Kurzumtriebsplantagen, Potenziale und SynergienR. Wirkner

05.12.2012, Großenhain

Gliederung

� Einleitung

� Holzmarktentwicklung

� Vorteilhaftigkeit von Agrarholz

� Status Quo des KUP-Anbaus in Deutschland

� Entscheidungsparameter des Bewirtschafters

� Fazit und Folgerungen

2222

Einleitung

Bioenergie: Das Multitalent

3…und kein Königsweg

V i e l f ä l t i g e R o h s t o f f e

V i e l f ä l t i g e E i n s a t z m ö g l i c h k e i t e nViele Wege …

V i e l f ä l t i g e T e c h n o l o g i e n (teilweise noch in Entwicklung)

Einleitung

Bioenergie in Deutschland

2000

Anteil EE: 3,8 % Anteil EE: 12,2 %

2011

Anteil EE: 30 %

Ziel 2030

WärmeStrom Kraftstoffe

Exklusiv!

Strom

Strom

Strom

Beitrag aus erneuerbaren Energien zur Endenergiebereitstellung in Deutschland 2011 [TWh] (Gesamt: 294,6 TWh)

Schlüsselrohstoff „Holz“

�Sowohl stoffliche als auch energetische Nutzung

�Möglichkeit der Substitution fossiler, C-intensiver Produkte

�Multifunktionalität bedingt steigende Nachfrage

�Zunehmende Verknappung des Rohholzangebotes

�Steigende stoffliche und energetische Konkurrenzen

Entwicklung stoffliche und energetische

Holznutzung in Deutschland

Quelle: MANTAU, U. (2012): Holzrohstoffbilanz Deutschland 6666

Holzaufkommen und –bedarf

bis zum Jahr 2020

Quelle: DBFZ 2010 7777

ErhErhErhErhööööhung des Rohholzangebotes (klimahung des Rohholzangebotes (klimahung des Rohholzangebotes (klimahung des Rohholzangebotes (klima----/energiepolitisch)/energiepolitisch)/energiepolitisch)/energiepolitisch)

�Mobilisierung vorhandener nachhaltig nutzbarer Potenziale (Wald-,

Landschaftspflegeholz, Resthölzer)

�Forcierte standortangepasste Etablierung von Agrarholz

�Langfristige Anpassung bestehender Waldbaukonzepte (Kompromiss

zwischen Nutzungsintensität und C-Speicherung)

�Steigerung der Holzimporte (Wertschöpfung, Transportwege, Nachhaltigkeit)

Mögliche Ansätze der Holzmobilisierung

8888

Hemmnisse der Waldholzmobilisierung

9999Quelle: SPELLMANN 2008

Bewertung Agrarholz (Effizienz)

10101010Quelle: Bemmann, Große 2011

Ergebnisse Klimagasbilanzen Bioenergiesysteme

Wärmebereitstellung

Quelle: DBFZ 2010

� deutliche Einsparung von THG-Emissionen gegenüber fossilen Energieträgern

19

72

11

10

10

11

0 20 40 60 80 100 120 140

Waldrestholz

Industrierestholz

Gehölzschnitt

Kurzumtrieb

Scheitholz

Erdgas

Braunkohle

Bio

ma

sse

fossil

Treibhausgaspotenzial kg CO2-Äquivalente / GJ th

Rohstoffbereitstellung

Hilfsenergie

direkte Emissionen

infrastrukturelle

Aufwendungen

Entsorgung Reststoffe

fossiler Brennstoff-einsatz

145

Ergebnisse Klimagasbilanzen Bioenergiesysteme

Strombereitstellung

Quelle: DBFZ 2010

� deutliche Einsparung von THG-Emissionen gegenüber fossilen Energieträgern

120

160

20

12

44

26

73

58

0 20 40 60 80 100 120 140 160

nur Strom

KWK

nur Strom

KWK

nur Strom

KWK

Gas-GUD-KW

Strommix

Rest-

/

Gebra

ucht-

holz

Kurz

um

trie

bs-

pla

nta

ge

Bio

gas /

Mais

ilage

fossil

Treibhausgaspotenzial kg CO2-Äquivalente / GJel

Rohstoffbereitstellung

Hilfsenergie

direkte Emissionen

infrastrukturelle

Aufwendungen

Entsorgung Reststoffe

fossile Brennstoffe

Durchschnittlicher kalkulatorischer Gewinnbeitrag

einer Fruchtfolge (ø 2006-2010 Sachsen)

13131313

Variable Variable Variable Variable Einheit Einheit Einheit Einheit WinterrapsWinterrapsWinterrapsWinterraps WinterweizenWinterweizenWinterweizenWinterweizen WintergersteWintergersteWintergersteWintergerste

