Stand der Biomassenutzung, Rahmenbedingungen und Ausblick

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1 Stand der Biomassenutzung, Rahmenbedingungen und Ausblick Stolte 9. Biomasse-Tagung - energetische und stoffliche Nutzung von Biomasse Dipl.-Ing. agr. Henryk Stolte,

2 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) Funktion: Koordinierungsstelle für den Bereich nachwachsende Rohstoffe in Deutschland, Projektträger des BMELV Sitz: Gülzow/Bützow (MVP) Förderung: BMELV Mitglieder: 64 Mitarbeiter: 56 Aufgaben: Forschungsförderung/Projektträgerschaft Markteinführung Öffentlichkeitsarbeit und Beratung Aktivitäten auf Europäischer Ebene Seite: 2

3 Gliederung Stand der energetischen Nutzung landwirtschaftlich erzeugter nachwachsender Rohstoffe (Anbau, Verwertungsrichtungen) Trends, Problem- und Handlungsfelder Forschung im Bereich Energiepflanzenproduktion weiterführende Informationen, Fazit Seite: 3

4 Entwicklung der Anbauflächen Seite: 4

5 Aktueller Produktionsumfang Seite: 5

6 Biokraftstoffe, Ethanol Ethanol in t (2008) Rohstoff Rohstoffe in t Anteil Rohstoff aus Getreide Getreide % aus Rübenstoffen Rüben % aus anderen andere % Gesamt Gesamt % Produktion mit rd t in 2008 gegenüber 2007 deutlich gestiegen; Rüben++; ( Rohstoffe 2008: Hektar; Zunahme in 2009 auf ha (Beimischungsquote stieg 2009 von 2 auf 2,8 %) Produktionskapazität von ca t Seite: 6

7 Kraftstoffe Pflanzenöl: Absatz als Kraftstoff 2008: t; 2006: > 1 Mio. t RME (Biodiesel): t (deutlicher Rückgang./. 2007); Kapazität: > 5 Mio. t (+Quoten; - Steuer/Preise) Biodiesel/Pflanzenöl in der Landwirtschaft steuerentlastet, aber Änderung der Grenzen bei Agrardieselbeihilfen Seite: 7

8 Trends Nationaler Biomasseaktionsplan; Koalitionsvertrag; BMELV-Aktionsprogramm: alle Nutzungsrichtungen weiterentwickeln, (Flächen-) Effizienz steigern, Nachhaltigkeitsstandards weiterentwickeln, Zertifizierung (CDU/FDP: inkl. Zertifizierung von Lebens-/Futtermittel?), Markt für Reinkraftstoffe aufrechterhalten (wiederbeleben), Importzölle (WTO) überprüfen, spez. CO2-Reduktion stärker berücksichtigen, Zulassung von E 10-Kraftstoff; Pflanzenölhydrierung; Biomethan, verstärkte FuE zu Nachhaltigkeit und für 2. Generation bis hin zu Pilot- und Industriemaßstab. Seite: 8

9 Flächenerhebung Dauerkulturen D 2008 (Quelle: Mitglieder der Bund-Länder-Arbeitsgruppe Nachwachsende Rohstoffe) Bundesland Agrarholz (ha) Miscanthus (ha) Gesamt (ha) Baden-Württemberg 86, ,91 Bayern Berlin k.a. k.a. 0 Brandenburg 250 k.a. 250 Bremen k.a. k.a. 0 Hamburg k.a. k.a. 0 Hessen Mecklenburg-Vorpommern 30 k.a. 30 Niedersachsen 250 k.a. 250 Nordrhein-Westfalen Rheinlandpfalz k.a. k.a. 0 Saarland Sachsen 160,13 31,13 191,26 Sachsen-Anhalt 59 k.a. 59 Schleswig-Holstein Thüringen 30 12,17 42,17 Gesamt: 1.213, , ,34 Stand Seite: 9

10 Trends Agrarholz/Miscanthus Bedeutung Agrarholzproduktion/Miscanthus noch gering; 2009 Zunahme von Kurzumtrieb auf ca ha; wachsende Bedeutung, Holznachfrage; alternative Dauerkulturen, die im Rahmen wiss. Untersuchungen auf Effizienz/ Umweltverträglichkeit zu prüfen sind, Mitwirkung der Anbieter von Saat- und Pflanzgut an öffentlichen Forschungsprojekten! weitere FuE, Optimierung der Rahmenbedingungen (Bundeswaldgesetz u.a.); Berücksichtigung in GAK; Anerkennung als Naturschutzleistung?; stärkere Berücksichtigung der Energie- und Treibhausgaseffizienz; Wärmesektor, BtL Seite: 10

