Weitere KWS-Ratgeber Bitte beachten Sie auch unsere kostenlosen Fachbroschüren zu Rizomania, Rhizoctonia, Nematoden und Blattkrankheiten! Rizomania Einfälle gegen Ausfälle. KWS-RATGEBER Rhizoctonia Herkunft Verbreitung Bedeutung KWS-RATGEBER Nematoden Erkennen Vermeiden Bekämpfen KWS-RATGEBER Blattkrankheiten Schadbilder Schäden Strategien KWS-RATGEBER Bioethanol aus Zuckerrüben KWS-Info Chancen für den Zuckerrübenanbau Einfach bestellen unter: oder Tel.: 0 55 61/311-227 oder Fax: 0 55 61/311-600 oder E-Mail: info@kws.de KWS SAAT AG Grimsehlstraße 31 D-37555 Einbeck Tel.: 0 55 61/311-227 Fax: 0 55 61/311-600 E-Mail: info@kws.com KWS SAAT AG Grimsehlstraße 31 D-37555 Einbeck Tel.: 0 55 61/311-227 Fax: 0 55 61/311-600 E-Mail: info@kws.com
Erneuerbare Energien Zukunftsmusik oder bald schon Realität? Erneuerbare Energien schon jetzt ein riesiges Potenzial! Die Zukunft beginnt jetzt! Schon jetzt sind die erneuerbaren Energien (Sonnen- und Windenergie etc. und insbesondere Bioethanol, Biogas und Biodiesel) aus der Weltenergieversorgung nicht mehr wegzudenken. Der Bedarf und die Nachfrage nach erneuerbaren Energien wird in Zukunft nahezu explodieren, wie viele Institute vorhersagen. Den erneuerbaren Energien aus nachwachsenden Rohstoffen wird eine besondere Bedeutung zukommen, da sie im Gegensatz zu Sonnen- und Windenergie eine konstante Energieversorgung ermöglichen. Aus Feldfrüchten werden Energiefrüchte, aus denen Brenn- oder Treibstoffe produziert werden: Energie wächst in Zukunft auf dem Feld! Im Energiemix der Zukunft kommt gerade den Biotreibstoffen eine große Bedeutung zu, da der Transportsektor weltweit weiter stark wachsen wird. Entsprechend steigt der Bedarf für Treibstoffe aber auch die Notwendigkeit, Emissionen zu reduzieren. Die Lösung für beides bietet Bioethanol der Treibstoff der Zukunft. Legen wir schon heute den Grundstein für die Märkte von morgen! Erneuerbare Energien sind aus unserer Zukunft nicht mehr wegzudenken und Bioethanol wird die zentrale Rolle spielen. energy-farming Energie wächst auf dem Feld! Anteil unterschiedlicher Energieträger zur Deckung des Welt-Energiebedarfs 1860-2060 in Prozent 80 70 60 50 40 30 20 10 0 traditionelle Biomasse Kohle Kernkraft Öl, Gas 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 Quelle: Deutsche Shell AG 2006 erneuerbare Energie Noch unbekannte Energiequellen der Zukunft 2 3
Bioethanol die saubere Alternative! Ist Bioethanol ein deutscher oder europäischer Alleingang? Die Bundesrepublik Deutschland hat sich im Kyoto-Protokoll verpflichtet, die Emissionen aus Treibhausgasen bis 2012 im Vergleich zu 1990 um 21 % zu reduzieren. Dieses Ziel soll unter anderem mit der Verwendung von alternativen Brennstoffen wie Bioethanol umgesetzt werden. Damit der Absatz von Biokraftstoffen auch sichergestellt wird, wurde ein Beimischungszwang erlassen. Welt EU Deutschland 5,2 % 8 % 21 % Bis 2020 sollen 20 % der Kraftstoffe im Straßenverkehr durch alternative Kraftstoffe ersetzt werden. Erwartungen