicklung nachwachsender Rohstoffe in NRW Erntejahr Anbau nachwachsender Rohstoffe auf Stilllegungsflächen (ha) Energiepflanzenanbau auf nicht stillgelegten Flächen (ha) k.a k.a k.a Quelle: BLE 2008, alle Flächenangaben gerundet Der Anteil der Brach- und Stilllegungsflächen in Deutschland ging von 2007 auf 2008 rapide zurück. Im Jahr 2007 wurden nur noch ca. 2,6 % des gesamten Ackerlandes stillgelegt. Die folgende Abbildung 6 zeigt den Zuwachs und den Rückgang der verschiedenen Kulturen in Deutschland. Gestiegene Getreidepreise ließen den Getreideanbau von 2007 auf 2008 um 7,1 % steigen, der Zuwachs beim Futterbau konzentriert sich auf den Silomaisanbau, der der Erzeugung erneuerbarer Energien und dem Anbau von Futterpflanzen dient. NRW Deutschland NRW Deutschland Tausend ha Abbildung 6: Entwicklung der Maisanbauflächen zur Biogasnutzung (Quelle: DMK 2007, Online-Abruf )

31 3.1 Vorbemerkung 17 3 Bericht zum Projekt 1 Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in Veredlungsregionen Nordrhein-Westfalens 3.1 Vorbemerkung Die hier dargestellten Ergebnisse und Folgerungen fußen auf Variantenrechnungen eines ökonomischen Modells mit praxisnahen Daten typischer und gemessen an ihrer Faktorausstattung als zukunftsfähig einzustufender landwirtschaftlicher Betriebe der Landkreise Borken und Steinfurt mit und ohne bestehende Biogasproduktion. In verschiedenen Szenarien, die jeweils unterschiedliche Preisverhältnisse widerspiegeln, werden Auswirkungen auf Einkommen und Strukturen sowohl auf einzelbetrieblicher Ebene als auch auf Ebene der Landkreise dargestellt. Das Modell ist getestet, auf Plausibilität überprüft und kann flexibel an neue Preis- und Förderbedingungen angepasst werden. Für die anstehende Diskussion zur Novelle des EEG sind Aussagen ableitbar. Das Modell erlaubt aber auch, mögliche Anpassungen des EEG zur Biogas-Förderung in Hinblick auf einzelbetriebliche und regionale Auswirkungen zu simulieren. Dies ist nach Rücksprache mit dem MUNLV im September 2007 geschehen (vgl. Abschnitt 3.3.4). Dabei wurden Anpassungsoptionen des EEG, die aus Sicht des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen von Interesse sein könnten, hinsichtlich ihrer möglichen Auswirkungen überprüft (vgl. dazu Anhang 1 Positionierungen und Vorschläge zur EEG-Novellierung 2008 ). Um das vorliegende Papier möglichst knapp zu halten, beschränkt sich die Darstellung auf wenige Zahlen und konzentriert sich auf Folgerungen. Für den eiligen Leser wird empfohlen, sich nur auf die Folgerungen zu den einzelnen Szenarien und auf die Schlussfolgerungen zu konzentrieren. Diese stellen keine handfesten Empfehlungen dar, sondern sind als Diskussionsanstoß zu verstehen. Eine umfassende Darstellung und eine ausführliche Diskussion der Ergebnisse erfolgen im Zusammenhang mit dem Bericht des sich an dieses Projekt anschließenden Vorhabens zur Biogasproduktion in Grünlandregionen. Methodische und technische Informationen sind einführend kurz vorangestellt und per Fußnote präzisiert. Zur ausführlichen Dokumentation der Modellerstellung und Formulierung von spezifischen projektrelevanten Sachverhalten ist ein separates Modellbau-Protokoll angefertigt worden.

32 18 3 Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen in Veredlungsregionen 3.2 Einführung zur Gesamtmethodik und zum Modell Gesamtmethodik und Modell Der gewählte komparativ-statische Untersuchungsansatz des Forschungsvorhabens Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen der Biogasproduktion in NRW ist der angewandten standortorientierten Sektoranalyse zuzuordnen. Vertreterinnen und Vertreter dieser mikroökonomisch fundierten Teildisziplin gehen u.a. davon aus, dass sich unter veränderten (preis-)politischen Rahmenbedingungen agrarsektorale Anpassungsvorgänge bzw. Faktorallokationen als Folge einer Summe von einzelbetrieblichen Reaktionen vollziehen. Entsprechend lassen sich auch Wirkungsanalysen zu veränderten Rahmenbedingungen bzw. neuen (agrar-)politischen Maßnahmen auf der Grundlage des ökonomischen Verhaltens repräsentativer Agrarbetriebe durchführen. Zur Abschätzung regionaler und/oder sektoraler Gesamtauswirkungen wird in diesen Fällen nach einer Analyse der einzelbetrieblichen Reaktionen eine Aggregation auf regionaler/sektoraler Ebene vorgenommen. Die der einzelbetrieblichen Analyse zugrunde liegende Methode der Linearen Programmierung (LP) ist über viele Jahre in einer Vielzahl von agrarökonomischen Publikationen beschrieben und diskutiert worden und gilt als wissenschaftlich hinreichend bekannt. Auf eine tiefer gehende Betrachtung wird deshalb verzichtet bzw. dazu auf die im Modellbau-Protokoll verzeichneten technischen Hinweise verwiesen. Prinzipiell werden bei der Linearen Programmierung, vereinfacht ausgedrückt, einem Modellbetrieb verschiedene Produktionsaktivitäten ( variables ) zur Realisierung angeboten. Diese unterscheiden sich jeweils durch ihre Zielerreichungsbeiträge (z.b. durch ihren Deckungs- oder Gewinnbeitrag oder ihre Produktionskosten) und durch ihre Ansprüche an fixe oder knappe Produktionsfaktoren ( technical coefficients ). Ein mathematischer Algorithmus - der sog. Simplex-Algorithmus - ermittelt dann ausgehend von den Faktorkapazitäten eines Betriebes ( constraints ) Art und Umfang der Produktionsaktivitäten, mit denen der Betrieb einen maximalen Zielfunktionswert erreicht. Es wird somit das unter den angenommenen Konstellationen hinsichtlich der Preise für Produkte und Betriebsmittel, Produktionsfaktoren sowie technischer Verfahrensgestaltung optimale Produktionsprogramm ermittelt. Als Zielfunktionswerte werden im vorliegenden Modell der Deckungs- oder der Gewinnbeitrag angesetzt, je nach dem, ob in einer kurzfristigen Betrachtung nur die variablen Kosten oder in einer mittelfristigen Analyse auch die festen mit Veränderung der Produktionsrichtung verbundenen Kosten der Produktion berücksichtigt werden Durchführung der einzelbetrieblichen LP-Modellrechnungen Die Gestaltung des einzelbetrieblichen LP-Modellansatzes kurz des Biogasmodells - ist in Abbildung 7 im Überblick dargestellt.