11 Entwicklung Biogasanlagen zusätzlicher Entwicklungsschub durch EEG-Novelle (Inkraftsetzung 2009) speziell für kleinere Anlagen mit Güllebonus ha für Biogassubstrate in 2008 (2009 moderate Steigerung ha); hoher Anteil von Silomais (Deutsches Maiskomitee: > Tha) Seite: 11

12 Trends Biogas hohe Potentiale, die jedoch nicht allein auf Basis von Mais nachhaltig erschließbar sind; FuE zu Rohstoffbereitstellung und weiteren technischen Optimierung; Bedingungen für die Biogas-Einspeisung verbessern; Anerkennung von Biomethan für Kraftstoffquoten (Biomasseaktionsplan); Rahmenbedingungen für Rest- und Abfallstoffe; Prüfung der Vergütungsregelungen für modulare Anlagen (Koalitionsvertrag). Seite: 12

13 Silomais in Deutschland im mehrjährigen Vergleich (Quelle: ZMP, Stat. Bundesamt, DMK) 1642,8 Biogas reduzierte Rinderbestände Maisanbau 2008/09 insgesamt > 2 Mio. ha Prognose 2009 Seite: 13

14 Probleme liegen in regionaler Verteilung, die von der Viehhaltung geprägt ist Seite: 14

15 Foto: Stolte, FNR Seite: 15

16 Maisanbau mit Akzeptanzproblemen Quelle: : Sandsturm in der Maiswüste. Als Folge der Vermaisung der traditionell grünlandgeprägten Niederungen nimmt die Wasser- und Winderosion der sandigen Böden bei uns stetig zu. Wo früher Grünland den Boden dauerhaft schützte, liegt nun bis in den Sommer der blanke Sand ungeschützt. Gesellschaftliche Akzeptanz ist Voraussetzung für Schaffung optimaler Rahmenbedingungen! Seite: 16

17 Aktuelle Aktivitäten im Bereich Bioenergie seit 2004: > 300 neue Projekte Mittel: ca. 100 Mio. für Bioenergie Schwerpunkte: Effizienz Biogasproduktion Verfahren der Kraftstoffproduktion, synthetische Kraftstoffe Verbrennung, Kleinfeuerung umfangreiche Öffentlichkeitsarbeit Anbau- und Züchtung von Energiepflanzen (hier aktuell 110 Projekte mit 36 Mio. ) Seite: 17

18 Schwerpunkte Energiepflanzenanbau Anbauoptimierung (z.b. Fruchtfolgeforschung) Energiepflanzenzüchtung, neue Arten Ernte/Silierung/Logistik Qualitätsbewertung (z.b. NIRS) Schnellwachsende Baumarten, Agroforst Reststoffnutzung, Ökonomie ökologische Aspekte, Zertifizierung Seite: 18

19 Verbund Energiepflanzenanbau (EVA) Gesamtkoordination TLL Jena/Dornburg Fruchtfolgesysteme Ökologische Begleitforschung (ZALF Müncheberg) Wasserversorgung FAL,LAP,ZALF Grünland, Ackerfutter NS,TH,BB,MV 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) Seite: 19

20 Forschung für mehr Biodiversität NIRS-Bewertung von Silagen aus nachwachsenden Rohstoffen Bewertung nachwachsender Rohstoffe zur Biogaserzeugung für die Pflanzenzüchtung JKI DMK + Partner Winter-Ackerbohnen als Zwischenfrucht für Biogas Feldgras (Welsches und Einjähriges Weidelgras; Gräser und Futterleguminosen) Biomasse-Genotypen bei Roggen, Raps, Rübsen, Sonnenblume und Sorghum Potentiale heimischer Nutzpflanzen (u.a. Maisprototypen) Getreide für die Biogasnutzung (Roggen, Triticale) Triticale als Rohstoff für die Ethanolproduktion Winterweizensorten als Energiepflanzen Uni GöttingenG Euro Grass Breeding/NPZ/JKI KWS + Partner GfP + Partner Uni Giessen Anbauverfahren für Durchwachsene Silphie (English: Cup Plant; Dutch: zonnekron) TLL Dornburg Seite: 20