an die Verwendung von Bioethanol: Klimaschutz Kyoto-Protokoll => CO 2 -Reduktion (Verkehrswesen verursacht höchste CO 2 -Emissionen) Versorgungssicherheit und mehr Energieunabhängigkeit von Öl-und Erdgasimporten Einkommensalternativen für heimische Wirtschaft Arbeitsplätze im ländlichen Raum Entlastung der Agrarmärkte Alternativeinkommen für Landwirte Durch den heimischen Anbau der Rohstoffe und die heimische Produktion bleibt die Wertschöpfung in unserem ländlichen Raum. Gleichzeitig leisten Landwirte und Zuckerindustrie einen großen Beitrag zu Klimaschutz und Energieversorgung. Die Welt setzt auf Bioethanol! Bioethanol ist schon lange kein Exot mehr, sondern ist eine wichtige Größe in der Energieversorgung der USA, Südamerikas und der Europäischen Union und damit der größten Wirtschaftszonen der Welt. Bioethanol wird entsprechend kein Strohfeuer, sondern langfristig eine feste Größe in der Treibstoffversorgung der Welt sein. Die Aussichten für die Entwicklung der heimischen Produktion und Absatzmärkte für Bioethanol sind daher positiv: Nicht nur die Produktion, sondern auch der Bedarf an Bioethanol werden weltweit weiter deutlich steigen, da es riesige Absatzmärkte mit einer entsprechenden Nachfrage gibt. Die weltweiten Produktionszuwächse bei Bioethanol werden durch die steigende Nachfrage größtenteils schon in den Produzentenländern absorbiert. Zusätzlicher Bedarf wird entstehen: Automobilhersteller werden Motoren und Fahrzeuge weiter entwickeln. Schon jetzt gibt es Flex-Fuel-Autos, die mit E-85, einem Treibstoff mit 85 % Anteil Bioethanol, fahren können. Kosten und Konkurrenzkraft von Bioethanol werden steigen: Infrastruktur, Logistik und Produktionstechnik wird auf breiter Front weiterentwickelt, um Prozesse zu optimieren und Kosten zu senken. Prognose der Bioethanolproduktion weltweit Mio m 3 140 120 100 80 60 40 20 0 1990 1995 2000 2005 2010 Quelle: Institut für Weltwirtschaft, Kiel, 2005 2015 2020 4 5
Wie wird Bioethanol verwendet? Fossile Brennstoffe knapp und teuer! Derzeit gibt es zwei Einsatzformen: 1. Verwendung als Additiv ETBE Die synthetisch hergestellte Verbindung ETBE (Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether) verbessert die Klopffestigkeit von Brennstoffen und ersetzt das bisher verwendete unweltschädliche und krebserregende MTBE (Methyl-Tertiär-Butyl-Ether). ETBE besteht zu 45 % aus Ethanol und ist als Additiv bis zu 10 % in Ottokraftstoffen enthalten. 2. Direkte Beimischung zu Ottokraftstoffen Ethanol kann fossilen Brennstoffen in unterschiedlichen Anteilen von 5 % (E-5) bis 85 % (E-85) beigemischt werden. Derzeit gängig ist eine Beimischung von bis zu 5 % (ein E-5 Blend, welches von den aktuellen Ottomotoren ohne Umrüstung verbrannt werden kann). In Zukunft sind sogar E-10 Blends denkbar die deutsche Automobilindustrie hat sich dafür ausgesprochen. Weitere Verwendungsmöglichkeiten zeichnen sich bereits für die Zukunft ab: Es wird aktuell daran gearbeitet, Ethanol auch Diesel beizumischen. Durch