Arbeitsbericht aus dem Fachgebiet Betriebswirtschaft, Ökologi-sche Agrarwissenschaften, Uni Kassel Witzenhausen

Biogas und Ökologische Landwirt-

schaft: Strukturen, Substrate, Wirtschaftlichkeit

- Ergebnisse des BioBiogas-

Monitorings 2011

Torsten Siegmeier, Benjamin Blumenstein, Detlev Möller

Fachgebiet Betriebswirtschaft, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften,

Universität Kassel Steinstr. 19

37213 Witzenhausen

Witzenhausen, November 2013

In Zusammenarbeit mit Bioland und Naturland

(Bei Verwendung der Inhalte dieses Arbeitsberichts bitte folgende Quellenangabe verwenden: Siegmeier, T., Blumenstein, B.

und Möller, D. (2013): Biogas und Ökologische Landwirtschaft: Strukturen, Substrate, Wirtschaftlichkeit. Ergebnisse des BioBio-

gas-Monitorings 2011 – Arbeitsbericht aus dem Fachgebiet Betriebswirtschaft, Ökologische Agrarwissenschaften,

Uni Kassel Witzenhausen.)

I

Inhaltsverzeichnis

1 EINFÜHRUNG ....................................................................................................... 1

2 ENTWICKLUNG DER BIOGASERZEUGUNG IM ÖKOLANDBAU IN DEUTSCHLAND .................................................................................................... 2

2.1 Anlagenverteilung nach Größenklasse ............................................................... 4

2.2 Leistungsverteilung nach Anlagengröße ............................................................ 4

2.3 Rechtsformen ........................................................................................................ 5

3 SUBSTRATEINSATZ ............................................................................................ 7

3.1 Substratanteile nach Größenklassen .................................................................. 7

3.2 Konventioneller Substrateinsatz .......................................................................... 9

4 ENTSCHEIDUNGSGRÜNDE FÜR BIOBIOGAS ................................................. 10

5 EINSCHÄTZUNGEN ZUR WIRTSCHAFTLICHKEIT .......................................... 11

5.1 Wirtschaftliche Einflussfaktoren BioBiogas ..................................................... 11

5.2 Wirtschaftlichkeit mit 100% Öko-Substrat? ...................................................... 12

5.3 Abwärmenutzung ................................................................................................ 12

Einführung

1

1 Einführung

Parallel zur Entwicklung des gesamten Biogasanlagenbestands in Deutschland hat auch

die Biogasproduktion im Ökologischen Landbau im Verlauf der letzten 20 Jahre kontinu-

ierlich zugenommen. Stand in den Pionierjahren die energetische Selbstversorgung der

landwirtschaftlichen Ökobetriebe im Vordergrund, so hat sich auch im Ökolandbau die

Biogaserzeugung stark gewandelt hin zu größer dimensionierten Anlagen unterschied-

lichster Rechtsformen. Dabei stehen neben Strom- und Wärmeverkauf auch die ökologi-

schen Leistungen sowie die Potenziale der innerbetrieblichen Systemwirkungen im Zent-

rum des Interesses. Diese Potenziale, die derzeit in der betriebswirtschaftlichen Analyse

oft noch unberücksichtigt bleiben, können dazu führen, die Mehrkosten eines “ökologi-

sierten” Anlagenbetriebs aufzufangen oder gar zu übertreffen.

Seit dem Jahr 2007 führt das Fachgebiet Betriebswirtschaft der Universität Kassel in en-

ger Zusammenarbeit insbesondere mit den Verbänden Bioland und Naturland das Bio-

Biogas-Monitoring durch, um einen Überblick über die Strukturen und Besonderheiten der

Biogaserzeugung im Ökologischen Landbau zu erhalten. Dies soll dazu dienen, insbe-

sondere Praxis und Beratung Informationen an die Hand zu geben, einen Vergleichs-

maßstab für Anlagenbetreiber zu bieten oder etwa das Vermarktungspotenzial von Bio-

gas, das im Ökolandbau erzeugt wurde, zu erfassen. Dies wird angesichts einer aktuell

schon ungenügenden EEG-Vergütungsstruktur sowie der unsicheren Prognosen über die

weitere Ausgestaltung des EEG umso wichtiger.

