Kurzumtriebsplantagen auf Ackerland Projekt AGROWOOD - Pro und Kontra

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1 Staatsbetrieb Sachsenforst Kurzumtriebsplantagen auf Ackerland Projekt AGROWOOD - Pro und Kontra Prof. Dr. Dr. h.c. Albrecht Bemmann MSc. Christine Knust TU Dresden Bernburg, 2. Februar 2010

2 Aktuelle Situation Land- / Forstwirtschaft, Klima, Energie Agrarpolitik: Fossile Energieträger: Klimapolitik: Holznutzung: Holzmarkt: Ländlicher Raum: volatile Preise in der Landwirtschaft, Unsicherheit Finanzierung / Förderung (unaufhaltsamer) Preisanstieg aller Energieträger weltweit zunehmende CO 2 -Emissionen zunehmende stoffliche u n d energetische Nutzung mittelfristig weitere Verknappung des Rohholzangebotes auf nationalen und internationalen Märkten zunehmende wirtschaftliche, soziale und demographische Probleme (Ostdeutschland!) Folie 2

3 Bedeutung von Biomasse als erneuerbarer Energieträger Folie 3

4 Gesamtholzverbrauch und Trends in Deutschland in Mio. m³ Holzverwendung, insgesamt oberes Szenario unteres Szenario Quelle: MANTAU 2008 Folie 4

5 Stofflicher und energetischer Holzverbrauch und Trends in Deutschland in Mio. m³ stoffliche Verwendung energetische Verwendung Quelle: MANTAU 2008 Folie 5

6 Preis-Entwicklung Waldhackschnitzel Quelle: Folie 6

7 Mittlere Preisentwicklung Getreide /dt nach der Ernte (jeweils Ende August) Quelle: HEINRICH, 2010; Datenquelle: BMELV, 2009

8 Steigender Holzbedarf in Deutschland kann zunehmend - aber n i c h t unbegrenzt (!) - gedeckt werden durch: Erhöhung des Holz-Angebotes in Deutschland K u r z f r i s t i g Mobilisierung vorhandener, nachhaltig nutzbarer Waldholz-Potenziale M i t t e l f r i s t i g Anbau und Nutzung von Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen L a n g f r i s t i g Veränderung der Waldbaustrategie zur nachhaltigen Erzeugung von Dendromasse Erhöhung des Holz-Importes nach Deutschland Verringerung Wertschöpfung in Deutschland Holz aus nicht nachhaltig bewirtschafteten Wäldern Transport / Energie oder Holz-Nachfrage in Deutschland wird an das gegenwärtige Holz- Angebot angepasst Kein weiterer Ausbau bzw. Abbau von Kapazitäten Verlagerung von Kapazitäten in das Ausland Folie 8

9 Kurzumtriebsplantagen - Rechtliche Rahmenbedingungen Keine obligatorischen Flächenstilllegung mehr seit November 2007 Wegfall der Energiepflanzenprämie ab 2010 Neue Direktzahlungsverordnung seit 2009 VO (EG) 73/2009: Beihilfefähigkeit für alle LN incl. Dauerkulturen und KUP Gleichstellungsgesetz greift KUP wird kein Wald, es gibt weiterhin Betriebsprämie Förderung in einigen Bundesländen Sachsen (30 % Anlagekosten), Brandenburg (einzelbetriebliche Förderung) Novellierung des Bundeswaldgesetzes??? Folie 9

10 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Baumart Pappel Weide Robinie Klone/Sorten Beispiele Max 1, 3, 4, Hybride 275, Androscoggin, Muhle-Larsen Inger, Tordis, Jorr, Tora, Robinia pseudoacacia Rotationszeit 3 bis 4 Jahre 3 bis 4 Jahre 3 bis 4 Jahre Pflanzdichte Stück/ha Stück/ha Stück/ha Pflanzmaterial Stecklinge Stecklinge 1jährige Pflanzen Ziel: Erzeugung von Holzhackschnitzeln für die energetische Verwertung Weitere Möglichkeit: Erzeugung von Pappel-Stammholz in Umtriebszeiten von >10 Jahren für die Holzwerkstoff-, Zellstoff- und Papierindustrie Weiden im Mai, 2 Monate nach dem Stecken