die Verwendung spezieller Additive soll eine Beimischung bis zu 7,5 % möglich sein. Auch die langfristigen Perspektiven für Ethanol sind hervorragend: Für Brennstoffzellen, den Energieaggregaten der Zukunft, kann Ethanol als Wasserstoffträger und damit als Brennzellen- Treibstoff dienen. Bioethanol Aktuelle Verwendungsformen ETBE Additiv (Klopffestigkeitsverbesserer) E-5 Blend E-10 Blend E-85 Blend Direkte Beimischung (Blend) Fossile Brennstoffe wie Erdöl und Erdgas sind gegenwärtig die wichtigsten Energiequellen für Industrie und Verkehr. Das stetige Wachstum des Verkehrssektors wird auch zukünftig den Bedarf an Kraftstoffen weiter forcieren. Dass der Bedarf aber auch in Zukunft allein durch fossile Kraftstoffe abgedeckt werden kann, ist unwahrscheinlich und aus umweltpolitischen Aspekten wenig sinnvoll! ETBE Ethanol für Brennstoffzellen E-85 Blend E-85 Blend E-85 Blend E-10 Blend E-10 Blend E-5 Blend E-5 Blend E-5 Blend ETBE ETBE ETBE 2004 2007 2010 2020? Verwendung von Ethanol in Treibstoffen Die Verwendungsmöglichkeiten für Ethanol werden in Zukunft noch vielfältiger. Flex-Fuel-Motoren können sowohl mit E-85 als auch mit normalem Benzin fahren. Die Technik ist schon heute verfügbar und gehört in Brasilien oder Schweden schon zum Standard. Entwicklung des Rohölpreises (Sorte Brent) USD pro Barrel (159 l) 80 70 60 50 40 30 10 10 Jan 02 Jan 03 Jan 04 Jan 05 Jan 06 Quelle: OnVista Gruppe, 1999 2006 Bioethanol wird in der zukünftigen Kraftstoffversorgung der großen automobilen Länder nicht mehr wegzudenken sein! 6 7
Was genau ist Bioethanol? Unschlagbar stark Zuckerrübe und Bioethanol! Bioethanol ist aus landwirtschaftlich angebauten Pflanzen hergestellter Alkohol (Synonyme: Ethanol, Spiritus, Weingeist). In Europa wird Bioethanol hauptsächlich aus Rübenzucker oder Getreidestärke gewonnen. Das Ethanolmolekül (C 2 H 5 OH) 1 ha Getreide 1 ha Zuckerrüben Biomasse Produktion Vom Rohstoff zum Ethanol Umwandlung der Biomasse in ein für Hefen fermentierbares Substrat Fermentierung des Substrats zu Ethanol Alkoholische Gärung Der Weg vom Feld in den Tank Gewinnung von Ethanol und Koppelprodukten Bioethanol kann aus allen Rohstoffen hergestellt werden, die Zucker oder Stärke enthalten. In Zukunft wird es evtl. sogar möglich sein, aus Cellulose Ethanol herzustellen. Bei der Herstellung von Ethanol sind Hefepilze (Saccharomyces cerevisiae) notwendig, die durch alkoholische Gärung das Zuckermolekül in Ethanol und Kohlendioxid aufspalten. Das Kohlendioxid ist natürlich Treibhausgas-neutral, da es im Naturkreislauf bleibt und nicht aus fossilen Vorräten zusätzlich in die Atmosphäre abgegeben wird. Die Vorteile von Bioethanol: geringere fossile CO 2 -Emissionen höhere Oktanzahlen und höhere Klopffestigkeit zu geringeren Kosten geringere Schwebstaubemissionen kein Schwefelgehalt biologisch abbaubar weniger toxisch als Methanol in Ottomotoren höherer energetischer Wirkungsgrad als Benzin weniger Formaldehyd 9 t Getreide ca. 3200 Liter Bioethanol 65 t Rüben mit 18,5 % ZG ca. 7500 Liter Bioethanol Mit Zuckerrüben lässt sich von 1 ha mehr Ethanol gewinnen als vergleichsweise von Getreide. Neben dem doppelt so hohen Energiegewinn fallen bei der Ethanolherstellung aus Zuckerrüben zusätzlich interessante Nebenprodukte an, wie z.b. Pressschnitzel oder Vinasse. Was genau Vinasse ist und wofür sie verwendet wird, können Sie auf Seite 13 nachlesen. 8 9
