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Im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt (BAFU)

Grundlagen für ein Biomasse- und Nährstoffmanagement in der Schweiz

Schlussbericht, 22. April 2010

Ernst Basler + Partner AG

Zollikerstrasse 65 8702 Zollikon

Telefon 044 395 11 11 Fax 044 395 12 34

E-Mail [email protected]

Internet www.ebp.ch

Q:\209051\Arbeiten\Berichte\Schlussbericht

24.06.2010/ ACM, KBE

Impressum

Auftraggeber

Bundesamt für Umwelt (BAFU). Das BAFU ist ein Amt des Eidg. Departements für Umwelt, Ver-

kehr, Energie und Kommunikation (UVEK).

Auftragnehmer und Autoren

Ernst Basler + Partner AG: Andreas Meyer, Katrin Bernath, Christina Seyler, Alexandra Märki,

Reto Steiner, Roger Walther, Hans-Christian Angele

Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften: Sebastian Baum, Julien Floris, Urs Baier

Begleitung

BAFU: Daniel Hartmann (Projektleitung), Anita Gassner, Sabine Augustin, Jean-Pierre Clement,

Hans-Ulrich Gujer, Berenice Iten, Simon Liechti, Evelyne Marendaz, Silvia Ruprecht, Kaarina

Schenk, Claire-Lise Suter Thalmann, Markus Thommen

BLW: Daniel Felder

BFE: Bruno Guggisberg

Hinweis: Dieser Bericht wurde im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) verfasst. Für den

Inhalt ist allein der Auftragnehmer verantwortlich.

Freigabe BAFU: 21.5.2010, GW

I

Zusammenfassung

Ausgangslage

Die Bedeutung der Biomasse als erneuerbare Ressource ist in den vergangenen Jahren gestie-

gen. Biomasse dient als Baustoff, Nahrungs- und Futtermittel, Energiequelle und vieles mehr. Es

entstehen vermehrt Konkurrenzsituationen. Das Biomasse- und Nährstoffmanagement liegt im

Schnittbereich verschiedener Politikbereiche und wird durch Bestimmungen aus verschiedenen

Rechtsbereichen geregelt.

Aus dem Bedürfnis heraus, die betroffenen Politiken aufeinander abzustimmen wurde die "Bio-

massestrategie Schweiz" der Bundesämter für Energie, Landwirtschaft, Raumentwicklung und

Umwelt formuliert. Die Biomassestrategie Schweiz legt u.a. acht umfassende strategische Ziele

fest, wie in der Schweiz in Zukunft Biomasse genutzt werden soll. Im Bereich Wald und Holz

wird dies beispielsweise konkretisiert in der Ressourcenpolitik Holz des BAFU, wo die sogenann-

te Kaskadennutzung angestrebt wird, d.h. die mehrfache (stoffliche und zum Schluss energeti-

sche) Nutzung der holzartigen Biomasse. Die optimierte Mehrfachnutzung von Ressourcen emp-

fiehlt sich jedoch grundsätzlich auch für die Nutzung der feuchten Biomasse.

Ziel der vorliegenden, im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) erstellten Studie ist die

Erarbeitung von Grundlagen für eine ökologische und ökonomische Betrachtung des Biomasse-

und Nährstoffmanagements in der Schweiz. Anhand von Szenarien werden mögliche Entwick-

lungen untersucht. Der Fokus liegt auf der feuchten Biomasse.

Die Modellierung und Beurteilung der Szenarien geben Hinweise auf mögliche Entwicklungen

bei zukünftigen Veränderungen in der Verwertung von feuchter Biomasse. Daraus abgeleitet

werden Trends dargestellt, die kritisch zu beobachten sind. Es werden Empfehlungen formuliert,

wie unerwünschte Entwicklungen frühzeitig erkannt und positive Entwicklungen gefördert wer-

den können.

Die Untersuchung beinhaltet die folgenden zentralen Schritte:

0. Die für das Biomassemanagement relevanten umweltrechtlichen Rahmenbedingungen wurden identifiziert und beschrieben.

1. Die Marktsituation und aktuelle Trends zur Verwertung von feuchter und holzartiger Biomasse in der Schweiz wurden im Überblick dargestellt.

2. Stoffflussmodell und Szenarien: Die verschiedenen Zielrichtungen der Verwertung feuchter Biomasse wurden formuliert und die entsprechenden Stoffflüsse modelliert.

3. Stoffflüsse und Bewertung der Szenarien: Die in den Szenarien analysierten Stoffflüsse der feuchten Biomasse wurden modelliert und anhand von ökologischen und ökonomi-schen Kriterien bewertet.

4. Aus den Resultaten der Studie wurden Empfehlungen abgeleitet

II

Markt

Feuchte Biomasse

Der Anbau von Biomasse dient in erster Linie der Nahrungs- und Futtermittelproduktion. Eine

zunehmende Bedeutung kommt der stofflichen oder energetischen Verwertung der dabei anfal-

lenden Reste zu. In thermischen, physikalischen, chemischen und biochemischen Prozessen wird

die feuchte Biomasse in Endprodukte wie Futtermittel, Dünger, Kompost oder Strom und Wär-

me umgewandelt. Die Verwertungsprozesse der Biomassereste können in drei Gruppen einge-

teilt werden:

• Rein stoffliche Nutzung: als Futtermittel, Dünger und Bodenverbesserer (Kompost)

• Energetische Zwischennutzung: zuerst energetische (Vergärung in gewerblich-industriellen oder landwirtschaftlichen Biogasanlagen bzw. in Faultürmen), dann stoffliche Nutzung (Endverwertung der Gärreststoffe als Dünger)

• Rein energetische Nutzung ohne Verwendung der Abfallprodukte: Verbrennung in Keh-richtverbrennungsanlagen, Vergärung in Faulturm und anschliessende (Mono-) Verbrennung des Faulschlamms, Vergasung.

In der Schweiz wird ein grosser Teil der feuchten Biomasse der stofflichen Verwertung zuge-

führt. Die Nahrungs- und Futtermittelindustrie ist sehr heterogen, aber relativ stabil. In den letz-

ten 30 Jahren hat sich neben der stofflichen Verwertung der feuchten Biomasse die energeti-

sche Nutzung in Biogasanlagen etabliert.

Insgesamt versorgten im Jahr 2008 knapp

80 Biogasanlagen in der Landwirtschaft 700

Haushalte mit Wärme und mehr als 7'300

Haushalte mit Strom. 20 gewerblich-

industrielle Vergärungsanlagen konnten

mehr als 700 Haushalte mit Wärme und

rund 5'000 Haushalte mit Strom versorgen.

Das als Biomethan aufbereitete und ins Erd-

gasnetz eingespeiste Biogas entspricht ei-

nem Treibstoffäquivalent von mehr als 27

Millionen Kilometern.

Entwicklung Biogasanlagen (BiomassEnergie 2009)

III

Es werden in der Schweiz 29 Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) betrieben. Eine konsequente-

re Trennung der Abfälle hat zu gewissen Überkapazitäten geführt. Die Rückstände der Verbren-

nung müssen deponiert werden, die im biogenen Anteil des Kehrichts (ca. 27% im Schnitt) ent-

haltenen Nährstoffe gehen verloren. Die meisten Kehrichtverbrennungsanlagen sind an ein

Fernwärmesystem angeschlossen und die bei der Verbrennung entstandene Energie wird ge-

nutzt.

Die Biomassemärkte erfahren zurzeit grosse Veränderungen. Zentrale Trends sind eine steigen-

de Nachfrage nach nicht-landwirtschaftlichen organischen Biomassereste und damit eine Re-

duktion der Entsorgungsgebühren. Beim Hofdünger ist auch in Zukunft mit einem bedeu-

tenden Potenzial für die energetische Nutzung zu rechnen. Damit reine Hofdüngeranlagen wirt-

schaftlich betrieben werden können, sind eine Reduktion der Anlagenkosten durch technologi-

sche Entwicklungen oder zusätzliche Einnahmequellen notwendig.

Holzartige Biomasse

Auch bei der holzartigen Biomasse wird zwischen stofflicher und energetischer Nutzung unter-

schieden. Inzwischen wird das in der stofflichen Nutzung anfallende Rest- und Altholz danach

oft energetisch genutzt (Kaskadennutzung):

• Stoffliche Nutzung: Sägewerke (Wertholz für Baubranche und Möbelindustrie), Papier- und Zellstoffindustrie, Spanplattenindustrie

• Energetische Nutzung: Holzheizwerke, Biomassekraftwerke, Einzelraum- und Gebäude-heizungsanlagen, Kehrichtverbrennungsanlagen, Altholzfeuerungen, Holzvergasung, Bio-mass to Liquid (BtL-)-Produktion

In der Schweiz werden etwa 60% der genutzten Holzmenge einer stofflichen Verwertung zuge-

führt. Rund 40% der Holzmenge wird direkt energetisch genutzt. Wärme wird in Einzelraum-

und Gebäudeheizungen sowie automatischen Feuerungen und Spezialfeuerungen produziert.

Die aus Holz produzierte Nutzenergie im Jahr 2008 liegt bei knapp 7'000 GWh Wärme und gut

280 GWh Strom.

Der Holzmarkt befindet sich in einer Phase weitreichender Veränderungen. Verschiedene Bran-

chen der Schweizer Wald- und Holzwirtschaft sind vom weltwirtschaftlichen Abschwung betrof-

fen. Durch die energie- und klimapolitischen Entwicklungen hingegen steigt die Nachfrage

nach Holz, insbesondere als Energieträger aber auch für stoffliche Nutzungen. Gemäss der Res-

sourcenpolitik Holz des BAFU und der Biomassestrategie Schweiz der vier Bundesämter für E-

nergie, Landwirtschaft, Raumentwicklung und Umwelt wird eine Kaskadennutzung postuliert.

Bei den geltenden Rahmenbedingungen sind die Marktpreise entscheidend, ob die Sortimente

energetisch oder stofflich genutzt werden.

IV

Stoffflussmodell

Die biogenen Güterflüsse der Schweiz (ohne holzartige Biomasse) und die damit verbundenen

Energie- und Nährstoffflüsse wurden in einem Stoffflussmodell dargestellt. Im Modell werden

zehn Hauptprozesse (mit Unterteilung in Subprozesse und Teilsysteme) betrachtet, in denen die

Biomasse verwertet und umgelenkt wird. Diese Prozesse lassen sich drei Gruppen zuordnen:

• Produktion: Pflanzenbau, Tierhaltung

• Verarbeitung: Lebensmittelindustrie, Fleischverarbeitung

• Nutzung und Entsorgung: Warenkonsum, Abwasserreinigungsanlagen, Kompostierung, Vergärung, Verbrennung, Verarbeitung Treibstoffe.

Die Material- und Energieflüsse können auf den vier Ebenen "Güter", "Energie", "Phosphor"

und "Stickstoff" modelliert und analysiert werden.

Die Abbildungen 2 bis 5 zeigen die Material- und Energieflüsse für das Jahr 2006. Für die Cha-

rakterisierung der Biomasseflüsse wurde auf vorhandene Daten und Literatur zurückgegriffen.

Als geographische Systemgrenze gilt die Schweizer Landesgrenze, an welcher die Zu- und Ab-

flüsse als Im- und Exporte erfasst werden.

Die einzelnen Prozesse wurden zudem in Subprozesse und Teilsysteme unterteilt, mehrheitlich

am Ende der Wertschöpfungskette, wo in den Modellierungen grosse Massenverschiebungen

stattfinden.

V

Szenarien

Anhand von drei Szenarien wird aufgezeigt, welche Auswirkungen in der stofflichen und ener-

getischen Verwertung der Biomasse zu erwarten wären. Im Hinblick auf aktuelle politische Dis-

kussionen und absehbare Trends mit teils grossem Einfluss auf die Umwelt und Gesellschaft

wurden im Vergleich zum Status quo (Stand 2006) drei absichtlich extrem gewählte Szenarien

mit folgenden Schwerpunkten und Änderungen in den einzelnen Prozessen definiert:

Szenario 1

Fokus stoffliche Verwertung

Szenario 2

Schliessung lokaler Kreisläufe

Szenario 3

Fokus energetische Verwertung

Stoffliche Verwertungen

Kompostierung von Grüngut Steigerung Steigerung Reduktion

Verfütterung biog. Abfälle an Schweine Steigerung Keine Änderung Reduktion

Energetische Verwertungen

Co-Vergärung in BGA Reduktion Steigerung Steigerung

Co-Vergärung in ARA Keine Änderung Reduktion Steigerung

Verbrennung in KVA Reduktion Reduktion Reduktion

Treibstoffproduktion Reduktion Reduktion Keine Änderung

Übersicht der Szenarien

Die entsprechende Umlenkung der Biomasse wurde im Stoffflussmodell modelliert. Die ver-

schiedenen Verwertungen zugeführten Biomassemengen wurden in Übereinstimmung mit der

jeweiligen Zielrichtung gesteigert oder reduziert.

