BIOMASSEPOTENZIALE UND TECHNOLOGIEN

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1 biokraftstoffe.fnr.de BIOMASSEPOTENZIALE UND TECHNOLOGIEN für besonders nachhaltige Biokraftstoffe Berlin, 11. Dezember 2013 Birger Kerckow

2 Inhalt Rahmenbedingungen Biomassepotenziale Nachhaltige Biokraftstoffe Forschungsförderung BMELV/FNR Fazit Seite: 2

3 Rahmenbedingungen Wir unterstützen die technologieoffene Entwicklung neuer Antriebe und Kraftstoffe bzw. Energieträger und setzen damit Anreize für die Marktetablierung innovativer Lösungen. Die Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie entwickeln wir weiter. Die Produktion und Verwendung von Biokraftstoffen müssen sich an den Grundsätzen der Nachhaltigkeit ausrichten. Hierfür wollen wir eine an realistischen Mengenpotenzialen orientierte Biokraftstoffstrategie entwickeln. Seite: 3

4 Definition fortschrittliche Biokraftstoffe Kriterien: Rohstoffe Konversionswege Qualität Endprodukt THG-Bilanz Stand der Markteinführung Ergebnis widersprüchlich und inkonsistent EU Richtlinie 2009/28/EG: Biokraftstoffe, die aus Abfällen, Reststoffen, zellulosehaltigem Non-Food- Material und lignozellulosehaltigem Material hergestellt werden KOM (2012)0595: Fortschrittliche Biokraftstoffe, etwa aus Abfällen oder Algen, ermöglichen hohe Einsparungen an Treibhausgasemissionen, weisen ein geringes Risiko indirekter Landnutzungsänderungen auf und konkurrieren nicht direkt um landwirtschaftliche Flächen für die Nahrungs- und Futtermittelproduktion. Stand und Erfahrungen zur Förderung fortschrittlicher Biokraftstoffe Slide: 4 im internationalen Kontext

5 Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland davon für Biokraftstoffe in 2013: ha Seite: 5

6 Biomassepotenziale Seite: 6

7 Referenz der Flächennutzung 2012: Nachwachsende Rohstoffe: 2,52 Mio. ha Dauerkulturen Stilllegung Ackerland :11,62 Mio. ha Grünland: 4,6 Mio. ha Dauergrünland Flächenpotenziale für 2020 (Bezug auf gesamte Agrarfläche): Mio. ha Thrän et. al Zeddies et al Zeddies et al Bringezu et al Fritsche et al Ramesohl et al Mio. ha Seite: 7

8 Vielfältigkeit der Flächenpotenziale Autor Szenario Flächen in Mio. ha Fritsche et al D - Referenz 2,48 3,48 D - Umwelt 1,88 3,01 D - Biomasse 3,45 4,44 Thrän et al D Current-Policy 7,3 D - Umweltorientiert 5,16 EU 25 Current-Policy 59,25 EU 25 - Umweltorientiert 29,36 Zeddies et al D 5,23 EU 25 42,27 Bringezu et al D 3,54 3,73 Globaler Bedarf Deutschlands 12,12 Zeddies et al D - Referenz 4,2 5,5 EU 27 - Referenz 16,25 21,46 Europa Gesamt 98,3 117,4 Global 148 Länder 148,77 130,96 Seite: 8

9 Maßnahmen zur Steigerung von Biomassepotenzialen Ziel Steigerung der Bereitstellung nachhaltig erzeugter Rohstoffmengen und Wertschöpfung im ländlichen Raum Wesentliche Maßnahmen Steigerung der Flächenerträge durch Züchtung und Anbau Erschließung zusätzlicher Anbauflächen Erschließung ungenutzter Holzpotenziale, Kurzumtriebsplantagen Mobilisierung und höherwertige Erschließung von Restund Abfallstoffen Steigerung der Effizienz durch Nutzungskaskaden und Bioraffinerien FuE zur Nachhaltigkeit, (Weiter-)Entwicklung und Anwendung von Nachhaltigkeitskriterien und -standards Seite: 9

