Energetische Biomassenutzung in Hessen

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1 Energetische Biomassenutzung in Hessen Überblick zu realisierten Anlagen und zur aktuellen Situation in Hessen Dr. Horst Meixner hessenenergie GmbH Mainzer Straße Wiesbaden Tel: 0611/ Fax: 0611/

2 Ziele der schwarz/roten Bundesregierung für die Nutzung erneuerbarer Energien Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung bis 2010 auf mindestens 12,5 % bis 2020 auf mindestens 20 % Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Gesamtenergieverbrauch (Primärenergie) bis 2010 auf 4,2 % bis 2020 auf 10 % Fortführung des EEG in seiner Grundstruktur bei Überprüfung der Effizienz der einzelnen Vergütungen bis 2007 Wind: Konzentration auf Repowering und Offshore, Verbesserung der Rahmenbedingungen (Ausbau der Stromnetze) Fortführung des Marktanreizprogramms im Wärmebereich und Einführung weiterer Instrumente (regeneratives Wärmenutzungsgesetz) Die Ziele der neuen Bundesregierung sind ebenso ehrgeizig wie die der rot/grünen Koalition!

3 Quelle: Staiß, F.; Die erneuerbaren Energien in Zahlen 2005 und Ausblick, Februar 2006

4 Ziel der Hessischen Landesregierung für die Nutzung erneuerbarer Energien Im Regierungsprogramm 2003 bis 2008 ist unter dem Stichwort Nachhaltige Energiepolitik festgehalten, dass sich die Landesregierung das Ziel setzt, den Anteil erneuerbarer Energien bei der Energieerzeugung bis zum Jahr 2015 in Hessen auf 15 % zu erhöhen. Diese Zielvorgabe wird von den zuständigen Landesressorts so interpretiert, dass erneuerbare Energien bis 2015 einen Anteil von 15% am Endenergieverbrauch in Hessen ohne den Verkehrssektor erreichen sollen. Der Anteil des Sektors Verkehr liegt in Hessen mit ca. 45 % des Endenergieverbrauchs ungewöhnlich hoch. Etwa 46 % davon entfallen auf den Luftverkehr. Im wesentlichen ist dies durch den internationalen Flughafen Frankfurt verursacht.

5 Entwicklungsperspektive bis 2015 Ergebnisse einer Potentialstudie der Projektgemeinschaft Biorohstoffe für das Land Hessen Entwicklungsperspektiven regenerativer Energien in Hessen Prognose 2015 Stand 2005 Prognose 2015 Beitrag zum Endenergieverbrauch (GWh) Stand 2005 Wasser Geothermie Solarthermie Photovoltaik Windenergie Bioenergie Bioenergie GWh/a GWh/a Windenergie 600 GWh/a GWh/a Photovoltaik 18 GWh/a 70 GWh/a Solarthermie 145 GWh/a 725 GWh/a Geothermie 48 GWh/a 550 GWh/a Wasser 400 GWh/a 500 GWh/a Summe GWh/a GWh/a 0 Stand 2005 Prognose 2015 Datengrundlage. PG Biorohstoffe hessenenergie Endenergieverbrauch* Hessens 2005: GWh Anteil regenerativer Energien 2005: 4,5% Prognose Anteil regenerativer Energien 2015: 12-15% Prognose Endenergieverbrauch* Hessens 2015: GWh * ohne Verkehrssektor Quelle: Projektgemeinschaft Biorohstoffe (Witzenhausen-Institut, igw, kip); Grunddaten und Modelle zur Biomassenutzung und zum Biomassepotenzial in Hessen - Kurzfassung, Sept. 2005

6 Beitrag erneuerbarer Energien in Hessen 2005 Bezugsgröße: Endenergieverbrauch mit Verkehr Möglicher Beitrag erneuerbarer Energien in Hessen im Jahr 2005 potentielle Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Hessen (Stand 2004/05) potentielle Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien in Hessen (Stand 2004/05) potentielle Kraftstofferzeugung aus dem Rapsanbau für Biodiesel in Hessen (Stand 2004/05) [GWh/a] ca ca ca. 300 Gesamtbeitrag erneuerbarer Energien in Hessen ca Endenergieverbrauch in Hessen 2002 bzw. Schätzung für 2005 (bei einem Zuwachs von rd. 3 % gegenüber 2002) Anteil des Beitrags erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch in Hessen 227 Tsd. bzw. 234 Tsd. rd. 2,7 % bzw. 2,6 % Zum Vergleich: Der Anteil der Erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch in Deutschland insgesamt lag nach Angaben des BMU in 2004 bei 5,1 % und in 2005 nach der Angabe im Bericht für den Energiegipfel bei 6,4 %.