21 Energie aus Wildpflanzen Energetische Verwertung von kräuterreichen Ansaaten als ökologische und wirtschaftliche Alternative bei der Biogasproduktion Suche nach Wildpflanzen, die in mehrjährigen Mischungen anbaubar sind, gleichzeitig Wildtieren Lebensraum bieten, aber wenig Futterpflanzen für Schwarzwild, Steigerung der Biodiversität in der Kulturlandschaft, Reduktion von Pflanzenschutzund Düngemitteln, Klima-, Gewässer- und Bodenschutz Seite: 21

22 Nutzung statt Umbruch Nachhaltige Biomassebereitstellung von repräsentativen Dauergrünlandtypen für die thermische Verwertung (GNUT-Verbrennung) Untersuchung ausgewählter Grünlandstandorte mit Naturschutzwert, Ermittlung von Biomasseerträgen, Brennstoffeigenschaften des Pflegeguts, ökonomische Bewertung der Kette Bewertung der Umweltwirkungen (Öko-, Energie-, THG-bilanz), Ermittlung der energetischen Potenziale Ableitung praktischer Empfehlungen für nutzungsorientierte Landschaftspflege GNUT-Biogas in Planung 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) Seite: 22

23 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 Seite: 23

24 Aktuelle Maßnahmen zu Feldholz 1. Ermittlung von Standort-Ertragsfunktionen (40 Standorte; ab 04/08) ProLoc 2. Züchtungsprojekte zu Pappel, Robinie... (mehrere laufend Projekte) 3. Ökologische Aspekte, Agroforst 4. Sonderbroschüre Kurzumtrieb und Agroforst 5. Aktivitäten auf EU-Ebene (ERA-NET-Bioenergy) Seite: 24

25 Produktion von Nahrungsmitteln und Energie (Einkommenssicherung) Biotopverbund (Landschaftsschutz) Erosionsschutz G. Breitschuh, 2005 Seite: 25

26 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 Seite: 26

27 Agroforstsysteme Foto: Bärwolf, TLL Seite: 27

28 Ermittlung von Standort-, Ertragsfunktionen (ProLoc) einheitliches Versuchsdesign auf 37 Standorten 5 Klone in 4 Wiederholungen einheitliche Datenerhebung und Auswertung langfristige Betreuung systematische Flächenauswahl You are here! am potenziell verfügbaren Standortsspektrum orientiert Erfassung der C-Dynamik effizienter Datentransfer Ertragsmodell Seite: 28

29 Einfluss der mineralischen N-Düngung auf den Biomassertrag von Pappel und Weide sowie Ermittlung relevanter Umweltwirkungen bis ; ca Erarbeitung einer ertrags- und umweltoptimierten Stickstoff- Düngungsstrategie für Pappeln und Weiden (u.a. Klärung der Ursachen für relative Anspruchslosigkeit) Bestimmung der in Boden, Luft und Wasser enthaltenen bzw. emittierenden Stickstoffverbindungen (Versickerung, N2O ) in einer randomisierten Blockanlage von 20 Pappel- und 20 Weidenparzellen à 90 m² (N-Gaben von 0, 25, 50 und 75 kg N/ha p.a.) Analyse der Faktoren, die den N-Metabolismus im Boden beeinflussen, wie Temperatur, Bodenfeuchte, Nährstoffangebot, Denitrifikation und Wurzelmycorrhizierung Projekt zu THG bei Energiepflanzen (Biogas) in Planung Seite: 29

