Langfristige Bereitstellung von Energie aus der Landwirtschaft Alexander Bauer Institut für Landtechnik Universität für Bodenkultur, Wien 21.10.2016
Status quo: Bioenergieherstellung Energie aus der Landwirtschaft Gasförmige Bioenergie Biogas Biomethan Syngas Biokraftstoffe 1. Generation (Biodiesel, Ethanol) Flüssige Bioenergie Biokraftstoffe Folgegenerationen Feste Bioenergie Pellets Strohverbrennung http://www.biomasse-nutzung.de 2
Status quo: Rohstoffe für die Bioenergieherstellung Energiepflanzen Aktuelle Entwicklung der Energiepreise (elektrisch und thermisch): Trend: kurzfristig, langfristig Entwicklung der Preisindices für Lebensmittel und Futtermittel Trend: Nachfrage nach Biomasse für stoffliche Nutzung Trend 3
Entwicklung der Preisindexe ausgewählter Produkte (Quelle: Kantelhardt, 2013) 4
Nachhaltige Rohstoffe für die Erzeugung von Bioenergie Energiepflanzen Agrarische Reststoffe Kommunale/Industrielle Reststoffe 5
Ausblick: Bioenergieherstellung Energie aus der Landwirtschaft Gasförmige Bioenergie Flüssige Bioenergie Feste Bioenergie Biogas Biomethan Syngas Biokraftstoffe 1. Generation (Biodiesel, Ethanol) Biokraftstoffe Folgegenerationen Pellets Strohverbrennung 6
Differenzierte Betrachtung von Potentiale Theoretisches Potential: Gesamte anfallende Stroh- bzw. Wirtschaftsdüngermenge Technisches Potential: Anteil des theoretischen Potentials, der nach dem Stand der Technik geerntet bzw. erfasst werden kann Wirtschaftliches Potential: Anteil des technischen Potentials, welcher, auf Basis der geltenden energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen, wirtschaftlich genutzt werden kann 7
Technisches Potential Agrarischer Reststoffe Österreich: Europa: Stroh: 2,4 Mio. t TM a -1 131 Mio. t TM a -1 Wirtschaftsdünger: 2,5 Mio. t TM a -1 203 Mio. t TM a -1 Getreidestroh 21% Getreidestroh 23% Wirtschaftsdünger 50% Wirtschaftsdünger 61% Maisstroh 9% Sonnenblumenstroh 2% Rapsstroh 2% Maisstroh 25% Rapsstroh 4% Sonnenblumenstroh 3% 8
Potentiale in Europa Agrarische Reststoffe Korn-Stroh Verhältnis Weizen 0,6 bis 1,8 Gerste 0,9 bis 1,8 Hafer 1,0 bis 2,0 Roggen 1,75 Mais 0,7 bis 2,0 Sonnenblume 1,0 bis 3,0 Raps 1.1 bis 1.7 Reis 0.8 bis 2.3 Quelle: Eurostat, Scarlat et al., 2010, Monforti et al., 2012
Ansätze für eine alternative Landnutzung Nutzung von Grasland-Biomasse, landwirtschaftlichen Reststoffen und kommunalen Abfällen für die Biogas-Herstellung als nachhaltige Alternativen zu Energiepflanzen 21.10.2016 11
Ansätze für eine alternative Landnutzung Nutzung von Grasland-Biomasse, landwirtschaftlichen Reststoffen und kommunalen Abfällen für die Biogas-Herstellung als nachhaltige Alternativen zu Energiepflanzen Probleme bei der Nutzung dieser Materialien Stark verholzte Biomasse Source: Wich et al. (s.a) 21.10.2016 12
Ansätze für eine alternative Landnutzung Nutzung von Grasland-Biomasse, landwirtschaftlichen Reststoffen und kommunalen Abfällen für die Biogas-Herstellung als nachhaltige Alternativen zu Energiepflanzen Probleme bei der Nutzung dieser Materialien Stark verholzte Biomasse Pathogene Hygienisierung Vorbehandlung ist notwendig 21.10.2016 13
Biogas im ländlichen Raum: Modellregion Fläche: 192 km2 Bevölkerung: 3.400 Inputmaterialien für die Biogasproduktion: Heu: 180 ha Grünland Wirtschaftsdünger: 2.850 Rinder, 970 andere Wiederkäuer, 130 Schweine, 1.300 Hühner) Keine Bioabfall 21.10.2016 14
Technisches Potential (2010) Input [t TM/Jahr] Methanertrag [Nm 3 /Jahr] Energie [kwh/jahr] Heu, vorbehandelte Biomasse 557 153.800 1.500.000 Wirtschaftsdünger 6.000 1.163.400 11.500.000 Total 1.217.200 13.000.000 Leistung BHKW elektrisch: 670 kw thermisch: 740 kw Jährliche Produktion (abzüglich Eigenbedarf) Strom 4,5 GWh, Wärme 4,4 GWh Entspricht 29% des Energiebedarfs 21.10.2016 15
Technisches Potential: Potentiale für die Biogasherstellung im Jahr 2010, 2020 und 2030 in der Modellregion 7,0 1.800 Substrat für die Biogasanlage 1.000 t TM a -1 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 2010 2020 2030 Jahr Ungenutzte Grünlandbiomasse Tierische Exkremente Methanproduktion gesamt 1.600 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 Methanproduktion 1.000 Nm 3 a -1 21.10.2016 16
Handlungsfelder für die Zukunft Alle möglichen Reststoffe und Nebenprodukte sollten genutzt werden, wobei die Einflüsse auf den Humusgehalt (standortspezifisch) nicht außer Acht gelassen werden dürfen. Konkurrenz zwischen Energieproduktion, Rohstoffen für die Industrie und der Erzeugung von Lebens- und Futtermitteln muss beachtet werden Biomasse muss mit effizienten und umweltfreundlichen Technologien für die energetische Nutzung optimal vorbehandelt werden, sodass höchste Ausbeuten möglich sind. 17
Institut für Landtechnik: Bioenergie und Umwelttechnik in der Landwirtschaft Alexander Bauer alexander.bauer@boku.ac.at Team Andreas Gronauer Bernhard Wlcek Javier Lizasoain Kwankao Karnpakdee Sonja Mendridas Susanne Frühauf
Thank you! University of Natural Resources and Life Sciences, Division of Agricultural Engineering Alexander Bauer Andreas Gronauer Tel. +43-1-47654-3509 Fax. +43-1-47654-3527 E-mail: alexander.bauer@boku.ac.at alps Centre for Climate Change Adaptation Technologies Javier Lizasoain 19