11 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Standortansprüche Wasser Temperatur: Boden: Nährstoffe: Niederschlag > 300 mm (Vegetationszeit) und / oder Grundwasseranschluss > 6,5 C mittlere Jahrestemperatur (Klonabhängig) ausreichende Wasserspeicherfähigkeit, lehmige Böden keine starke Bodenverdichtung, keine Staunässe auf landwirtschaftlichen Böden i.d.r. keine Düngung notwendig, (bei Weide ggf. nach der Ernte N-Düngung) Wasserbedarf: Weide > Pappel > Robinie einjährige Robinie auf einer Bergbaufolgefläche

12 Kurzumtriebsplantagen - Ziele Erzielung sehr hoher Holz-Zuwächse > m³ ha -1 a -1 (Wald: ca. 12 m³ ha -1 a -1 ) Produktion maßgeschneiderter Holzsortimente Kurze Rückflussdauer der Investitionen für die Anlage und Ernte der Plantagen Minimierung des Produktionsrisikos Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit von (landwirtschaftlichen) Unternehmen Schaffung/Sicherung von Arbeit in ländlichen Räumen Schaffung (kleiner) übersichtlicher und geschlossener Wirtschaftskreisläufe Folie 12

13 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Risikofaktor Frühjahrstrockenheit Unkraut Wildverbiss Spätfrost Insekten, Pilze Trockenheit Maßnahme gute Bodenvorbereitung, bewurzelte Stecklinge, 30 cm lange Stecklinge, auf guten Bodenschluss achten! Totalherbizid im Herbst, Vorauflaufmittel zur Pflanzung, mechanische Begleitwuchsregulierung Jagd / Zaun Flächenauswahl verschiedene Sorten, blockweise gemischt, Risikostreuung Wildverbiss Pappelblattkäfer, Adulte und Larven

14 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Ökologische Aspekte Positiv Strukturierung ausgeräumter Agrarlandschaften Habitatfunktion Extensivierung im Vergleich zu herkömmlicher landwirtschaftlicher Bewirtschaftung Negativ Monokulturen gleichaltrig, geringe Diversität im Baumbestand fremdländische und züchterisch bearbeitete Baumarten Kurzumtriebsplantagen in unterschiedlichen Landschaften

15 Folie 15

16 Energetische Nutzungsmöglichkeiten von Holz CO 2 - Vermeidungsleistung CO 2 - Vermeidungskosten Quelle: WBA, 2008 Folie 16

17 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Bodenökologie Vorteile geringer Chemikalieneinsatz nach der Pflanzung keine weitere Bodenbearbeitung vermehrte Aktivität der Bodenfauna Erhöhung der Porosität, Reduktion von Verdichtung Verbesserung der Wasserspeicherfähigkeit keine Erosion Humusakkumulation Boden bei der Pflanzung Nachteile: höherer Wasserverbrauch als bei annuellen Kulturen leichte Versauerung, da die Kalkung ausbleibt Bedeckter Boden in einer 9-jährigen KUP

18 Folie 18

19 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Spektrum des Biomasse-dGZ dgz in [t*ha -1 *a -1 ] 20,00 Leistungsspektrum auf unterschiedlichen Standorten der Modellregion 1. Rotation in der 1. Rotation Verband 1,5x0,6 m bzw. N~11000 St/ha Pflanzabstand: 1,5 m x 0,6 m ( Stck./ha) 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, Alter in [a] dgz in [t*ha -1 *a -1 ] 20,00 Leistungsspektrum auf unterschiedlichen Standorten der Modellregion 2. Rotation in der 2. Rotation Verband 1,5x0,6 m bzw. N~11000 St/ha Pflanzabstand: 1,5 m x 0,6 m ( Stck./ha) 18,00 Standort I Standort II 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, Alter in [a] Standortseigenschaften Standortstyp I Standortstyp II Niederschläge in der Vegetationszeit [mm] Jahresmitteltemperatur [ C] 8,8 9,3 9,0 9,5 nfkwe + Kapillaraufstieg [mm] häufiger Bodentyp Parabraunerde Parabraunerde, Pseudogley Ackerwertzahl Quelle: RÖHLE et al. 2007

