Ökonomische Alternativen im Energiepflanzenanbau Workshop Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht 08. Januar 2014 Leipzig Dipl. Geogr. Peter Kornatz, M. Sc. Janine Müller, Prof. Dr. Joachim Aurbacher, Manuel Sasse nstitut für Betriebslehre der Agrar- und Ernährungswirtschaft, Uni Gießen
Gliederung 1. Versuchsdesigne und Annahmen der ökonomischen Bewertung 2. Ergebnisse der -Versuche - Mais in Hauptfruchtstellung als Referenz - Alternative Gärsubstrate - Fruchtfolgen zur Gärrsubstratgewinnung 3. Überlegungen auf Betriebsebene 4. Fazit 2
1. Versuchsdesigne und Annahmen der ökonomischen Bewertung 3
Versuchsstandorte -Verbund Gülzow Werlte Bernburg Trossin Dornburg Ascha Ettlingen 4
Versuchsdesigne Verbund Phase dritte Anlage vierte Anlage FF1 FF2 FF3 FF4 FF5 FF6 FF7 FF8 Allgemeine Fruchtfolgen Regionalfruchtfolgen (hier Dornburg) 2009 2010 Wintergerste Sudangras (b-s) (SZF) Sudangras (b-s) (1) Mais Hafermischung Sommergerste Luzernegras (US) Hafer Mais Topinambur 2010 2011 Mais W-Roggen (WZF) Mais (2.-Fr) W-Roggen (WZF) Sorghum (b-b) (2.Fr.) W-Triticale Luzernegras W-Gerste- Triticale- Weizen Mais Topinambur 2011 2012 W-Triticale Phacelia (SZF) W-Triticale W-Triticale Weidelgras (SZF) WRaps WRaps Mais Luzernegras Topinambur 2012 2013 W-Weizen W-Weizen W-Weizen W-Weizen W-Weizen W-Weizen W-Weizen W-Weizen bunt: Kultur zur Biogasnutzung; schwarz: Marktfrucht 5
Annahmen der ökonomischen Bewertung Bei der ökonomischen Auswertung der Anbauversuche gelten folgende Annahmen: Es wurden direkt- und arbeitserledigungskostenfreie Leistungen pro Hektar berechnet (DAKfL) Unterstellt wurde ein Veredelungswert von 33 ct/m³ CH 4 Es wurde unterstellt, dass Gärrest wieder auf die Flächen zurückgeführt wird Bei mehrjährigen Kulturen wurde der durchschnittliche DB pro Jahr berechnet Maschinenkosten wurden gemäß KTBL unterstellt Standortübliche Pachtansätze für Berechnung der Flächenkosten Getrennte Auswertung der Projektphasen und, um Trends aufzeigen zu können 6
2. Ergebnisse der -Versuche 7
DAKfL in [ /ha] Mais in Hauptfruchtstellung im Vergleich zu 800 736 700 600 537 631 604 666 570 587 500 400 300 333 350 281 317 330 323 200 228 215 100 0 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte 8
Methangestehungskosten in [ /m³ CH4] Methangestehungskosten bei Mais in Hauptfruchtstellung Direkt-, Arbeitserledigungs- und Flächenkosten 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Saatgut Dünger Pflanzenschutz Erntekosten Flächenkosten 9
DAKfL in [ /ha] Sorghum in Hauptfruchtstellung im Vergleich zu 250 226 200 178 150 122 100 50 0-50 17 27-8 5-19 -3 9 21-100 -88-150 -200-146 -132-250 -226 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte 10
Methangestehungskosten in [ /m³ CH4] Methangestehungskosten bei Sorghum (Hauptfrucht) Direkt-, Arbeitserledigungs- und Flächenkosten 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Saatgut Dünger Pflanzenschutz Erntekosten Flächenkosten 11
Exkurs: Wettbewerbsfähigkeit zu Mais Wie trocken muss Sorghum sein? Ein wesentlicher Kostenfaktor bei Sorghum ist der Transport von Substrat und Gärrest, der durch geringe TM-Gehalte stark ansteigt. Anhand einer Variantenrechnung wurde überprüft, wie sich die Wirtschaftlichkeit von Sorghum gegenüber Mais bei steigenden TM-Gehalten (bei gleichem FM-Ertrag) verhält Fazit: Bei gleichem FM-Ertrag müsste Sorghum 6 %-Punkte trockener sein oder bei gleichem TM-Gehalt müsste der Ertrag 200 dt/ha FM höher sein, so dass das Gleichgewicht erreicht ist. 12
