Post on 03-Sep-2019
Block 5 – Parallelforum B:
„Altholz – Quo Vadis“
Erkenntnisse aus dem BMWi Forschungsvorhaben der
IZES gGmbH und STEAG New Energies GmbH
Würzburg, 28. September 2018
IZES gGmbH: Frank Baur, Bernhard Wern,
Cornelia Vogler
STEAG NE GmbH: Frank Scholl
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
11:30 Uhr – 11:50 Uhr Frank Baur (IZES):
Altholz im Energiemarkt
11:50 Uhr – 12:10 Uhr Cornelia Vogler (IZES):
Erste Projektergebnisse: Kraftwerksliste und
Altholzmengen im deutschen Energiemarkt
12:10 Uhr – 12:30 Uhr Frank Scholl (STEAG NE):
Wirtschaftlichkeit und Technik der Altholz-Kraftwerke
Novelle der Altholzverordnung
12:30 Uhr – 12:50 Uhr Ludger Gordalla (Luther Nierer RA):
Rechtliche Verankerung des Themas Altholz
12:50 Uhr – 13:10 Uhr: Dr. Detlef Schmiedl (Fraunhofer ICT)
entfällt krankheitsbedingt
13:10 Uhr – 13:30 Uhr Diskussion, anschließend Mittagspause
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Agenda –„Altholz - Quo vadis?“
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 20183
Frank Baur
Altholz im Energiemarkt
Der Projektansatz zu „Altholz – Quo Vadis“
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Projektfokus die Herausforderungen des Marktes
Entsorgungs-sicherheit
Schadstoff-belastung
Post EEG Finanzierung
Effizienz/ Wärmeaus-
kopplung
System-dienst-leistung Altholz-
kraftwerke
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Regel-
vermutung
Qualitäts-
sicherung
Markt-
integration
Preise
Standorte
Abfall-
hierarchie
Umsetzung
Kaskaden
Entwicklung
Mitverbrenn-
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Kraftstoffe
CCS, CCU
EU: Im-/Export
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Überregionaler Strommarkt
StoffstromAltholz
Regionaler Wärme-markt
Brennholz-/ Frischholz-
markt(Wohn-) Bebauung
Entsorgungs-markt
Stoffliche Verwertung
Enge Verzahnung des Stoffstroms
Altholz mit den Strom- und
Wärmemärkten.
Verzahnung auch mit den Bereichen
der stoffliche Nutzung und dem
Entsorgungsmarkt
Der Wärmemarkt als Plattform
der Wärmewende
ist wiederrum mit dem
Brennholzhandel und
der Wohnbebauung
verwoben.
Multispektrales Betätigungsfeld
mit vielen Akteuren und
Interessenslagen
Altholz – transsektorale Verzahnung
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 20186
Altholz – Anteil an den EE (2016)
Quelle: eigene Darstellung nach AGEE, 2016
Zusätzliche Effekte im Bereich
a) der Wertschöpfung
Anlageninvestition ca. 3 Mrd. €*
Umsätze-Strom ca. 600 Mio. €
ca. 2.000 Arbeitsplätze**
b) des Klimaschutzes (2011)
ca. - 5 Mio. t CO2 bzw.
ca. 4,2% zu EE (Strom/Wärme) ***
* Anlagenbestand bis 2016 von 810 MWel; Quelle BAV
** nach Branchenangaben
*** Dehoust et al., 2014 und AGEE, 2016
ca. 80 Anlagen mit 810 MWel**
(EEG, nicht-EEG, keine Heizwerke, Stand 2015/2016, BAV e.V. )
Altholz-Wärme
ca. 2 Mrd. kWh
Altholz-Strom
ca. 6 Mrd. kWh
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 20187
Altholz - generelle ökonomische Effekte
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Altholz – Einfluss der Kaskadennutzung
„Wir werden die Recyclingpotenziale weiterer relevanter
Abfallströme wie Altholz … evaluieren und verstärkt nutzen.“
Koalitionsvertrag der Bundesregierung, 2018
Stoffliche Nutzung meist
vorteilhaft gegenüber der
direkten energetischen Nutzung
abhängig vom jeweiligen
Referenzprodukt
Die Holzeinsparung steigt mit
der Anzahl der Kaskadenstufen.