Wie wird Bioethanol industriell hergestellt? Ihre Notizen In der Zuckerfabrik können zuckerhaltige Säfte in unterschiedlichen Prozessschritten zur Ethanol-Produktion abgezogen werden. Am gebräuchlichsten ist die Verwendung von Dicksaft oder auch Melasse. Wichtig ist, dass alle Rüben, egal ob sie zur Zucker- oder zur Ethanol-Produktion bestimmt sind, einen Großteil des Produktionsprozesses der Zuckerfabrik durchlaufen müssen. Der Zucker aus dem Roh- oder Dicksaft dient direkt als Nahrungsgrundlage der Hefen, die den Zucker zu Alkohol vergären. Die Ethanol-Herstellung aus Getreidestärke ist technisch komplexer. Bis das Getreide zur Fermentation (= alkoholische Gärung) kommt, muß es zunächst gemahlen Rüben Schnitzel Weißzucker Anlieferung Waschen Schneiden Extraktion Rohsaft Saftreinigung Verdampfung Dicksaft Melasse Kristallisation Fermentation zu Bioethanol und mit Wasser vermischt werden. Im folgenden Schritt werden Enzyme zugefügt, um die Stärke zu Zuckern zu spalten. Erst die aus der gespaltenen Stärke hervorgegangenen Zucker können von den Hefen zu Alkohol vergährt werden. 10 11
Wie funktioniert die Ethanol-Produktion? Vinasse ein interessantes Nebenprodukt! Der Dicksaft (oder der Rohsaft) aus der Zuckerfabrik wird mit Bierhefen versetzt. Diese können durch die alkoholische Vergärung den Zucker der Rübe direkt in Alkohol umwandeln. In dem sich anschließenden Verfahrensschritt der Destillation wird der Alkohol von der restlichen Flüssigkeit getrennt. In der abschließenden Rektifikation und Dehydrierung wird der Alkohol auf einen Prozentsatz von nahezu 100 % aufkonzentriert. Alkohol-Gehalte in den einzelnen Prozessschritten: Fermentation: Destillation: Rektifikation: Absolutierung: (12-14 Vol. % Alc.) (82-87 Vol. % Alc.) (> 96 Vol. % Alc.) (azeotrop bei ca. 97,2 %) (> 99,7 Vol. % Alc.) Dicksaft, Rohsaft Abbildung rechts: Verfahrensschema Bioethanolherstellung aus Dicksaft oder anderen zuckertechnologischen Medien nach dem kontinuierlichen Verfahren. Quelle: FNR 2003 Wasser Wrmet uscher Kondensat Evaporation Hefeansatzbeh lter Hefe Fermentation Dampf Maische Schlempe Maische Separation K 2 SO 2 Destillation Rektifikation Regenerat Dehydrierung ETHANOL Dampf VINASSE Vinasse ist ein interessantes Nebenprodukt der Bioethanol-Produktion. Es handelt sich um den entzuckerten Dicksaft, dem das Ethanol entzogen wurde. Vinasse ist in der Tierernährung einsetzbar und wird von der Futtermittelindustrie zur Optimierung von Mischfuttern für Rinder, Schweine und Geflügel eingesetzt. Vinasse ist reich an Kalium und hat einen Anteil von ca. 3 % organisch gebundenem