20 Ex-ante-Kalkulationsprogramm Dateneingabe Fallbeispiel einer KUP-Anlage in Brandenburg Allg. Angaben u. Erlöse Anlagekosten Erntekosten Rotationszeit (Umtriebszeit) J 4 Anzahl der Rotationen 5 Standdauer J 20 Zinsforderung % 5 Pacht /(ha*j) 120 Betriebsprämie /(ha*j) 250 Gemeinkosten /(ha*j) 50 durchschn. jährl. Zuwachs (atro) 1. Rotation t atro/(ha*j) 5 durchschn. jährl. Zuwachs (atro) Folgerotationen t atro/(ha*j) 7,5 Verkaufserlös Hackschnitzel /t atro 80 Preis pro Steckling /St. 0,18 Anzahl der Stecklinge St./ha 9000 Stecklingskosten /ha 1620 Vorauflaufmittel /ha 224 Ausbringen Vorauflaufmittel /ha 12 Pflügen /ha 25 Pflanzen /ha 810 Summe Anlagekosten /ha 2691 Ernte /ha 184,14 Transport /ha 180 Summe Erntekosten /ha 364,14 Räumung Summe Räumungskosten /ha 269

21 Ex-ante-Kalkulationsprogramm Ergebnisse Zahlungsströme, Deckungsbeiträge, Annuität Jahr Ernte Zuwachs (Trockenmasse) t atro/ha 5,0 5,0 5,0 5,0 7,5 Vorrat (Trockenmasse) t atro 5,0 10,0 15,0 20,0 7,5 Erlös Hackschnitzel /ha Betriebsprämie /ha Summe Erlöse /ha Anlagekosten /ha Pflegekosten /ha 0 0 Erntekosten /ha 364 Pacht /ha Gemeinkosten /ha Räumungskosten /ha Summe Kosten /ha kumuliert für die Standzeit Zahlungsströme /ha Deckungsbeitrag I /ha Deckungsbeitrag II /ha Gewinn /ha Barwert des Deckungsbeitrag I /ha Barwert des Deckungsbeitrag II /ha Barwert des Gewinns /ha Annuität (jährliche Rente) /ha*j 275

22 Ex-ante-Kalkulationsprogramm Einnahme / Ausgabe [ /ha u. Jahr] Zahlungsstrom der jährlichen Einnahmen / Ausgaben Jahr

23 Stecklinge Links: vor dem Stecken, rechts: Wurzel- und Sprossbildung nach ca. 6 Wochen

24 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Pflanzung Stecklinge: mechanisierte Pflanzung mit umgebauten Gemüsepflanzmaschinen einige Baumschulen verfügen über Spezial-Pflanzmaschinen, z.b. Step-Planter, Raupenpflanzmaschine Einjährige Pflanzen: Forsttechnik, umgebaute Gemüsepflanzmaschinen, Containerpflanzung Stecklinge, In-Vitro Containerpflanze, mechanische Pflanzung

25 Anwuchs Weide Meuselwitz, 28. Mai 2006 Folie 25

26 Pappel-Kurzumtriebsplantage (Methau I, 11. Vegetationsperiode, Mai Links 2-jähriger Wiederaustrieb, rechts 11-jähriger Bestand) Folie 26

27 Kurzumtriebsplantagen - Überblick Ernte Kombiniertes Ernten und Hacken: umgebaute Mähhäcksler Rotationen bis ca. 4 Jahre, bis ca. 12 (bis 15 cm) Schnittdurchmesser z.b. Claas Jaguar mit Holzerntevorsatz HS 2, Krone Big X mit Woodcut 1500, New Holland KUP-Schneidwerk 130 FB, div. Anbaugeräte für Traktoren Ernte einer dreijährigen KUP mit dem Claas-Jaguar Unterbrochene Verfahren: Ernte mit Forsttechnik, anschließendes Hacken für längere Rotationen ab 10 Jahre Hacken älterer Pappeln mit konventioneller Forsttechnik

