Biogaserzeugung in Veredlungsregionen in NRW Struktur- und Einkommenswirkungen

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1 Biogaserzeugung in Veredlungsregionen in NRW Struktur- und Einkommenswirkungen Prof. Dr. Jürgen Braun Prof. Dr. Wolf Lorleberg

2 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Forschungsprojekt: Einkommens- und Strukturwirkungen der Biogasproduktion in Veredlungsregionen Nordrhein-Westfalens Auftraggeber: MUNLV NRW Laufzeit: Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Braun Prof. Dr. Wolf Lorleberg Bearbeitung: Dipl. Ing. agr. (FH) Heike Wacup

3 Biogaserzeugung in Veredlungsregionen in NRW Bioenergie: Marktlage und Erwartungen Biogasproduktion in NRW: Stand und Entwicklung Bewertung von Wechselwirkungen zwischen Biogas- und Veredelungsproduktion Verfahrensebene Betriebliche Ebene Landkreisebene Schlussfolgerungen und Ausblick

4 Bioenergie: Marktlage und Erwartungen Entwicklung der Preise für Getreide, Schweinefleisch und Rohöl * Durchschnitt I-III Quelle: ZMP, Handelsblatt, verschiedene Jahrgänge

5 Bioenergie: Marktlage und Erwartungen Erwartete Preise für Getreide

6 Bioenergie: Marktlage und Erwartungen Potenzial von Strom aus Biogas Anteile am Energieverbrauch von elektr. Energie in Deutschland 0,33% 0,54% 8-9% 2005 Langfristprognose 1,8 Mio. ha (ca. 15 % der AF) 2006 Quelle: eigene Schätzungen anhand Anlagenkapazitäten und Prognosen der FAL

7 Wechselwirkungen zwischen Biogas- und Veredelungsproduktion: Einkommenseffekte Markteffekte Konkurrenz um Nutzfläche und Kapital Nährstoffbilanzen und Nährstoffströme

8 Entwicklung der Biogasproduktion in Deutschland Anzahl Biogasanlagen Anzahl Biogasanlagen Installierte elektrische Leistung (MW) installierte elektrische Leistung (MW) Schätzung Quelle: LK NRW 2006

9 Biogasproduktion in NRW: Stand und Entwicklung Anlagenanzahl Anzahl Biogasanlagen inst. el. Leistung (MW) inst. el. Leistung (MW) * Quelle: LK NRW 2006

10 Biogasproduktion in NRW: Stand und Entwicklung

11 Biogasproduktion in NRW: Veredlungsregionen Landkreis Borken: Geschätzter Nährstoffanfall in der Tier- und Biogasproduktion Tierproduktion Anzahl N gesamt (kg) P 2 O 5 gesamt (kg) Rinder Schweine Legehennen Menge N gesamt P 2 O 5 gesamt Biogasproduktion (m³) (kg) (kg) Biogasendsubstrat Quelle: Eigene Berechnungen

12 Biogasproduktion in NRW: Veredlungsregionen Landkreis Borken: Kalkulatorische Nährstoffbilanz Tierproduktion N gesamt (kg) P 2 O 5 gesamt (kg) Nährstoffanfall aus Tierproduktion und Biogas Kalk. Aufnahmekapazität (gem. DüngeVO) Saldo Mögliche Schweinemastplätze Zusätzliche Biogasleistung (MW) , ) 3,0 1) Mögl. Milchkuhplätze: Bzgl. P-Bilanz auf Grund weiteren N/P-Verhältnisses ergibt sich ca , d.h. u. Berücksichtigung höheren Nährstoffanfalls pro Jahr rund Milchkuhplätze Quelle: Eigene Berechnungen

13 Biogasproduktion und Flächenkonkurrenz in Deutschland und NRW Jahr Ackerfläche Energiepflanzen auf Stilll.-flächen 1) Brachflächen, o. Nawaro-Anbau Install. elekt.leistung Flächenbedarf Biogasanlagen gesch. ha ha ha MW ha % d. AF Deutschland , , , , * * ,18 NRW k.a , k.a , k.a , k.a , k.a , k.a ,58 1) o. Pflanzenöle Quelle: LK NRW 2006, LDS 2006, BMELV 2006

14 Biogasproduktion in NRW: Veredlungsregionen Biogasproduktion und Flächenbedarf im Landkreis Borken Jahr Ackerfläche Energiepflanzen auf Stilll.-flächen 1) Brachflächen, o. Nawaro-Anbau Install. elekt.leistung Flächenbedarf Biogasanlagen geschätzt ha ha ha MW ha % d. AF 2002** , , , , ** , , , , ** , ,74 ** Ackerfläche geschätzt 1) o. Pflanzenöle Quelle: LK NRW 2006, LDS 2006

