Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell? Betrachtungen aus Sicht von Klimawandel und zunehmender Ressourcenknappheit

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1 Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell? Betrachtungen aus Sicht von Klimawandel und zunehmender Ressourcenknappheit 15. Biomasse-Tagung, Umwelt-Campus Birkenfeld, Johannes Rupp IÖW Institut für ökologische Wirtschaftsforschung, Berlin

2 Kurzvorstellung: Institut für ökologische Wirtschaftsforschung Seit 30 Jahren Forschung und Politikberatung für nachhaltiges Wirtschaften Zwei Standorte: Berlin (Hauptsitz), Heidelberg / über 40 Mitarbeiter Themenschwerpunkte: Klima und Energie, Nachhaltige Unternehmensführung, Umweltpolitik und Governance, Produkte und Konsum, Wasser- und Landmanagement, Innovation und Technologien, Evaluation und Bewertung Langjährige Erfahrungen in der Analyse, Entwicklung und Bewertung von Innovationen und Märkten (Schwerpunkte: Erneuerbare Energien, insbesondere Photovoltaik und Biomasse; Energieeffizienz, insbesondere Gebäude) politischen Instrumenten und Klimaschutzstrategien Unabhängig, 100% durch Drittmittel finanziert v.a. öffentliche Auftraggeber & NGOs, Gewerkschaften, Stiftungen, Unternehmen 2

3 Gliederung Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Ressourcenknappheit der limitierende Faktor? Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? 3

4 Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Ressourcenknappheit der limitierende Faktor? Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? 4

5 Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Nationale Politikstrategie Bioökonomie (Bundesregierungsbeschluss ) Ziel der Strategie ist es, "den Wandel zu einer auf erneuerbaren Ressourcen beruhenden rohstoffeffizienten Wirtschaft, die weniger fossile Rohstoffe einsetzt oder ganz ohne diese auskommt", zu unterstützen. Leitgedanken (u.a.) Ernährungssicherung hat auch im globalen Kontext Vorrang vor der Erzeugung von Rohstoffen für Industrie und Energie. Nutzungspfade mit einem höheren Wertschöpfungspotenzial sind bei der weiteren Ausgestaltung der Rahmenbedingungen der Bioökonomie zu bevorzugen. Wo möglich und sinnvoll soll die Kaskaden- und Koppelnutzung von Biomasse realisiert werden. 5

6 Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Ausgangssubstrate & Verwertungspfade Quellen: 6 Zielgruppe Angebotsseite: Land-, Forst-, Fischereiwirtschaft & Abfallwirtschaft Nachfrageseite: Chemie-, Holz-, Papier-, Bau-, Leder-, Textilindustrie, sowie Energie- und Ernährungswirtschaft.

7 Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Überblick der Verwertung einzelner Pflanzenbestandteile biogener Rohstoffe Energetisch Stofflich 7 Quelle: AGENS Arbeitsgemeinschaft Naturstoffe Leipzig

8 Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Komplexitätszuwachs im Vergleich zur Bioenergie! bezogen auf Stoffströme und Wertschöpfungsketten und somit Akteure! Welche Märkte werden adressiert? Höherwertige ( High-tech ) Produkte Massenware/ Niedrigpreisprodukte Welche Akteure sind angesprochen? (Hoch)spezialisierte Industrie/ Bioraffinerien Breiter aufgestellte KMUs 8 Quelle: Carus et al. 2010

9 Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Notwendigkeiten einer zukunftsfähig-nachhaltigen Bioökonomie Mehrfachnutzung von Biomasse, im Sinne der Nutzung von Neben- und Koppelprodukten und der parallelen Erzeugung von stofflich und energetisch nutzbaren Produkten (Bioraffinerien) sowie der zeitlich getrennten stofflichen und energetischen Verwertung Stichwort Kaskadennutzung D.h. eine Strategie, Rohstoffe oder daraus hergestellte Produkte in zeitlich aufeinander folgenden Schritten so lange, so häufig und so effizient wie möglich stofflich zu nutzen und erst am Ende des Produktlebenszyklus energetisch zu verwerten. Dabei werden sogenannte Nutzungskaskaden durchlaufen, die von höheren Wertschöpfungsniveaus in tiefere Niveaus fließen. Hierdurch wird die Rohstoffproduktivität gesteigert (Carus et al. 2014) Durch die Kaskadennutzung könnte der Anbau von Rohstoffpflanzen zur stofflichen Verwertung gestärkt und gleichzeitig der energetischen Verwertung von Biomasse ausschließlich aus Abfall- und Reststoffen gemäß dem EEG 2014 entsprochen werden Möglichkeiten für Wertschöpfung und Beschäftigung 9

