10 Jahre energetische Biomassenutzung in Deutschland - Entwicklungen in Praxis und Forschung

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1 10 Jahre energetische Biomassenutzung in Deutschland - Entwicklungen in Praxis und Forschung Stolte Dr. Steffen Daebeler, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. 10. Biomasse-Tagung Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v.

2 Gliederung Biomassenutzung in Deutschland Forschungsschwerpunkte Vielfalt in der Biomasseforschung (Projektbeispiele) Öffentlichkeitsarbeit, Informationen, Fazit Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 2

3 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) Funktion: Koordinierungsstelle für den Bereich nachwachsende Rohstoffe in Deutschland, Projektträger des BMELV Sitz: Gülzow/Bützow (MVP), seit 1993 Förderung: BMELV Mitglieder: 64 Mitarbeiter: 63 Aufgaben: Forschungsförderung/Projektträgerschaft Markteinführung Öffentlichkeitsarbeit und Beratung Aktivitäten auf Europäischer Ebene Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 3

4 Bruttoendenergieverbrauch [%] Erneuerbare Energien Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland 35,0 1) Ziele der Bundesregierung Ziele nach EU-RL 2009/28/EG ,0 2) 16,4 14,0 1) 10 10,1 8,5 10,0 2) 8, ,2 Anteile EE am gesamten Endenergieverbrauch (Strom, Wärme, Kraftstoffe) 4,7 Anteile EE am gesamten Stromverbrauch 3,6 Anteile EE an der gesamten Wärmebereitstellung 5,5 0,2 Anteile EE am gesamten 3) Kraftstoffverbrauch 2,6 Anteile EE am gesamten 4) Primärenergieverbrauch 1) Quellen: Laut Energiekonzept der Bundesregierung vom und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) vom ; 2) Quelle: EU-Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen, Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch bzw. am EEV im Verkehrsbereich; 3) Der gesamte Verbrauch an Motorkraftstoff, ohne Flugbenzin; 4) Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.v. (AGEB); EE: Erneuerbare Energien; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Bild: BMU / Brigitte Hiss; Stand: September 2010; Angaben vorläufig Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 4

5 Hohe Bedeutung der Biomasse Struktur der Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2009 Gesamt: 244,0 TWh biogene Brennstoffe, Wärme: 43,1 % biogene Kraftstoffe: 13,8 % Geothermie: 2,1 % Wasserkraft: 7,8 % Solarthermie: 1,9 % Photovoltaik: 2,7 % biogene Brennstoffe, Strom: 12,7 % Windenergie: 15,8 % gesamte Biomasse*, einschl. biogene Kraftstoffe: 70 % * feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Stand: September 2010; Angaben vorläufig Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 5

6 Hohe ökonomische Relevanz Wertschöpfung aus Investitionen und Betrieb von Erneuerbare-Energien-Anlagen in Deutschland 2009 Gesamtwertschöpfung (Investitionen und Betrieb): 37,5 Mrd. Geothermie* Mio. Wasserkraft Mio. Windenergie Mio. Biomasse Mio. Solarenergie** Mio * Großanlagen und Wärmepumpen, ** Photovoltaik und Solarthermie; Abweichungen in den Summen durch Rundungen; Quelle: BMU-KI III 1 nach Zentrum für Sonnenenergie-und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW); Stand: September 2010; Angaben vorläufig [Mio. EUR] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 6

7 Nachwachsende Rohstoffe - eine Erfolgsgeschichte Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 7

8 Nachhaltigkeit als Herausforderung Treibhausgaseinsparung (Berücksichtigung Landnutzungsänderung) Food vs. Fuel / ökonomische Themen Nachhaltige Produktion von Biomasse und Biokraftstoffen Schutz natürlicher Lebensräume und Biodiversität Einhalten sozialer (Mindest-)standards Nachhaltige Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Flächen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 8

9 Daten aus Biogas-Messprogramm II (Anlagen ohne Abfallverwertung) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 9

10 Silomais in Deutschland im mehrjährigen Vergleich (Quelle: ZMP, Stat. Bundesamt, DMK, Stand Mai 2010) 1858,2 reduzierte Rinderbestände Biogas zunehmender, aber bislang auf ca. 1/3 beschränkter Anteil der Silomaisfläche entfällt auf Biogas Maisanbau 2010 insgesamt > 2,3 Mio. ha 2010 ergänzt Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 10