VI

Resultate und Bewertung der Szenarien

Die ökologische und ökonomische Beurteilung zeigt, in welchen Bereichen die ver-

schiedenen Szenarien positive oder negative Auswirkungen haben. Offensichtlich ist

keines der Szenarien gegenüber dem Status Quo generell besser oder schlechter.

Resultate

Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Verschiebungen in den Stoffflüssen der 3 Szenarien

im Vergleich mit dem Status quo (2006) auf. Hier wird deutlich, dass insbesondere bei der Fo-

kussierung auf die energetische Nutzung mit massiven Verschiebungen in den Stoffflüssen der

Futtermittel- bzw. Mineraldüngerimporte gerechnet werden muss. Mit dem Ziel, dass Schäden

an der globalen biologischen und landschaftlichen Vielfalt durch die Nachfrage nach Importen

gar nicht erst entstehen können, ist es wichtig, die Frage der Produktionsweise mit zu berück-

sichtigen.

Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3

Tierfutter-Import -28%: Sämtliche bisher verbrannten Abfälle aus der Lebensmittelindustrie werden verfüttert oder in geringem Ausmass ver-gärt.

-1%: Die bisher verbrann-ten Abfälle aus der Le-bensmittelindustrie wer-den vergärt und in den Pflanzenbau zurückge-bracht.

+53%: Die bisher ver-brannten Abfälle aus der Lebensmittelindustrie sowie die Hälfte der ver-fütterten Substrate werden vergärt.

P-Mineraldünger-Import +0.3%: Praktisch unver-änderter Bedarf an Phos-phor-Importen

-24%: Gärguteinsatz in der Landwirtschaft ver-mindert P-Importe

-63%: Starke Zunahme an Gärgut und Presswasser, welches wieder in den Pflanzenbau zurückgeführt wird.

N-Mineraldünger-Import +5%: Weniger Input aus der Tierhaltung

-15%: Grössere Mengen an Kompost und Gärgut verfügbar (vormals in ARA und KVA)

-48%: Mehr Presswasser und Gärgut in den Pflan-zenbau

Energieproduktion -38%: Vor allem durch Minderproduktion in KVA, auch weniger Biogasanla-gen

-9%: Reduzierte Produkti-on in KVA wird durch Biogasanlagen nicht ganz ausgeglichen.

+192%: Erhebliche Mehr-produktion in Biogasanla-gen überkompensiert Verluste in KVA

Änderungen in den Stoffflüssen der verschiedenen Szenarien

Die Veränderungen in den Güterflüssen im Vergleich zum Status quo werden in Subsystemen

dargestellt. Die folgende Abbildung zeigt exemplarisch die Veränderungen im Subsystem Vergä-

rung in Szenario 3 für den Phosphor:

VII

Subsystem Vergärung, Szenario 3, Phosphorebene, in t pro Jahr

Bewertung der Szenarien

Die in den Szenarien betrachteten Veränderungen der Stoffflüsse wurden mittels einer ökologi-

schen Bewertung und einer volkswirtschaftlichen Beurteilung überprüft. Anknüpfungspunkt für

die Bewertung sind die aus der Stoffflussmodellierung resultierenden Stoffflüsse. Als Referenz

für die Beurteilung der in den Szenarien festgelegten Biomasseflüsse wurde die heutige Situati-

on als Status quo (Szenario 0) herangezogen. Das Vorgehen zur ökologischen Bewertung basiert

auf dem Ökobilanz-Ansatz. Als Grundlage für die ökonomische Bewertung diente der VOBU-

Leitfaden des BAFU.

Keines der Szenarien ist gegenüber dem Status Quo generell besser oder schlechter. Die Ge-

samtbeurteilung der Szenarien ist von der Gewichtung der einzelnen Indikatoren abhängig.

Abweichungen zu Szenario 0 ██ 0 bis ± 5% ██ >+5 bis +30% ██ >+30 bis +60% ██ >+60% ██ <-5 bis -30% ██ <-30 bis -60% ██ <-60%

VIII

Indikatoren Szenario 1

Stoffliche

Verwertung

Szenario 2

Lokale

Kreisläufe

Szenario 3

Energetische

Verwertung

Ökologische Einzelindikatoren Kumulierter Energieaufwand ≈ + + Treibhauspotenzial − + + Versauerungspotenzial ≈ − − Überdüngungspotenzial + + + Photochemisches Ozonbildungspotenzial ≈ − −

Aggregierter Umweltindikator Öko

log

isch

e B

ewer

tun

g

Umweltbelastungspunkte ≈ ≈ − Unternehmungen Ertrag aus Endprodukten − − + Entsorgungskosten für Endprodukte + + +

Arbeitsmarkt Anzahl Beschäftigte − + +

Gesamtwirtschaft Investitionen in Neuanlagen + + + Volkswirtschaftliche Wertschöpfung in den Regionen − + +

Flexibilität Unabhängigkeit von einzelnen Biomassefraktionen − − − Reaktionsfähigkeit auf Schwankungen im Biomasseangebot − − −

Inputfaktoren Tierhaltung und Pflanzenbau Importe Futtermittel + ≈ −

Öko

no

mis

che

Beu

rtei

lun

g

Importe Düngemittel ≈ + +

Beurteilung der Szenarien anhand ökologischer und ökonomischer Indikatoren

In der nachfolgenden zusammenfassenden Beurteilung der einzelnen Szenarien werden positive

und negative Aspekte hervorgehoben. Die positiven Beurteilungen zeigen auf, welche Ziele mit

Strategien im Sinne der drei untersuchten Szenarien erreicht werden können. Demgegenüber

weisen die negativen Beurteilungen darauf hin, welche Aspekte besonders aufmerksam und

kritisch zu betrachten sind.

Szenario 1: Stoffliche Verwertung

Ökologie: Bei einer verstärkten stofflichen Nutzung zeigt die ökologische Bewertung insgesamt

geringe Veränderungen gegenüber dem Status Quo. Negativ zu beurteilen ist der Ausstoss von

Treibhausgasen, der sich durch die Umlagerung von der Vergärung in die Kompostierung beina-

IX

he verdoppelt. Gemessen an den Gesamtemissionen der Schweiz entspricht dieser Anstieg je-

doch nur rund 0.5 Promille. Positiv ist die Reduktion des Überdüngungspotenzials.

Ökonomie: Aus ökonomischer Sicht ist die verstärkte stoffliche Nutzung der Biomasse insgesamt

eher negativ zu beurteilen. Durch die Reduktion der Energieproduktion sinken die Erträge, die

Beschäftigung und die Wertschöpfung in den Regionen. Positiv ist hingegen der verringerte Be-

darf an Tierfutterimporten und die damit verbundene Kosteneinsparung.

Fazit: Die Resultate weisen darauf hin, dass sich eine explizite Förderung der stofflichen Verwer-

tung nicht begründen lässt. Falls die Entwicklung in diese Richtung gehen würde, was nicht zu

erwarten ist, wäre dies nicht besorgniserregend.

Szenario 2: Schliessung lokaler Kreisläufe

Ökologie: In diesem Szenario mit Fokus auf der Schliessung lokaler Kreisläufe muss aufgrund der

vermehrten Kompostproduktion etwas weniger konventioneller Dünger hergestellt oder impor-

tiert werden, dies ist positiv zu beurteilen. Die Erhöhung der Biogasproduktion wirkt sich sowohl

bezüglich Substitution fossiler Energie wie auch Treibhauseffekt positiv aus. Demgegenüber

steigen das Versauerungspotenzial sowie die Ozonbildung aufgrund einer verstärkten Nutzung

der Biomasse in Kompostierungs- und Biogasanlagen.

Ökonomie: Die Energieproduktion wird in Szenario 2 insgesamt etwas reduziert, der Rückgang

bei den Kehrichtverbrennungsanlagen wird durch die Steigerung bei den Biogasanlagen nicht

wettgemacht. Dadurch reduziert sich der Ertrag aus dem Verkauf der Energie. In Bezug auf die

Beschäftigung und die lokale Wertschöpfung sind durch den Ausbau der Verwertung in Biogas-

anlagen positive Effekte zu erwarten. Der verringerte Import von konventionellem Dünger ist

auch aus ökonomischer Sicht positiv, weil dadurch Kosten eingespart werden können.

Fazit: Dieses Szenario schneidet insgesamt besser ab als Szenario 1, sowohl aus ökologischer als

auch ökonomischer Sicht. Die Veränderungen gegenüber dem Referenzszenario sind tendenziell

positiv. Nur unter der Annahme, dass die verminderte Energieproduktion durch einheimische

Energie (z.B. Wasserkraft) substituiert würde, führt Szenario 2 zu einer geringeren Abhängigkeit

von Importen. Die Umlenkung von Biomasse von der Verbrennung in die Vergärung und Kom-

postierung entspricht somit weitgehend den Zielen der Biomassestrategie Schweiz.

Szenario 3: Energetische Verwertung

Ökologie: Bei Szenario 3 ergeben sich stark positive Effekte bezüglich energierelevanter Indika-

toren wie Schonung fossiler Ressourcen und Treibhauseffekt. Werden jedoch die lokalen Effekte

höher gewichtet, als bei der Bewertung mit Umweltbelastungspunkten, dann ergibt sich ein

negativer Gesamteffekt. Zudem stehen sich aus globaler Perspektive positive Auswirkungen

X

durch die Reduktion von Treibhausgasemissionen und des Verbrauchs von fossilen Energien

möglichen negativen Auswirkungen beim Anbau von Futtermitteln gegenüber.

Ökonomie: Aus gesamtwirtschaftlicher Sicht sind die hohen Investitionen und die Steigerung der

regionalen Wertschöpfung in Szenario 3 positiv zu beurteilen. Aus der Sicht der Unternehmen

stellt sich jedoch die Frage, ob und unter welchen Bedingungen die Energieproduktion wirt-

schaftlich ist. Der Ertrag aus dem Verkauf von Strom und Wärme kann zwar deutlich erhöht

werden, demgegenüber sind die Investitionen mit hohen Kapitalkosten verbunden. Mit den heu-

tigen Marktpreisen für (Öko-)Strom können diese Kosten nicht gedeckt werden. Ein Ausbau der

staatlichen Förderung von erneuerbaren Energien (zum Beispiel eine Kostendeckende Einspeise-

vergütung (KEV)) ist Bedingung dafür, dass dieses Szenario Realität werden könnte.

Fazit: Die starke Steigerung der Futtermittelimporte ist kritisch zu beurteilen. Je nachdem fallen

im Ausland wertvolle Ökosysteme dem vermehrten Anbau von Futtermitteln zum Opfer. Die

Nachfragesteigerung für Futtermittel auf dem Weltmarkt darf nicht zu mehr Abholzung führen.

Szenario 3 führt aber zu mehr Unabhängigkeit vom Erdöl und Erdgas im Energiebereich und im

Bereich der Düngemittel. Die CO2-Emissionen werden stark reduziert, dies hilft dem Klima-

schutz. Die Verbrennung und Vergärung hochwertiger tierischer Nebenprodukte bedeutet die

Vernichtung von wertvollen Proteinen etc. – aus globaler, ethischer Sicht ist dies fragwürdig. Es

empfiehlt sich die Prüfung von (ökologischen und sozialen) Kriterien für den Import von Futter-

mitteln.

XI

Empfehlungen

Die Analyse der gesetzlichen Grundlagen und des Marktumfeldes sowie die Modellierung und

Beurteilung der Szenarien weisen auf Trends und Themenfelder hin, die aufmerksam zu beo-

bachten sind, damit Entwicklungen, welche im Widerspruch zu den Zielen der Biomassestrategie

Schweiz stehen, frühzeitig erkannt und entsprechend beeinflusst werden können. Die Studie

kommt zu folgendem Schluss:

Der Fokus auf die energetischen Verwertung (Szenario 3) wird zunehmen, gesteuert u.a. durch

die Endlichkeit der fossilen Energieträger und die Anstrengungen im Klimaschutz. Die Nachfrage

von Biomasse zur Energiegewinnung steigt. Naturbelassenes Holz wird zunehmend direkt ver-

brannt, was im Widerspruch zum Prinzip der Kaskadennutzung steht. Proteinreiche, nicht kon-

taminierte Nahrungsmittelabfälle mit hohem Nährwert werden vermehrt in Faultürmen von Ab-

wasserreinigungsanlagen vergärt und dem Kreislauf weitgehend entzogen. Durch den Wegfall

dieser Futtermittel (insbesondere Proteine), die bisher in die Tierhaltung gelangen, sind steigen-

de Futtermittelimporte und in der Folge auch eine entsprechende Steigerung der dafür benötig-

ten Produktionsflächen zu erwarten. Die Konkurrenz zum Nahrungsmittelanbau und somit der

Druck auf natürliche Ökosysteme dürften zunehmen. Die Vergärung von grossen Mengen Co-

Substraten in landwirtschaftlichen Biogasanlagen kann in Regionen mit grossem Nutztierbestand

zu Nährstoffüberschüssen führen, wenn diese Mengen nicht wieder abgeführt werden.