15 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Verfahrensebene: Vorzüglichkeit verschiedener Flächennutzungen 2006 Einheit Marktfrucht Veredlung Biogas Schweinemast Milchproduktion 1 ha Weizen 1 ha CCM 1 ha Silomais 1 ha Energiemais Pflanzenproduktion Variable Kosten Maschinenfestkosten Ertrag dt FS Methanertrag m Verwertung 36 Schweine 4 Kühe (8.500 kg) Variable Kosten Festkosten Wirkungsgrad % 38 Vermarktung Preis je Einheit /dt;kg;kwh 10,00 1,46 0,275 0,157 Marktleistung Deckungsbeitrag Lohnansatz (15 /AKh) Gewinnbeitrag Quelle: KTBL 2006, eigene Berechnungen

16 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Deckungsbeitrag ( /ha) Verfahrensebene: Vorzüglichkeit v. Veredlung und Biogas Maßstab: Deckungsbeitrag /1,02 12/1,07 14/1,12 16/1,18 18/1,23 21/1,31 1,4 1,5 Getreide oder Schweinefleisch Biogas (Wirkungsgrad 38 %) Biogas (Wirkungsgrad 36 %) Preise Getreide/Schweinefleisch ( /dt, /kg SG) Quelle: eigene Berechnungen Deckungsbeitrag ( /ha)

17 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Verfahrensebene: Vorzüglichkeit v. Veredlung und Biogas Maßstab: Gewinnbeitrag Biogas (Investförderung 20 %) 550 Gewinnbeitrag ( /ha) Biogas (Investförderung 0%) Getreide oder Schweinefleisch Gewinnbeitrag ( /ha) /1,21 10/1,24 11/1,26 12/1,29 13/1,32 14/1,34 15/1,37 16/1,40 Preise Getreide/Schweinefleisch ( /dt, /kg SG) 17/1,42 Quelle: eigene Berechnungen

18 Landwirte reagieren: Bauanträge für 2007 (Stand ) im Landkreis Borken Zahl der Anträge Einheiten insg Zuchtsauenplätze Ferkelaufzuchtplätze Mastschweineplätze 410 Bullenmastplätze 264 Kälberaufzuchtplätze Geflügelmastplätze Biogasanlage Einheiten/Antrag bzw. Betrieb Quelle: LK NRW Borken

19 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Methodik: Betriebsebene: Kalkulation und Bewertung Ermittlung optimaler Betriebsorganisation mittels Linearer Programmierung typischer Modellbetriebe Ermittlung der Einkommens- und Strukturwirkungen durch komparativ statischen Vergleich Bildung von Landkreis -Betrieben (durchschnittlich gewichtete Modellbetriebe) Hochrechnung auf Landkreisebene mittels Gewichtungsfaktoren für Modellbetriebe

20 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Szenarien zur Kalkulation und Bewertung Betriebsvergleich Optimale Produktions- und Investitionsrichtung mit ohne Biogas Basis: Kreisbetrieb Ableitung Referenzsystem 2008 Optimale Produktions- und Investitionsrichtung Basis: Kreisbetrieb Veränderung Angebot Veränderung Einkommen Veränderung Stoffströme 2008 Wärme Ausschöpfung Wärmepotenzial 2008 KWK Verdopplung KWK- Bonus + Ausschöpfung Wärmepotenzial

21 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Betriebsebene: Szenarien 2008: Wirkungen veränderter Rahmenbedingungen auf wichtige Produktionszweige im Kreisbetrieb Quelle: eigene Berechnungen

22 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Betriebsebene: Szenarien 2008: Wirkungen veränderter Rahmenbedingungen auf wichtige Produktionszweige im Kreisbetrieb Quelle: eigene Berechnungen

23 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Betriebsebene: Szenarien 2008: Wirkungen veränderter Rahmenbedingungen auf Einkommen (Gewinnbeitrag) im Kreisbetrieb Quelle: eigene Berechnungen

24 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Betriebsebene: Szenarien 2008: Wirkungen veränderter Rahmenbedingungen auf Nährstoffströme im Kreisbetrieb Quelle: eigene Berechnungen

25 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Betriebsebene: Szenarien 2008: Wirkungen veränderter Rahmenbedingungen auf Nährstoffströme im Kreisbetrieb Quelle: eigene Berechnungen

26 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Betriebsebene: Szenarien zur Kalkulation und Bewertung Betriebsvergleich Optimale Produktions- und Investitionsrichtung mit ohne Biogas Basis: Kreisbetrieb Ableitung Referenzsystem 2008 Optimale Produktions- und Investitionsrichtung Basis: Kreisbetrieb Veränderung Angebot Veränderung Einkommen Veränderung Stoffströme 2008 Wärme Ausschöpfung Wärmepotenzial KWK Verdopplung Gülle+ KWK- Bonus + Ausschöpfung NaWaRo+ Wärmepotenzial