10 Fortschrittliche Biokraftstoffe Verfügbar: Biodiesel (FAME), Hydrotreated Vegetable Oils (HVO) Rohstoffbasis UCO und Tierfett In Entwicklung: Ethanol aus Lignocellulose (Pilot- und Demonstrationsmaßstab) Butanol aus Lignocellulose (Labor/Pilotmaßstab) Synthetische Biokraftstoffe (Pilotmaßstab) Kraftstoffe aus Algen (Labor/Pilotmaßstab) Bakteriell erzeugte Kraftstoffe (Labormaßstab) Seite: 10

11 Rohstoffe und Verfahren zur Biokraftstoffherstellung Quelle: Shell nach Ecofys (2012) Seite: 11

12 Biokraftstoffe Direkte Vergasung ABE-Fermentierung Butanol CO, H2, CO2, H2S, COS, NH3 etc. Vergärung von Zuckern und Stärke Spaltung von (Ligno)Cellulose + Vergärung Biomasse Umesterung von Rapsöl mit Methanol Biodiesel Abfälle etc. Anärobe Vergärung Hydrothermale Vergasung Fermentierung Pflanzenöl Auspressen oder Extraktion Pyrolyse HydroThermal Upgrading (HTU) + HydroDeOxygenation (HDO) Pyrolysat Vergasung Wasserstoff Fischer-Tropsch Synthese (FT-Synthese) Conversion-of-Olefins-to-Distillate (COD) Diesel Benzin Olefine Wassergas-Shift-Reaktion Synthesegas Direktsynthese Dimethylether Methan Methanisierung Tieftemperatursynthese Dehydratisierung Methanol-To-Olefins (MTO) Methanol Direktsynthese Homologisierung Reformierung Ethanol Isobutylen Wasserstoff Methanol-To-Gasoline (MTG) Isobutylen Methanol-To-Synfuel (MTS) MTBE ETBE UA Quelle: KIT Seite: 12

13 Projektförderung BMELV / FNR BMELV-Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe Energie- und Klimafonds (EKF) 2013: 60 Mio. 2013: 10,65 Mio. BMU-Förderprogramm Energetische Biomassenutzung 2013: 1,4 Mio. Förderschwerpunkte: Biokraftstoffe aus Lignocellulose Biotechnologische Produktion flüssiger Kohlenwasserstoffe zur Nutzung als Biokraftstoff Studien zu Aspekten der Nachhaltigkeit von Biokraftstoffen (BMU) Ronny Winkelmann - Projektförderung FNR Seite: 13

14 Projektförderung BMELV / FNR im Bereich Biokraftstoffe Aktuell 71 laufende Vorhaben im Bereich Biokraftstoffe (ohne Züchtung, Pflanzenbau und Rohstofflogistik) Die Projekte beinhalten: Verfahrensentwicklungen von grundlagenorientierter Forschung bis Pilotanlagen Kraftstoffforschung (Formulierung, Blending, Additivierung, Kennzahlen, Testverfahren, etc.) Motortests (Emissionen, Verbrennung, Schmieröl, Steuerung, Simulation, etc.) Studien (Rohstoffverfügbarkeit, iluc, Zertifizierungsinstrumente, Ökonomie, Umweltwirkung, soziale Aspekte, etc.) Seite: 14

15 Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe Synthetische Biokraftstoffe Projekt bioliq Fördersumme: 27 Mio. EUR in Projektlaufzeit: Zuwendungsempfänger: Karlsruhe Institute of Technology (KIT) Projektpartner: CAC, Lurgi, MAT, MUT Stroh Slurryherstellung Hochdruck Flugstromvergasung zentral Phase I: Pyrolyse Phase II: Flugstromvergasung und Gasaufbereitung Phase III: Synthese Schnellpyrolyse dezentral Stroh Gaskonditionierung Kraftstoffherstellung SyntheseKraftstoff Abb.: bioliq plant at the KIT (Photo: Markus Breig, KIT) Seite: 15