30 Projektübersicht Züchtung Schnellwachsender Baumarten einschließlich Erzeugung von Saat- und Pflanzgut Evaluierung Aspe (Zitterpappel) Balsampappel Schwarzpappel Weiden Robinie Erhaltung und Auslese Kombinationszüchtung Saat- und Pflanzgut Vermehrung Standort Informationsplattform für Pappel - Erschließung und Erhaltung genetischer Ressourcen TV 5: Technische Universität Dresden TV 6: Phillips-Universität Marburg Somat. Hybridisierung Bestandesentwicklung Pappel- Sortenschau HERO FastWOOD Züchtung schnellwachsender Baumarten für die Produktion nachwachsender Rohstoffe im Kurzumtrieb Innovative Hybridpappeln Universität Göttingen Max Planck Institut f. Züchtungsforschung TV MykoTree Oberdorla Amycor IPK TV 1: Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt TV 2: Johann-Heinrich-von-Thünen Institut TV 3: Staatsbetrieb Sachsenforst TV 4: Bayerisches Amt für forstliche Saat- und Pflanzenzucht ProLoc: Erfassung von Klon/Standort-Wechselwirkungen bei Pappel und Weide auf landwirtschaftlichen Flächen in kurzen Umtriebszeiten Koordination: HERO, BREDNET-SRC Gezielte Züchtung von Weiden für Kurzumtriebsplantagen in Europa TV 1: Landwirtschaftskammer Niedersachsen TV 2: Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt TV Evaluierung/ Bestandserfassung TV 7: LFEberswalde TV 8: FIB Samenplantage Graef Begründungsverfahren Robinie TV 7 und 8 Seite: 30

31 Nachwachsende Rohstoffe als Option für den Natur- und Landschaftsschutz? Verbundprojekt ELKE - Etablierung einer extensiven Landnutzungsstrategie auf der Grundlage einer Flexibilisierung des Kompensationsinstrumentariums der Eingriffsregelung Arbeitshypothesen Mit der Ausweitung von dem Naturschutz dienenden Flächen (Kompensationsmaßnahmen) muss kein Verlust von landwirtschaftlicher Nutzfläche verbunden sein. Extensiv produzierte nachwachsende Rohstoffe, z.b. Kurzumtriebsplantagen und Agroforstsysteme, können sinnvoller Bestandteil der Naturschutzstrategien werden, z.b. im Rahmen der Biotopvernetzung. Modellhafte Umsetzung auf mehreren Standorten geplant. Seite: 31

32 International Sustainability and Carbon Certification Zertifizierung ist kein Selbstzweck. Werden keine Verbesserungen in Landwirtschaft und Verarbeitung erreicht, ist der Aufwand vergebens. Seite: 32

33 KTBL-Datensammlung Energiepflanzen Übersicht Energiepflanzen Nutzungsrichtungen Qualitätsanforderungen Merkblätter* Beschreibung der Anbau-, Ernte-und Nachernteverfahren Darstellung der Besonderheiten im Vergleich zur Nahrungs-und Futtermittelproduktion (z.b. Sortenwahl, Erntezeitpunkt etc.) Datenblätter Produktionsmittelaufwand Maschinenkosten; Arbeitszeitbedarf Leistungs-Kosten-Rechnung * Mais, Getreide, Massen-und Zuckerrüben, Kleegras, Grünlandschnitt, Zuckerhirse und Sudangras, Pappeln und Weiden, Kartoffeln, Raps, Topinambur und Miscanthus Seite: 33

34 Seite: 34

35 Fazit aktuelle und künftige Bedeutung nachwachsender Rohstoffe sind enorm Akzeptanzprobleme müssen überwunden werden, damit Rahmenbedingungen weiterhin günstig gestaltet werden können Kommunikation und Forschung sind Schlüssel zum Erfolg erhebliche Potentiale für mehr Biodiversität; Natur- und Landschaftsschutz durch Nutzung ausreichende Finanzausstattung für weitere Intensivierung der Forschungsförderung in allen Bereichen (energetisch/stofflich) erforderlich Seite: 35

36 Wir stecken die Köpfe in die Forschung! Foto: Stolte, FNR Versuchsfeld Gülzow G MVP Seite: 36

37 Nachwachsende Rohstoffe sind weit mehr als Raps und Mais Verteilung der Forschungsmittel Sonstige ~ 11.6 Mio. 24 Projekte Zucker ~ 11.4 Mio. 35 Projekte Stärke ~ 8.2 Mio. 33 Projekte Öle und Fette ~ 13.2 Mio. 43 Projekte Bioenergie ~ 58 Mio. 133 Projekte Gesamt: ~ 122 Mio. Gesamt: 358 Projekte Besondere Inhaltsstoffe ~ 2.3 Mio. 10 Projekte Protein ~ Projekte Pflanzenfasern ~ 5.1 Mio. 23 Projekte Holz/ Lignocellulose ~ 11.6 Mio. 54 Projekte Stand: Seite: 37

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