Aber: erhöhte Anforderungen
an das Produktdesign / die
Produktverantwortung
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 20189
Single-stage:
Ein biogener Rohstoff wird
zu einem bio-basierten
Endprodukt verarbeitet und
dieses Endprodukt wird
mindestens ein weiteres Mal
stofflich oder energetisch
genutzt.
Stand der Kreislaufwirtschaft?
Multi-stage:
Ein biogener Rohstoff wird
zu einem bio-basierten End-
produkt verarbeitet und
dieses Endprodukt wird vor
der energetischen
Verwertung mindestens ein
weiteres Mal stofflich
genutzt.
Die Herausforderung!
Altholz – Einfluss der Kaskadennutzung
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Holzkaskaden: ja, aber nicht um jeden Preis
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Messbare ökologische Vorteile für multi-stage-Kaskaden im Bereich THG,
Ressourcenverbrauch, Feinstaub, etc., aber …
… Problem der Anreicherung von Schadstoffen und aktuell hohes
Substitutionspotenzial im energetischen Bereich.
Daher: notwendiger Diskurs zu den Hochwertigkeitskriterien im Kontext
§ 6 (1) KrWG (Nachrangigkeit der energetischen Nutzung) und des
§ 4 AltholzV (Gleichrangigkeit der energetischen Nutzung).
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Prüfkriterien:
Vorrang hat gemäß § 6 (2) KrWG die Maßnahme, die den Schutz von
Mensch und Umwelt am besten gewährleistet. Zu berücksichtigen sind
dabei folgende Aspekte:
zu erwartende Emissionen
das Maß der Schonung natürlicher Ressourcen
die Anreicherung von Schadstoffen in Erzeugnissen, in Abfällen zur
Verwertung oder in daraus gewonnen Erzeugnissen
die technische Machbarkeit, die wirtschaftliche Zumutbarkeit und die
sozialen Folgen
Holzkaskaden: ja, aber nicht um jeden Preis
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Mobilisation and utilisation of Recycled
Wood for lignocellulosic BioRefinery
processes – Dr. Detlef Schmiedel
www.rewobioref.eu
Potenzial alternativer stofflicher Nutzungspfade
Chemische und physikalische
Zusammensetzung von Altholz-
mischungen
Feststellung definierter
Trennkriterien
Optimierte Vorbehandlungstech-
nologien zur stofflichen Trennung
(Cellulose, Lignin, Hemicellulose)
Produktion einer
hydrolysierbaren Cellulose-Pulpe
zur Herstellung von Chemikalien
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 201813
Altholz – Einschätzungen
Effiziente Altholzkraftwerke sind ein wichtiger Bestandteil politisch
erwünschter Biomasse-Kaskadenprozesse.
Für Altholz besserer Qualität (AI und je nach Belastung AII) sollte die
stoffliche Nutzung Präferenz haben, belastete Althölzer (AII bis IV)
sollten thermisch verwertet/entsorgt werden.
Altholzkraftwerke erzeugen Strom und Wärme aus einem
Abfallstoffstrom und sind daher systemisch relevante Akteure im
regionalen Wärme- und Strommarkt
Altholzkraftwerke sichern die Entsorgung ihres Altholzes
Aktuelle Entwicklungen sind zu beobachten.