Auf globaler Ebene ist, neben der Beachtung der Produktionsflächenbeanspruchung die

Prüfung ökologischer und sozialer Standards für den Import von Futtermitteln sicherzustellen.

Da heute trotz regionalen Überschüssen grosse Mengen Nährstoffe importiert werden, lohnt

sich eine gesamtwirtschaftliche und energetische Betrachtung der Nährstoffaufbereitung.

Eine ämterübergreifende räumliche Koordination der Anlagen ist anzustreben. Dazu gehört

die Prüfung der energetischen, ökologischen und wirtschaftlichen Gesamtbilanz für die Auslas-

tung von Faultürmen durch die Vergärung von jenen Co-Substraten, die auch in Biogasanlagen

verwertet werden könnten. Ein integrierter Vergleich dezentraler und zentraler Anlagen würde

helfen, einen strategischen Entscheid des Bundes zu fällen und begründen. Dabei sind alle Inte-

ressen der Umwelt einschliesslich des Natur- und Landschaftsschutzes schon bei der Standort-

wahl und Gestaltung zu berücksichtigen. Als Resultat eines umfassenden Vergleichs könnten

Leitlinien resultieren, die festlegen, unter welchen Bedingungen grössere oder kleinere Anlagen

zu bevorzugen sind. Der Qualitätssicherung im Bereich energetische Verwertungen von Biomas-

se ist ämterübergreifend erhöhte Aufmerksamkeit zukommen zu lassen.

Basierend auf den Erkenntnissen der vorliegenden Studie und im Kontext von aktuellen Entwick-

lungen wird vorgeschlagen, den Einfluss der rechtlichen Rahmenbedingungen, politischen In-

strumente und Anreizsysteme auf die Biomasseflüsse zu untersuchen.

XII

Um aus den gewonnenen Erkenntnissen ein umfassendes Managementkonzepts auszuarbeiten

ist eine Aktualisierung mit Daten aus dem Jahre 2008 (evt. 2009) sinnvoll, da seit 2006 grosse

Veränderungen geschahen. Die Bioethanolproduktion ist komplett weggefallen, Biogas wird

vermehrt aufbereitet und eingespiesen, die Co-Vergärung in ARA nimmt zu, Ausnahmen für die

Verwendung von Klärschlamm als Dünger sind nicht mehr zulässig, viele neue grössere Biogas-

anlagen sind in Betrieb, der Altholzhandel hat sich stark verändert, grosse Holzkraftwerke wur-

den gebaut oder sind in Planung etc. Alle diese Veränderungen könnten das aktuelle Bild im

Vergleich zu 2006 beträchtlich verändern.

Um auch der steigenden Nachfrage nach Holz für energetische Nutzungen mit den damit ver-

bundenen Nutzungskonflikten Rechnung zu tragen, ist zum bestehenden Modell die holzartige

Biomasse mit einzubauen. Die Auswirkungen der oft wenig bekannten Nutzungen (z.B. sehr

volatiler Export von Altholz ins Ausland) und Doppelnutzungen (stofflich, energetisch) sind noch

nicht im Detail bekannt. Zudem sollte untersucht werden, welche Auswirkungen die Holzasche-

rückführung in den Wald aufweist und was die damit verbundenen Chancen und Risiken sind.

Insbesondere muss das Wissen über die Nährstoffflüsse und -bilanzen im Waldboden verbessert

werden. Die relevanten Faktoren und Zusammenhänge müssen bekannt sein, damit eine Model-

lierung erfolgen kann.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ...........................................................................................................................3 1.1 Ausgangslage...........................................................................................................3 1.2 Zielsetzung...............................................................................................................3 1.3 Systemgrenze ...........................................................................................................4

2 Vorgehen ...........................................................................................................................5 2.1 Auslegeordnung.......................................................................................................5 2.2 Stoffflussmodell........................................................................................................5 2.3 Szenarien .................................................................................................................7

3 Rechtliche Grundlagen......................................................................................................11 3.1 Emissionen .............................................................................................................11 3.2 Abfallverwertung....................................................................................................17 3.3 Energiegewinnung und Klimaschutz .......................................................................18 3.4 Natur- und Landschaftsschutz.................................................................................21 3.5 Wald und Holz .......................................................................................................23

4 Markt feuchte Biomasse ...................................................................................................25 4.1 Technologien..........................................................................................................25 4.2 Anlagen in der Schweiz ..........................................................................................28 4.3 Trends im Bereich feuchte Biomasse .......................................................................31

5 Markt holzartige Biomasse................................................................................................33 5.1 Technologien..........................................................................................................33 5.2 Anlagen in der Schweiz ..........................................................................................35 5.3 Trends im Bereich holzartige Biomasse....................................................................39

6 Stoffflussmodell................................................................................................................42 6.1 Übersicht und Systemgrenzen.................................................................................42 6.2 Darstellung und Datenqualität ................................................................................51 6.3 Prozesse und Subprozesse ......................................................................................55

7 Szenarien..........................................................................................................................85 7.1 Übersicht der Szenarien ..........................................................................................85 7.2 Ergebnisse der Modellierung...................................................................................86 7.3 Interpretation der Ergebnisse ................................................................................134

8 Ökologische Bewertung..................................................................................................141 8.1 Vorgehen .............................................................................................................141 8.2 Resultate ..............................................................................................................145 8.3 Fazit zur ökologischen Bewertung ........................................................................154

9 Ökonomische Beurteilung...............................................................................................157 9.1 Vorgehen .............................................................................................................157 9.2 Resultate ..............................................................................................................164

9.3 Fazit zur ökonomischen Bewertung ..................................................................... 171 10 Synthese........................................................................................................................ 173

10.1 Beurteilung der Szenarien .................................................................................... 173 10.2 Qualität der Resultate .......................................................................................... 177 10.3 Empfehlungen..................................................................................................... 178

Anhänge

A1 Literaturverzeichnis A2 Quellenverzeichnis im Stan-Modell A3 Beschrieb der Stoffflüsse A4 Verwendete Life Cycle Inventare A5 Umweltbelastung A6 Referenzanlagen A7 Grundlagen zu Flexibilität und Regionen A8 Relevanzanalyse

3

1 Einleitung

1.1 Ausgangslage

Biomasse ist eine wichtige einheimische Ressource. Als Nahrungs- und Futtermittel, Baustoff

oder Energiequelle nimmt sie im Leben von Mensch und Tier seit jeher eine zentrale Rolle ein.

Die Bedeutung der Biomasse als erneuerbare Ressource ist in den vergangenen Jahren gestiegen

und damit auch der Bedarf, die betroffenen Politiken aufeinander abzustimmen.

Die ämterübergreifende "Biomassestrategie Schweiz" gibt eine allgemeine Richtung vor, wie in

der Schweiz in Zukunft Biomasse genutzt werden soll. Mit der Vision einer nachhaltigen und

optimalen Produktion, Verarbeitung und Nutzung von Biomasse haben die Bundesämter für

Energie, Landwirtschaft, Raumentwicklung und Umwelt gemeinsam eine Strategie erarbeitet.

Acht umfassende strategische Ziele dienen nun als Grundlage für die zukünftige Ausgestaltung

der verschiedenen Politiken des Bundes (BFE, BLW, ARE, BAFU 2009).

Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) möchte eine umfassende ökologische und ökonomische

Sichtweise für die Nutzung der Biomasse in die Diskussion einbringen, damit allfällige Fehlent-

wicklungen rechtzeitig erkannt und vermieden werden können. Dabei sollen grundsätzlich alle

Güterflüsse der Biomasse betrachtet werden. Kurzfristig bestehen jedoch vor allem bei der ver-

gärbaren Biomasse grosse ökologische Herausforderungen. Daher beschränken sich das Stoff-

flussmodell und die betrachteten Szenarien in dieser Studie auf die feuchte Biomasse.

1.2 Zielsetzung

In der vorliegenden Studie werden wichtige Grundlagen zur Biomassenutzung in der Schweiz

zusammengestellt. Diese Grundlagen umfassen rechtliche Rahmenbedingungen sowie ein Über-

blick zu Technologien und Verwertungsanlagen in der Schweiz.

Die Stoffflüsse der feuchten Biomasse werden erfasst und dargestellt. Weiter werden methodi-

sche Ansätze entwickelt, die eine umfassende ökologische und ökonomische Sicht zur Verwer-

tung von (feuchter) Biomasse ermöglichen.

Schliesslich werden verschiedenen Szenarien der Verwertung von feuchter Biomasse bewertet.

Die Bewertung soll dazu beitragen, dass künftig die feuchten Biomasseströme in eine nach öko-

logischen und ökonomischen Kriterien optimale Richtung gelenkt werden können.

4

1.3 Systemgrenze

Der Status quo der stofflichen und energetischen Biomassenutzung in der Schweiz wird sowohl

für holzartige als auch für feuchte Biomasse dargestellt (Kapitel 4 und 5). Die Modellierung der

Stoffflüsse, die Szenarienbildung und die Bewertung nach ökologischen und ökonomischen

Kriterien beschränken sich auf die feuchte Biomasse (Kapitel 6 bis 9). In diesem Bereich ist in den

nächsten Jahren mit den grössten Herausforderungen zu rechnen. Als geographische System-

grenze wurde die Schweizer Landesgrenze definiert, an welcher die Zu- und Abflüsse als Im-

und Exporte erfasst werden.

5

2 Vorgehen

2.1 Auslegeordnung

2.1.1 Übersicht rechtliche Grundlagen und Studien

Die rechtlichen Bestimmungen und Richtlinien zum Biomassemanagement in der Schweiz, sowie

Erkenntnisse aus aktuellen Studien wurden zusammengestellt und ausgewertet. Dabei wurden

nur die gesamtschweizerisch verbindlichen Rechtsgrundlagen berücksichtigt. Die im Rahmen der

Studie "Vollzugshilfe Umweltschutz in der Landwirtschaft" zusammengestellten rechtlichen

Grundlagen wurden betreffend ihrer Relevanz für das Biomasse- und Nährstoffmanagement

evaluiert und ausgewählt.

2.1.2 Marktanalyse

In einem ersten Schritt wurden die verschiedenen Nutzungsarten von feuchter und holzartiger

Biomasse aufgezeigt. Anschliessend wurden Datenbanken zu den in der Schweiz bestehenden

Anlagen ausgewertet und ein Überblick erstellt. Die Ernst Basler + Partner AG betreibt eine An-

lagen- und Projektdatenbank zu allen Anlagetypen, die aus Biomasse Energie produzieren. Zu-

dem sind die grossen Betriebe bekannt, die Biomasse aus dem Pflanzenbau, der Tierhaltung

oder der Waldwirtschaft stofflich nutzen.

2.2 Stoffflussmodell

2.2.1 Definition der Sektoren, Prozesse und Systemgrenzen

In einem vorbereitenden Schritt wurde die Struktur der biogenen Güterflüsse definiert. Die ein-

zelnen Flüsse werden in den verschiedenen Prozessen umgewandelt und umgelenkt. In den Pro-

zessschritten verändern sich Massen, Energie- und Nährstoffgehalt. Die Struktur der Güterflüsse

orientiert sich an der Studie „Biogene Güterflüsse der Schweiz 2006“ und wurde an zusätzliche

Bedürfnisse für die Modellierung und Bewertung von Szenarien angepasst.

6

2.2.2 Definition der Teilflüsse

Die Güterflüsse wurden wo nötig in Teilflüsse (z.B. einzelne Produkte oder Produktgruppen)

aufgegliedert. Damit wird sichergestellt, dass neben der Menge der produzierten, verarbeiteten

und genutzten Biomasse auch deren Energie- und Nährstoffgehalt quantifiziert werden kann.

2.2.3 Eigenschaften von Biomasse

Die Biomasse-Teilflüsse haben unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften.

Aufgrund ihrer Eigenart eignen sie sich für unterschiedliche Nutzungen. Biomasse ist selten ho-

mogen. Es ist unmöglich, die Teilflüsse im Modell in ihrer ganzen Vielfalt zu bewerten. Deshalb

wurden die biogenen Güter durch folgende mittlere Werte definiert und charakterisiert:

• Energieinhalt der Güter (unterer Heizwert in kWh/kg TS)

• Trockensubstanz [TS] der Güter (in Prozent des Frischsubstanz [FS] bzw. der üblichen Han-delsform)

• Phosphorgehalt (Gesamt-P in g/kg TS bzw. g/kg FS)

• Stickstoffgehalt (Gesamt-N in g/kg TS bzw. g/kg FS)

Für die Charakterisierung der Biomasseflüsse wurde auf vorhandene Daten und Literatur zu-

rückgegriffen. Für Güterflüsse, für die keine Angaben zu Trockensubstanz, Energieinhalt oder

Nährstoffanteil aus verlässlichen Quellen vorliegen, wurden eigene Abschätzungen vorgenom-

men.