DAKfL in [ /ha] Exkurs: Wettbewerbsfähigkeit zu Mais Notwendige TM-Gehalte für Sorghum 1.000 Versuchsstandort Bernburg 800 600 400 200 29,6 % 36,3 % 0-200 -400 22 24 26 28 30 32 34 36 38 TM-Gehalt in [%] Zuckerhirse (600 dt FM) Zuckerhirse (800 dt FM) Mais (600 dt FM bei 30% TM) 13
DAKfL in [ /ha] Winterroggen, Wintertriticale, W-Weizen und Mischungen in Hauptfruchtstellung Dornburg Werlte Gülzow W-Roggen-Triticale Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ascha Werlte 600 WG-WR-Triti W-Roggen Wintertriticale WW 500 400 428 496 433 300 200 100 0 131 24 319 295 233 214 152 163 174 39 105 312 260 15 34 79 249 195 205 148 72-100 -51-49 Dornburg Werlte Gülzow Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ascha Werlte WGer WTrit WWei WRog WRogWTrit WTrit WWei 14
Dornburg Werlte Gülzow Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ascha Werlte Methangestehungskosten in [ /m³ CH 4 ] W-Roggen-Triticale Winterroggen, -triticale, -weizen und Mischungen (Methangestehungskosten) 0,70 WG-WR-Triti 0,60 0,50 0,40 W-Roggen Wintertriticale WW Flächenkosten Gärrestausbringung Pflanzenschutz Saatgut sonst. ArErKosten Erntekosten Dünger 0,30 0,20 0,10 0,00-0,10 Dornburg Werlte Gülzow Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ascha Werlte WGer WTrit WWei WRog WRogWTrit WTrit WWei 15
DAKfL in [ /ha] Ascha Bernburg Dornburg Hafer und Sommergerste in Hauptfruchtstellung Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte 200 Hafer Sommergerste 173 150 123 100 50 23 58 88 95 81 38 44 26 67 0-50 -100-150 -200-250 -16-72 -62-36 -34-35 -46-72 -67-90 -73-103 -149-148 -168-210 -222 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ha SGer 16
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ha SGer /m³ CH4 Flächenkosten sonst. ArErK. Gärrestausbringung Erntekosten Pflanzenschutz Dünger Saatgut Hafer Sommergerste Dornburg Dornburg Bernburg Werlte Werlte Ascha Ascha Gülzow Gülzow Ettlingen Trossin Bernburg Ettlingen Trossin 17 Hafer und Sommergerste in Hauptfruchtstellung
DAKfL in /ha Ascha Bernburg Wintergerste, Sonnenblumen und Zuckerrüben Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ettlingen Trossin Ettlingen Trossin 300 Wintergerste Sonnenblumen Z-Rübe 200 163 100 104 32 31 91 41 0-100 -17-52 -200-181 -146-300 -245-400 -500-464 -492-424 -445-600 -557-593 -700 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ettlingen Trossin Ettlingen Trossin WGer SB ZR 18
/m³ CH4 Ascha Bernburg Wintergerste, Sonnenblumen und Zuckerrüben Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ettlingen Trossin Ettlingen Trossin 0,90 0,80 0,70 0,60 ZR-Aufbereitung Flächenkosten sonst. ArErK. Gärrestausbringung Erntekosten Pflanzenschutz Dünger Saatgut Wintergerste Sonnenblumen Z-Rübe 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ettlingen Trossin Ettlingen Trossin WGer SB ZR 19
DAKfL in /ha Ascha Gülzow Mehrjährige Kulturen Werlte Bernburg Dornburg Ettlingen Bernburg Ettlingen Trossin Werlte Dornburg Kleegras Luzernegras Luz-Kleegras Topinambur 400 300 335 298 200 100 0 98 22 16 60 132 163 153 215 133 35 83-100 -18-50 -80-33 -200-195 -155-300 -400-297 -339-741 Ascha Gülzow Werlte Bernburg Dornburg Ettlingen Dornburg Ettlingen Trossin Werlte Dornburg KleeGr LuzGr LuzKleeGr Topi 20