Grundlage der hier vorgestellten Ergebnisse ist eine deutschlandweite Recherche nach

ökologisch wirtschaftenden Betrieben, die eine Biogasanlage betreiben oder daran in

irgendeiner Form beteiligt sind. Mit Unterstützung von Bioverbänden sowie intensiver

Literatur-, Telefon- und Internetrecherchen ist es gelungen, einen Großteil der BioBiogas-

anlagen zu identifizieren und zu kontaktieren. An dieser Stelle sei insbesondere den teil-

nehmenden Landwirten/Betreibern für ihre Mitarbeit bei der Fragebogenbeantwortung

gedankt. Dennoch handelt es sich derzeit nicht um eine Vollerhebung, da insbesondere

verbandslose Biobetriebe mit Biogasanlage noch unterrepräsentiert sind. Trotzdem las-

sen sich aus den erhobenen Daten relevante Schlüsse für die Biogaserzeugung im Öko-

landbau ziehen.

Im Folgenden ist eine Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse des BioBiogas-

monitorings 2011 aufgeführt in der Absicht, wichtige Informationen für die Praxis und die

dort stattfindenden Entscheidungsprozesse zu liefern.

Entwicklung der Biogaserzeugung im Ökolandbau in Deutschland

2

2 Entwicklung der Biogaserzeugung im Ökolandbau in Deutschland

In den 15 Jahren seit 1996 ist die Anzahl der Bio-Biogasanlagen in Deutschland stark

gestiegen. Dank des EEG wurden auch im Ökologischen Landbau seit Anfang der „Nul-

ler“-Jahre vermehrt Biogasanlagen gebaut. Es kann von mindestens 150 Anlagen ausge-

gangen werden. Die gesamte Leistung der von befragten Bio-Bauern betriebenen BGAs

lag 2011 bei 22 MW (Abbildung 1).

Abbildung 1: Anzahl der Biogasanlagen im Öko-Landbau und deren elektrisch instal-

lierte Gesamtleistung

Dem steigenden Zubau von neuen, EEG-geförderten Anlagen steht ein Rückbau von

älteren Klein- und Kleinstanlagen gegenüber. In den letzten 5 Jahren wurden mindestens

10 Biogasanlagen stillgelegt. Hier handelt es sich vor allem um Gülle basierte Anlagen in

der Leistungsklasse unter 50 kW. Dennoch liefen auch 2011 noch mindestens 15 BGAs,

die schon vor 1996 erbaut wurden. Viele dieser „Pionieranlagen“ wurden allerdings mitt-

lerweile erweitert bzw. die BHKW-Leistung aufgestockt.

Mit der Stilllegung kleiner Anlagen und dem Neubau tendenziell größerer Anlagen seit

2004 stieg die durchschnittliche elektrische Leistung der Bio-Biogasanlagen stark an und

lag 2011 über alle 109 befragten Betreiber bei ca. 200 kW (Abbildung 2). Bis 2004 betrug

die durchschnittliche elektrische Leistung neugebauter BGAs im Öko-Landbau ca. 50 kW.

Nach der ersten EEG Novelle stieg die mittlere Leistung von Neuanlagen rasant an. Inte-

ressant ist der Hang zu kleineren Anlagen kurz vor der Novelle 2009 und der darauffol-

gende Wiederanstieg der Durchschnittsleistung neuer Anlagen auf über 300 kW im Jahr

2011.

Entwicklung der Biogaserzeugung im Ökolandbau in Deutschland

3

Abbildung 2: Anzahl der Biogasanlagen im Öko-Landbau sowie die durchschnittliche

Leistung (kW elektr.) aller und neugebauter Anlagen

Die durchschnittliche Anlagenleistung aller BGA in Deutschland stieg von ca. 190 kW

2004 auf etwa 430 kW im Jahr 2011 (Abbildung 3). Im Vergleich zur konventionellen Bio-

gaswirtschaft sind die Bio-Biogasanlagen in der Regel noch kleiner dimensioniert (durch-

schnittlich 198 kW).