10 Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Möglichkeiten der Biomassenutzung (Arnold et al. (2009): 1. Neben- und Koppelproduktnutzung: die Pflanzenteile der gewachsenen Pflanze werden ggü. Hauptprodukt anderweitig genutzt. Beispiele: Biodieselherstellung (Koppelprodukt Glyzerin), Ethanolherstellung (Koppelprodukt Trockenschlempe/DDGS als Futtermittel) 2. Parallele Nutzung der ganzen Pflanze in verschiedenen Anwendungen: die Pflanzenteile werden im selben Prozessschritt verschiedenen Anwendungen (stofflich oder energetisch) zugeführt. Beispiel: Bioraffinerie 3. Kaskadennutzung: sequentielle Nutzung von biogenen Rohstoffen für stoffliche und energetische Anwendungen. Beispiele (etablierter) Kaskadennutzung: energetische Nutzung von Altholz, gebrauchtem Frittierfett. 10

11 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Ressourcenknappheit der limitierende Faktor? Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? 11

12 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Klimaschutz = Minderung von Treibhausgasemissionen nach Sektoren? Quellen: BMUB Bioenergie - Stoffliche Verwertung von Biomasse? 12

13 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Substitution fossiler Energieträger Quelle: Oertel

14 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Stoffliche Verwertung von Biomasse Fokus Forst- und Holzwirtschaft! In Deutschland sind in Holzprodukten rund 118 Millionen Tonnen CO2 gespeichert. Durch den Einsatz von Holz in der stofflichen und energetischen Verwendung wird jährlich die Freisetzung von rund 80 Millionen Tonnen CO2 aus fossilen Brennstoffen vermieden. ( Klimaschutz auf lokaler/regionaler Ebene bisher v.a. Minderung energiebedingter Emissionen Großer Hebel - (öffentliches) Beschaffungswesen Machbarkeitsstudie Klimaneutrales Berlin 2050 & Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm (BEK) Maßnahme: Verwaltungsvorschrift Öffentliche Beschaffung und Umwelt" mit Kriterien zur Klimaneutralität untersetzen. Quellen: Reusswig et al

15 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Verwaltungsvorschrift Beschaffung und Umwelt (VwVBU), Quelle: SenStadtUm

16 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten 16 Umwelt- und Kostenentlastung durch umweltverträgliche Beschaffung, Beispiel Berlin Fokus auf 15 Produktgruppen und Dienstleistungen Vergleich mit marktüblichen, konventionellen Produkten Mögliche Senkung der jährlichen Treibhausgasemissionen um 47 Prozent (350 Tsd. t. CO2) ggü. der konventionellen Beschaffung ( entspricht THG des Verbrauchs von Erdgas/Fernwärme in landeseigenen Einrichtungen) Kosteneinsparung von 3,8 Prozent (in Summe 38 Mio. ). Quelle: Gröger et al. 2015

17 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Substitution fossiler Ausgangsstoffe Quelle: Carus et al Quellen: Umweltbundesamt 2014

18 Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Sonderschau Das nachwachsende Büro (KOMMUNALE 2015, 14./15. Okt. Nürnberg) Biobasierte Produkte: Schreibgeräte, Möbel, Einrichtungsgegenstände, Wand- und Bodenelemente usw. als nachhaltige Alternative zu endlichen, erdölbasierten Produkten 18

19 Ressourcenknappheit - der limitierende Faktor? Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Ressourcenknappheit der limitierende Faktor? Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? 19

20 Ressourcenknappheit - der limitierende Faktor? - Seit 2000 starke Zunahme - v.a. im energetischen Bereich - weniger im stofflichen Bereich - hier liegen Potenziale (u.a. für die Inwertsetzung von Biomasse - Wichtig: Nachhaltigkeit 20

21 Ressourcenknappheit - der limitierende Faktor? Weltweite theoretische, technische und nachhaltig nutzbare Potenziale der Erneuerbaren Energien Quelle: biomasse/biomasse-potenziale/ Verfügbares Potenzial? Politischer Rahmen Märkte 21

22 Ressourcenknappheit - der limitierende Faktor? Nutzungskonkurrenzen land- und forstwirtschaftlicher Biomasse Quelle: Bringezu et al