28 Dombelüftungsverfahren zur Trocknung von Hackschnitzeln ABLUFT Austrag der Feuchte in die Umgebung ZULUFT Hackschnitzel Abluftdom Zuluftkanal apparativ geführte Durchströmung Zuluftkanal ZULUFT Folie 28

29 Hackschnitzel-Lagerungsversuch (Methau, Mai 2006) Folie 29

30 Wiederausschlag Pappel (Methau I, 28. Mai 2006 nach Ernte März 2006, 1/10) Folie 30

31 Wiederausschlag Pappel Methau I, 18. April 2008, 2/10; links: nicht vereinzelt, rechts: vereinzelt Folie 31

32 Rodungstechnik für Kurzumtriebsplantagen Folie 32

33 Rekultivierte Plantagenfläche (Methau I, links: Mai 2006; rechts: Mai 2007) Folie 33

34 Kurzumtriebsplantage - eine Form komplementärer Landnutzung: i n t e n s i v e Landwirtschaft hoher Energieinput, geringe Akzeptanz beim Naturschutz, hohes betriebswirtschaftliches Ergebnis je Flächen- und Zeiteinheit und e x t e n s i v e Forstwirtschaft geringer Energieinput, hohe Akzeptanz Naturschutz, geringes betriebswirtschaftliches Ergebnis je Flächen- und Zeiteinheit. Folie 34

35 Quelle: SCHMIDT, GEROLD 2008 Folie 35

36 KUP in Deutschland Hindernisse und Chancen Chancen Nachfrage nach Energieholz steigt, mehr und mehr Holzfeuerungsanlagen werden gebaut. Anlagenbetreiber (Strom, KWK, Wärme) haben ebenfalls eine langfristige Investition und sind an einer verlässlichen Holzversorgung interessiert. Neue Kooperationen zwischen Holzproduzenten und Holzverbrauchern -> neue Geschäftsmodelle. Forschungs- und Entwicklungs-Vorhaben sowie Initiativen privater Unternehmen verbessern die Produktionstechnik. Portfolio -Ansatz für landwirtschaftliche Betriebe. Folie 36

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38 Folgerungen H o l z m e n g e n für eine energetische u n d stoffliche Nutzung werden in den kommenden Jahren weiter steigen. K o n k u r r e n z zwischen stofflicher und energetischer Nutzung wird schärfer, Preise für Holz werden weiter steigen. E r s c h l i e ß u n g der Waldholz-Potenziale ist auf Grund naturaler, technischer, administrativer und sozioökonomischer Hemmnisse schwierig. A n l a g e und N u t z u n g von Baumplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen (G r ü n l a n d!) werden zukünftig eine komplementäre Landnutzungsform werden. Folie 38

39 Folgerungen H o l z aus Kurzumtriebsplantagen stellt mittelfristig ein wichtiges Rohstoffpotenzial der Zukunft dar. Bei U m t r i e b s z e i t e n von 3 bis 5 Jahren können durchschnittliche Zuwächse von 6 bis 12 t atro ha -1 a -1 und Ernteerträge von 20 bis 50 t atro pro ha erreicht werden. In der Bundesrepublik Deutschland wird die Fläche für den E n e r g i e p f l a n z e n a n b a u derzeit (2009) auf etwa 1,7 Mio. Hektar geschätzt. Bei einem durchschnittlichen Zuwachs von ca. 8 t atro a -1 ha -1 ist bei einer p o t e n z i e l l e n A n b a u f l ä c h e für Kurzumtriebsplantagen von ca. 0,4 0,5 Mio. ha ein j ä h r l i c h e r E r t r a g von 3,2 4,0 Mio. t atro zu erwarten (~ 8 10 Mio. m 3 ). Folie 39

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Folie 40