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BMWi-Projekt „Altholz – Quo Vadis“
Förderung: BMWI – Programm: „Energetische Biomassenutzung“
Laufzeit: 2 Jahre (bis 07/2019)
Partner: IZES gGmbH, STEAG New Energies GmbH
Projekthintergrund:
Situation der Altholz(heiz)kraftwerke nach Wegfall EEG
unklare Bedeutung der energetischen Altholzverwertung im Energiesystem
unklare Entwicklung des Angebotes von Altholz
Projektziele:
Bewertung des künftigen Anfalls von Altholz
Entwicklung technischer Optionen und Handlungsmodelle zum Betrieb der
Altholz(heiz)kraftwerke
Gesamtbewertung des Weiterbetriebes von Anlagen unter Berücksichtigung der
Wirtschaftlichkeit im Kontext EU-konformer Fördermechanismen
Definition eines angepassten und systemdienlichen Anlagenbestandes
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 201816
Cornelia Vogler
Erste Projektergebnisse: Energiemarkt, Altholzaufkommen
und Kraftwerksliste in Deutschland
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
EEG Einordnung von Altholz
Förderung von Altholzverbrennungsanlagen seit EEG 2000
EEG-vergütungsfähige Biomasse gemäß § 2 (3) BiomasseV bis 2012
Altholz, bestehend aus Gebrauchtholz […] oder Industrierestholz […] das
als Abfall anfällt, […]
Weiterentwicklung des EEGs ermöglicht bestehenden Altholzanlagen
die Direktvermarktung des Stromes (Marktprämienmodell EEG 2012)
Im Jahr 2012 wurde über die Änderung der Biomasseverordnung die
EEG Förderung für neue Altholzanlagen eingestellt.
Nicht als Biomasse gelten nach § 3 BiomasseV seit 2012:
[…] gemischte Siedlungsabfälle aus privaten Haushaltungen […]
einschließlich […] herausgelöste Biomassefraktionen,
Altholz mit Ausnahme von Industrieholz […] IRH weiter EEG-fähig
EEG 2017 enthält keine Anschlussregelung für Altholzanlagen
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
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Entwicklung der Altholz-Preise 2003-2018
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Altholzaufkommen (Angebot)
Analyse auf Grundlage statistischer Daten und Metadaten
Reduktionsfaktoren je EAV Nummer, zur Abschätzung des Altholzanteils
Korrelation zu BIP, Holzeinschlag, Preisentwicklung, u.a.
Ergebnis: Steigendes Altholzaufkommen über die Jahre 2007 bis 2016 durch
höhere Mobilisierung und Importüberschuss
Externe Faktoren
D: Gesetzliche Regelungen (z.B. EEG, Kohleausstieg) sowie
Wirtschaftskrisen und Baukonjunktur (z.B. hohe Korrelation zwischen BIP
und Verpackungs- sowie Bau- und Abrissalthölzer)
EU: Angebot und Nachfrage für Altholz im EU-Ausland („Grüne Liste“,
Deponierungsverbot (2005)), Veränderung in den europäischen Märkten
(Kraftwerksausbau, Spanplattenwerke, Holzmarkt)
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Analyse des Altholzmarktes
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Altholz in Abfallentsorgungsanlagen
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Altholzverbringung (Nachfrage)
Energetische Nutzung:
Erhebung der EEG geführte Altholzkraftwerke mit Auslauflinie
Mantau Abschätzung zum Altholz in Nicht-EEG Anlagen
Z.Zt. gehen Teile des Siedlungsabfalls und Sperrmülls in MVA/ EBS Kraftwerke.
Freie Kapazität für die Zukunft noch 1 bis 1,3 Mio t.
Stoffliche Nutzung: DeSH und HWI
z.Zt. 1,4 Mio. t. Altholz in der HWI mit der Perspektive auf 2 Mio. t aufzustocken
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Analyse des Altholzmarktes
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Herleitung EEG Altholzkraftwerksliste
Anlagenliste des BAV e.V.: Adressen, Informationen, Kategorien,
Leistungen, Kosten, etc.
IZES Anlagenliste: BNetzA, Energymaps, EEG-Anlagenlisten,
eigene Datenbanken
Zusammenführung Anlagenlisten BAV und IZES sowie
STEAG: Anlagenabgleich, Identifikation von
Abweichungen, EEG-Anlagenschlüssel, etc.
