Potenziale für die Biomassenutzung im Regierungsbezirk Darmstadt

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1 Potenziale für die Biomassenutzung im Regierungsbezirk Darmstadt Ergebnisse einer hessenweiten Studie erstellt im Auftrag des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Regierungspräsidium Darmstadt, Ulla Koj, Thomas Raussen, Joachim Fischer, Michael Kern, Tom Turk, Arbeitsgemeinschaft Bio-Rohstoffe 1

2 Hintergrund Ziel der hessischen Landesregierung den Anteil erneuerbarer Energien am Energieverbrauch deutlich zu steigern (15%) Stoffliche Nutzung neben dem traditionellen Bereich Holz zu fördern Wo liegen die aktuellen Nutzungen? Mit welchen Biomassepotenzialen ist mittelfristig zu rechnen? Wie könnten Nutzungsszenarien aussehen? Verbreitung der Ergebnisse 2

3 Untersuchungsrahmen 3 AG Bio Rohstoffe Witzenhausen

4 Übersicht: stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe in Hessen 4

5 Stoffliche Nutzung in Hessen Arznei-/Heilpflanzen: ha bei rund 100 Betrieben Faserpflanzen: verschiedene Ansätze, z.b.: 30 t Flachsfasern von 40 ha Fläche in 2009 (Hess Natur) Naturfaserverstärkte Kunststoffe: F&E-Arbeiten Universität Kassel, Autozulieferer Offenbach und Sontra Dämmstoffe: Cellulose (Isofloc) Sägewerksindustrie: ca. 220 Betriebe, 2 Mio. Fm Einschnitt / Jahr Pflanzenöl: ca t gelangen in Hessen in die Oleochemie, Anbaufläche ca ha ( 1 % Ackerfläche) Schmierstoffe: ca t aus nachwachsenden Rohstoffen werden in Hessen verarbeitet; Anbaufläche ca ha (0,3% der Ackerfläche) 5

6 Stoffliche Nutzung: Holz Wetterau Hochtaunus Main-Kinzig Rheingau-Taunus Main-Taunus Frankfurt SK Wiesbaden SK Offenbach Offenbach Groß-Gerau SK Darmstadt Darmstadt Odenwald Bergstrasse Anzahl Sägewerke pro Landkreis im Regierungsbezirk Darmstadt < 5 < 10 < 15 < 20 < 25 6

7 Stoffliche Nutzung: Holz Hochtaunus Rheingau-Taunus Main-Taunus SK Wiesbaden Frankfurt Groß-Gerau Anzahl der Zimmereibetriebe pro Landkreis im Regierungsbezirk Darmstadt < < < < < < < Bergstrasse Offenbach Darmstadt Wetterau Odenwald Main-Kinzig SK Offenbach SK Darmstadt Rheingau-Taunus Hochtaunus Main-Taunus Frankfurt SK Wiesbaden Offenbach Groß-Gerau Bergstrasse Anzahl der Tischlereibetriebe pro Landkreis im Regierungsbezirk Darmstadt < 50 < 75 < 100 < 125 < 150 < 175 < 200 < 225 < 250 Wetterau Darmstadt Odenwald Main-Kinzig SK Offenbach SK Darmstadt 7

8 Stand der energetischen Nutzung nachwachsender Rohstoffe 8 AG Bio Rohstoffe Witzenhausen

9 Wandlungskette Primärenergie In natürlichen vorkommenden Energieträgern enthalten, z.b. in Kohle, Erdöl, Erdgas, Uran, Wasserkraft, Solarstrahlung, Rohbiomasse Primärenergiebedarf Hessen: 290 Mio MWh/a!Umwandlungsverl uste!verteilungsverluste!eigenbedarf!nicht energetischer Verbrauch!Umwandlungsverluste!Verteilungsverluste!Eigenbedarf!Nicht energetischer Verbrauch!Umwandlungsverluste!Verteilungsverluste!Eigenbedarf!Nicht energetischer Verbrauch Sekundärenergie Durch die Bearbeitung von Primärenergieträgern entstanden, enthalten in z.b. Briketts, Benzin, Biodiesel, Erdgas, Heizöl, Pellets, Stückholz, Fernwärme, Strom Endenergie Energiegehalt der vom Verbraucher verwendeten Energieträger, z.b. Briketts, Benzin, Biodiesel, Heizöl, Erdgas, Strom, Hackschnitzel, Stückholz, Fernwärme Endenergiebedarf Hessen: 230 Mio MWh/a Verluste beim Verbraucher Nutzenergie Die vom Verbraucher wirklich genutzte Energie, also Wärme, Licht, Kraft 9