Abbildung 3: Anzahl aller Biogasanlagen in Deutschland und ihre Gesamtleistung

Entwicklung der Biogaserzeugung im Ökolandbau in Deutschland

4

2.1 Anlagenverteilung nach Größenklasse

Während im Jahr 2001 85 % aller Bio-Biogasanlagen in der Klasse bis 50 kW zu finden

waren, gaben 2011 15 % der Befragten an, eine Anlage mit 500 kW und mehr elektri-

scher Leistung zu betreiben bzw. an solch einer Anlage beteiligt zu sein (Abbildung 4).

Abbildung 4: Verteilung der Bio-Biogasanlagen auf verschiedene Größenklassen

2.2 Leistungsverteilung nach Anlagengröße

Diese 15 % Großanlagen mit 500kW und mehr Leistung machten 2011 einen Anteil von

über 40 % der gesamten installierten elektrischen Leistung im Öko-Landbau aus. Ledig-

lich etwa 15 % der gesamten installierten Anlagenleistung wurde 2011 noch von Anlagen

unter 150 kW gestellt (Abbildung 5).

Abbildung 5: Verteilung der gesamten installierten elektrischen Leistung auf verschie-

dene Größenklassen

0%

20%

40%

60%

80%

100%

2001 2006 2011

500 kW und mehr

151 bis 499 kW

50 bis 150 kW

bis 50 kW

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2001 2006 2011

500 kW und mehr

151 bis 499 kW

50 bis 150 kW

bis 50 kW

Entwicklung der Biogaserzeugung im Ökolandbau in Deutschland

5

2.3 Rechtsformen

Für 109 erfasste BioBiogasanlagen konnte die Rechtsform ermittelt und analysiert wer-

den (Abbildung 6). Knapp ein Drittel aller Anlagen werden als Personengesellschaften in

der Form der Gesellschaft bürgerlichen Rechts (GbR) geführt. Damit stellt die GbR die

am häufigsten gewählte Rechtsform der Biogasanlagen im Ökolandbau dar. Darauf folgt

das gewerbliche Einzelunternehmen, das rechtlich vom landwirtschaftlichen Betrieb ge-

trennt ist, mit rund 27 %.

15 % der Biogasanlagen sind dem landwirtschaftlichen Betrieb zugehörig, d.h. wirtschaft-

lich nicht abgetrennt. Dies ist möglich, wenn der überwiegende Teil der Substrate im

landwirtschaftlichen Betrieb selbst produziert und nicht zugekauft wird. Im Unterschied

zur vorhergehenden Befragung 2009 hat sich der Anteil der dem landwirtschaftlichen

Betrieb zugehörigen Anlagen stark verringert (von ca. 48% auf 15%). Dies deutet darauf

hin, dass in der Zwischenzeit vermehrt Substrate zugekauft werden.

Zusammengenommen rund 13 % werden als Kapitalgesellschaften in der Form einer

GmbH oder einer GmbH & Co. KG geführt. Weitere 15 % der Anlagen sind entweder

rechtlich anders organisiert oder haben zu dieser Frage keine Angaben gemacht.

Abbildung 6: Rechtsformen der Biogasanlagen auf ökologisch wirtschaftenden Betrie-

ben

Der Anteil der in Beteiligungsmodellen betriebenen Anlagen beläuft sich auf rund 21 %

der erfassten Anlagen und ist damit im Vergleich zum vorhergehenden Monitoring gestie-

gen (13 %) (Abbildung 7). Die überwiegend gewählte Rechtsform der Gemeinschaftsan-

lagen ist die GbR, die restlichen 20 % der Anlagen sind als Kapitalgesellschaften organ-

siert (GmbH und GmbH & Co. KG).

GbR

30%

GmbH

10%gewerbl.

Einzelunter-

nehmen

27%

GmbH & Co

KG

3%

dem

landwirt-

schaftlichen

Betrieb

zugehörig

15%

Andere

Rechtsform

3% keine

Angaben

12%

Entwicklung der Biogaserzeugung im Ökolandbau in Deutschland

6

Abbildung 7: Rechtsformen der Gemeinschaftsanlagen im Ökologischen Landbau

Beteiligungsmodelle sind insbesondere bei zunehmender Anlagengröße interessant. Die

durchschnittliche installierte elektrische Leistung liegt für Gemeinschaftsanlagen bei 303

kW (Spannweite: 75 bis 750 kW), während die durchschnittliche installierte elektrische

Leistung der Hofbiogasanlagen bei 179 kW liegt (zum Vergleich die durchschnittliche

Leistung von Gemeinschaftsanlagen im BioBiogas-Monitoring 2009: 418 kW).

