Schmack Biogas GmbH. Nachhaltige Biomasseerzeugung und Akzeptanz

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1 Schmack Biogas GmbH Nachhaltige Biomasseerzeugung und Akzeptanz Biogas aus alternativen Substraten Optionen und Zukunftsaussichten für den Biogasbereich aus Sicht eines Anlagenherstellers Referent: Arnold Multerer, Dipl.-Ing. Univ. für Umweltplanung Projektentwicklung und Rohstoffe, Schmack Biogas GmbH, Viessmann Group 10. Nov Alternative Substrate Vorlage 1

2 Vortragsgliederung 1. Das Unternehmen 2. Strukturelle Entwicklung des Biogassektors 3. Entwicklung Substrateinsatz 4. Alternative Substrate 5. Zuckerrübe 6. Wildpflanzen Kleinanlagenbau Vortragsgliederung Vorlage 2

3 Schmack Biogas GmbH ein Unternehmen der Viessmann Group 1,5 kw kw Flächenvertrieb Anlagentechnik seit 1. Jan. 2010: Übernahme der Firma Schmack durch VI Familienunternehmen in 3. Generation (gegründet 1917) Produkte: Systemlösungen für alle Energieträger und jeden Anwendungsbereich der Heiztechnik und Kraft-Wärme-Kopplung Anteil regenerative Energien > 25 % Viessmann Group Vorlage 3

4 Schmack Biogas GmbH Projektbeispiel - Biomethananlage Schwandorf zur Gaseinspeisung Biorohgasverarbeitung: Aufbereitungskapazität: Betreiber: Einsatzstoffe: m³/h Baubeginn: Juli 2007 ca. 10 Mio. m³/jahr E.ON Bayern Wärme Maissilage, Grassilage, GPS, Zwischenfrüchte Inbetriebnahme: Februar 2008 Firmensitz Vorlage 4

5 Schmack Biogas GmbH Projektentwicklung & Rohstoffmanagement Projektentwicklung Mikrobiologie Rohstoffmanagement fundiertes Know- How bei der Entwicklung von Großprojekten umfangreiche Datenbank zur Identifikation geeigneter Standorten über 12 Jahre Forschung im Bereich Mikrobiologie eigene Datenbank mit über Gäranalysen stetige Steigerung der Anlageneffizienz fundierter biologischer Service Informationsveranstaltungen für Landwirte Beratung bei Lieferverträgen Anbauberatung und Fruchtfolgeoptimierung Entwicklung eines Logistikkonzeptes Erntevorbereitung und Ernteorganisation Einkauf und Abrechnung der Rohstoffe Substratverwaltung im Silo Organisation der Gärrestausbringung Rohstoffmanagement Vorlage 5

6 Strukturelle Entwicklung des Biogassektor QUELLE: FACHVERBAND BIOGAS E.V er Jahre: hauptsächlich Anlagen für Rest- und Abfallstoffe EEG vom 29. März 2000: kontinuierliches Wachstum der Branche EEG 2004: starke Zuwächse durch sog. Nawaro Anlagen EEG 2009: sprunghafter Anstieg von BGA durch Einführung des Gülle-Bonus EEG 2012:?!?! Entwicklung Biogassektor Vorlage 6

7 Entwicklung Substrateinsatz EEG 2004 Gülle 80% EEG 2012 Kleinanlagen Maissilage 20% Abbildung (Quelle: DANIEL-GROMKE, J. 2007) EEG 2009 Maissilage 60% Grassilage Rübe oder GPS??? 40% 2. Hauptfrucht Maissilage 60% Alternative Substrate Abbildung (Quelle: DEUTSCHES BIOMASSEFORSCHUNGSZENTRUM 2011) alternative Substrate??? 40% Entwicklung Substrateinsatz Vorlage 7

8 Biogasproduktion aus 1 ha Mais Ertrag: ca. 60 t Frischmasse / Jahr / ha 1 t kwh Heizleistung (HL) 1 t Maissubstrat 220 Normkubikmeter Gas (Nm³) 220 Nm³ Gas (Methangehalt ca. 53 %) 110 m³ Biomethan (CH 4 ) 1 m ³ CH 4 9,97 kwh 110 m³ CH kwh 1 ha Substrat (z.b.: Mais): 60 t x kwh = kwh HL davon etwa 40 % elektrische Leistung: kwh Biogasproduktion aus Mais Vorlage 8

9 Zuckerrüben Wissenswertes sehr hohes Ertragspotential an leicht bakteriell verwertbarer organischer Substanz kann Trockenperioden gut ertragen die Qualitätsparameter der Zuckerindustrie spielen für die Biogasproduktion keine Rolle Steigerung des Methanertrags um bis zu 15 % durch Ernte des Rübenblatts möglich Energie als Zucker gespeichert höherer Zuckeranteil höhere Biogasproduktion?! hoher chemischer Pflanzenschutzeinsatz aufwändige Mechanisierung (Ernte, Aufbereitung) Kultur nicht selbstverträglich Erdanhang zu berücksichtigen Lagerungsverluste noch relativ unerforscht Zuckerrüben Quelle: Vorlage 9