2.2.4 Visualisierung der Flüsse

Die Güter-, Energie-, Stickstoff- und Phosphorflüsse werden in der Struktur des Stoffflussmodells

graphisch dargestellt. Grundlage sind Daten zu den Mengen biogener Güter in der Schweiz in-

klusive ihrer Im- und Exporte im Erhebungsjahr 2006. Die Darstellungen erfolgen jeweils als San-

key-Diagramm (d.h. die Breite eines Flusses ist proportional zu seinem Wert). Die jeweiligen

Flussgrössen (Masse, Energie, Phosphor, Stickstoff) sind ausserdem in Tabellenform dokumen-

tiert.

2.2.5 Erarbeitung eines Modellierungstools

Auf Basis der oben beschriebenen Prozessstruktur und der darin erfassten Daten wurde ein Mo-

dellierungstool entwickelt, das auf den Teilaspekt „feuchte Biomasse“ fokussiert. Mit Hilfe des

7

Programms STAN1) wurden die biogenen Güterströme der Schweiz als Materialflussanalyse bzw.

Nährstofffluss-Analyse modelliert. Das Modell kann dabei auf den vier Ebenen „Güter“, „Ener-

gie“, „Stickstoff“ und „Phosphor“ separat betrachtet und analysiert werden. Zugunsten eines

übersichtlichen und klaren Modells wurden kleinere Flüsse und Prozesse soweit sinnvoll zusam-

mengefasst oder vernachlässigt.

Ziel der Modellsimulation ist die Identifizierung der relevanten Stellgrössen und das Aufzeigen

der Konsequenzen von politischen Entscheidungen, die an diesen Stellgrössen ansetzen. Die

Modellierung ermöglicht, die real vorliegenden Transferkoeffizienten (TK) der untersuchten Pro-

zesse für verschiedene Szenarien anzupassen und die entsprechenden Auswirkungen auf die

Güter-, Energie- und Nährstoffebene zu visualisieren.

Im Mittelpunkt des Modells stehen die Prozesse Anaerobe Vergärung und deren Konkurrenz-

und Ergänzungsprozesse Kompostierung, Verbrennung sowie die Treibstoffgewinnung aus Bio-

masse als Teilbereich der Energieverarbeitung. Sie sind eingebettet in die Struktur der vorgela-

gerten Produktions- und Verarbeitungsprozesse. Die Holz- und Papierflüsse sowie kleinere für

die Fragestellung unbedeutende Flüsse und Prozesse werden im Modell nicht berücksichtigt.

Es wurde darauf geachtet, dass das erarbeitete Modellierungstool sowohl bezüglich graphischer

Lesbarkeit also auch bei der Datenstruktur und -verarbeitung übersichtlich gestaltet ist und Än-

derungen möglichst einfach vorgenommen werden können.

2.3 Szenarien

2.3.1 Sensitivitäten und Transferkoeffizienten

Die Ausarbeitung der Szenarien erfolgte auf Grundlage von Sensitivitätsanalysen. Veränderun-

gen von Anpassungen der Transferkoeffizienten wurden analysiert. Diese Analysen ermöglichen

die Identifikation derjenigen Faktoren, die für eine Lenkung der Biomasseflüsse in eine ge-

wünschte Richtung beeinflusst werden müssen. Sensitive Einflussfaktoren d.h. die Stellschrau-

ben für grosse Veränderungen in den Stoffflüssen wurden erfasst und in den entsprechenden

Prozessen geeignete Transferkoeffizienten definiert.

1) STAN: Software zur Erstellung von Stoffflussanalysen der Technischen Universität Wien, Institut für Wassergüte, Ressourcenma-nagement und Abfallwirtschaft, Version 2.0 © inkasoftware

8

2.3.2 Szenarienbildung

Das STAN-Modell kann durch die Veränderung der Transferkoeffizienten jeweils auf eine strate-

gische Option optimiert werden. Im Hinblick auf aktuelle politische Diskussionen und absehbare

Trends mit teils grossem Einfluss auf die Umwelt und Gesellschaft wurden folgende Szenarien

definiert:

• Szenario 0: Status quo

• Szenario 1: Fokus stoffliche Verwertung

• Szenario 2: Förderung regional geschlossener Nährstoffkreisläufe

• Szenario 3: Fokus energetische Verwertung

Die Szenarien wurden vom Auftragnehmer entwickelt und mit dem Auftraggeber besprochen

und den Bedürfnissen angepasst. In Kapitel 7 werden sie ausführlich hergeleitet und beschrie-

ben.

2.3.3 Bewertung der Szenarien

Die in den Szenarien betrachteten Veränderungen der Stoffflüsse wurden mittels einer ökologi-

schen Bewertung und einer ökonomischen Beurteilung überprüft. Aus diesen Arbeiten resultiert

eine Bewertung der Szenarien, die einen Vergleich anhand von einzelnen Kriterien ermöglicht.

Als Resultat liegt für jedes Szenario eine Beurteilung anhand der ausgewählten Kriterien vor. Die

Aussagen werden einzeln dargestellt, da eine aggregierte Bewertung nur mit normativen An-

nahmen möglich ist. Die Gesamtbeurteilung eines Szenarios ist abhängig davon, wie die einzel-

nen Indikatoren gewichtet werden.

Als Referenz für die Beurteilung der in den Szenarien festgelegten Biomasseflüsse wurde die

heutige Situation als Status quo (Szenario 0) herangezogen. Die ökologischen und ökonomi-

schen Auswirkungen wurden im Vergleich zur aktuellen Situation und unter konstanten Rah-

menbedingungen beurteilt.

Ökologische Bewertung

Anknüpfungspunkt für die ökologische Bewertung sind die aus der Stoffflussmodellierung resul-

tierenden Stoffflüsse. Die Summe der Veränderungen der Stoffflüsse bewirken innerhalb des

Gesamtsystems eine ökologische Veränderung, indem z.B. insgesamt mehr oder weniger Wär-

me und Strom aus Biomasse zur Verfügung steht, sich die Menge an in Vergärungsprozessen

anfallendem Kompost verändert, Emissionen zusätzlich entstehen oder vermieden werden. Der

in dieser Arbeit verwendete Ansatz zur ökologischen Bewertung basiert auf dem Ökobilanz-

Ansatz. Ein ausführlicher Beschrieb des Vorgehens zur ökologischen Beurteilung findet sich in

Kapitel 8.

9

Ökonomische Beurteilung

Wie sich die in den einzelnen Szenarien resultierenden Biomasseflüsse auf die betroffenen Bran-

chen, vor allem in der Nutzung und Entsorgung auswirken, wurde anhand von ausgewählten

Kriterien beurteilt. Als Grundlage für die Bestimmung der untersuchten Bereiche dienen mehr-

heitlich die im VOBU-Leitfaden beschriebenen Kriterien (Bafu 2008a). Dabei wurden nur Krite-

rien aus dem Bereich Wirtschaft herangezogen; die Umweltauswirkungen wurden in der separa-

ten Ökobilanzierung analysiert.

Als wichtige Grundlage für die Beurteilung der Szenarien wurden Referenzanlagen definiert.

Anhand von durchschnittlichen Kapazitäten dieser Referenzanlagen und den Resultaten aus

dem Stoffflussmodell wurde die Anzahl der unterschiedlichen Verwertungsanlagen in den ein-

zelnen Szenarien hergeleitet. Ein ausführlicher Beschrieb der dabei verwendeten Kriterien und

Annahmen findet sich in Kapitel 9.

11

3 Rechtliche Grundlagen

Die strategische Ausrichtung der Biomassenutzung wird in der "Biomassestrategie Schweiz"

formuliert (BFE, BLW, ARE, BAFU 2009). Die darin festgehaltenen strategischen Ziele dienen als

Grundlage für die zukünftige Ausgestaltung der verschiedenen betroffenen Politiken. Die heuti-

gen Rahmenbedingungen für die Nutzung von Biomasse sind durch rechtliche Bestimmungen

auf nationaler, kantonaler und kommunaler Ebene gegeben.

Die wichtigsten gesamtschweizerisch verbindlichen umweltrechtlichen Grundlagen (Gesetze,

Verordnungen und Vollzugshilfen), die für das Thema Biomasse relevant sind, werden hier zu-

sammengestellt, kommentiert und durch Erkenntnisse aus aktuellen Studien und Publikationen

zum Thema Biomasse in der Schweiz ergänzt. Die nach fünf Themenbereichen gegliederte Über-

sicht stellt eine möglichst umfassende Sammlung der für die Verwertung von Biomasse relevan-

ten umweltrechtlichen Grundlagen und Empfehlungen dar.

3.1 Emissionen

3.1.1 Emissionen in die Luft

Biomasse, die auf natürliche Weise in Wald, Landschaft und -wirtschaft verrottet, setzt vor allem

Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) in die Atmosphäre frei. Nährstoffe wie Stickstoff und

Phosphor werden bei einer natürlichen Zersetzung hauptsächlich vom Boden aufgenommen.

In vom Menschen gesteuerten Prozessen kann die unsachgemässe Nutzung von Biomasse zu-

sätzliche unerwünschte Emissionen zur Folge haben: In der (industriellen) Nahrungsmittelverar-

beitung, der Tierhaltung oder beim Verbrennen von (holzartiger) Biomasse kann z.B. in grossen

Mengen Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx), Ammoniak (NH3), Methan (CH4), Feinstaub

(PM10), etc. entweichen. In der Luftreinhalte-Verordnung vom 16. Dezember 1985 sind Grenz-

werte festgelegt, um die Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren.

Relevante Gesetze und Verordnungen • Umweltschutzgesetz vom 7. Oktober 1983 (USG; SR 814.01)

• Luftreinhalte-Verordnung vom 16. Dezember 1985 (LRV; SR 814.318.142.1)

Vollzugshilfen, Empfehlungen, Mitteilungen • BAFU: Mitteilung zur Luftreinhalteverordnung LRV, Nr. 13 "Ammoniak (NH3)-Minderung bei

der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung"

12

• Cercl'Air: Vollzugshilfe zur Luftreinhaltung, Empfehlung Nr. 21-A "Minderung der Ammoni-ak-Emissionen aus der Landwirtschaft: Abdeckung neuer Güllelager"

• FAT-Bericht Nr. 476: Mindestabstände von Tierhaltungsanlagen. Empfehlungen für neue und bestehende Betriebe.

• BAFU: Empfehlung zur Beurteilung von Gerüchen (liegt erst als Entwurf vor)

Das Umweltschutzgesetz hat den Zweck, Menschen, Tiere, Pflanzen, ihre Lebensgemeinschaf-

ten und Lebensräume sowie den Boden vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen, wie Luft-

verunreinigungen, zu schützen. Nach dem zweistufigen Immissionsschutz-Konzept (Art. 11 USG)

sind die Emissionen im Rahmen der Vorsorge unabhängig von der bestehenden Umweltbelas-

tung so weit zu begrenzen, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich trag-

bar ist. Steht fest oder ist zu erwarten, dass die Einwirkungen der Luftverunreinigungen unter

Berücksichtigung der bestehenden Umweltbelastung schädlich oder lästig werden, sind die

Massnahmen zur Emissionsbegrenzung von der zuständigen Behörde zu verschärfen.

Die Luftreinhalte-Verordnung konkretisiert die Bestimmungen des USG. Sie regelt u.a. die

vorsorgliche Emissionsbegrenzung bei Anlagen, die Abfallverbrennung im Freien, die Anforde-

rungen an Brenn- und Treibstoffe, Immissionsgrenzwerte und das Vorgehen für den Fall, dass

Immissionen übermässig sind.

Verbrennung von Biomasse: Für stationäre Verbrennungsmotoren mit einer Feuerungswärme-

leistung von mehr als 100 kW gelten für Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx) die Emissi-

onsgrenzwerte gemäss Anhang 2 Ziffer 824 LRV. Holzfeuerungen, wie Heizcheminées (Kamin-

einsätze) und offene Kamine (Cheminées) mit einer Feuerungswärmeleistung bis 350 kW dürfen

nur in Verkehr gebracht werden, wenn ihre Konformität mit den in Anhang 4 der LRV aufge-

führten Anforderungen nachgewiesen ist (Art. 20 LRV). Die Konformität wird durch eine Erklä-

rung des Herstellers oder Importeurs, durch eine Bescheinigung einer Konformitätsbewertungs-

stelle sowie durch die entsprechende Kennzeichnung nachgewiesen (Art. 20a LRV). Die Anfor-

derungen an bereits in Verkehr gebrachte Holzfeuerungen sind in Anhang 3 Ziffer 5 LRV gere-

gelt. Sie umfassen insbesondere Emissionsgrenzwerte für CO und Staub. Für Anlagen zum

Verbrennen von Altholz gelten die Emissionsgrenzwerte von Anhang 2 Ziffer 72 LRV.