GbR

80%

GmbH

13%

GmbH & Co

KG

7%

Substrateinsatz

7

3 Substrateinsatz

Mit der wachsenden Leistung der Biogasanlagen im Öko-Landbau hat sich selbstver-

ständlich auch die Substratbasis verändert. Allgemein hat der Selbstversorgungsgrad der

Bio-Biogasanlagen über die Jahre abgenommen. Der Handel mit ökologischen aber auch

konventionellen Substraten spielt eine große Rolle für die Auslastung der BGA auf ökolo-

gisch wirtschaftenden Betrieben.

Der durchschnittliche Substratmix aller Bio-Biogasanlagen im Jahr 2011 ist in Abbildung 8

dargestellt.

Abbildung 8: Substratmix im Durchschnitt aller Bio-Biogasanlagen

3.1 Substratanteile nach Größenklassen

Der eingesetzte Wirtschaftsdüngeranteil an der Gesamtration sinkt grundsätzlich mit stei-

gender Leistung der Biogasanlagen. Während ein Gülle- und Mistanteil in Anlagen bis 75

kW von über 70% nicht überrascht, so machen in Anlagen zwischen 76 und 250 kW die

Wirtschaftsdünger aber immer noch über 40% des Substratmix aus. Mit steigendem Na-

waRo-Anteil nimmt vor allem der Anteil der Maissilage sehr stark zu. Während in Biogas-

anlagen unter 250 kW nicht mehr als 10% der Ration durch Maissilage gestellt wird,

macht sie in Anlagen über 250 kW mehr als ein Drittel aller Substrate aus. Mit zuneh-

mender Anlagengröße steigt allerdings auch der Kleegrasanteil sowohl an der Gesamtra-

tion als auch an der Menge der NawaRos (Abbildung 9, Abbildung 10 und Abbildung 11).

Substrateinsatz

8

Abbildung 9: Durchschnittlicher Substratmix der Bio-Biogasanlagen bis 75 kWel.

Abbildung 10: Durchschnittlicher Substratmix der Bio-Biogasanlagen von 76 - 250 kWel.

Abbildung 11: Durchschnittlicher Substratmix der Bio-Biogasanlagen über 250 kW el.

Substrateinsatz

9

3.2 Konventioneller Substrateinsatz

Bei 86 Bio-Biogasanlagen konnte 2011 die Substratversorgung genauer untersucht wer-

den. Demnach werden über die Hälfte der Anlagen und etwa 80 % der installierten Leis-

tung im Öko-Landbau auch mit konventionellen Substraten gefüttert, wobei der Anteil an

der Ration eine sehr große Spannbreite aufweist. Nicht nur Maissilage aus konventionel-

ler Produktion wird zugekauft, auch Wirtschaftsdünger werden in Gegenden ohne ökolo-

gische Viehhaltung von konventionellen Betrieben zugekauft.

Je nach Größe und technischem Konzept der Biogasanlage und Ausstattung des Be-

triebs ändert sich der Substratselbstversorgungsgrad. Mitunter ist zur Auslastung der An-

lage ein Zukauf nötig. Beinahe ein Drittel der konventionellen Kovergärer wirtschaftet z.B.

viehlos. Betriebe ohne konventionellen Substratzukauf hingegen hielten bis auf eine Aus-

nahme Tiere. Während Betriebe mit konventionellem Substrateinsatz durchschnittlich 167

ha bewirtschafteten und deren Anlagen auf eine mittlere installierte elektrische Leistung

von fast 170 kW ausgelegt waren, verfügten Betreiber von rein ökologisch gefütterten

Anlagen nur über unwesentlich weniger Fläche (Ø 125 ha), betrieben jedoch deutlich

kleinere Biogasanlagen (Ø 53 kW).

In Tabelle 1 sind die verschiedenen Substratversorgungsstrategien und betriebliche

Kennwerte dargestellt.