10 Beispiele vom Einsatz neuer landwirtschaftlicher Kulturen Szarvasigras Durchwachsene Silphie Wildpflanzen Staudenknöterich Abbildung (Quelle: Abbildung (Quelle: Schmack Biogas GmbH, ) Abbildung (Quelle: Schmack Biogas GmbH, ) Abbildung (Quelle: %C3%B6terich.jpg) frosthart trockentolerant hohe Gas- und Hektarerträge mehrjährig Wildpflanze Direktsaat nicht ausgereift Biodiversitätsgewinn geringer Produktionsaufwand Dauerkultur ab 3. Jahr hohe Hektarerträge Alternative Substrate Vorlage 10

11 Wildpflanzen - Wissenswertes mehrjährige Bestände geringer Produktionsaufwand Ernte einmal pro Jahr Biodiversitätsgewinn Bodenerosion wird verhindert kein Pflanzenschutz erforderlich wirtschaftlicher Vorteil in Grenzertragslagen oder bei hoher Wildschadensgefährdung TM Erträge von 8 bis 25 t/ha auf Versuchsflächen Quelle: Dr. Birgit Vollrath LWG Wildpflanzen Vorlage 11 Abbildung (Quelle: Schmack Biogas GmbH, ) Abbildung (Quelle: Schmack Biogas GmbH, )

12 Wildpflanzen - Projekt Schmack Biogas GmbH Projektstart 2011: 3 ha mit Wildpflanzenmischung (27 Arten), bereitgestellt durch die Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG) Sonnenblume dominiert; kaum weitere Arten aufgelaufen Silierung Mitte / Ende Oktober: Sonnenblume durch Sturmschäden stark in Mitleidenschaft gezogen Ertragszahlen liegen derzeit noch nicht vor; erwartete Erträge werden nicht erreicht Wildpflanzen Abbildungen (Quelle: Schmack Biogas GmbH, Arnold Multerer, ) Vorlage 12

13 Steckbrief Korbblütler Wuchshöhe bis 3 m mehrjähriger Wechselbzw. Kaltkeimer Wildpflanze aus Nordamerika gute Anpassung an trockene Standorte t TM/ha ab 2ten Jahr Ernte zeitgleich mit Mais optimaler TS Gehalt: 28 Methanerträge mit denen von Mais vergleichbar Abbildung (Quelle: vgl. auch Conrad, M. & Biertümpel, A. 2010, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Vorlage 13

14 Ertragspotential Quelle: Conrad, M. & Biertümpel, A Abbildung (Quelle: Schmack Biogas GmbH, Leonhard Scheuerecker, ) Trockenmasseerträge von Durchwachsener Silphie zum optimalen Erntezeitpunkt im Vergleich zu Silomais (LSV), Dornburg Biomasseerträge höher, Gasertrag etwa 10 % niedriger Vorlage 14

15 WKB - Vergleich Deckungsbeitrag (DB) bei Vergütung EEG 2012 Biogasmais 1. Jahr ab 2. Jahr Ertrag t/ha 60 Bruttopreis /t 29,30 Marktleistung /ha Zusatzleistung /ha 50 (Vorfruchtwert) Ertrag t/ha 0 Bruttopreis /t 29,30 Marktleistung /ha - Zusatzleistung /ha - (Vorfruchtwert) Ertrag t/ha 74 Bruttopreis /t 29,30 Marktleistung /ha Zusatzleistung /ha - (Vorfruchtwert) Variable Kosten: + Saatgut /ha Pflanzenschutz /ha 65 + Maschinenkosten /ha Gärrestausbringung /ha 140 (Düng. m. Gärrest) + Düngung (KAS) /ha 65 + Hagelversicherung /ha 30 + Arbeitszeit 5 h /ha 100 Summe /ha 690 Variable Kosten: + Saatgut /ha Pflanzenschutz /ha Maschinenkosten /ha 400 (inkl. Pflanzung) + Gärrestausbringung /ha 140 (Düng. m. Gärrest) + Düngung (KAS) /ha 0 + Hagelversicherung /ha 30 + Arbeitszeit 5 h /ha 100 Summe /ha Variable Kosten: + Saatgut /ha 0 + Pflanzenschutz /ha 0 + Maschinenkosten /ha 0 (inkl. Pflanzung) + Gärrestausbringung /ha 140 (Düng. m. Gärrest) + Düngung (KAS) /ha 0 + Hagelversicherung /ha 30 + Arbeitszeit 5 h /ha 0 Summe /ha 170 DB: /ha DB: /ha DB: /ha Vergütung EEG 2012: 0,06 /kwh 1 ha kwh /ha Vergütung EEG 2012: 0,08 /kwh 1 ha 0 kwh /ha 0 Vergütung EEG 2012: 0,08 /kwh 1 ha kwh /ha Vorlage 15 Tab.: Biogasmais & (aktuelle Beispielrechnung 2011, Hochpreisjahr) erstellt von Arnold Multerer, Leonhard Scheuerecker & David Schmidt, Schmack Biogas GmbH Okt. 2011