Internetrecherche zu Daten und
Aktualisierung Anlagenbestand, Abgleich
mit Literatur: UBA-Bericht „Energie-
erzeugung aus Abfällen“ 2018, Mantau
Studien, UFZ-Anlagendaten
Zusammenfassende
Darstellung und Analyse zu
Brennstoffen, Genehmigungen,
Leistungen, Rückkopplung an
Experten
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Gesamtholzverbrauch in BM
Feuerungsanlagen nach
Mantau et al. 2018a/b und 2014
6,6 Mio. t/a Altholz in gr.+kl.
Feuerungsanlagen und
0,6 Mio. t/a in Haushalten
13,9 Mio. t/a Holzeinsatz in
EEG-Biomasseanlagen (DBFZ
Biomasse-Monitoring 2015)
5,2 Mio. t/a Altholz, in EEG-
Anlagen (IZES Berechn., 2018)
Zusätzl. 2 Mio. t/a in nicht EEG
Feuerungsanlagen gemäß
Mantau et al. 2018
Altholzverbräuche
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Quellen: u.a. Mantau et. al. Studien zu Holzfeuerungsanlagen
2014 und 2018 , UBA-Bericht zur Energieerzeugung aus Abfällen
2018 , DBFZ-Biomassemonitoringbericht 2015, eigene
Berechnungen
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 201824
EEG-Altholzkraftwerke (2018)
Genehmigung nach
BImSchV
AH-
Kategorien
Anlagen-
anzahl
Gesamt-
kapazitätMWFWL MWel MWth KWK
4. BImSchV + TA-Luft AI - AII 18 1,1 Mio. t/a 549 114 141 94%
4. BImSchV +
17. BImSchVAI – AIII 10 0,8 Mio. t/a 386 90 114 80%
4. BImSchV +
17. BImSchVAI - AIV 38 4,4 Mio. t/a 2.290 541 617 72%
Gesamt AI - AIV 66 6,3 Mio. t/a 3.225 745 892 79%
Kriterien für Aufnahme in die Altholzkraftwerksliste :
Altholzeinsatz Mono/Misch und EEG Finanzierung (max. 20 MWel)
41 Anlagen 100% Altholz (465 MWel) und
25 Anlagen vorrangig mit Frisch- und Resthölzern (280 MWel)
Hürth-Knapsack: 2019 Umzug Holzkraftwerk mit 20 MWel aus Finnland
mit ca. 0,22 Mio. t/a Altholz (Erst-Inbetriebnahme 2009 EEG 2009)
Quelle: eigene Berechnung IZES, 2018
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Status Quo und Ausblick des Altholzmarkt
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Entsorgungsnotwendigkeit
dieser Altholz Mengen:
Entsorgungsnotstand durch
Mobilisierungserfolg???
Sättigung wahrscheinlich
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Altholz muss – aufgrund des Wegfalls der EEG Vergütung – multiple
Finanzierungsmechanismen suchen, um die Kosten des Kraftwerks zu
decken. Dazu gibt es drei Stellschrauben im Post-EEG Zeitalter:
Strompreis: Erlöse aus dem Verkauf erzeugten Stroms
Wärmepreis: Erlöse aus dem Verkauf erzeugter Wärme
Brennstoffpreise: Erlöse aus der Entsorgungsaufgabe
Altholz im Energiemarkt
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Pro Kopf Verbrauch von fester Biomasse im EU 28 Vergleich
Überdurchschnittlich: SE, AT und CZ
Unterdurchschnittlich: BE, FR, DE, IT, LUX, UK
Großbritannien: höchste absolute Werte bei der Stromproduktion aus
fester Biomasse, ausschließlich Verstromung.
Deutschland folgt an zweiter Stelle; pro Kopf berechnet nivelliert sich
dieser zweite Rang jedoch!