33 3.2 Einführung zur Gesamtmethodik und zum Modell 19 AB= Arbeitsblatt; 1) Mehrere Arbeitsblätter je für eine Tierart; 2) Je nach Optimierung in Hinblick auf Deckungsbeitrag oder Gewinnbeitrag Abbildung 7: Blockschaubild des einzelbetrieblichen LP-Modellansatzes

34 20 3 Regionale Struktur- und Einkommenswirkungen in Veredlungsregionen Das Gesamtkonzept, das auf der Grundlage der Software Excel in mehreren Arbeitsblättern formuliert ist, ist solchermaßen gestaltet, dass sich auch ohne Eingriff in die Programmierung bzw. in die mathematische Matrix des Modells wichtige Eingabeparameter wie Strukturdaten und Preise leicht und schnell verändern lassen. Das gleiche gilt sinngemäß auch für die technischen Daten, deren Änderung eine Verwendung des Modells auch für zukünftige Fragestellungen ermöglichen soll. Der Datenfluss im Modell gestaltet sich wie folgt: Zunächst werden im Arbeitsblatt (Abkürzung AB in Abbildung 7) die Strukturdaten des zu analysierenden Modellbetriebs wie Ackerfläche und Grünland, Tierbestände, Arbeitskräfte, Milchkontingent usw. eingegeben. Die maßgeblichen Preise für Zuund Verkäufe von Betriebsmitteln, Produktionsfaktoren und Produkten einschließlich Energie können anschließend in den dafür vorgesehenen Arbeitsblättern eingestellt werden. Technische Daten wie Fütterungsansprüche einzelner Tierarten oder Faktoransprüche einzelner Produktionsverfahren wiederum sind in einer dritten Gruppe von Arbeitsblättern (vgl. Blockschaubild) anpassbar. Sind diese Eingaben alle vorgenommen und auf Richtigkeit überprüft, muss entschieden werden, welche der vielen formulierten Produktionsaktivitäten dem Modellbetrieb zur Realisierung angeboten werden und welche nicht. Dies wird dadurch umgesetzt, dass im so genannten Übergabebereich I der Arbeitsblätter eine Aktivierung oder eine Deaktivierung der fraglichen Produktionsaktivitäten vorgenommen wird (durch Eintrag einer 1 oder einer 0 in die Aktivierungszeile). Die Auswahl der aktivierten Produktionsaktivitäten hat nach Standort-, Struktur- und Plausibilitätsgesichtspunkten zu erfolgen. Nach der Aktivierung vollzieht sich der weitere Datenfluss zur Aufstellung des einzelbetrieblichen Gesamtmodells (bzw. der kompletten mathematischen Matrix) von selbst es kann unmittelbar der Rechenlauf mit dem Excel-Modul zur Linearen Programmierung ( Excel-Solver ) gestartet werden 3. Die Ergebnis-Arbeitsblätter, die der Excel-Solver anlegt, enthalten Deckungs- oder Gewinnbeitrag als Zielerreichungsgröße sowie die deckungs- oder gewinnbeitragsoptimale Betriebsorganisation d. h. es wird angegeben, welche Aktivitäten (Produktion, Investition, Bezug und Absatz sowie Transfer) wie oft (also in welchem Umfang) in diesem Fall realisiert werden und welche Faktoransprüche dazu bestehen. Darüber hinaus lassen sich so genannte Schattenpreise ermitteln. Ein Schattenpreis ist der Maximalpreis, zu dem der Einsatz einer zusätzlichen Einheit eines knappen Produktionsfaktors gerade noch wirtschaftlich, d.h. gewinnneutral wäre er entspricht damit im Prinzip der maximalen Zahlungsbereitschaft und gibt Aufschluss über den Knappheitsgrad eines Produktionsfaktors. Für die Berechnung möglicher Auswirkungen auf Landkreisebene werden die einzelbetrieblichen Modellergebnisse mit Hilfe von aus Statistikquellen abgeleiteten Gewichtungsfaktoren, die sicherstellen, dass sowohl die landwirtschaftlich genutzte Flä- 3 Weitere technische Details sind im Modellbauprotokoll aufgeführt.