11 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Foto: Stolte, Seite: FNR 11

12 Aktuelle Aktivitäten im Bereich Bioenergie seit 2004 (EEG-Novelle): > 380 Projekte mit ca. 115 Mio. (nur Bioenergie) Schwerpunkte: Effizienz Biogasproduktion, Verfahren der Kraftstoffproduktion, synthetische Kraftstoffe, Verbrennung, Kleinfeuerung, umfangreiche Öffentlichkeitsarbeit, Anbau- und Züchtung von Energiepflanzen, Ökologie (rund 100 laufende Projekte mit ca. 35 Mio. ) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 12

13 Fachgespräche Schwerpunkte Anbauoptimierung (z.b. Fruchtfolgeforschung) Energiepflanzenzüchtung, neue Arten Ernte/Silierung/Logistik Qualitätsoptimierung,-bewertung (z.b. NIRS) Schnellwachsende Baumarten, Agroforst Reststoffnutzung (Aschen Gärreste), Ökonomie ökologische Aspekte, Treibhausgase, Zertifizierung Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 13

14 N= 11, nicht Saarland, RLP und Städte Ökologische Begleitforschung (ZALF Müncheberg) Verbund Energiepflanzenanbau (EVA 1 -> 2 ; 13,5 Mio. ) Gesamtkoordination TLL Jena Fruchtfolgesysteme Wasserversorgung JKI,LAP,ZALF Grünland, Ackerfutter NS,TH,BB,M V Faktoreinsatz TH, BY Thüringen Meckl.-Vorpommern Sachsen Bayern Baden-Württemberg Brandenburg Niedersachen Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein (assoziiert) Silierung/ Gärversuche ATB Potsdam Mischfruchtanbau BY,MV Erntezeitpunkte BB Ökonomische Begleitforschung (Universität Giessen) Gärrestnutzung (BY, NS, TH, MV, BB) Zweikulturen-Nutzungssystem (6 Standorte im Bundesgebiet, Leitung Univ. Kassel) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 14

15 Optimierung des Anbauverfahrens für die Durchwachsene Silphie sehr hohes Ertragsniveau, mehrjährig Probleme: Keimung, Jugendentwicklung ökologisch interessant (Bienen etc.) gute Gasausbeuten Züchtungsaktivitäten begonnen Saatgutproduktion zu lösen Fotos: Stolte, FNR, Versuchsfläche LFA Gülzow Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 15

16 Energie aus Wildpflanzen kräuterreiche Ansaaten als ökologische und wirtschaftliche Alternative für Biogas Suche nach Wildpflanzen/mehrjährige Mischungen Lebensraum für Wildtieren, keine Futterpflanzen für Schwarzwild, Steigerung der Biodiversität in der Kulturlandschaft, Reduktion von Pflanzenschutzund Düngemitteln, Klima-, Gewässer- und Bodenschutz Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 16

17 Dauergrünland - was nützt, wird geschützt Nachhaltige Biomassebereitstellung von repräsentativen Dauergrünlandtypen (GNUT-Verbrennung und -Biogas) Untersuchung ausgewählter Grünlandstandorte (extensiv/intensiv), Ermittlung von Erträgen, Verwertungseigenschaften, ökonomische Bewertung der Kette Bewertung der Umweltwirkungen (Öko-, Energie-, THG-bilanz), Ermittlung energetischer Potenziale praktische Empfehlungen für nutzungsorientierte Landschaftspflege Versuch in Oldenburg, Seggenried in einem Polder bei Elsfleth Quelle: GNUT-Zwischenbericht Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Deutscher Grünlandverband Landwirtschaftskammer Niedersachsen Landesanstalt für Umwelt, Landwirtschaft u. Geologie SN Bayrische Landesanstalt für Landwirtschaft Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.v. Büro für Ökologie und Landschaftsplanung (SALIX) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 17

18 Asche- und Gärrestverwertung Landwirtschaftliche Verwertung von Gärrückständen aus NaWaRo-Biogasanlagen Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen aus Biogasanlagen unter besonderer Berücksichtigung des Inputsubstrats Energiepflanzen Verein zur Förderung agrarund stadtökologischer Projekte e. V. Organo-Asche-Presslinge als zukunftsorientiertes Düngemittel Produktionsoptimierung, ernährungskundliches Potential Nutzung von Biomasseaschen für die Phosphor-Versorgung Verhalten von Aschen aus der Biomassevergasung Charakterisierung von mineralischen Rückständen aus der Verbrennung nachwachsender Rohstoffe Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 18