Schweden: maximale netzgebundene Strom- und Wärmeproduktion
aus festen Biomassen
Österreich: relativ hohe Werte in Bezug auf seine Einwohnerzahl
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Bioenergie: Vergleich ausgewählter EU-Staaten
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
In den einzelnen EU-Staaten bestehen im Wesentlichen drei Formen
der Unterstützung der Produktion von Strom/ KWK aus Biomasse:
Einspeisetarife (AT, CZ, DE, LUX)
Marktprämien (CZ, FR, DE, IT, NL) sowie
Investitionsbeihilfen und diverse Mischformen (BE, UK, IT, LUX).
Andere Formen der Unterstützung (insb. Auktionen, Quotenregelungen,
Net Metering) sind gegenwärtig nicht anzutreffen.
Insb. Schweden besitzt keinen spezifischen Fördermechanismus,
nimmt dennoch den Spitzenplatz bei der Nutzung fester Biomassen ein!
Quelle: www.res-legal.eu/compare-support-schemes/; Zusammenstellung im
September 2018
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Bioenergie: (Förder-)Mechanismen zur Markteinführung
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 201829
Bioenergie - Wärmenetze
Kohle33%
Gas57%
Abfallverwertungs-anlage
2%
Öl5%
Biomasse /-gas1%
Sonstiges2% Verteilung der Energieträger
in großen Fernwärme-
verbünden, eigene
Erhebungen 2018
Entwicklung der
Energieträger in
Wärmenetzen in Schweden,
Werner (2017)
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
Führend in Forst-, Papier- und Zellstoffindustrie
Hohe Verbreitung von Wärmenetzen und CO2 Steuer
93% der MFH, 17% der EFH und 80 % der GHD-Gebäude
Stadtwerken steigen früh in die eigene Stromproduktion ein (50/60er Jahre)
Kommunaler Wohnungsbau in den Händen der Versorger
(Wohnungsbaugesellschaften)
Ölkrise der 80er Jahre: Regierung fördert Ölsubstitute, z.B. Biomasse-KWK
Seit 1991 erhebt Schweden aus Klimaschutzgründen eine
Kohlendioxidsteuer. (~ 25€ im Jahr 1991 auf ~ 110€/Tonne CO2)
Quelle: Werner (2017): District heating and cooling in Sweden, S. 423-425
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Bioenergie: Besonderheiten des „schwedischen Modells“
Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 2018
wirtschaftlichen Situation und technische Anpassungen der Kraftwerke
Herausforderungen, die marktseitige Änderungen mit sich bringen,
Benchmark EU
AP 5: Erarbeitung detaillierter Geschäftsmodellansätze und Ideen zum
Fortbestand systemdienlicher Anlagen
Den Weg aus dem EEG für Kraftwerksbetreiber:
Umbau des Kraftwerksparks,
Analyse neuer Brennstoffe und
Aufbau neuer Vermarktungswege für Wärme und Strom.
Szenarien berechnen, um die Bandbreite der Entwicklung aufzuzeigen.
Statische Berechnung (wie gesehen) ist sehr plakativ
Externe Effekte werden sich nie ausschließen lassen denn – letztlich kommt
es doch immer anders!
Wie geht es in dem Projekt weiter?
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Session „Altholz – Quo Vadis“ Würzburg, den 28. September 201832
Diskussionsansätze
Stoffliche und energetische Nutzung sind in der Kaskade notwendige, sich
ergänzende Partner auf Augenhöhe
Altholznutzung häufig Einzelfallentscheidung:
regionalpolitische-, ökonomische- und standortabhängige Faktoren
„Radikale“ Forderungen wie z.B. „Frischholz und IRH nur stofflich
nutzen“ gehen an Realität vorbei
Qualität des eingesetzten Altholzes oberstes Gebot!
Holzenergie aus dem Wald als notwendige Brückentechnologie
Altholzverbrennung ist unumgänglicher, letzter Schritt der Kaskade
Flexibilisierung kann den Ausfall des EEGs im Altholz nicht kompensieren
Altholz sollte einen Teil des Energiemixes in existierenden Wärmenetzen
oder in der Prozessenergie sein.
CO2 Steuer als Basis für künftige Geschäftsmodelle (Fossil – Erneuerbar)