Ammoniak (NH3): Die Landwirtschaft ist der grösste Emittent von Ammoniak in der Schweiz und

es bestehen verschiedene Vollzugshilfen, die sich an die Landwirtschaft richten und dieses The-

ma vertieft angehen. In der Mitteilung zur Luftreinhalteverordnung Nr. 13 "Ammoniak (NH3)-

Minderung bei der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung" des BAFU wird erläutert, wie die

Vorschriften aus dem Umweltschutzgesetz und insbesondere aus der Luftreinhalte-Verordnung

bei landwirtschaftlichen Anlagen im Allgemeinen umzusetzen sind. Die Schweizerische Gesell-

schaft der Lufthygiene-Fachleute (Cercl'Air) hat eine Empfehlung zur Ammoniak-Minderung

abgegeben. Darin werden Massnahmen zur Emissionsbegrenzung, die dem Stand der Technik

für neue Anlagen entsprechen, definiert und speziell auf die emissionsarme Hofdüngerlagerung

13

eingegangen. Ebenfalls betrachtet werden die Hofdüngerausbringung sowie Stallsysteme und

Tierhaltungsformen.

Geruchsintensive Tierhaltungsanlagen: Die Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon

ART (ehemals eidgenössische Forschungsanstalt für Agrarwirtschaft und Landtechnik (FAT)) hat

1995 die Empfehlung Mindestabstände von Tierhaltungsanlagen publiziert. Darin wird auf

die Berechnung der einzuhaltenden Mindestabstände von geruchsintensiven Tierhaltungsanla-

gen zu Zonen mit Wohnnutzung eingegangen (FAT-Bericht Nr. 476).

Trotz vorsorglichen Massnahmen zur Emissionsbegrenzung ist es möglich, dass Gerüche und

Geruchsprobleme auftreten. Hierzu wird zurzeit im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt (BAFU)

eine Empfehlung zur Beurteilung von Gerüchen erarbeitet. Der Entwurf dieser Empfehlung

erläutert verschiedene Methoden zur Messung und Modellierung von Geruchsimmissionen.

3.1.2 Emissionen ins Wasser

Bei der Verwertung von Biomasse, z.B. in der Landwirtschaft, können bei unsachgemässem Vor-

gehen erhebliche Schadstoffeinträge ins Grundwasser, in Seen und in Fliessgewässer auftreten.

Das Gewässerschutzgesetz vom 24. Januar 1991 und die Gewässerschutzverordnung vom 28.

Oktober 1998 gelten dabei als massgebendes Regelwerk, ergänzt durch Vollzugshilfen.

Relevante Gesetze und Verordnungen • Gewässerschutzgesetz vom 24. Januar 1991 (GSchG; SR 814.20)

• Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 (GSchV; SR 814.201)

• Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung vom 18. Mai 2005 (ChemRRV; SR 814.81)

• Landwirtschaftsgesetz vom 29. April 1998 (LwG; SR 910.1) und Direktzahlungsverordnung vom 7. Dezember 1998 (DZV; SR 910.13)

Vollzugshilfen, Publikationen • BAFU: Vollzugshilfe "Wegleitung Grundwasserschutz" 2004

• BAFU, BLW: Vollzugshilfe "Umweltschutz in der Landwirtschaft", Module 1 und 3 (bauliche Anlagen und Nährstoffe), in Erarbeitung

• Agridea/BLW: Wegleitung der Suisse-Bilanz

• BAFU, BLW: Umweltziele in der Landwirtschaft 2008

Das Gewässerschutzgesetz bezweckt, alle ober- und unterirdischen Gewässer vor nachteiligen

Einwirkungen zu schützen. Jedermann ist verpflichtet, alle nach den Umständen gebotene Sorg-

falt anzuwenden, um nachteilige Einwirkungen auf die Gewässer zu vermeiden (Art. 3 GSchG).

Es ist untersagt, Stoffe, die Wasser verunreinigen können, mittelbar oder unmittelbar in ein Ge-

wässer einzubringen oder sie versickern zu lassen sowie solche Stoffe abzulagern oder auszu-

14

bringen, sofern dadurch die konkrete Gefahr einer Verunreinigung des Wassers entsteht (Art. 6

GSchG). Im schweizerischen Gewässerschutz gilt sodann grundsätzlich das Verursacherprinzip:

Wer Massnahmen nach dem GSchG verursacht, trägt die Kosten dafür (Art. 3a GSchG).

Nach Art. 62a des GSchG leistet der Bund im Rahmen der bewilligten Kredite Abgeltungen an

Massnahmen der Landwirtschaft zur Verhinderung der Abschwemmung und Auswaschung von

Stoffen, wenn verschiedene Bedingungen erfüllt sind. Art. 62a GSchG präzisiert Art. 3 GSchG

für die Landwirtschaft und begründet eine Ausnahme vom reinen Verursacherprinzip.

Die Gewässerschutzverordnung enthält Ausführungsvorschriften zum Gewässerschutzgesetz

sowie ökologische Ziele für Gewässer (Anhang 1 GSchV) und Anforderungen an die Wasserqua-

lität (Anhang 2 GSchV), welche bei allen Massnahmen berücksichtigt werden müssen.

Im Gewässerschutzgesetz und der Gewässerschutzverordnung werden nebst den für die Land-

wirtschaft relevanten Bestimmungen weitere im Bezug auf Biomasse relevante Themen wie Ab-

wasserbeseitigung (Art. 7 ff. GSchG, Art. 3 ff. GSchV) oder den planerischen Schutz der Gewäs-

ser mittels Gewässerschutzbereichen, Grundwasserschutzzonen und -arealen (Art. 19 ff. GSchG,

Art. 29 ff und Anhang 4 GSchV) geregelt.

Die Wegleitung Grundwasserschutz ist die Vollzugshilfe des Bundes für den Grundwasser-

schutz. Sie beschreibt das Vorgehen für die Dimensionierung der Gewässerschutzbereiche und

Zuströmbereiche für Grundwasser sowie der Grundwasserschutzzonen und -areale und legt die

Schutzmassnahmen fest. Es werden auch konkrete Aussagen zur landwirtschaftlichen Boden-

nutzung im Zuströmbereich gemacht.

Die Landwirtschaft hat im Gewässerschutz einen besonderen Stellenwert. Sie ist die wichtigste

Quelle für den Eintrag von Nitrat, Phosphor und Pflanzenschutzmittel in Gewässer. Aus diesem

Grund sind in der Publikation "Umweltziele Landwirtschaft" auch zum Gewässerschutz ver-

schiedene Ziele definiert worden. Unter anderem sollen Stickstoffeinträge in Gewässer reduziert

werden, der zulässige Gesamtphosphorgehalt in Seen ist limitiert und der Sauerstoffgehalt in

Seen muss ausreichend hoch sein.

Generell sind Nährstoffkreisläufe möglichst zu schliessen. Hofdünger muss umweltverträglich

und entsprechend dem Stand der Technik landwirtschaftlich oder gartenbaulich verwertet wer-

den. Die höchste zugelassene Ausbringungsmenge ist im GSchG umschrieben (Art. 14 GSchG).

Die Ausbringungsdistanz für Hofdünger von Betrieben mit Nutztierhaltung wird ebenfalls in Art.

14 GSchG eingeschränkt, wenn nicht mindestens die Hälfte des anfallenden Hofdüngers auf der

eigenen oder gepachteten Nutzfläche des Betriebs mit Nutztierhaltung ausgebracht werden

kann. Das GSchG und die GSchV enthalten sodann weitere Anforderungen an Betriebe mit

Nutztierhaltung, beispielsweise an Düngerabnahmeverträge, an die Buchführung über Dünger-

15

annahme und -abgabe oder an die Kontrolle der Lagereinrichtungen für Hofdünger (Art. 14f.

GSchG, Art. 22 ff. GSchV).

Weitere Vorschriften zur Verwendung von Düngern enthält die ChemRRV in Anhang 2.6 Ziffer

3. Danach dürfen beispielsweise stickstoffhaltige Dünger nur zu Zeiten ausgebracht werden, in

denen die Pflanzen Stickstoff aufnehmen können und flüssige Dünger nur dann, wenn der Bo-

den saug- und aufnahmefähig ist (Anhang 2.6 Ziffer 3.2.1 ChemRRV).

Das Landwirtschaftsgesetz und die Direktzahlungsverordnung schreiben sodann im Rah-

men des ökologischen Leistungsnachweises eine ausgeglichene Düngerbilanz vor, wonach die

Nährstoffkreisläufe möglichst zu schliessen und die Zahl der Nutztiere dem Standort anzupassen

sind und die zulässige Phosphor- und Stickstoffmenge sich nach dem Pflanzenbedarf und dem

betrieblichen Bewirtschaftungspotenzial bemisst. Anhand einer Nährstoffbilanz ist zu zeigen,

dass kein überschüssiger Phosphor und Stickstoff ausgebracht wird (Art. 70 LwG, Art. 6 und

Anhang Ziffer 2 DZV).

Die Suisse-Bilanz ist ein Planungs- und Kontrollinstrument und dient zum Nachweis einer

«ausgeglichenen Stickstoff- bzw. Phosphorbilanz», wie sie in der Direktzahlungsverordnung zur

Erfüllung des ökologischen Leistungsnachweises verlangt wird. Das Zusatzmodul 8 zur Suisse-

Bilanz geht dabei speziell auf landwirtschaftliche und nicht-landwirtschaftliche Materialien für

die Vergärung sowie die entstehenden Vergärungsprodukte ein. Die Suisse-Bilanz erlaubt einen

Überblick über den auf ein Jahr bezogenen gesamtbetrieblichen Nährstoffhaushalt im Landwirt-

schaftsbetrieb bzw. allfällige Unausgewogenheiten aufzuzeigen. Damit wird das Ausmass einer

allfälligen Nährstoffüber- oder -unterversorgung des Betriebs festgestellt und die nötige Hof-

düngerabgabe bzw. Reduktion der Düngerzufuhr oder des Tierbestands ausgerechnet. Nicht

überprüft wird aber, ob diese Nährstoffe auch standort- und bedarfsgerecht eingesetzt werden.

3.1.3 Emissionen in den Boden

Durch übermässigen Einsatz von Dünger, die unsorgfältige Ablagerung von Abfällen, Bodenver-

dichtung etc. kann die Nutzung von Biomasse zu negativen Auswirkungen auf das sensible Sys-

tem Boden führen. Im Umweltschutzgesetz, in der Verordnung vom 1. Juli 1998 über Belastun-

gen des Bodens und in weiteren Verordnungen, Vollzugshilfen und Richtlinien sind Regeln zum

Bodenschutz beim Anbau und in der Entsorgung von Biomasse festgehalten.


• Verordnung vom 1. Juli 1998 über Belastungen des Bodens (VBBo; SR 814.12)

• Dünger-Verordnung vom 10. Januar 2001 (DüV; SR 916.171)

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Berichte • BAFU: Umwelt-Wissen Nr. 0617, "Fachkommentare zum anwendbaren Bundesrecht"

Die gesetzlichen Grundsätze zum Schutz des Bodens sind im Umweltschutzgesetz und in der

Verordnung über Belastungen des Bodens geregelt. Danach ist die Bodenfruchtbarkeit lang-

fristig zu erhalten. Dies geschieht einerseits über Massnahmen zur Vermeidung chemischer und

biologischer Bodenbelastungen, die sich auf Ausführungsvorschriften zum Gewässerschutzrecht,

zum Katastrophenschutz, zur Luftreinhaltung, zum Umgang mit Stoffen und Organismen und

zu den Abfällen und Lenkungsabgaben stützen, andererseits über in der VBBo beschriebene

Massnahmen zur Verhinderung von Verdichtung und Erosion. Das Bodenschutzrecht des Bundes

sieht sodann vor, dass bei Überschreitung von Schadstoffwerten spezifische Massnahmen zum

Schutz des Bodens und zum Schutz von Menschen, Tieren und Pflanzen vor schädlichen Auswir-

kungen von belasteten Böden getroffen werden.

Die Dünger-Verordnung regelt die Zulassung, das Inverkehrbringen, die Einfuhr und die Ver-

wendung von Düngern. Sie gilt jedoch nicht für Hofdünger, die für den eigenen Betrieb oder

Dünger, die ausschliesslich zur Ausfuhr bestimmt sind (Art. 1 DüV). Sie besagt, dass nur zugelas-

sene Dünger in Verkehr gebracht werden dürfen. Damit Dünger zugelassen werden, dürfen bei

vorschriftsgemässem Gebrauch unter anderem weder die Umwelt noch Menschen gefährdet

werden und damit behandelte Ausgangsprodukte ausschliesslich Lebensmittel und Gebrauchs-

gegenstände ergeben, welche die Anforderungen der Lebensmittelgesetzgebung erfüllen (Art. 3

DüV). Ausserdem dürfen Dünger nur in Verkehr gebracht werden, wenn sie die Qualitätsanfor-

derungen des Anhangs 2.6 der ChemRRV (Schadstoffgrenzwerte) einhalten (Art. 21a DüV).