Tabelle 1: Betriebliche Flächenausstattung sowie der Viehbesatz von BioBiogaserzeu-

gern in Abhängigkeit der Substratversorgungsstrategien

BGA mit 100% ökologischer Vergärung verfügen über doppelt so viel Fläche pro kW in-

stallierter elektrischer Leistung sowie über den dreifachen Viehbesatz verglichen mit Be-

trieben, die auch konventionelle Substrate einsetzen. Betriebe mit größeren Anlagen ha-

ben häufig nicht die Ressourcen, um sich selbst mit Substraten zu versorgen bzw. sind

auf wirtschaftlich vorzügliche Substrate wie Maissilage angewiesen, um die BGA auszu-

lasten.

Entscheidungsgründe für BioBiogas

10

4 Entscheidungsgründe für BioBiogas

Erstmals im Monitoring 2011 wurden die Teilnehmer nach den Entscheidungsgründen für

den Bau einer Biogasanlage gefragt.

Abbildung 12: Wie wichtig bei der Entscheidung zum Bau einer Biogasanlage waren

für Sie die folgenden Punkte?

Die befragten Betriebe gaben in der überwiegenden Mehrheit an, dass insbesondere ide-

elle Gründe wie Klimaschutz oder die Ablehnung von Atomkraft wichtig waren bei der

Entscheidung für Biogas (Abbildung 12). Ebenso spielte für 90% der Bio-Biogaserzeuger

das Nährstoffmanagement im Ackerbau und insbesondere die Gärrestdüngung eine

wichtige Rolle. Zwischen 75 und 85% der Befragten gaben an, dass wirtschaftliche Grün-

de für den Bau einer Biogasanlage wichtig waren (Abwärmenutzung, sicheres Einkom-

men über Stromerlöse, ein neues betriebliches Standbein). Bei der Kleegrasveredelung,

die häufig allgemein als ein Hauptaspekt der Biogaserzeugung im Öko-Betrieb diskutiert

wird, gaben nur gut 40% an, diese Überlegung wäre wichtig für Ihre Entscheidung gewe-

sen.

Einschätzungen zur Wirtschaftlichkeit

11

5 Einschätzungen zur Wirtschaftlichkeit

5.1 Wirtschaftliche Einflussfaktoren BioBiogas

Die Biogaserzeugung auf der Grundlage von vorwiegend ökologisch erzeugten Substra-

ten und Reststoffen wie Kleegras oder Zwischenfrüchten hat einen entscheidenden Ein-

fluss auf die ökonomische Leistung von Biogasanlagen im Ökolandbau. Zu den wichtigen

Einflussfaktoren gehören die Substratwahl, Investitions- und Betriebskosten, das techni-

sche und biologische Leistungspotenzial sowie die Ausnutzung sämtlicher Potenziale

inklusive der Berücksichtigung innerbetrieblicher Leistungen.

• Substrate: Aufgrund geringerer Erträge ist ein gezielter Energiepflanzenanbau im

Ökolandbau anspruchsvoll und teuer. Da Biogas, das aus ökologisch erzeugten

Substraten produziert wird, über das EEG keinen Premium-Preis erzielt, konkur-

riert der Energiepflanzenanbau im Ökobetrieb mit Marktfrüchten, die zu einem

Premium-Preis am Markt verkauft werden können. Daher kann sich der Betrieb

kleiner Anlagen vorwiegend auf der Basis von Reststoffen (Gülle/Mist, Kleegras)

durchaus vorteilhafter darstellen.

• Investitionen und Betriebskosten: Der Einsatz rohfaserreicher Substrate kann

zu höheren Investitionskosten führen, da z.B. längere Verweilzeiten erforderlich

werden (Fermentergröße) oder technische Zusatzinstallationen (Substrat-

Zerkleinerung) notwendig werden. Zudem zieht der Einsatz von schwerer verdau-

lichen Substraten oder Substraten mit hohen Trockensubstanzgehalten (Mist) zu

erhöhtem Eigenstrombedarf, stärkerem Verschleiß (z.B. Rührwerke, Pumpen) und

höheren Wartungskosten.