10 Verteilung der Einzelfeuerstätten im RB Darmstadt Klasse R3 (6 Rm/a) 20% Klasse R2 (2 Rm/a) 29% Anzahl Rauchschornsteine RB Darmstadt Klasse R4 (15 Rm/a) 1% Klasse R1 (0,5 Rm/a) 50% Gesamtmenge: Stü k 10

11 Wärmeerzeugung der Einzelfeuerstätten im RB Darmstadt MWh/a Energieerzeugung Holzfeuerungen Im RB Darmstadt [in MWh/a] (Gesamtenergieerzeugung Holfeuerungen RB Gießen: MWh/a bzw Rm/a ) Klasse R1 (0,5 Rm/a) Klasse R2 (2 Rm/a) Klasse R3 (6 Rm/a) Klasse R4 (15 Rm/a) Rm/a F HU-1 HG HP HU-2 MTK RÜD WI FB OF GG ERB DA 0 11

12 Wärmeerzeugung in Holzfeuerungen in Hessen MWh/a Energieerzeugung Holzfeuerungen in Hessen [in MWh/a] (Gesamtenergieerzeugung Holfeuerungen Hessen: 2,3 Mio. MWh/a bzw. 1,5 Mio. Rm/a ) Summe: MWh Rm Klasse R1 (0,5 Rm/a) Klasse R2 (2 Rm/a) Klasse R3 (6 Rm/a) Klasse R4 (15 Rm/a) Summe: MWh Rm Summe: MWh Rm Rm/a RP Darmstadt RP Gießen RP Kassel 0 12

13 Nennwärmeleistung geförderter ( ) privater Holzfeuerungsanlagen im RB Darmstadt (in kw) automatisch beschickt (Pellets / Hackschnitzel) Hochtaunus Rheingau-Taunus Main-Taunus Frankfurt SK Wiesbaden < 500 < < < < < Groß-Gerau Bergstrasse Offenbach Darmstadt Wetterau Odenwald Main-Kinzig SK Offenbach SK Darmstadt Hochtaunus Rheingau-Taunus Main-Taunus Frankfurt SK Wiesbaden Groß-Gerau Bergstrasse handbeschickt (Scheitholz) Wetterau handbeschickt (Scheitholz) Offenbach Darmstadt Odenwald Main-Kinzig SK Offenbach SK Darmstadt = 0 < 50 < 150 < 250 < 500 < 750 < Quelle: BAfA 13

14 AG Bio Rohstoffe Witzenhausen 14

15 Private Pelletheizungen im RB Darmstadt Bestand : 600 Anlagen mit kw Gesamtleistung Hessen gesamt : LK Darmstadt-Dieburg 12% LK Odenwald 6% LK Groß-Gerau 3% LK Offenbach 4% Anlagen SK Frankfurt 0,4% Main-Kinzig-Kreis 20% Hochtaunuskreis 6% LK Bergstrasse 16% Wetteraukreis 26% SK Wiesbaden 0,1% Rheingau-Taunus- Kreis 6% Main-Taunus-Kreis 1% 15

16 Pelletheizungen in öffentlichen Gebäuden im RB Darmstadt 19 Anlagen mit ca. 720 kw Leistung 16 AG Bio Rohstoffe Witzenhausen

17 Holzheizwerke in Kommunen des RB Darmstadt Gesamtzahl Holzhackschnitzelheizwerke: 21 Gesamt- Nennwärmeleistung (kw) < 500 < < < < Rheingau-Taunus SK Wiesbaden Hochtaunus Main-Taunus Groß-Gerau Frankfurt Bergstrasse Offenbach Wetterau Darmstadt- Dieburg Odenwald Main-Kinzig SK Offenbach SK Darmstadt 17

18 Biomasseheizkraftwerke nach 17. BImSchV Brennstoff: i. W. Altholz Standorte und el. Leistung: Wiesbaden 7 MW Wicker 14,2 MW Fechenheim 12,4 MW Gesamtbedarf: t/a 18