Die Chemikalien-Risikoreduktionsverordnung enthält nebst den genannten Qualitätsanfor-

derungen auch Abgabevorschriften für Dünger, Aufgaben von Inhaberinnen von Kompostie-

rungs- und Vergärungsanlagen und Verwendungsvorschriften sowie Übergangsbestimmungen

für die Abgabe und Verwendung von Klärschlamm.

In den Fachkommentaren zum anwendbaren Bundesrecht sind die Grundsätze und Vor-

schriften zum Thema "Düngung und Umwelt" aus DüV, ChemRRV, sowie GSchG und GSchV

zusammengefasst und erläutert.

Das Landwirtschaftsgesetz und die Direktzahlungsverordnung schreiben im Rahmen des

ökologischen Leistungsnachweises einen geeigneten Bodenschutz vor (Art. 70 LwG). Erosion

und chemische Bodenbelastungen müssen vermieden werden und der Bodenschutz muss durch

eine optimale Bodendeckung, durch Massnahmen zur Verhinderung von Talwegerosion und

durch die Verwendung bodenschonender Dünger und Pflanzenschutzmittel gefördert werden

(Art. 70 LwG, Art. 9 DZV).

17

3.2 Abfallverwertung

Bei der Verwertung von Abfall ist den Grundsätzen Rechnung getragen, dass Abfälle soweit

möglich verwertet und umweltverträglich entsorgt werden müssen (Art. 30 USG). In Bezug auf

Biomasse gibt es Regeln dazu, wann Abfälle verfüttert, vergärt, verbrannt oder kompostiert

werden dürfen oder wann und wie sie zu deponieren sind.


• Technische Verordnung vom 10. Dezember 1990 über Abfälle (TVA; SR 814.600)

• Verordnung vom 22. Juni 2005 über den Verkehr mit Abfällen (VeVA; SR 814.610)

• Verordnung des UVEK vom 18. Oktober 2005 über Listen zum Verkehr mit Abfällen (SR 814.610.1)

• Verordnung vom 23. Juni 2004 über die Entsorgung von tierischen Nebenprodukten (VTNP; SR 916.441.22)

Vollzugshilfen • BLW: Weisung zur Verwendung von Vergärungsprodukten in der Suisse-Bilanz (Entwurf)

• BFE: Richtlinie kostendeckende Einspeisevergütung (KEV)

• Buwal: Wegleitung Abfall- und Materialbewirtschaftung bei UVP-pflichtigen und nicht UVP-pflichtigen Projekten (2003)

Die Technische Verordnung über Abfälle präzisiert die Vorgaben des USG zum Vermindern

und Behandeln von Abfällen sowie zum Errichten und Betreiben von Abfallanlagen. Sie hat zum

Ziel, Menschen, Tiere, Pflanzen, ihre Lebensgemeinschaften sowie die Gewässer, den Boden und

die Luft vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen durch Abfälle zu schützen und die Belas-

tung der Umwelt durch Abfälle vorsorglich zu begrenzen. Siedlungsabfälle im Allgemeinen und

kompostierbare Abfälle im Speziellen müssen generell so weit wie möglich getrennt gesammelt

und verwertet werden (Art. 6 und 7 TVA). Die Kantone müssen das Verwerten von kompostier-

baren Abfällen in Garten, Hof oder Quartieren fördern (Art. 7 TVA). Brennbare Abfälle müssen,

soweit sie nicht verwertet werden können, verbrannt oder anderweitig thermisch behandelt

werden (Art. 11). In der TVA sind Anforderungen für verschiedene Typen von Abfallverwer-

tungsanlagen (Verbrennungsanlagen, Kompostierungsanlagen) und Deponien angegeben.

Die Verordnung über den Verkehr mit Abfällen soll sicherstellen, dass Abfälle nur an geeig-

nete Entsorgungsunternehmen übergeben werden. Sie regelt u.a. den Inlandverkehr mit Son-

derabfällen und anderen kontrollpflichtigen Abfällen und den grenzüberschreitenden Verkehr

mit allen Abfällen. Das Abfallverzeichnis bezeichnet Sonderabfälle und andere kontrollpflichtige

Abfälle und ist in der Verordnung des UVEK über Listen zum Verkehr mit Abfällen enthalten.

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Auf die Entsorgung von tierischen Nebenprodukten im Speziellen geht die Verordnung über

die Entsorgung von tierischen Nebenprodukten ein. Das Ziel der VTNP ist sicherzustellen,

dass tierische Nebenprodukte die Gesundheit von Menschen und Tieren sowie die Umwelt nicht

gefährden, sie so weit als möglich verwertet werden und dass die dafür nötige Infrastruktur

bereitgestellt wird. Nebst dem Umgang mit tierischen Nebenprodukten regelt die VTNP auch

den Umgang mit ausländischen Speiseresten und mit Speiseresten, die für die Tierernährung

oder für die Verwendung in einer Biogas- oder Kompostierungsanlage bestimmt sind (ausser sie

stammen aus privaten Haushalten und werden der öffentlichen Grüngutsammlung übergeben,

Art. 2). Die VTNP enthält des Weiteren Anforderungen an Anlagen für die Entsorgung von tieri-

schen Nebenprodukten (beispielsweise Biogas- und Kompostierungsanlagen).

Bei der Energiegewinnung aus Biomasse gelten spezielle Bestimmungen bezüglich landwirt-

schaftlichen Substraten. Die Weisung zur Handhabung von Vergärungsprodukten in der

Suisse-Bilanz (Zusatzmodul 8) sowie die Richtlinie kostendeckende Einspeisevergütung er-

klären, welche Materialien als landwirtschaftlicher oder nicht-landwirtschaftlicher Herkunft gel-

ten.

In der Wegleitung Abfall- und Materialbewirtschaftung bei UVP-pflichtigen und nicht UVP-

pflichtigen Projekten (Buwal 2003) wird erläutert, welche Angaben in einem vollständigen Ab-

fall- und Materialbewirtschaftungskonzept zu machen sind (Art, Menge, Qualität, Entsorgung,

Kosten, Kontrolle sowie Materialbewirtschaftung).

3.3 Energiegewinnung und Klimaschutz

Die Produktion von erneuerbarer Energie und die Reduktion der Emission von Treibhausgasen

werden gesetzlich gefördert. Dabei können, u.a. auch im Zusammenhang mit der Energiepro-

duktion aus Biomasse, unerwünschte Auswirkungen auf die Umwelt entstehen. Folgende Ge-

setze sind bezüglich Förderung von Biomasse-Energie und Klimaschutz relevant:

Gesetze und Verordnungen • CO2-Gesetz vom 8. Oktober 1999 (CO2G; SR 641.71)

• CO2-Verordnung vom 8. Juni 2007 (CO2V; SR 641.712)

• Energiegesetz vom 26. Juni 1998 (EnG; SR 730.0)

• Energieverordnung vom 7. Dezember 1998 (EnV; SR 730.01)

• Mineralölsteuergesetz vom 21. Juni 1996 (MinöStG; SR 641.61)

• Mineralölsteuerverordnung vom 20. November 1996 (MinöStV; SR 641.611)

• Treibstoffökobilanz-Verordnung vom 3. April 2009 (TrÖbiV; SR 641.611.21)

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• Raumplanungsgesetz vom 22. Juni 1979 (RPG; SR 700)

• Raumplanungsverordnung vom 28. Juni 2000 (RPV; SR 700.1)

Vollzugshilfen, Mitteilungen, Richtlinien • BFE: Richtlinie kostendeckende Einspeisevergütung (KEV), Art. 7a EnG, Allgemeiner Teil

• BFE: Richtlinie kostendeckende Einspeisevergütung (KEV), Art. 7a EnG, Biomasse Anhang 1.5 EnV, Stand: 23.1.2009

• EZV (Eidgenössische Zollverwaltung): "Treibstoffe aus erneuerbaren Rohstoffen. Information für Herstellungsbetriebe"

• EZV: "Treibstoffe aus erneuerbaren Rohstoffen. Nachweis ökologische und soziale Mindest-anforderungen"

• SVGW2): G13d "Richtlinien für die Einspeisung von Biogas ins Erdgasverteilnetz"

• BAFU, BFE: "Klimaschutzprojekte in der Schweiz. Vollzugsweisung zur Durchführung von Kompensationsmassnahmen."

Das Energiegesetz soll zu einer ausreichenden, breit gefächerten, sicheren, wirtschaftlichen

und umweltverträglichen Energieversorgung beitragen. Die Nutzung von Energie soll sparsam

und rationell erfolgen und einheimische und erneuerbare Energien gefördert werden. Ausser-

dem soll die Energie bestmöglich und mit einem hohen Wirkungsgrad eingesetzt sowie die ver-

wendbare Abwärme genutzt werden.

Netzbetreiber sind verpflichtet, in ihrem Netzgebiet die gesamte Elektrizität, die aus Neuanlagen

unter anderem durch die Nutzung von Biomasse und Abfällen aus Biomasse gewonnen wird, in

einer für das Netz geeigneten Form abzunehmen und zu vergüten, sofern sich diese Neuanlagen

am betreffenden Standort eignen (Art. 7a EnG). Die Energieverordnung konkretisiert die Be-

stimmungen aus dem EnG und definiert die Anschlussbedingungen für Biomasseenergieanlagen

(Anhang 1.5).

Die Richtlinie kostendeckende Einspeisevergütung erläutert und präzisiert die Bestimmun-

gen der Energieverordnung. Zu jeder mittels KEV geförderten Technologie liegt eine eigene

Richtlinie vor, so auch zum Thema Biomasse. Darin werden Anlagen zur Produktion von Energie

aus Biomasse definiert. Der Richtlinie sind konkrete Anforderungen an die verschiedenen Anla-

getypen, die verwertbaren Substrate sowie die Berechnung der Vergütungssätze zu entnehmen.

Beispielsweise wird vorgeschrieben, dass der Wärmebedarf für den Betrieb der Anlage (z.B. Fer-

menterbeheizung) durch die Abwärme oder durch den Einsatz von anderen erneuerbaren Ener-

gien zu decken ist.

Im Raumplanungsgesetz wird die Zonenkonformität von Anlagen zur Gewinnung von Energie

aus Biomasse in der Landwirtschaftszone geregelt. Die verarbeitete Biomasse muss dafür einen

2) SVGW: Schweizerischer Verein des Gas und Wasserfaches

20

engen Bezug zur Landwirtschaft sowie zum Standortbetrieb haben (Art. 16a RPG). Konkretisie-

rungen dazu sind in Artikel 34a der Raumplanungsverordnung gegeben.

Bei Anlagen zur Energiegewinnung aus Biomasse in der Landwirtschaftszone ist der Anliefe-

rungsradius der verarbeiteten Substrate eingeschränkt (RPV, Art. 34a). Landwirtschaftliche Sub-

strate müssen mehr als die Hälfte der Gesamtsubstrate ausmachen und dürfen aus einem Um-

kreis von maximal 15 km angeliefert werden. Nicht-landwirtschaftliche Substrate müssen inner-

halb einer Fahrdistanz von 50 km liegen. Die Weisung zur Handhabung von Vergärungsproduk-

ten in der Suisse-Bilanz - Zusatzmodul 8 sowie die Richtlinie kostendeckende Einspeisevergütung

(KEV) erklären, welche Materialien als landwirtschaftlicher oder nicht-landwirtschaftlicher Her-

kunft gelten.

Die Schweiz vertritt gegenüber Treibstoffen aus erneuerbaren Rohstoffen eine restriktive Hal-

tung. Mit der Änderung des Mineralölsteuergesetzes per 1. Juli 2008 und der entsprechen-

den Mineralölsteuerverordnung führte sie als weltweit erster Staat verbindliche ökologische

und soziale Mindestanforderungen für die steuerliche Förderung von biogenen Treibstoffen ein.

Treibstoffe aus Biomasse können nur steuerbegünstigt werden, sofern die Mindestanforderun-

gen an die positive ökologische Gesamtbilanz sowie an die sozial annehmbaren Produktionsbe-

dingungen nachweislich erfüllt sind (Art. 19b und 19d MinöStV). Die Mindestanforderungen an

die positive ökologische Gesamtbilanz gelten automatisch als erfüllt, wenn die Treibstoffe aus

biogenen Abfällen und Rückständen und nach dem Stand der Technik produziert sind (Art. 19b

Abs. 2 MinöStV). Ansonsten muss der Hersteller bzw. der Importeur gemäss der Treibstoff-

ökobilanz-Verordnung den Nachweis der positiven ökologischen Gesamtbilanz über den ge-

samten Produktionsweg erbringen.