27 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Szenario: Erhöhung NaWaRo-Bonus Annahmen: Preisverhältnisse 2008 Volle Nutzung Wärmekapazität und verkauf Erhöhung NaWaRo-Bonus bis Konkurrenzkraft der Biogas- Produktion bei Neuinvestition und Getreidepreis von 20 /dt erreicht Mindest-Anlagengröße ca. 250 kw in Kooperation Quelle: eigene Berechnungen

28 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Szenario: Erhöhung NaWaRo-Bonus Ergebnisse/Folgerungen: Je nach Betriebsform Anhebung NaWaRo-Bonus um 1 bis 3 Cent je kwh erforderlich Steigerung Gewinnbeitrag um weitere je Betrieb Deutliche Zunahme von Silomaiszukauf und Nährstoffexport Starker Anstieg Übernahme kostenfreier Gülle Keine wesentlichen Änderungen in Produktionsstruktrur (Ausdehnung von Silomais zu Lasten Raps/Zuckerrüben) Quelle: eigene Berechnungen

29 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Szenario: Einführung Gülle-Bonus Annahmen: Preisverhältnisse 2008 Volle Nutzung Wärmekapazität und verkauf mind. 80% der Bruttoenergie aus Gülle Erhöhung NaWaRo-Bonus partiell für Gülle bis Konkurrenzkraft der Biogas-Produktion bei Neuinvestition bei Getreidepreis von 20 /dt erreicht Mindest-Anlagengröße ca. 250 kw in Kooperation Quelle: eigene Berechnungen

30 Biogas- und Veredlungsproduktion: Wechselwirkungen Szenario: Einführung Gülle-Bonus Ergebnisse/Folgerungen: Je nach Betriebsform Anhebung NawaRo-Bonus partiell für Gülle um 10 bis 13 Cent je kwh erforderlich Steigerung Gewinnbeitrag um über je Betrieb Zunahme von N-Export (bis 30 t) und P-Export (bis 8 t) Anstieg Übernahme kostenfreier Gülle bis ca m 3 Anbau Silomais auf Stilllegungsflächen, Substratzusammensetzung verlagert auf Mastschweinegülle Quelle: eigene Berechnungen

31 Schlussfolgerungen und Ausblick Betriebe, die bereits Biogas produzieren, sind am Bodenmarkt sehr wettbewerbsstark, vorausgesetzt sie funktionieren optimal Anstieg der Pachtpreise in Veredlungsregionen bisher vor allem Ergebnis zunehmender Flächennutzungsintensität (Aufstockung Viehhaltung und Verdrängung Futteranbau durch Energiemais) Hohe Pachtpreise nur bezahlbar von Betrieben mit bestehenden, nicht ausgelasteten Biogasanlagen kein weiterer Anreiz für Bau sehr großer Anlagen durch öffentliche Mittel

32 Schlussfolgerungen und Ausblick Unter aktuellen und künftigen (möglichen) Preisverhältnissen sind Investitionen in Biogasanlagen im Vergleich zur Veredlung (v.a. Hähnchenmast) wenig bis nicht attraktiv Bei voller wirtschaftlicher Nutzung der Wärme (3-5 ct/kwh) ist Biogasproduktion auch bei Getreidepreisen von ca. 20 /dt wirtschaftlich vorteilhaft Zukünftig zu erwartende Schwankungen der Getreide- (Agrar-) preise Kopplung der Bioenergieförderung an Getreide- Notierungen nicht empfehlenswert

33 Schlussfolgerungen und Ausblick Voraussetzung für maßvollen Ausbau landwirtschaftlicher Biogaserzeugung in Veredlungsgebieten: Kleinere dezentrale Anlagenkonzepte, evtl. in Kooperation Wärmenutzung und verkauf Hoher Anteil der Substrate aus Reststoffen (Gülle) Weiterentwicklung technischer Lösungen zur Senkung der Transportkosten von Gülle und Gärresten

34 Schlussfolgerungen und Ausblick Überlegungen zur EEG-Novellierung Unveränderte Weiterführung Stopp landwirtschaftlicher Investitionen in Biogas Innovationsprozess mit dosierter Förderung weiterführen Marktverzerrungen so gering wie möglich halten Stärkere Spreizung der Vergütungssätze zu Gunsten kleinerer Anlagenklassen Verstärkung der Anreize zur Wärmenutzung Beibehaltung NawaRo-Bonus (?) Erweiterung der Rohstoffbasis Förderung der Gülleverwertung Ersatz des Technologie-Bonus durch Investitionsbeihilfen Kritische Prüfung der Förderung von Großanlagen sowie verdeckten Großanlagen (Vorteil Emissionszertifikate?)