Durchschnittsertrag dt ha -1 45,00 80,00 80,00

Durchschnittserlös € dt-1 32,17 17,03 13,88

Marktleistung € ha-1 1.447,65 1.362,40 1.110,40

Gesamtkosten € ha-1 1.348,00 1.202,00 1.148,00

Ergebnis € ha-1 99,65 160,40 -37,60

Fruchtfolgeanteil % 25,00 50,00 25,00

Ergebnis FruchtfolgeErgebnis FruchtfolgeErgebnis FruchtfolgeErgebnis Fruchtfolge €€€€ hahahaha----1111 2006200620062006----2010201020102010 95,7195,7195,7195,71

2011 170,04

Vergleich KUPVergleich KUPVergleich KUPVergleich KUP 172-405€/ha

� DLG-Standard zur Kalkulation einer Kurzumtriebsplantage (Merkblatt 372)

� KUP-Rechner auf www.energieholz-portal.de oder http://www.bioenergie-portal.info

Quelle: Wagner 2012, Degner 2010, 2011

14141414

Brennstoffanforderungen KUP-HS EN 14961- 4 (Holzhackschnitzelstandard)

Eigenschaften Einheit

HolzhackschnitzelEN 14961-4

KUP

EN 14961-1

A (A1 / A2)

B (B1 / B2) (Weide / Pappel)

Herkunft

Ganze Bäume,

Stammholz,

chemisch

unbehandeltes

Gebrauchtholz

Ganze Bäume, Stammholz,

chemisch unbehandeltes

Gebrauchtholz, sortiertes

Holz aus Gärten, Parks, der

Straßenrandpflege,… Weide/Pappel

Heizwert MJ/kg ≥ 13,0 / 11,0 muss angegeben werden 18,4

Wassergehalt Ma.-%≤ 25 / 35 muss angegeben werden 40 – 60

20-30 (lutro)

Aschegehalt Ma.-% (wf) ≤ 1,0 / 1,5 ≤ 3,0 2,0

Stickstoff, N Ma.-% (wf) - 1,0 0,4-0,5

Schwefel, S Ma.-% (wf) - 0,05 0,03-0,05

Chlor, Cl Ma.-% (wf) - 0,05 0,01-0,03

gezielte Trocknung notwendig!?

15151515

Brennstoffanforderungen KUP-HS EN 14961- 4 (Holzhackschnitzelstandard)

Eigenschaften Einheit

HolzhackschnitzelEN 14961-4

KUP

EN 14961-1

(Weide / Pappel)A

(A1 / A2)B

(B1 / B2)

Arsen, As mg/kg (wf) - 1 < 0,1

Cadmium, Cd mg/kg (wf) - 2 0,5 - 2

Chrom, Cr mg/kg (wf) - 10 1

Kupfer, Cu mg/kg (wf) - 10 3

Blei, Pb mg/kg (wf) - 10 0,1

Quecksilber, Hg mg/kg (wf) - 0,005 < 0,03

Nickel, Ni mg/kg (wf) - 10 0,5

Zink, Zn mg/kg (wf) - 100 50-70

Brennstoffanforderungen KUP-Pellets EN 14961-2 (Holzpelletstandard)

Brennstoffanforderungen für Holzpellets nach EN 14961-2 im Vergleich zu

typischen Rohmaterialkennwerten für KUP nach EN 14961-1

� Brennstoffeigenschaften von KUP-Holz vergleichbar mit

Waldhackschnitzeln (u.U. besser)

� durch hohen Rindenanteil unter Umständen erhöhte Asche- und Schwermetallgehalte

(klon-/ standortspezifisch)

� Brennstoffanforderungen gemäß 14961 (B, ± A2)

� Forschung aktuell an torrefizierter Biomasse

(kürzere C-Moleküle, einheitlicheres Reaktionsverhalten)

Anwendungsbeispiele Agrarholz- Hühnerhaltung und Energieholz-

Quelle: Spangenberg et al. 2012 17171717

Synergien:

�Artgerechte und bodenschonende Hühnerhaltung

�Sicht und Windschutz

�Erzeugung nachwachsender Rohstoffe

�Herbizidverzicht (Bioland-Anforderungen)

�Anteilige Stickstoffaufnahme durch Energieholz

�Landschaftliche Integration in FFH-Gebiet

Anwendungsbeispiele Agrarholz

- Ackerbau und Energieholzstreifen -

Quelle: Bärwolff , TLL 2012. 18181818

Synergien:

�Wind- und Erosionsschutz

�Reduktion unproduktiver Verdunstung

�Bessere Landschaftsintegration als reine KUP

�Höhere Naturschutzwirkung (Biodiversität)

�Produktionsfunktion dennoch im Vordergrund

Priorisierung der Flächenziele…

Quelle: Vetter, TLL 2012, angepasst 19191919

FeldgehFeldgehFeldgehFeldgehöööölzelzelzelze ProduktionProduktionProduktionProduktion BiodiversitBiodiversitBiodiversitBiodiversitäääät t t t ErosionsschutzErosionsschutzErosionsschutzErosionsschutz

Windschutzstreifen -/+ + ++

Uferrandstreifen - ++ ++

Landschaftselemente

• Einzelbäume - + -

• Hecken - ++ ?