7 Beitrag erneuerbarer Energien in Hessen 2005 Bezugsgröße: Endenergieverbrauch ohne Verkehr Ermittlung der Bezugsgröße Endenergieverbrauch in Hessen im Jahr GWh/a Prozentualer Anteil des Verkehrssektors 45,1 % Endenergieverbrauch im Verkehrssektors GWh/a Endenergieverbr. in Hessen ohne Verkehrssektor in 2002 bei Hochrechnung auf 2005 mit + 3 % ca. 124 Tsd. ca. 128 Tsd. GWh/a Möglicher Beitrag erneuerbarer Energien in Hessen 2005 [GWh/a] Anteil potentielle Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Hessen (Stand 2004/05) potentielle Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien in Hessen (Stand 2004/05) potentielle Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Hessen (Stand 2004/05; ohne Verkehrssektor) ,1 % ,6 % ,7 % bezogen auf Hochrechnung Endenergieverbrauch ,5 %

8 Potentielle Beiträge erneuerbarer Energien zur Bereitstellung von Wärme in Hessen 2005 Die Nutzwärmebereitstellung aller Anlagen wurde mit anlagenspezifischen Jahresnutzungsgraden auf die jeweils ersetzten Endenergiemengen umgerechnet. 2004/2005 Wärmebereitstellung aus solarthermischen Anlagen [GWh/a] 145 Wärmebereitstellung aus fester Bioenergie in Haushalten [GWh/a] Wärmebereitstellung aus fester Bioenergie im Sektor GHD (Annahme: hohe Vollbenutzungsstunden) genutzte Wärmebereitstellung aus Biogasanlagen; Hessische Förderung [GWh/a] 785 [GWh/a] 7 genutzte Wärmebereitstellung aus Altholzheizkraftwerken [GWh/a] 370 Gesamt [GWh/a] Abschätzung der potentiellen Wärmeerzeugung bzw. Stromeinspeisung aus den 2005 in Hessen vorhandenen Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien Anteil am Endenergieverbrauch ohne Strom und ohne Verkehrssektor: 3,6% Der Beitrag der vom Land Hessen bis Ende 2004 geförderten Holzhackschnitzelfeuerungen und Pelletheizungen liegt bei ca. 80 GWh/a.

9 Pellet-Heizungsanlagen Die Zahl der Anlagen zur Wärmeerzeugung aus fester Biomasse in Haushalten wird für Hessen auf rd. 660 Tsd. geschätzt. Davon dürften aber weit weniger als 10 % als Hauptheizung genutzt werden (d.h. sehr wenig Voll-Laststunden im Jahr). Die Zahl der Pellet-Heizung nimmt bundesweit rasch zu und wird auf derzeit etwa 40 Tsd. Anlagen geschätzt. In Hessen dürften davon etwa 2-3 Tsd. installiert sein. Pellet-Heizungen werden i.d.r. als Hauptheizung genutzt (d.h. deutlich mehr Volllaststunden im Jahr.

10 Ende 2005 waren 63 vom Land Hessen geförderte Anlagen mit einer Nennwärmeleistung von 4,3 MW installiert bzw. im Bau, die zusammen etwa 7,7 GWh/a an Wärme erzeugen werden.

11 Hackschnitzel-Anlagen Heizhaus mit Brennstoffsilo

12 Hackschnitzel-Anlagen Einbringung des HHS- Kessels

13 Zu Beginn 2006 waren 61 Anlagen mit einer Nennwärmeleistung von 27,8 MW installiert bzw. im Bau, die zusammen etwa 81 GWh/a an Wärme erzeugen werden.