Stickstoff. Damit ist Vinasse auch als Kalium-Dünger interessant und einsetzbar. Die flüssige Vinasse kann ähnlich wie Gülle besonders einfach auf die Getreidestoppel ausgebracht werden. Inhaltsstoffe Gewichts-% in Frischmasse kg/ha in 2,5 t Vinasse Trockenmasse (TM) 68 1.700 organische Masse in TM 48 816 ph (10 % KCL-Lösung) 6 spezifisches Gewicht 1,3 l (1 l Vinasse = 1,31 kg) Zucker (Glukose) 2 3 50 75 N-gesamt 3 3,5 80 K 2 O 8 9 200 225 P 2 O 5, MgO, Na 2 O je 0,2 0,5 5 10 CaO 0,8 1,2 25 S Schwefel 0,15 < 4 B Bor 10 u. > mg/kg Organische Schadverbindungen nicht nachweisbar (n.n.) Quelle: Debruck 2003 12 13
Bioethanolrüben eine Chance für den Zuckerrübenanbau Argumente für den Bioethanolrübenanbau? Die Entscheidung, ob sich der Anbau von Ethanolrüben lohnt, ist stark von der Wettbewerbsfähigkeit der Alternativfrüchte wie z.b. Stoppelweizen, Raps oder Sommergerste abhängig. Für jeden Betrieb gilt es daher zu kalkulieren, inwieweit ein Wettbewerbsvorteil für den Ethanolrübenanbau besteht. Welche Chancen bietet der Bioethanolrübenanbau? Ein Anstieg des Erdölpreises verteuert auch den Ethanolpreis (Abb. Mitte). Mit dem Ethanolpreis wiederum ist der Rübenpreis eng gekoppelt (Abb. rechts). Schwankende Preise stellen somit ein Risiko, aber im viel größeren Maße auch eine Chance für den Betrieb dar. Prognosen auf Basis der Entwicklung der letzten Jahre und der gestiegenen Nachfrage Preisentwicklung von Bioethanol und Rohöl seit Mitte 2005 /Liter 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 Quelle: F.O. Licht, MWV Mai 05 Juni 05 Juli 05 Aug 05 Sept 05 Okt 05 Nov 05 Dez 05 Jan 06 Feb 06 Bioethanol Rohöl März 06 April 06 Mai 06 nach Bioethanol, besagen nämlich, dass auch in Zukunft von einem stabilen bis steigenden Ethanolpreis auszugehen ist. Beziehung zwischen Ethanolpreis und Rübenpreis Ø Rübenpreis in /t bei 17,5 % Zuckergehalt inkl. Ø Nebenleistungen 35 30 25 20 15 10 5 0 9,46 15,13 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 Bioethanolpreis in /Liter Quelle: Nordzucker Akzente, Juni 2006 31,02 28,75 24,21 26,48 20,81 Für den Anbau von Zuckerrüben spricht: Die ausgereifte Produktionstechnik sowie das Know-how für einen erfolgreichen Rübenanbau ist seit Jahren in den Betrieben vorhanden. Daher keine Änderung der Produktionsweise von Zuckerrüben. Es ist leichter einen etablierten Produktionszweig auszudehnen, als neue Kulturpflanzen in die Fruchtfolge aufzunehmen. Hohe und stabile Zuckererträge. Die Zuckerrübe liefert einen hervorragenden Vorfruchtwert (30 50,- ) und erhält auch die Energiepflanzenprämie. Eine Unterstützung bei der Entscheidung bietet der Bioethanol-Rechner auf: www.dnz.de oder www.nordzucker.de/ruebenanbau Gleiche Produktionsbedingungen unabhängig von der Verwertungsrichtung. 14 15