DAKfL in [ /ha] Mais in Zweitfruchtstellung 800 745 700 600 500 553 559 502 601 400 300 356 360 316 400 258 200 100 118 175 186 37 0-100 -200-114 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte 21
DAKfL in [ /ha] Sorghum in Zweitfruchtstellung 300 200 222 202 174 100 28 51 56 0-100 -200-98 -21-110 -140-105 -31-300 -400-305 -302-500 -600-524 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte 22
DAKfL in [ /ha] Wintergetreide als Zwischenfrucht 0-50 -30-100 -82-150 -134-158 -151-200 -250-218 -221-245 -258-211 -206-235 -249-221 -300-299 -279-289 -292-350 -333 Ascha Bernburg Dornburg Ettlingen Gülzow Trossin Werlte Ettlingen Ettlingen WRoggen WTriticale WGerste 23
DAKfL in [ /ha] Wodurch kommen die Unterschiede zu Stande? (Beispiel Bernburg, ) 2500 2500 2157 2000 2000 1500 1000 500 0 736 1681 122 1496 319 556 491 372 339 354 167 202 380 98 424 446 328 Mais Sorghum WTriticale-GPS 1500 1000 500 0 Deckungsbeitrag Direktkosten sonstige Arbeitserl. Gär.--Ausbringung Erntekosten Leistung 24
Fruchtfolgen zur Gärsubstratgewinnung Über und konsitente Fruchtfolgen FF-Glieder Ascha (Bayern) 1 2 3 4 5 6 7 Deckungsbeitrag in Mittelwert Summe über vier Jahre Methanertrag in m³/ha Mittelwert Summe über vier Jahre FruchtfolgenAggregartion FA Sorg (b. x s.) WRog Mais WTrit WWei 02 + Stell. Haupt-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) (Korn) 976 244 9.074 2.269 /ha 99-95 280 315 377 FA Mais WRog Sorg (b. x s.) WTrit EinWeiGr WWei 03 + Stell. Haupt-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. So.-Zw.Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 958 240 13.871 3.468 /ha 470-45 127 180-278 505 FA SGer KleeGr KleeGr KleeGr WWei 04 + Stell. Haupt-Fr. Untersaat Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 1.047 262 9.515 2.379 /ha 34-21 292 266 476 FA HaMisch WTrit WRap WWei 05 + Stell. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (korn) (Korn) 589 147 4.848 1.212 /ha -23 189-170 594 25
Bernburg (Sachsen-Anhalt) Über und konsitente Fruchtfolgen FF-Glieder 1 2 3 4 5 6 7 Deckungsbeitrag in Mittelwert Summe über vier Jahre Methanertrag in m³/ha Mittelwert Summe über vier Jahre FruchtfolgenAggregartion FA WGer SuGr Mais WTrit Phac WWei 01 + Stell. Haupt-Fr. So.-Zw.Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. So.-Zw.Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Gd) (Korn) 1.499 375 17.414 4.353 /ha 79-220 877 379-407 793 FA Sorghum b. WRog Mais WTrit WWei 02 + Stell. Haupt-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) (Korn) 1.218 305 10.519 2.630 /ha 48-429 383 446 770 FA Mais WRog Sorghum b. WTrit EinWeiGr WWei 03 + Stell. Haupt-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. So.-Zw.Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 703 176 12.798 3.199 /ha 616-412 -370 402-348 815 FA HaMisch WTrit WRap WWei 04 + Stell. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (Korn) (Korn) 1.272 318 13.956 3.489 /ha -37 110 455 745 FA SGer LuzGr LuzGr LuzGr WWei 05 + Stell. Haupt-Fr. Untersaat Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (k.ernte) (GPS) (GPS) (Korn) 940 235 6.846 1.711 /ha 73-198 171 137 757 FA Mais Mais Mais WWei 06 + Stell. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 3.030 757 19.449 4.862 /ha 674 783 756 817 FA WRog Mais WRog Mais WRog Mais WWei 07 + Stell. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 992 248 16.462 4.115 /ha -263 316-399 261-243 492 828 FA SorHybride SorHybride SorHybride WWei 08 + Stell. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 1.181 295 15.529 3.882 /ha 74 34 218 856 FA WRog Sorghum WRog Sorghum WRog Sorghum WWei 09 + Stell. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) -920-230 14.720 3.680 /ha -233-327 -435-473 -253-51 853 26