• Streuobstwiesen ? ++ -

Straßenbegleitgrün - + ?

Obstplantagen ++ ? -

KurzumtriebsplantagenKurzumtriebsplantagenKurzumtriebsplantagenKurzumtriebsplantagen ++++++++ ---- ++++

Uferrandstreifen KUP Uferrandstreifen KUP Uferrandstreifen KUP Uferrandstreifen KUP ++++ ++++ ++++++++

AgroForstEnergieAgroForstEnergieAgroForstEnergieAgroForstEnergie ++++++++ ++++++++ ++++++++

Anbau NawaRo 2012– speziell Energiepflanzen –

20

Energiepflanzen Energiepflanzen Energiepflanzen Energiepflanzen 2011201120112011 2012*2012*2012*2012*

Rapsöl für Biodiesel / Pflanzenöl 910.000 913.000

Pflanzen für Bioethanol 240.000 243.000

Pflanzen für Biogas 900.000 962.000

Pflanzen für Festbrennstoffe

(KUP, Miscanthus)

6.000 6.500

GesamtanbauflGesamtanbauflGesamtanbauflGesamtanbauflääääche in Hektarche in Hektarche in Hektarche in Hektar 2.056.0002.056.0002.056.0002.056.000 2.124.5002.124.5002.124.5002.124.500

Status Quo der

KUP-Flächen in Deutschland

21212121

Entscheidung des Bewirtschafters ist

abhängig von…

�Größe des längerfristigen Vorteils der Anbaumethode

�Kompatibilität mit den bisherigen Bedingungen des landwt. Betriebes

�Mit seiner Einführung verbundenen Risikos

�Erprobbarkeit der neuen Bedingungen

�Beherrschbarkeit der Umstellnotwendigkeiten (Personal, Technik etc.)

22222222

?? EU-Agrarreform ab 2013 ??Direktzahlungen �Stärkere Ausrichtung auf soziale und ökologische Kriterien (Greening)

�Besondere Berücksichtigung von Kleinlandwirten

Ländliche Entwicklung �Herausforderungen (Klimawandel, EE, Artenrückgang, Wasser)

�Landbewirtschaftung in benachteiligten Gebieten

Quellen: Rogers, E.M. (1995), http://ec.europa.eu/agriculture/cap-post-2013/index_en.htm

Risikofaktoren Begleitwuchs

und Wildverbiss

23232323

Extensivkultur– aber nicht während

der Etablierungsphase !!

Fazit und Folgerungen

Holz obliegt im Bereich der NawaRo insbesondere bei der

Wärmebereitstellung eine Schlüsselposition

Zunehmende Verknappung des Rohholzangebotes

�Steigende Konkurrenzen zwischen stofflicher und energetischer Holznutzung

�Verstärkter Druck auf die nachhaltig, ökologisch orientierte

Waldbewirtschaftung

Optionen zur Erhöhung des Angebotes

�Mobilisierung vorhandener nachhaltig nutzbarer Potenziale (Wald-,

Landschaftspflegeholz, Resthölzer)

�Etablierung standortsangepasster Landnutzungskonzepte mittels

Kurzumtriebsplantagen bzw. Agroforstsystemen

Chancen Nutzen!!Chancen Nutzen!!Chancen Nutzen!!Chancen Nutzen!!

� Diversifizierung des Betriebes mit Low-Input-System

� Ausschöpfung von Synergien (Erosionsschutz, NawaRo, Greening?, etc.)

� Flächenoptimierung (Grenzertragsstandorte, hofferne Lagen, belastete Böden)

� Integration in regionale Wertschöpfungsketten

DBFZ Deutsches

Biomasseforschungszentrum

gemeinnützige GmbH

Torgauer Straße 116

D-04347 Leipzig

Tel.: +49 (0)341 2434 – 112

E-Mail: info@dbfz.de

www.dbfz.de

Forschung für die Energie der Zukunft –

Wir laden Sie ein!

Ansprechpartner

Dr. rer. nat. Ronny, Wirkner

Tel. +49 (0)341 2434 – 458

E-Mail: ronny.wirkner@dbfz.de