Die ideale Sorte für den Nordzucker-Bioethanolrübenanbau! Die leistungsfähigste Zuckerrübe ist auch die leistungsfähigste Ethanolrübe! Sie haben sich für den Anbau von Ethanolrüben entschieden. Nun gilt es eine Zuckerrübensorte auszuwählen, die sich für Ihre Ansprüche optimal eignet. Was gilt es bei der Sortenwahl zu beachten? Keine Kompromisse beim Zuckerertrag Auch bei Ethanolrüben heißt das Ziel 15 Tonnen Zuckerertrag! Ertrag für höchste Produktivität! Hohe Zuckergehalte (ZG) erhöhen den Rübengrundpreis deutlich Beispiel: bei 16 % ZG = 18,- /t Bei einem Zuckergehalt von 17,5 % (Nordzucker-Durchschnitt) ergibt das einen Rübenpreis von schon 24,21 /t Mit zuckerreichen Sorten wie FELICITA sind noch höhere Rübenpreise möglich, z.b. bei 18,5 % ZG = 25,83 /t inkl. Nebenleistungen, bei einem Ethanolpreis von 55 ct/l Zucker für viel Ethanol! Gute Qualitäten werden auch bei Ethanolrüben belohnt Mehrerlös von über 100,- /ha sind möglich durch hohe Qualitätsprämien Top-Qualität, die sich auszahlt! Die Frachtenregelung von Nordzucker für Bioethanolrüben verlangt zuckerreiche Ladungen. Das bedeutet viel Zucker mit möglichst wenig Tonnage transportieren! Das aktuelle KWS-Zuchtprogramm erfüllt aufgrund langjähriger Erfahrung schon heute alle Anforderungen für eine zukünftige Ethanol-Produktion. Sorten mit Höchstleistung auch in der Bioethanol-Produktion: für Flächen mit und ohne Rizomania FELICITA RZ und für absolut rizomaniafreie Flächen Die Sorte, die alle die Anforderungen erfüllt, existiert bereits! FELICITA RZ ist die ideale Sorte für den Bioethanolrübenanbau! Sie kombiniert einen hohen Zuckerertrag mit sehr hohen Zuckergehalten und einer hervorragenden inneren Qualität, die sich für Sie auszahlt. Für absolut rizomaniafreie Standorte eignet sich ebenfalls hervorragend ALYSSA für den Bioethanolrübenanbau. ALYSSA FELICITA RZ, die ideale Sorte zur Zucker- und Ethanolherstellung Wir haben langjährige Erfahrungen mit Zuckerrüben und Bioethanol! KWS Aufkleber aus dem Jahr 1984 (links) und 2006 (oben) 16 17
KWS-Profis vor Ort Wir helfen Ihnen gerne weiter: KWS-Profis vor Ort Wir helfen Ihnen gerne weiter: A B C D F G H I E A / Steffen Ernst Rudolf-Tarnow-Straße 9 17159 Dargun Tel.: 03 99 59/2 02 03 Mobil: 01 73/5 37 00 01 Fax: 03 99 59/2 02 09 E-Mail: s.ernst@kws.com B / Fritz-Jürgen Lutterloh Wilhelm-Busch-Weg 6 29348 Eschede Tel.: 0 51 42/41 02 83 Mobil: 01 73/5 37 00 03 Fax: 0 51 42/41 02 84 E-Mail: f.lutterloh@kws.com C / Dr. Götz Neshau Dorfstraße 18 39365 Siegersleben Tel.: 03 94 09/65 79 Mobil: 01 73/5 37 00 02 Fax: 03 94 09/94 20 E-Mail: g.neshau@kws.com D / Fritz Hübner Drüber-Am Hüttenkrug 3 37574 Einbeck Tel.: 0 55 61/98 20 60 Mobil: 01 73/5 37 00 04 Fax: 0 55 61/98 20 62 E-Mail: f.huebner@kws.com G / Hans-Wilhelm Roth Lühnde-Hauptstraße 17 31191 Algermissen Tel.: 0 51 26/80 27 07 Mobil: 01 72/2 36 37 41 Fax: 0 51 26/80 27 09 E-Mail: h.roth@kws.com Beratungsgebiet (Anbaugebiete): Anklam, Güstrow, Schleswig-Holstein Beratungsgebiet (Anbaugebiete): Clauen, Munzel, Uelzen, Bassum Beratungsgebiet (Zuckerfabriken): Klein Wanzleben, Könnern Beratungsgebiet (Anbaugebiete): Wierthe, Nordstemmen, Lage Beratungsgebiet (Anbaugebiete): Schladen-Vorharz, Wabern, Warburg, Soest 18 19