19 Potenziale zur Minderung der Freisetzung von klimarelevanten Spurengasen beim Anbau von Energiepflanzen zur Gewinnung von Biogas Ziel: Ermittlung von Emissionsraten bzw. -faktoren für die klimarelevanten Spurengase und von NH 3 bzw. von standortspezifischen Bodenkohlenstoff-, Klima- und Ökobilanzen Nebenziel: Vergleich von direkter Verwendung von Gärresten mit der Verwendung von HTC-Kohle aus Gärresten EVA-Parzelle in Gülzow (MV) Grundlage: Langzeitmessungen NH 3, CO 2, CH 4 und N 2 O, Boden-C-Haushalt auf Flächen von EVA II und weiteren repräsentativen Standorten Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 19

20 Züchtung (Beispiele) Evaluierung von Winter-Ackerbohnen als Zwischenfrucht für die Biogasproduktion im ökologischen Landbau Verbund: Evaluierung, Züchtung und Einsatz von Feldgras (Welsches und Einjähriges Weidelgras) Aufklärung des Rizomaniakomplexes als Beitrag zur nachhaltigen Ethanolproduktion aus Zuckerrüben + Energierüben für Biogas (Rizomania) GFP und Partner Verbund: Genetische und molekulare Analyse der Eignung von Hybridroggen für die Biogasprod. unter Trockenbedingungen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 20

21 Weitere Anbauprojekte (Auswahl) Verbund: Bewertung nachwachsender Rohstoffe zur Biogaserzeugung für die Pflanzenzüchtung (Koord. FH Soest/DMK) Verbund: Anbautechnik Sorghumhirsen - ein Beitrag zur Diversifizierung des Energiepflanzenspektrums (Landesanstalten) Fortgeschrittenes Konservier- und Aufschlussverfahren für Grünmassen (DBFZ) Optimierung des Anbauverfahrens Ganzpflanzengetreide, inklusive Arten- und Sortenmischungen für die Biogaserzeugung (Koord. TLL) Verbund: Untersuchungen zu Fruchtfolgen mit Energiepflanzen als ein Beitrag zur Reduktion des Pflanzenschutzmitteleinsatzes im Ackerbau (Uni Rostock/Göttingen) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 21

22 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 22

23 Aktuelle Maßnahmen zu Feldholz 1. Ertragsoptimierung/-modellierung 2. Züchtungsprojekte zu Pappel, Robinie Ökologische Aspekte, Agroforst 4. Sonderbroschüre Kurzumtrieb und Agroforst 5. ERA-NET-Bioenergy 6. Fachveranstaltung Agroforst 2011 in Dornburg Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 23

24 Ökonomische und ökologische Bewertung von Agroforstsystemen (3 Bundesländer; 06/07 bis 05/10; 860 T ) Flächendesign der Agroforstfläche in Thüringen 36 m 72 m 10 m langer Abschnitt heimische Gehölzarten Pappel Artengemisch Flurstücksgrenzen 96 m 48 m 48 m 96 m 144 m Umtrieb II 8 10 jährig 12 m breiter Energieholzstreifen 144 m Umtrieb I 4 5 jährig Schwabe, M. TLL, 2006 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 24

25 Agroforstsystem in Thüringen (Rapsernte 2009) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Foto: Bärwolf, TLL Seite: 25

26 Tagungsbeiträge Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 26

27 Fazit aktuelle und künftige Bedeutung nachwachsender Rohstoffe sind enorm Akzeptanzprobleme hinsichtlich des Energiepflanzenanbaus müssen überwunden werden; hierfür sind objektive Informationen erforderlich Kommunikation und Forschung sind Schlüssel zum Erfolg noch wenig praxistaugliche Lösungen bezüglich neuer Kulturen erhebliche Potentiale für mehr Biodiversität; Natur- und Landschaftsschutz durch Nutzung ausreichende Finanzausstattung für weitere Intensivierung der Forschungsförderung in allen Bereichen (energetisch/stofflich) erforderlich Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 27

28 Wir stecken die Köpfe in die Forschung! Foto: Stolte, FNR Versuchsfeld Gülzow MVP Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. Seite: 28