14 HHS-Anlagen in Hessen in Betrieb bzw. im Bau (Stand Anfang 2006) kw thermisch Anzahl der Anlagen Summe 61

15 HHS-Anlagen in Hessen in Betrieb bzw. im Bau (Stand Anfang 2006) Art der Liegenschaft Anzahl der versorgten Liegenschaften Schulen / Schulzentren 37 sonstige kommunale Liegenschaften 10 Hallenbäder 3 Freibäder 2 Neubau- & Wohngebiete 4 Krankenhäuser 5 Unternehmen 4 Privateigentümer 2 Summe 67 Anzahl der Anlagen 61

16 Wirkung der Investitionsförderung für HHSund Pellet-Heizungsanlagen Modellhafter Wirtschaftlichkeitsvergleich Ölversorgung <=> Holz- und Ölversorgung Jahreswärmekosten in /a VK Holz VK Öl KK BK RK Heizöl Holz ohne Förderung Holz mit Förderung

17 Potentielle Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Hessen 2005 Leistung in Megawatt (MW) Einspeisung in Gigawattstunden (GWh) Anzahl installierte Leistung Strom- Einspeisung alle Angaben sind Schätzungen für 2005 [MW] [GWh/a] Wasserkraft k.a. k.a. ca. 400 Windenergie ,3 ca. 600 Biomasse einschl. Altholz-(Heiz)Kraftwerke ,4 ca. 340 Photovoltaik k.a. 24 (?) ca. 18 (?) Gesamt ca Abschätzung der potentiellen Stromerzeugung bzw. Stromeinspeisung aus den 2005 in Hessen vorhandenen Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien Anteil am Stromverbrauch in Hessen ca. 3,9 % und am Endenergieverbrauch ohne Verkehrssektor: 1,1% Gegenüber der Einspeisung gemäß EEG in 1999 von ca. 737,5 GWh ist dies eine kräftige Zunahme (+84 %), die im wesentlichen auf den Ausbau der Windenergie (+375,5 GWh) und den Bau von drei Altholzkraftwerken (+209,5 GWh) zurückzuführen ist.

18 Biogasverwertung mit Block(heiz)kraftwerken

19 Mais für die energetische Nutzung in Biogasanlagen

20 In Deutschland Ende 2004 rd BGA und Ende 2005 ca Anlagen. Die in Hessen 2005 betriebenen 37 Biogas- Verstromungsanlagen mit einer elektrischen Leistung von 5,489 MW tragen zur Stromerzeugung mit rd. 26,84 GWh/a bei (= knapp 2 %des gesamten Beitrags der erneuerbaren Energien.) Zu Beginn 2006 waren 42 Anlagen mit kwel installiert bzw. im Bau, die zusammen etwa 57,28 GWh/a erzeugen werden.

21 Biogasanlagen in Hessen in Betrieb bzw. im Bau (Stand Anfang 2006) Anzahl der Anlagen kw elektrisch > Summe 42

22 Standort Abfallvergärung Heppenheim Anlage wurde 2004 nach 5 Betriebsjahren stillgelegt Elektrische Leistung Jahreskapazität Abfallarten Stromabgabe 990 kw el t/a Bioabfall, Grünabfall, Gewerbeabfall MWh/a Wärmeauskopplung Bereitstellung von Wärme für eine Kläranlage (3.000 MWh/a)

23 Abfallvergärung Standort Betreiber Elektrische Leistung Jahreskapazität Abfallarten Stromabgabe Wärmeauskopplung Frankfurt RMB Rhein-Main- Biokompost GmbH 500 kw el t/a Bioabfall, Grünabfall, organischer Gewerbeabfall MWh/a Für Beheizung der Vergärungs-anlage und Eigenbedarf (keine externe Wärmenutzung)

24 Standort Investor / Betreiber Status Verfahren Jahreskapazität Abfallarten Stromabgabe Wärmeauskopplung Abfallvergärung Ilbenstadt / Wetterau Wetterauer Entsorgungs-Anlagen GmbH in Planung (als zusätzliche Verfahrensstufe vor der vorhandenen Tunnelrotte) Vergärung mit motorischer Gasnutzung t/a mit einer voraussichtl. Gasausbeute von ca.1,5 Mio. m³/a Bioabfälle, Grünschnitt MWh/a optional ist die Trocknung von Holzhackschnitzeln vorgesehen