23 Ressourcenknappheit - der limitierende Faktor? Nutzungskonkurrenzen am Beispiel Kraftstoff (Mobilität) Quelle: Maier et al

24 Ressourcenknappheit - der limitierende Faktor? Quelle: FNR 2006 Flächenproduktivität Rohstoffproduktivität, d.h. Kraftstofferträge je Hektar 24

25 Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell? Bioökonomie was ist darunter zu fassen? Klimawandel Chancen und Möglichkeiten Ressourcenknappheit der limitierende Faktor? Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? 25

26 Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? Eindrücke von der Bioökonomie-Konferenz (Nov. 2014) Bioökonomie: Nachhaltige Alternative zur fossilen Wirtschaft? Forderung nach stärkerem Fokus auf regionale und dezentrale Nutzung und Verwertung von Biomassen und Reststoffen (bspw. über Bioraffinerien) Die geforderten Kreisläufe & Kaskaden benötigen Infrastrukturen (bspw. bei Verwertung von Abfall- und Reststoffen) Ebenso vermehrt gefordert sind Nachhaltigkeitsbetrachtungen, bezogen auf soziale, ökonomische, ökologische, technologische Effekte Dies gilt u.a. bei der Betrachtung unterschiedlicher Technologien und Wertschöpfungsketten 26

27 Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? Relevanz für den ländlichen Raum - Zukunftsperspektive Bioökonomie-Regionen Nach Bioenergiedörfern/ -Regionen und Landwirt als Energiewirt Bioökonomie-Wirt?! Betrachtung der Maßstabsebene zentrale und dezentrale Ansätze Verwertungspfade/ Anwendungsbereiche U.a. Fokus auf Know-how, Ressourcenbedarf, Logistik, Akteure & Wertschöpfung Beispiel Choren und Produktion von BtL-Kraftstoffen 27 Wie muss Entwicklung im ländlichen Raum gestaltet werden? u.a. mit Blick auf regionalökonomische Effekte / Regionen als Nutznießer Fokus Bioenergie: Ökonomische Nutzen durch Stromerzeugung aus Biomasse lag in Deutschland 2012 bei rund 1 Mrd. Euro; Mehr als 50 Prozent davon entfielen auf den Betrieb von Biogasanlagen (Aretz et al. 2013). Großteil der generierten Wertschöpfung verbleibt in der Region, da Eigentümer vor Ort (trend:research und Leuphana Universität Lüneburg 2013).

28 Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? Quelle: Bioenergie-Region Mecklenburgische Seenplatte Bericht aus drei Bioenergieregionen Quelle: Bioenergie-Region Mittelhessen, Peter Momper 28 Quelle: FNR Quelle: Bioenergie-Region Bodensee, solarcomplex AG

29 Direkte Wertschöpfungseffekte 2009 bis 2015 (ex-ante) nach Technologie-Bereichen Vorläufige Ergebnisse Mio. Euro 14, Mittelhessen + 57 % + 30 % Meckl. Seenplatte + 5 % - 10 % Bodensee + 53 % - 7 % Wärme (inkl. Wärmedistribution) Strom / KWK biogene Brenn- und Kraftstoffe Anlagenherstellung und BE-Dienstleistungen außerhalb BER 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0, (ex ante) (ex ante) (ex ante) BER Mittelhessen BER Mecklenburgische Seenplatte BER Bodensee 29 Quelle: Heinbach 2015

30 Direkte Beschäftigungseffekte 2009 bis 2015 (ex-ante) nach Wertschöpfungsstufen Vorläufige Ergebnisse Vollzeitäquivalente (VZÄ) Mittelhessen + 21 % - 8 % Meckl. Seenplatte - 5 % - 18 % Bodensee + 16 % - 23 % Anlagenbetrieb & Wartung Planung & Installation Anlagenherstellung (ex ante) (ex ante) (ex ante) BER Mittelhessen BER Mecklenburgische Seenplatte BER Bodensee 30 Quelle: Heinbach 2015

31 Direkte und indirekte Wertschöpfungsund Beschäftigungseffekte im Jahr 2012 Vorläufige Ergebnisse Mio. Euro 20,0 indirekte regionale Wertschöpfung direkte regionale Wertschöpfung VZÄ 250 indirekte Beschäftigung direkte Beschäftigung 18, , , , , , ,0 75 4,0 50 2,0 25 0,0 BER Mittelhessen BER Mecklenburgische Seenplatte BER Bodensee 0 BER Mittelhessen BER Mecklenburgische Seenplatte BER Bodensee 31 Quelle: Heinbach 2015