19 Standorte von Biogasanlagen im RB Darmstadt Gesamtzahl Biogasanlagen: 9 x y/z Fördermittel in Anzahl der realisierten Anlagen / elektrische Leistung in kw Keine Anlage < 250 kw < 500 kw < 750 kw < kw > kw Rheingau-Taunus Odenwald SK Wiesbaden 88 1/80 Hochtaunus Main-Taunus Groß- Gerau Frankfurt Bergstrasse Wetterau Offenbach 338 2/410 Darmstadt 924 2/ /70 Odenwald Main-Kinzig SK Offenbach SK Darmstadt 233 3/250 Biogasanlagen im RB Darmstadt 2005 Nach 5 hess. Energiegesetz, gefördert seit

20 Standorte der Rapsöl- und RME-Produktion in Deutschland Quelle: TFZ Straubing, 2005 Rapsöl-Produktion: 11 Ölmühlen in Hessen,? im RB Darmstadt Biodiesel:! Bundesweit 1,6 Mio. t Produktionskapazität,!Absatz in 2005 ca t (ca. 5,4 % des Dieselverbrauchs)! Hessische Landwirte liefern rund t (ca. 33 % aus RB Darmstadt)! In Hessen: eine Anlage (Kaufungen) mit derzeit t, Ausbau auf t, zwei Beteiligungen 20

21 Übersicht: Aktueller Stand der Nutzung von Bioenergie im RB Darmstadt Stand (2004) der Bioenergienutzung im RB Darmstadt private Holzfeuerungen 48,3% ( ) Werte in Klammern: Anzahl der Anlagen Heizkraftwerke 41% (3) Pelletfeuerungen 0,6% Heizwerke 2% Biogas 1% Pflanzenöl (Anbaufläche) 0,9% Biodiesel (Anbaufläche) 6% (21) (600) (9) Gesamtenergiemenge: GWh/a 1,6 % des Endenergieverbrauchs im RB Darmstadt 21

22 Biomassepotenziale in Hessen 22 AG Bio Rohstoffe Witzenhausen

23 Welches Potenzial? z.b. Ackerbau theoretisches Potenzial abhängig von Alternativmöglichkeiten zur Landnutzung und Energieerzeugung Energiepflanzenanbau im Zweikultursystem auf 30% der Ackerfläche Hessens ( ha) 20 t TM / ha*a ~2,9 Mio.t TM/ha*a bei 4 MWh/t: ~ 11,6 Mio. MWh technisch / ökologisches Potenzial Zweikultursystem nur auf 50% der Ackerstandorte möglich 50%: 20 t TM/ha*a 50%: 12 t TM/ha*a ~2,3 Mio.t TM/ha*a bei 4 MWh/t: ~ 9,3 Mio. MWh kurzfristig verfügbares Potenzial 10% der Ackerfläche Hessens ( ha) 50%: 20 t TM/ha*a 50%: 12 t TM/ha*a ~0,8 Mio.t TM/ha*a bei 4 MWh/t: ~ 3,1 Mio. MWh ökonomisches Potenzial 23

24 Ausgangsparameter zur Bestimmung des Bioenergiepotenzials Biomasse 1 Holz technisches Potenzial Anteil für Potenzialerhebung 1.1 Waldrestholz 50% der Resthölzer 90% 45% 1.2 zus. Einschlagspotenzial (ohne Stammholz) 36% des Zuwachses als Energieholz 75% 27% 1.3 Sägenebenprodukte 30% des Inputs 50% 15% 1.4 holziger Grünabfall 30% Holzanteil 75% 23% 1.5 Landschaftspflegeholz 100% des Aufkommens 75% 75% 2 Ackerbau 2.1 Energiepflanzenanbau 20% der Ackerfläche ohne Sonderkulturen und Hackfrüchte 3 Grünland und Reststoffe theoretisches Potenzial 90% 18% 3.1 Dauergrünland 20% energetische Nutzung des Grünlands 75% 15% 3.2 Gülle und Festmist 50% des Aufkommens 100% 50% 3.3 feuchter Grünabfall 70% des Aufkommens 50% 35% 3.4 Bioabfall 50% Anteil getrennt erfaßt 50% 25% 24