25 Altholzkraftwerk (Flörsheim-Wicker) Standort Betreiber Elektrische Leistung Wirkungsgrad (elektrisch) Altholzdurchsatz Altholzkategorien Baukosten Stromabgabe Wärmeauskopplung Flörsheim-Wicker MVV 14,26 MW el 29 % max t/a A I A III 31 Mio. Euro MWh/a keine

26 Altholzheizkraftwerk (Frankfurt-Fechenheim) Standort Betreiber Elektrische Leistung Frankfurt- Fechenheim BKF Biomasse 12,4 MW el Gesamtnutzungsgrad 77 % Altholzdurchsatz max t/a Altholzkategorien A I A IV Stromabgabe Wärmeauskopplung (Dampf) MWh/a Bereitstellung industrieller Prozesswärme: MWh/a

27 Altholzheizkraftwerk (Wiesbaden) Standort Betreiber Elektrische Leistung Ges.nutzungsgrad 82 % Altholzdurchsatz Altholzkategorien Baukosten Stromabgabe Wärmeauskopplung (Dampf, 75 bar) Wiesbaden InfraServ GmbH & Co. Wiesbaden KG 7 MW el max t/a A I A IV 10 Mio. Euro MWh/a Bereitstellung von Prozesswärme

28 Perspektiven für die energetische Biomassenutzung in Hessen FAZIT Die energetische Nutzung von Biomasse ist als Bestandteil einer Strategie zum Ausbau der erneuerbaren Energien für die Entwicklung eines langfristig tragfähigen und nachhaltigen Energiesystems unverzichtbar. Ökonomisch zuträglich und zugleich sozial verträglich kann ein Ausbau von erneuerbaren Energien nur sein, wenn vorrangig robuste Lösungen gewählt werden, die trotz der notwendigerweise unsicheren Zukunft ein geringes Enttäuschungspotential aufweisen. Eine zügige Ausweitung der Nutzung erneuerbarer Energien braucht eine dem äußerst unterschiedlichen Entwicklungstand der jeweiligen Technologien angepasste Förderung durch eine aktiv gestaltende Energiepolitik - auch in Hessen. Eine zukunftssichere Strategie ist der Einstieg in die Nutzung von Biomasse wie in die erneuerbaren Energien insgesamt jedoch nur, wenn eine Effizienzrevolution Platz greift. Dazu gehört auch ein effizienter Einsatz von Biomasse - vor allem in KWK-Anlagen.

29 Nutzung fester Biomasse in KWK

30 Ansatzpunkte in Hessen für die Biomassenutzung in KWK In Hessen werden an vielen potentiellen Standorten innovative Vorhaben zur Biomassenutzung in Kraft-Wärme-Kopplung diskutiert. In einigen (bisher noch wenigen) Fällen sind daraus konkrete Investitionsprojekte entstanden. Im Mittelpunkt stehen dabei als Konzepte: Die Nutzung von Holz in Heiz-Kraftwerken mit konventionellem Dampfturbinenprozess bzw. mit Dampfmotoren (0,2 bis 20 MW el). Biogasanlagen größerer Leistung (1 MW und mehr) mit speziellen (Prozess)Wärmeanwendungen. Die Nutzung von biogenen Ölen in BHKW im kleinen und im großen Leistungsbereich (0,02 bis 5 MW). Die termo-chemische Vergasung von biogenen Reststoffen und/oder NaWaRo mit nachgeschalteter Gasnutzung in Gasmotoren und Gas- Turbinen (0,1 bis 10 MW). Die Nutzung von Mikro-Gasturbine, ORC, Kalina-Cycle, Stirling-Motor, Brennstoffzelle etc. als technisch neuartige Komponenten einer Biomasse-Verstromung im kleinen Leistungsbereich.

31 Auf welche technischen Konzepte und auf welche Innovationslinien können und sollen die Energiepolitik, die potentiellen Investoren und ihre Planer setzen?