32 Fazit: Ist die Bioökonomie ein Zukunftsmodell für den ländlichen Raum? Chance für den Klimaschutz, gleichzeitig verbunden mit einer Reihe an Herausforderungen Fokus auf Non-Food -Biomassen Mehrfach-/ Kaskadennutzung Leitgedanke Politstrategie Bioökonomie: Ernährungssicherung hat Vorrang Qualitäten und Verfügbarkeit der Substrate und Biomassen Relevanz Rest-/ Abfallstoffe sowie Flächen-/ Rohstoffproduktivität Know-how/ Logistik/ Infrastruktur/ Technologien Verwertungspfade & Anwendungsbereiche zwischen Marktreife und F+E & Angebot/ Nachfrage (regionaler Kontext?!) Gesellschaftliche Fragen/ Akzeptanz BMBF-Bekanntmachung Bioökonomie als gesellschaftlicher Wandel Veränderungsprozesse eröffnen Chancen, bergen aber auch Konfliktpotenziale, u.a. Ziel- und Verteilungskonflikte Lösungsansätze Politische Steuerung Technologische Entwicklung, Märkte/Marktpreise, Akzeptanz Bioökonomie-Regionen?! 32

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Johannes Rupp IÖW Institut für ökologische Wirtschaftsforschung, Berlin

34 Literatur AGENS Arbeitsgemeinschaft Naturstoffe Leipzig (NN): Biogene Rohstoffe und regenerative Energien. PPt-Vortrag. (PDF). Aretz, A. et al. (2013): Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte durch den Ausbau Erneuerbarer Energien. Hamburg 08/2013. (PDF) Arnold, K. et al. (2009): Kaskadennutzung von nachwachsenden Rohstoffen: Ein Konzept zur Verbesserung der Rohstoffeffizienz und Optimierung der Landnutzung. Wuppertal 08/2009 (PDF). BMUB (2015): Klimaschutz in Zahlen. Fakten, Trends und Impulse deutscher Klimapolitik. Berlin 06/2015 (PDF) Bringezu, St. et al. (2007): Nutzungskonkurrenzen bei Biomasse Auswirkungen der verstärkten Nutzung von Biomasse im Energiebereich auf die stoffliche Nutzung in der Biomasse verarbeitenden Industrie [ ]. Erstellt im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie. Berlin 04/2008 (PDF) Carus, M. et al. (2014): Ökologische Innovationspolitik Mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz durch nachhaltige stoffliche Nutzungen von Biomasse. (Hrsg.) Umweltbundesamt. Dessau-Roßlau 01/2014 (PDF) Carus, M. et al (2010): Entwicklung von Förderinstrumenten für die stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen in Deutschland (Kurzfassung). Hürth 05/2010 (PDF) 34

35 Literatur FNR (2006): Basisinformationen zu BtL-Kraftstoffen. Gülzow 05/2006 (PDF) Gröger, J. et al. (2015): Umwelt- und Kostenentlastung durch eine umweltverträgliche Beschaffung. Erstellt im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin. Freiburg/Berlin 09/2015 (PDF) Heinbach, K. (2015): Bioenergie aus regionalökonomischer Sicht. PPt-Vortrag für den Abschlusskongress Bioenergie-Regionen. Berlin 06/2015 (PDF) Maier, S. et al. (2013): Biomassepotenziale und Nutzungskonkurrenzen. Erstellt im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. Leipzig 07/2013 (PDF) Oertel, D. (2007): Industrielle stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe. (Hrsg.) Büro für Technikfolgen-Abschätzung im Dt. Bundestag. Berlin 03/2007 (PDF) Reusswig, F. et al. (2014): Machbarkeitsstudie Klimaneutrales Berlin Potsdam, Berlin 03/2014 (PDF) SenStadtUm (2012): Verwaltungsvorschrift für die Anwendung von Umweltschutzanforderungen bei der Beschaffung von Liefer-, Bau- und Dienstleistungen. Berlin 10/2012 (PDF) trend:research und Leuphana Universität Lüneburg (2013): Definition und Marktanalyse von Bürgerenergie in Deutschland. Im Auftrag der Initiative Die Wende Energie in Bürgerhand und der Agentur für Erneuerbare Energien. Bremen/Lüneberg 10/2013 (PDF) 35