16 jährlicher Gewinn/Verlust [pro ha NF] WKB - Deckungsbeitrag (statische Betrachtung) Deckungsbeitrag (statische Betrachtung) Jahr Biogasmais Graphik zeigt den jährlichen DB inkl. der Rohstoffklassenvergütung durch das EEG 2012 für den Zeitraum von 15 Jahren. Hohe Investitionskosten und fehlende Ernteerträge im ersten Jahr. Quelle: Schmack Biogas GmbH, erstellt von Arnold Multerer & David Schmidt, Okt Vorlage 16

17 Gesamtgewinn aus DB & Gasertrag [pro ha NF] WKB - Amortisation (statische Betrachtung) Biogasmais Jahr Graphik der Amortisationszeit von Durchwachsener Silphie im Vergleich zum Silomais. Quelle: Schmack Biogas GmbH, erstellt von Arnold Multerer & David Schmidt, Okt Vorlage 17

18 Projekt Schmack Biogas GmbH Start des Projekts 2011/12 in Kooperation mit interessierten Rohstofflieferanten Anzucht von Pflanzen wurde in Auftrag gegeben Abnahmerisiko trägt Schmack Biogas GmbH Transport, Beratung und Diskussion der Absatz- oder Vermehrungsmöglichkeiten als kostenlose Serviceleistung Abnahme des Aufwuchses zum festen Preis garantiert Ziele Etablierung der Kultur Sicherheit im Rohstoffmanagement anfänglichen Aufwand und entstehende Kosten im ersten Jahr verringern praktische Erfahrungen sammeln und weitergeben Vorlage 18 Abbildung (Quelle: Schmack Biogas GmbH, Albert Konrad, )

19 Risikobewertung Vorteile Nachteile Fazit keine besonderen Ansprüche an Boden und Klima Wildpflanze Nutzungsdauer bis etwa 15 Jahre Resistenz, bisher keine Krankheiten und Schädlinge, TFZ Pilzbefall Standarternte Invasionspotential gering Vergütungsklasse 2 (EEG 2012) wenig Erfahrungswerte keine zugelassenen Pflanzenschutzmittel Direktsaat nicht ausgereift aufgrund starker Keimhemmung und ungleichmäßigen Auflaufen des Saatgutes Saatgutbeschaffung derzeit problematisch keine große Flexibilität mit Flächennutzung hohe Bestell- und Pflanzkosten im 1. Jahr kein Ertrag im 1. Jahr aufgrund der vielen Vorteile und des Potenzials für die Biogasnutzung sollte auf größeren LN die Durchwachsene Silphie in der Praxis angepflanzt werden Risiko besteht immer bei der Einführung neuer Pflanzenkulturen hohes Ertragspotential Akzeptanz für Biogasnutzung Erscheinungsbild geringer Arbeitsaufwand (ab 2. Jahr) Abbildung (Quelle: Schmack Biogas GmbH, erstellt von Albert Konrad, ) Dauerkultur: größte Chance, als auch gleichzeitig höchstes Risiko! Vorlage 19

20 Standardisierte landwirtschaftliche Produktionsketten & Arbeitsschritte Aussaat Mähen Mähen Schwaden Walzen/Silieren Abbildung (Quelle: Wiesengras, Szarvasigras Silomasse Pflanzung Häckseln Ausbringung Abbildung (Quelle: Quelle: 3N Kompetenzzentrum) Mais, GPS, Wildpflanzen Gärrest Biogasproduktion Staudenknöterich, Vorlage 20

21 Kleinanlagenbau in Optimierung an das EEG 2012 Besserstelllung von Kleinanlagen bis 75 kw el mindestens 80 % Gülle Bonizahlung von 25 cent/kwh effiziente Wärmeverwertungsmöglichkeit geringe Investitions- und Substratkosten Anreiz für viele landwirtschaftliche Betriebe Schmack Biogas GmbH entwickelte bereits 2010 eine kompakte Kleinanlage in Modulbauweise den sog. EUCOlino Leistungsgrößen: 18, 36, 55 u. 70 kw el Kleinanlagenbau Abbildungen (Quelle: Schmack Biogas GmbH, 2011) Vorlage 21

22 Kleinanlagenbau eine sinnvolle Alternative Möglichkeit zum Einstieg in die Biogasproduktion Risikodiversifikation für Kleinbetriebe (2. / 3. Standbein) EUCOlino mehr Unabhängigkeit von Strom-, Wärme-, Düngemittelund Erzeugerpreisen lukrative Einkommensergänzung durch neues EEG 2012 und attraktives Wärmekonzept Kleinanlagenbau Vorlage 22

23 Zukunftsperspektive Referent Arnold Multerer, Projektentwicklung & Rohstoffe Kontakt: Schmack Biogas GmbH Bayernwerk 8 D Schwandorf Tel.: / Internet: arnold.multerer@schmack-biogas.com Zukunftsperspektive Vorlage 23