25 Wie sicher sind die Ergebnisse? Abstimmung mit Experten LLH Hessen-Forst (Unterauftrag) Schornsteinfeger Innung (Unterauftrag) HMULV Fachkonferenz Erbach Vergleich mit anderen Studien spezifisches Bioenergie Potenzial [MWh/km²] WBGU 2003 Hessen-Energie INKLIM 50 0 Waldholz Sägenebenprodukte Altholz Landschaftspflegeholz Stroh Energiepflanzen Dauergrünland Gülle & Festmist Bioabfall 25 AG Bio Rohstoffe Witzenhausen MWh / km² Hessen Deutschland

26 Bioenergiepotenziale der Regierungsbezirke Biomasse-Potenzial Hessens Potenzial in GWh Σ = GWh/a Kassel Giessen Darmstadt Bioabfall feuchter Grünabfall Gülle und Festmist Dauergrünland Andere Bioenergie Sunfuel Stroh Landschaftspflegeholz Altholz holziger Grünabfall Sägewerksnebenprodukte Waldholz " 6,1 % Endenergieverbrauchs Hessens: GWh/a " 7,8 % ohne Flugverkehr: GWh/a " 11,1 % ohne Verkehr: GWh/a 26

27 Bioenergiepotenziale hessischer Landkreise LM RÜD WI LDK HG MTK GG F KB MR GI FB OF OF DA DA HP ERB KS KS ESW HR HEF VB FD HU Bioenergiepotenziale der hessischen Landkreise in MWh / a 0 bis bis bis bis bis bis bis LM RÜD WI LDK HG MTK GG F DA HP MR GI OF OF DA FB KB ERB VB HU HR KS KS HEF FD ESW Spezifische Bioenergiepotenziale der hessischen Landkreise in MWh / km² * a bis bis bis bis bis bis absolut HP relativ HP 27

28 Bioenergiepotenziale der Landkreise des RB Darmstadt Rheingau- Taunus Energiepotenzial: SK Wiesbaden Reststoffe / Grünland Ackerbau Holz Hochtaunus Main-Taunus Groß- Gerau Frankfurt Offenbach Bergstrasse Wetterau Darmstadt- Dieburg Odenwald Main-Kinzig SK Offenbach SK Darmstadt in MWh / a < < < < <

29 Entwicklungsszenarien 29 AG Bio Rohstoffe Witzenhausen

30 Hinweis "Prognosen sind schwierig, besonders wenn sie die Zukunft betreffen." (zugeschrieben Karl Valentin, Mark Twain, Winston Churchill u.a.) 30

31 Perspektiven der Bioenergienutzung für Hessen: business-as-usual -Szenario GWh/a Perspektiven der Bioenergienutzung in Hessen: "Business as usual" Szenario Heizwerke bestehende Anlagen Anzahl neue Anlagen 100 private Holzfeuerungen zukünftige Anlagen zur Verdeutlichung der Größenordnungen 50 Pelletfeuerungen 2000 Heizkraftwerke Σ = GWh/a = + 33 % Biogas Pflanzenölkraftstoff " 2,7 % des Endenergieverbrauchs Hessens Gesamtenergieerzeugung GWh/a Biodiesel 1 31

32 Perspektiven der Bioenergienutzung in Hessen: Treibstoff -Szenario GWh/a Heizwerke bestehende Anlagen Anzahl neue Anlagen 213 private Holzfeuerungen Perspektiven der Bioenergienutzung in Hessen: Treibstoffszenario Pelletfeuerungen zukünftige Anlagen Heizkraftwerke Biogas Σ = GWh/a = % 10 Pflanzenölkraftstoff Biodiesel " 5,2 % des Endenergieverbrauchs Hessens 360 Gesamtenergieerzeugung GWh/a BTL Anlage 1 Bioethanol ~ 10% des Kraftstoffbedarfs Hessens (ohne Flugverkehr) 32

33 Perspektiven der Bioenergienutzung in Hessen: KWK -Szenario GWh/a Perspektiven der Bioenergienutzung in Hessen: Szenario KWK Heizwerke bestehende Anlagen private Holzfeuerungen zukünftige Anlagen Pelletfeuerungen Heizkraftwerke Biogas Gesamtenergieerzeugung GWh/a Pflanzenölkraftstoff Biodiesel Σ = GWh/a = % " 6,2 % des Endenergieverbrauchs Hessens Wärme: > Haushalte Strom: > Haushalte 33

34 Abschätzung sozio-ökonomischer Effekte der Entwicklungsszenarien für Hessen Business as usual Szenario Treibstoff KWK (1) KWK (2) KWK 30% Invest [Mio ] AK [direkt] AK [indirekt]