• Technisches und biologisches Leistungspotenzial: Der vielfältige Substratmix

sowie der oft niedrigere Energiegehalt der in Bio-Biogasanlagen eingesetzten

Substrate kann zu geringeren Auslastungen von Biogasanlagen auf Biobetrieben

führen.

• Ausnutzung der Potenziale: Aufgrund der oben genannten Mehrkosten, mit de-

nen viele BioBiogasanlagen konfrontiert sind, ist es ratsam, sämtliche Potenziale

so gut wie möglich auszuschöpfen. Dazu gehören ein durchdachtes Abwärmenut-

zungskonzept, alternativer Stromverkauf als “echter“ Ökostrom (z.B. EWS, natur-

strom) und die Berücksichtigung und monetäre Bewertung innerbetrieblicher Leis-

tungen.

• Innerbetriebliche Effekte: Zur Ausnutzung der gesamtbetrieblichen Potenziale

gehört die Berücksichtigung innerbetrieblichen Effekte. Diese sind insbesondere

auf eine bessere Nährstoffausnutzung zurückzuführen. Bei den teilnehmenden

Betrieben des Monitorings wurden beispielsweise nach Einführung der Biogasan-

lage auf dem Betrieb Ertragssteigerungen von 15 bis 20 % bei Getreide, zwischen

17 und 20 % bei Grünland/Kleegras und zwischen 17 und 27 % bei Kartoffeln be-

obachtet. Darüber hinaus wurden Qualitätsverbesserungen z.B. bei Getreide in

Form von erhöhten Eiweißgehalten, höherem Tausendkorngewicht und eine ver-

Einschätzungen zur Wirtschaftlichkeit

12

besserte Backqualität festgestellt. Die Düngung mit Biogasgärresten führt nach

Aussagen der Landwirte auch zu weiteren positiven Effekten, wie z. B. geringerer

Geruchsbelastung bei der Ausbringung, weniger Unkrautdruck, erhöhte oberirdi-

sche und unterirdische Pflanzenbiomasse oder gezieltere Düngung bedürftiger

Kulturen. Die Bewertung dieser innerbetrieblichen Effekte kann dazu führen, den

Mehraufwand eines Anlagenbetriebs auf der Basis rohfaserreicherer und vielfälti-

ger Substratmixe, wie sie im Ökolandbau häufig anzutreffen sind, zu kompensie-

ren oder gar zu übertreffen.

5.2 Wirtschaftlichkeit mit 100% Öko-Substrat?

Auf die Frage “Wäre Ihre BGA auch mit 100% ökologischen Substraten wirtschaftlich?”

antwortete ein Drittel der Betriebe zustimmend (Abbildung 13). Während etwa zwei Drittel

der BGA-Betreiber unsicher waren bzw. verneinten, dass ein wirtschaftlicher Betrieb ihrer

Anlage mit reiner Bio-Fütterung möglich wäre. Diese Selbsteinschätzung zeigt, wie groß

die Bedeutung konventioneller Maissilage und einiger anderer Zukaufsubstrate für viele

Anlagen ist. Dies ist allerdings auch vor dem Hintergrund zu sehen, dass zum Zeitpunkt

der Inbetriebnahme einiger BioBiogasanlagen eine zukünftig gänzliche Beschränkung auf

den Einsatz ökologischer Substrate noch nicht abzusehen war und diese Anlagen daher

auf den Einsatz gewisser Mengen konventioneller Substrate ausgelegt wurden.

Abbildung 13: „Wäre Ihre BGA auch mit 100% Öko-Substrat wirtschaftlich?“

5.3 Abwärmenutzung

Im Durchschnitt der Betriebe, die im Monitoring 2011 Angaben zur Abwärmenutzung ge-

macht haben, werden 42 % der Abwärme verwertet. Dabei wird der überwiegende Anteil

der Wärme im eigenen Betrieb zur Versorgung von Wohn- und Wirtschaftsgebäuden,

Heutrocknung oder angegliederten Wirtschaftsteilen (Metzgerei, Käserei) verbraucht.

Insbesondere im oberen Leistungsbereich wird die Wärme in Einzelfällen auch außerbe-

trieblich für Fernwärmenetze zur Versorgung von Turnhallen, Schwimmbädern oder öf-

fentlichen Gebäuden genutzt.