Werlte (Niedersachsen) Über und konsitente Fruchtfolgen FF-Glieder 1 2 3 4 5 6 7 Deckungsbeitrag in Mittelwert Summe über vier Jahre Methanertrag in m³/ha Mittelwert Summe über vier Jahre FruchtfolgenAggregartion FA Sorg (b. x s.) WRog Mais WTrit WWei 02 + Stell. Haupt-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) (Korn) 1.113 278 8.861 2.215 /ha -55-137 514 257 535 FA Mais WRog Sorg (b. x s.) WTrit EinWeiGr WWei 03 + Stell. Haupt-Fr. Wi.-Zw.Fr. Zweit-Fr. Haupt-Fr. So.-Zw.Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 626 157 13.037 3.259 /ha 456-168 69 115-440 595 FA SGer KleeGr KleeGr KleeGr WWei 04 + Stell. Haupt-Fr. Untersaat Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (GPS) (GPS) (Korn) 556 139 10.292 2.573 /ha 44-199 -44 229 525 FA HaMisch WTrit WRap WWei 05 + Stell. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (GPS) (Korn) (Korn) 960 240 5.114 1.278 /ha 26 233 83 618 FA Mais WTrit WGer WWei 07 + Stell. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (GPS) (Korn) (GPS) (Korn) 1.220 305 7.410 1.852 /ha 494 180 82 464 FA Mais WWei WRog WWei 08 + Stell. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. Haupt-Fr. (Korn) (GPS) (GPS) (Korn) 1.317 329 6.095 1.524 /ha 579 110 224 404 27
3. Überlegungen auf Betriebsebene 28
Gibt es betriebliche Gründe, Alternativen anzubauen? Optimierungsmodell (lineare Programmierung) für eine Biogasanlage mit folgenden Annahmen: Maximierung des Gewinns der gesamten Anlage 500 kw el -Biogasanlage, EEG 2012 Mais, Sorghum, Wintertriticale-GPS in Ein- und Zweikultursystemen sowie Winterzwischenfrucht Roggen möglich Fläche und Lagerraum variabel, aber Kosten berücksichtigt Beispielstandort Ascha (Ertragsniveau Mais: 178 dt TS/ha) 29
Optimale Anbauumfänge in Abhängigkeit der Pachtpreise Fläche in ha / Lagerraum in m 3 300 210 /ha Pachtpreis 309 /ha Pachtpreis 250 500 /ha Pachtpreis 750 /ha Pachtpreis 200 150 100 50 0 30
Fazit Mais ist immer noch die für Biogasanbau lukrativste Kultur Wintergetreide-GPS bietet lukrative Alternative Bei Sorghum hat sich in den letzten Jahren ein positiver Trend gezeigt Sorghum bietet Potential und bedarf weiterer züchterischer Bearbeitung Derzeit führen eher ordnungspolitische Regelungen dazu, dass auch alternative Biogaskulturen angebaut werden ( Maisdeckel, Fruchtfolgebeschränkungen durch Maiswurzelbohrer und Cross Compliance) Hohe Pachtpreise lässt Zweikulturnutzung interessant werden 31
Neue Wege erfordern Mut, Lehrgeld und Geduld 32
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 33
Fazit Sorghum An den Standorten Ascha, Bernburg und Ettlingen liefert Sorghum positive Ergebnisse Das Niveau liegt jedoch noch deutlich unterhalb von Mais Die negative Entwicklung in Dornburg liegt an einem geringen TM-Gehalt m Laufe der Projektlaufzeit ist ein positiver Trend festzustellen TM-Gehalt und Reifezustand ist der kritische Faktor bei Sorghum, weniger das TM-Ertragsniveau 37