35 GWh/a Perspektiven der Bioenergienutzung in Südhessen: KWK -Szenario 35 % der Fläche 62 % der Bevölkerung Heizwerke bestehende Anlagen Anzahl neue Anlagen 140 private Holzfeuerungen Pelletfeuerungen Σ = GWh/a = % zukünftige Anlagen 3500 Heizkraftwerke " 3,2 % Endenergieverbrauch Südhessen 25 Biogas 290 Pflanzenölkraftstoff Gesamtenergieerzeugung GWh/a Biodiesel ~1,75 Mio Hh im RB Darmstadt Wärme: > Haushalte Strom: > Haushalte 35

36 Perspektiven der Bioenergienutzung in Südhessen: KWK -Szenario (30% Energiepflanzenfläche) GWh/a Heizwerke Anzahl neue Anlagen 150 bestehende Anlagen private Holzfeuerungen Pelletfeuerungen zukünftige Anlagen 3500 Heizkraftwerke Σ = GWh/a = % Biogas Pflanzenölkraftstoff " 3,62 % des Endenergieverbrauchs RB Darmstadt Gesamtenergieerzeugung GWh/a Biodiesel Effizienz: geringere Energieverbräuche 36

37 Perspektive erneuerbaren Energien 2015 in Hessen Endenergie (GWh/a) aus regenerativen Quellen Entwicklungsperspektiven für den Anteil regenerativer Energien am Endenergieverbrauch Hessens Stand Endenergieverbrauch* 2005: GWh Anteil regenerativer Energien: 4,5% * ohne Verkehrssektor Prognose Endenergieverbrauch* 2015: GWh Anteil regenerativer Energien: 12-15% Bioenergie Windenergie Photovoltaik Solarthermie Geothermie Wasser 37

38 Fazit: Potenziale! Für den Zeitraum bis 2015 wird das Biomassepotenzial Hessens für den Ausbau der energetischen oder stofflichen Nutzung insgesamt nicht begrenzend sein.! Für den Bereich Holz steht die stoffliche Nutzung weiterhin im Vordergrund. Die Ausweitung der energetischen Nutzung ist daher an die gleichzeitige Ausweitung der stofflichen Nutzung hochwertiger Stammhölzer gebunden.! Im Bereich Landwirtschaft wird mengen- und flächenmäßig die energetische Nutzung im Vordergrund stehen. Im stofflichen Bereich bieten sich Optionen für die Erzeugung qualitativ hochwertiger landwirtschaftlicher Rohstoffe für die Arzneiherstellung und die chemische Industrie. 38

39 Fazit: Entwicklungspfade! Die ambitionierten Szenarien unterscheiden sich hinsichtlich der erzeugten Endenergie nicht wesentlich. Wird mehr landwirtschaftliche Fläche energetisch genutzt, sind deutlich höhere Anteile möglich.! Die Umsetzung der in den Szenarien dargestellten Entwicklungspfade zur weitgehenden Ausnutzung des mittelfristigen Biomassepotenzials wird erhebliche Anstrengungen von privater, gewerblicher und öffentlicher Seite voraussetzen.! Die größte Wertschöpfung, Arbeitsplatzschaffung und auch Endenergieerzeugung wird über eine Strategie, die vorrangig auf dezentrale Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen setzt, erreicht. 39

40 Fazit: die große Rolle der Rahmenbedingungen! Die Entwicklungen auf den Weltmärkten (Energiepreise, Getreidepreise) haben direkte Auswirkungen auf die potenziell zur Verfügung stehenden Flächen und die Wirtschaftlichkeit der Erzeugung nachwachsender Rohstoffe.! Daneben spielen die gesetzgeberischen Rahmenbedingungen eine entscheidende Rolle.! Die aufgezeigten Potenziale und Nutzungen für nachwachsende Rohstoffe sollten kontinuierlich erfasst und in regelmäßigen Abständen einer Bewertung unterzogen werden.! Zur weiteren Umsetzung von Biomassepotenzialen ist auf regionaler Ebene (Landkreise) die Erfassung und Bewertung der Potenziale wesentlich 40

41 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Biomassepotenzialstudie zum Download auf: Hotline für Fragen: / Daten der einzelnen Landkreise demnächst unter: : Planungsworkshops in den einzelnen Landkreisen 41