16 Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe Biokraftstoffe aus Lignocellulose Projekt Effiziente Co-Fermentation von Pentosen und Hexosen durch Hefen (ECO-FERM) (Förderkennzeichen ) Zuwendungsempfänger: Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt (Main) Projektziel: Verbesserung der Pentose-Vergärung von rekombinanten S. cerevisiae Stämmen Verbundvorhaben: Optimierte Überführung der Cellulose und Hemicellulose von Getreidestroh in Zuckermonomere durch den kombinierten Einsatz der Thermodruckhydrolyse und neuartiger Enzymquellen (Förderkennzeichen ) Zuwendungsempfänger: SEQLAB Sequence Laboratories Göttingen GmbH Projektziel: effiziente Hydrolyse der Lignocellulose durch eine Kombination von Thermodruckhydrolyse und mikrobiellen Enzymen aus neuartigen Quellen; effiziente Cellulasen, Hemicellulasen, Laccasen und Peroxidasen aus Mikroorganismen von Termiten und halophilen Mikroorganismen identifizieren und isolieren Seite: 16

17 Energie- und Klimafonds Biokerosin (Förderschwerpunkt Algen) Projekt AUFWIND - Verbundvorhaben: AUFWIND - Algenproduktion und Umwandlung in Flugzeugtreibstoffe: Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit, Demonstration Projektkoordinator: Forschungszentrum Jülich (Förderkennzeichen ) Projektziel: industrielle Großproduktion von Algen und die Demonstration einer Integration ins Gesamtsystem Biokerosinproduktion bei ausreichender Nachhaltigkeit, Effektivität im Gesamtprozess und marktfähiger Preisgestaltung Projektpartner: Forschungszentrum Jülich GmbH EADS Deutschland GmbH DBFZ gemeinnützige GmbH Novagreen Projektmanagement GmbH Phytolutions GmbH Hochschule Lausitz (FH) OMV Deutschland GmbH RWTH Aachen Technische Universität München Fraunhofer UMSICHT VERBIO Vereinigte BioEnergie AG VERFAHRENSTECHNIK Schwedt GmbH Foto: IGV GmbH / IGV BIOTECH Seite: 17

18 Energie- und Klimafonds Biokerosin (Förderschwerpunkt Algen) Projekt AUFWIND Projektstruktur Seite: 18

19 BMU-Förderprogramm Energetische Biomassenutzung Förderschwerpunkt Studien zu Aspekten der Nachhaltigkeit von Biokraftstoffen Projekt Potenzialanalyse der Biokraftstoffproduktion in der Europaischen Union (EU) unter Vermeidung von iluc-effekten (Förderkennzeichen ) Zuwendungsempfänger: Ecofys Deutschland GmbH Projektziel: Analyse des Potenzials für die Biokraftstoffproduktion mit einem geringem Risiko indirekter Landnutzungsänderungen (ILUC) innerhalb der EU 27, gefolgt von einer Untersuchung von ILUC Vermeidungsstrategien vor Ort und einer möglichen Zertifizierung dieser Ansätze. Seite: 19

20 Fazit Besonders nachhaltige Biokraftstoffe werden in der EUGesetzgebung auf Basis Flächennutzung (iluc), Rohstoff und Reduzierung von THG-Emissionen definiert Biomassepotenzial für besonders nachhaltige Biokraftstoffe in Deutschland sehr begrenzt Besonders nachhaltige Biokraftstoffe kurzfristig in nur marginalen Mengen verfügbar Technologien in Entwicklung FuE-Förderung notwendig Seite: 20

21 Vielen Dank (FNR) Hofplatz Gülzow-Prüzen info@fnr.de Seite: 21