Detaillierte Informationen zum Bewilligungsverfahren sowie zum Nachweis der ökologischen

Gesamtbilanz sind in den Dokumentationen der EZV "Treibstoffe aus erneuerbaren Rohstof-

fen" enthalten. Wird Biogas aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist, müssen die in den

Richtlinien für die Einspeisung von Biogas ins Erdgasverteilnetz (G-13) des SVGW festge-

haltenen Anforderungen eingehalten werden. Die Richtlinie fordert, dass Biogasanlagen so aus-

zulegen und messtechnisch zu überwachen sind, dass eine möglichst günstige Gesamtökobilanz

resultiert und dass diese gegenüber den Überwachungsstellen bei Bedarf ausgewiesen werden

kann. Es finden sich auch Informationen zur vorgeschriebenen Gasqualität.

Das CO2-Gesetz besagt, dass die CO2-Emissionen aus der energetischen Nutzung fossiler Ener-

gieträger im Durchschnitt der Jahre 2008-2012 um 10% gegenüber 1990 reduziert werden

müssen. Die CO2-Verordnung präzisiert die Vorschriften aus dem CO2-Gesetz. Wesentliches

Mittel zur Erreichung der Ziele des CO2-Gesetzes ist die CO2-Abgabe auf Brennstoffen. Unter-

nehmen, welche von dieser Abgabe befreit werden wollen, müssen sich gegenüber dem Bund

zur Begrenzung ihrer CO2-Emissionen verpflichten. Dabei können sie ihre CO2-Reduktionen bis

21

zu einem gewissen Grad auch durch den Kauf von Emissionsgutschriften erreichen. Ab dem 1.

Januar 2010 wird ein Drittel der Einnahmen aus der CO2-Abgabe für die Förderung von Gebäu-

desanierungen und von erneuerbaren Energien, Abwärmenutzung und Gebäudetechnik einge-

setzt.

Weiter müssen Betreiber von Gaskombikraftwerken die Emissionen ihrer Anlagen gemäss dem

Bundesbeschluss über die Kompensation der CO2-Emissionen von Gaskombikraftwer-

ken vollumfänglich kompensieren. Die nötigen Emissionsreduktionspapiere (Bescheinigungen)

können von Projekten generiert werden, welche zur Einsparung von fossilen Energieträgern bei-

tragen. Damit ein Anlagenprojekt Emissionsreduktionspapiere erhalten und anschliessend ver-

kaufen kann, muss der Betreiber die Emissions- und Investitionsadditionalität nachweisen. Dies

bedeutet, er muss nachweisen, dass durch die Realisierung beispielsweise eines Biogasprojekts

effektiv Treibhausgasemissionen (in CO2-Äquivalenten) reduziert werden und der Betrieb der

Anlage ohne den Verkauf der Emissionsreduktionspapiere nicht wirtschaftlich wäre. Die Voll-

zugsweisung zur Durchführung von Kompensationsmassnahmen des BAFU erläutert die

Rahmenbedingungen für solche Kompensationsprojekte sowie das Vorgehen zur Bestimmung

der anrechenbaren Emissionsreduktion, die Additionalität, das Monitoring, die Validierung und

die Verifizierung.

Die Auswirkung der Vergärung sowie insbesondere der Gärgutbehandlung und -weiter-

verwendung auf die Emission der Klimagase CH4 und N2O sowie die NH3-Emissionen sind nicht

klar. Insbesondere im Hinblick auf mögliche Klimaschutzprojekte sollte eine Reduktion von CH4

Emissionen angerechnet werden können.

3.4 Natur- und Landschaftsschutz

Bei der Pflege von Naturschutzgebieten und dem Unterhalt von Natur- und Kulturlandschaften

fallen grosse Biomassemengen an, welche sinnvoll verwertet werden sollen. Es gibt Berechnun-

gen, wie viel CO2-Emissionen schweizweit durch eine energetische Nutzung der anfallenden

Biomasse substituiert werden könnten. Umgekehrt schränkt das Natur- und Heimatschutzgesetz

vom 1. Juli 1966 z.B. die übermässige und nicht schutzzielkonforme Nutzung von schützenswer-

ten Lebensräumen oder den allfälligen Anbau von Energiepflanzen in solchen Gebieten ein.

Gesetze und Verordnungen • Bundesgesetz vom 1. Juli 1966 über den Natur- und Heimatschutz (NHG; SR 451)

• Verordnung vom 16. Januar 1991 über den Natur- und Heimatschutz (NHV; SR 451.1)

22

• Verordnung vom 10. August 1977 über das Bundesinventar der Landschaften und Natur-denkmäler (VBLN; SR 451.11)

• Verordnung vom 28. Oktober 1992 über den Schutz der Auengebiete von nationaler Bedeu-tung (Auenverordnung; SR 451.31)

• Verordnung vom 21. Januar 1991 über den Schutz der Hoch- und Übergangsmoore von nationaler Bedeutung (Hochmoorverordnung; SR 451.32)

• Verordnung vom 7. September 1994 über den Schutz der Flachmoore von nationaler Bedeu-tung (Flachmoorverordnung; SR 451.33)

• Verordnung vom 15. Juni 2001 über den Schutz der Amphibienlaichgebiete von nationaler Bedeutung (Amphibienlaichgebiete-Verordnung; AlgV; SR 451.34)

• Verordnung vom 1. Mai 1996 über den Schutz der Moorlandschaften von besonderer Schönheit und von nationaler Bedeutung (Moorlandschaftsverordnung; SR 451.35)

• Verordnung vom 7. November 2007 über die Pärke von nationaler Bedeutung (Pärkeverord-nung, PäV; SR 451.36)

Das Bundesgesetz über den Natur- und Heimatschutz hat unter anderem zum Ziel, das

heimatliche Landschaftsbild und die Natur- und Kulturdenkmäler der Schweiz zu schonen, zu

schützen sowie ihre Erhaltung und Pflege zu fördern. Zudem soll die einheimische Tier- und

Pflanzenwelt in ihrer biologischen Vielfalt sowie ihr natürlicher Lebensraum geschützt werden.

Dem Aussterben einheimischer Tier- und Pflanzenarten ist durch die Erhaltung genügend gros-

ser Lebensräume (Biotope) und andere geeignete Massnahmen entgegenzuwirken. Bei diesen

Massnahmen ist schutzwürdigen wald- und landwirtschaftlichen Interessen Rechnung zu tragen.

Besonders zu schützen sind Uferbereiche, Riedgebiete und Moore, seltene Waldgesellschaften,

Hecken, Feldgehölze, Trockenrasen und weitere Standorte, die eine ausgleichende Funktion im

Naturhaushalt erfüllen oder besonders günstige Voraussetzungen für Lebensgemeinschaften

aufweisen (Art. 18 NHG). Gemäss den Bestimmungen des NHG und der ausführenden Verord-

nungen darf solchen Standorten wenig oder gar keine Biomasse entnommen und zugeführt

werden, sodass beispielsweise der allfällige Anbau von Energiepflanzen eingeschränkt ist.

Beim Unterhalt von Moorlandschaften fällt oft halmartige und verholzte Biomasse an, die oft

nicht liegen gelassen und daher verwertet werden kann. Gemäss Flachmoorverordnung dür-

fen in Flachmoorgebieten, abgesehen von der bereits bestehenden landwirtschaftlichen Nut-

zung, keine Bauten und Anlagen errichtet und keine Bodenveränderungen vorgenommen wer-

den (Art. 5 Flachmoorverordnung).

23

3.5 Wald und Holz

Etwa ein Drittel der Landesfläche wird von Wald bedeckt, durch Einwuchs von Wald im Bergge-

biet nimmt die Waldfläche zu. Die Mehrheit der Wälder wird forstlich genutzt. Dabei fällt in

grossen Mengen holzartige Biomasse an, die stofflich verwertet, verbrannt und entsorgt wird.

Gemäss der Ressourcenpolitik Holz des BAFU, die im Aktionsplan Holz (2009-12) umgesetzt

wird, soll die sogenannte Kaskadennutzung von holzartiger Biomasse angestrebt werden: Stoff-

lich verwertbare Holz-Sortimente sollen zunächst als Material für Gebäude, Innenausbauten

oder Möbel verwendet werden, in einem zweiten Schritt für weitere stoffliche Nutzungen wie

z.B. Holzwerkstoffe. Erst am Schluss folgt die energetische Nutzung dieser Sortimente.

Das Waldgesetz regelt Anbau, Pflege und Ernte von Holz, verschiedene Verordnungen enthalten

Bestimmungen zur Verwertung des Holzes.

Gesetze und Verordnungen • Waldgesetz vom 4. Oktober 1991 (WaG; SR 921.0), Waldverordnung vom 30. November

1992 (WaV; SR 921.01)

• Verordnung vom 22. Juni 2005 über den Verkehr mit Abfällen (VeVA; SR 814.610) (insbe-sondere Altholz)


• Luftreinhalte-Verordnung vom 16. Dezember 1985 (LRV; SR 814.318.142.1)

• Verordnung vom 29. November 1994 über forstliches Vermehrungsgut (Anhang; SR 921.552.1)

• Technische Verordnung vom 10. Dezember 1990 über Abfälle (TVA; SR 814.600)

Das Waldgesetz hat zum Ziel, den Wald als naturnahe Lebensgemeinschaft zu schützen, dafür

zu sorgen, dass der Wald seine Wohlfahrts- und Nutzfunktionen erfüllen kann und die Wald-

wirtschaft zu fördern und zu erhalten. Grundsätzlich ist der Wald so zu bewirtschaften, dass er

seine Funktionen dauernd und uneingeschränkt gemäss dem Nachhaltigkeitsprinzip erfüllen

kann (Art. 20 WaG). Vorschriften zu Pflege und Nutzung des Waldes sind in Art. 20ff gegeben.

Die Waldverordnung konkretisiert die Bestimmungen des WaG. Beispielsweise definiert sie die

Massnahmen der minimalen Pflege zur Erhaltung der Schutzfunktion des Waldes. Dies sind Pfle-

geeingriffe, die sich auf die nachhaltige Sicherung der Stabilität des Bestandes in Bezug auf die

zu schützenden Menschen und Objekte beschränken. Anfallendes Holz soll - falls es nicht ver-

marktet werden kann - an Ort und Stelle verbaut werden oder liegen bleiben, sofern davon kei-

ne Gefährdung ausgeht (Art. 19 WaV). Forstliches Vermehrungsgut darf nur aus ausgewählten

Waldbeständen gewonnen werden (Art. 21 WaV). Der Umgang mit forstlichem Vermehrungs-

gut ist in der entsprechenden Verordnung geregelt.

24

Das WaG besagt, dass im Wald keine umweltgefährdenden Stoffe verwendet werden dürfen

(Art. 18 WaG). Für Ausnahmen verweist das WaG auf die Umweltschutzgesetzgebung. Die

Verwendung von Düngern ist im Wald sowie auf einem Streifen von drei Metern Breite entlang

der Bestockung grundsätzlich verboten (Anhang 2.6 Ziffer 3.3.1 Absatz 5 ChemRRV). Für für

bestimmte Fälle sind Ausnahmen möglich (Anhang 2.6 Ziffer 3.3.2 Absatz 2 ChemRRV).

Gemäss der Verordnung des UVEK über den Verkehr mit Abfällen gehört Altholz zur

Gruppe der kontrollpflichtigen Abfälle. Dies bedeutet, dass Stellen, die Altholz entgegennehmen

eine kantonale Berechtigung brauchen (Art. 4 und Art. 8 VeVA). Der Export von Altholz muss

vom BAFU bewilligt werden und ist nur in einige Länder möglich (Art. 14 ff. VeVA).

Die Bestimmungen betreffend die Verbrennung von Holz in Holzheizkraftwerken, Schnitzelfeue-

rungen, Pelletöfen, Heizcheminées etc. sowie Altholz in Spezialöfen, KVA und der Zementin-

dustrie sowie sind in der Luftreinhalte-Verordnung enthalten bzw. im Unterkapitel "Emissio-

nen in die Luft" dieses Kapitels aufgeführt.

25

4 Markt feuchte Biomasse

4.1 Technologien

Biomasse kann stofflich und/oder energetisch genutzt werden. Bei der stofflichen Nutzung von

Biomasse wird diese direkt genutzt (z.B. Verfütterung) oder in industriellen Schritten zu Sekun-

därprodukten verarbeitet. Eine mehrfache stoffliche Nutzung oder die stufenweise stoffliche und

energetische Nutzung wird als Kaskadennutzung bezeichnet. Eine Kombination von stofflicher

und energetischer Nutzung findet auch in sogenannten Bioraffinerien statt. Diese verarbeiten

zum Beispiel nachwachsende Rohstoffe wie Gras oder Getreide zu Biokunststoffen, Pharma-

oder Lebensmittelprodukten und die Reststoffe aus der Produktion werden dann energetisch

genutzt.

4.1.1 Stoffliche Nutzung

Feuchte Biomasse wird in der Kompostierung, der Futter- und der Nahrungsmittelindustrie stoff-

lich genutzt.

In der Lebensmittelindustrie werden in unterschiedlichen Prozessen Landwirtschaftsprodukte in

Lebensmittel umgewandelt. Beispielsweise werden in der Schweiz Getreide, Fleisch, Milch, alko-

holische Getränke, Süsswaren, Backwaren, Obst und Gemüse, Mineralwasser und Erfrischungs-

getränke, Öle und Fette, Stärke, Kaffee und Tee, Saucen und Zucker mehrstufig verarbeitet.

Bei der Umwandlung fallen Rückstände an, die an Tiere verfüttert oder energetisch genutzt

werden (Verbrennung, Fermentation). Einige Prozesse sind industriell, andere finden mehrheit-

lich in der Landwirtschaft statt (z.B. Herstellung von Gemüse). Regional sind die Verwertungs-

wege sehr unterschiedlich, bedingt durch die Struktur der Landwirtschaft, welche sich haupt-

sächlich an Klima und Topographie orientiert.

4.1.2 Energetische Nutzung

Die zentralen Umwandlungsformen für die energetische Nutzung für feuchte Biomasse sind die

physikalisch-chemische Umwandlung für die Herstellung von Biotreibstoffen und die biochemi-

sche Umwandlung für die Produktion von Ethanol und Biogas.

26

Feuchte Biomasse

Physikalisch – Chemische Umwandlung

Thermo-chemische Umwandlung

Biochemische Umwandlung

Nutzenergie: Wärme, Strom, mech. Energie

VerkohlungVergasung

Pyrolyse

KohleProduktgasPyrolyseöl

PressungExtraktion

Umesterung

PflanzenölRapsmethylester

AlkoholvergärungAnaerober AbbauAerober Abbau

EthanolBiogas

Freie Wärme

Thermische Umwandlung

Verbrennung

Abbildung 9: Energetische Umwandlung von Biomasse

4.1.3 Prozesse und Produkte

Tabelle 1 zeigt eine Übersicht der aktuellen Produktionsanlagen zur stofflichen und energeti-

schen Nutzung von Biomasse ohne Holz. Für jeden Anlagentyp werden die Prozesse und die

erzeugten Produkte beschrieben.

Die Verarbeitung, beziehungsweise Verwertung von Biomasse, kann in vier Gruppen eingeteilt

werden:

• Reine stoffliche Nutzung

• Primär stoffliche Nutzung: anfallende Reststoffe werden energetisch genutzt

• Primär energetische Nutzung: anfallende Reststoffe werden stofflich genutzt

• Reine energetische Nutzung

Verwertung Prozess Produkt

Nahrungsmittelproduktion Diverse Verarbeitungsprozesse: physikalisch-mechanisch, physikalisch-thermisch, biologisch und chemisch

Lebensmittel

Futtermittelproduktion Direkter Anbau und Verarbeitung von Futtermittel (z.B. Maissilage), Hygienisie-rung von Gastroabfällen

Silofutter, "Schweinesuppe" etc.

Rein

sto

fflic

h

Kompostierung Aerober Abbau von organischer Materie. Kompost

Prim

är s

toff

lich Bioraffinerie Verarbeitung zu biobasierten Produkten,

Abfälle werden energetisch genutzt (Lactic acide plant für PLA (Polymer)-Herstellung)

Bio-Kunststoffe, Textilien Schaumstoffe, Verpackungen Kosmetika, Pharmaprodukte Dünger, Blumentöpfe u.a.

27

Verwertung Prozess Produkt

Gewerblich- industrielle Biogas-anlagen Vergärung Bioabfälle Feststoffvergärung - kontinuierli-ches Verfahren

- Technik: Fermenter = länglicher, hori-zontaler Behälter,

- Propfenstrom “Plug-Flow” - Externe Gasspeicher - ≥ 5‘000 t FS/a – 100’000 t FS/a - Verweildauer: ca. 15 Tage

Strom und Wärme (BHKW) Biomethan (Gasaufbereitung- und Einspeisung) Gärgut

Landwirtschaftliche Biogasanla-gen mit Co-Vergärung Flüssigvergärung–Durchfluss-Verfahren

- Fermenter: runder, einfacher Behälter-aufbau, vertikal, mit Gasspeicherdach

- Rührwerke (Mischen) - Durchfluss-Speicher. kontinuierliches

Füllen Fermenter. Verdrängungsprinzip. - Substrat ist vor und nach der Vergärung

flüssig. - Ab ca. 3'000 t FS/a wirtschaftlich


Prim

är e

nerg

etis

ch

Feststoffvergärung - Diskontinu-ierliches Verfahren (Boxenfermenter) Feststoffvergärung – diskontinu-ierliches Verfahren

- Perkolationsverfahren: Substrat wird mit Perkolat besprüht. Perkolat sickert durch Substrat, trägt zum Transportieren von Nährstoffen in die Gärzonen bei.

- Biogas abgesaugt, komprimiert, nach Folien- Gasspeicher geleitet.

- > 3’500 t FM, Optimum liegt bei 10’000 t feucht

- mind. ab 100 kW BHKW, Anlagengrös-sen in Deutschland mind. 200 kW


Kläranlagen ARA Co-Vergärung in Faulung der Abwasserreinigungsanlagen (ARA)

- Vergärung von Frischschlamm in Faul-turm.

- Bei Zugabe von Co-Substraten in Faul-turm bedingt Aufbereitung. z.Bsp. Erhit-zen von stark fetthaltigen Substraten. aufbereitete Co-Substrate zusammen mit Klärschlamm vergärt, 35°C.

Strom und Wärme (BHKW) Biomethan (Gasaufbereitung- und Einspeisung)

Industrielle Abwasser-behandlungsanlagen

- Biogasreaktor: oft eingesetzt werden UASB Typen

- Abwasser Partikelgrössen >0.75mm - Gelöste Zucker im Abwasser können in

Flüssigphase rasch zu Gas umgewandelt werden (Aufenthaltszeit <1 Tag)

- Festanteile können bis 90 Tage im Reaktor verweilen.

Strom und Wärme (BHKW)

Kehrichtverbrennungsanlagen KVA

Thermische Verwertung zum Zweck der Beseitigung, meist Wirbelschichtverfah-ren

Wärme, Strom

Vergasung (Pyrolyse) Biomethanherstellung über den Prozess der Pyrolyse, Festbett Vergaser

Produktgas [Kohlendioxid (49%), Kohlenmonoxid (34%), Methan (13%), Ethy-len (2%) und Wasserstoff (2%)]

Produktion von biogenem Diesel Herstellung von Biodiesel mittels der Um-esterung von Ölen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs

Biogener Diesel, Glycerin (Verfütterung, Fermentation), Presskuchen

Produktion von biogenem Etha-nol

Herstellung von Ethylalkohol mittels der Vergärung von Zuckern pflanzlichen Ursprungs.

Biogenes Ethanol

Rein

ene

rget

isch

BTL (Biomass to Liquid) Anlagen Herstellung von Treibstoffen über Ver-flüssigung von Synthesegasen (Bsp. Fi-scher-Tropsch Verfahren)

Synthetischer Treibstoff

Tabelle 1: Prozesse und Produkte feuchte Biomasse

28

4.2 Anlagen in der Schweiz


Ein grosser Teil der feuchten Biomasse wird in der Schweiz der stofflichen Verwertung zuge-

führt. Zu den wichtigsten Industrien zählen auf der stofflichen Seite die Nahrungsmittelindustrie,

die Futtermittelhersteller und Kompostwerke. Kompostierplätze bereiten Grüngut zu Kompost

auf. Man unterscheidet grosse zentrale Kompostierplätze und Feldrandkompostierungen.

Die Nahrungs- und Futtermittelindustrie ist sehr heterogen, aber relativ stabil. Grosse Industrie-

betriebe und Kleinunternehmen, Produkte und Preise bestimmen den Markt. In der Schweiz

haben sich die Unternehmen der Lebensmittelindustrie in der Föderation der Schweizerischen

Nahrungsmittel-Industrien (fial3)) organisiert. Die Nahrungsmittelindustrie in der Schweiz besteht

aus etwa 200 Unternehmen, die in 250 Produktionsbetrieben etwa 34'000 Menschen beschäf-

tigen. Der Gesamtumsatz von 18 Milliarden CHF teilt sich auf in 3.4 Milliarden Franken Exporte

und 14.6 Milliarden Inlandverkäufe. Die Schweiz hat einen Eigenversorgungsgrad mit Nah-

rungsmitteln von ca. 60%. Berücksichtigt man zusätzlich den Import an Futtermitteln, Saatgut,

Düngern, Pflanzenschutzmitteln etc., liegt der Selbstversorgungsgrad allerdings tiefer.

Das Ausmass der stofflichen Nutzung in der Schweiz ist von der Bevölkerungszahl, den Essge-

wohnheiten (z.B. in Bezug auf den Fleischkonsum), den politischen Rahmenbedingungen mar-

kant ändern und dem Handel mit Nahrungsmitteln abhängig. So sind beispielsweise die Futter-

mitteleinfuhren durch das Verbot für den Einsatz von Tiermehl in der Fütterung angestiegen.

Durch die Öffnung der Märkte haben sowohl die Exporte als auch die Importe zugenommen.

Insgesamt ist der Selbstversorgungsgrad trotz steigender Bevölkerungszahlen in den letzten 20

Jahren stabil geblieben (BLW 2009).


In der Schweiz hat sich in den letzten 30 Jahren neben der stofflichen Verwertung der feuchten

Biomasse die energetische Nutzung in Biogasanlagen etabliert. Organische Reststoffe werden zu

Biogas und Dünger umgewandelt. Die feuchte Biomasse im Siedlungsabfall wird meist mittels

Kehrichtverbrennung beseitigt.

Insgesamt versorgten im Jahr 2008 knapp 80 Biogasanlagen in der Landwirtschaft 700 Haushal-

te mit Wärme und mehr als 7‘300 Haushalte mit Strom. 20 gewerblich-industriellen Vergä-

rungsanlagen konnten mehr als 700 Haushalte mit Wärme und rund 5‘000 Haushalte mit Strom

versorgen. Das als Biomethan aufbereitete und ins Erdgasnetz eingespeiste Biogas entspricht

29

einem Treibstoffäquivalent von mehr als 27 Millionen Kilometer. Weiter bestehen Biodiesel-

Produktionsanlagen, in denen aus Abfällen und Raps Biodiesel hergestellt wird.

4.2.3 Marktentwicklungen

Die Entwicklung der Energieproduktion aus Biomasse verzeichnet seit Ende der 90er Jahre auf

tiefem Niveau recht hohe Zuwachsraten. In der folgenden Abbildung ist die Entwicklung bei den

landwirtschaftlichen und gewerblich-industriellen Vergärungsanlagen dargestellt.

Abbildung 1: Entwicklung Biogasanlagen (BiomassEnergie 2009)

3) http://fial.ch/de/statistics/fial_stats_08_de.pdf, August 2009

30

Die Zahl der landwirtschaftlichen Anlagen nimmt leicht ab. Dies ist dadurch bedingt, dass zwar

neue Anlagen gebaut, aber ältere Anlagen stillgelegt werden. Die geringe Zahl an neuen Anla-

gen widerspiegelt zudem die Unsicherheiten bezüglich Finanzierung und der Bewilligungsverfah-

ren. Durch die Deckelung der Mittel für die kostendeckende Einspeisevergütung und die sinken-

den Preise für Co-Substrate wird ein wirtschaftlicher Betrieb in Frage gestellt. Im 2008 gingen in

der Landwirtschaft die Biogasanlagen in Porrentruy, Orsonnens und Eschlikon sowie die Gross-

anlage Swiss-FarmerPower in Inwil in Betrieb, 4 Anlagen wurden erweitert. Im Bau befinden sich

Anlagen in Ibach, Littau, Kaisten, Ruswil, Chevenez und Vuiteboeuf .

Rund 30 weitere Anlagen in fortgeschrittenem Planungsstadium sind der Informationsstelle

Biomass-Energie bekannt. Interessant ist der markante Anstieg in der Stromproduktion in den

letzten Jahren. Seit 2005 hat sie sich fast verdoppelt. Dies ist auf den Neubau von grösseren

Biogasanlagen, Effizienzsteigerungen und den Einsatz von energiereichen Co-Substraten zu-

rückzuführen. Mit der Stromproduktion steigt auch die produzierte Wärme, diese wird nur zum

Teil genutzt. Zwei landwirtschaftliche Anlagen bereiten das Biogas zu Erdgasqualität auf.

Die gewerblich-industriellen Biogasanlagen haben seit 1990 eine starke und rasche Entwicklung

erfahren. Im 2008 gingen Anlagen in Klingnau, Lavigny und Ormalingen in Betrieb. Diskutiert

werden über zwanzig weitere Projekte. Einige befinden sich bereits in einer fortgeschrittenen

Planungsphase bzw. im Bau, darunter die Projekte in Uri, Weinfelden und Wauwil. Ausgebaut

werden sollen die Anlagen in Pratteln, Baar, Winterthur und Langenthal. Ein Teil des Biogases

wird aufbereitet und ins Gasnetz eingespeist.

Praktisch alle Abwasserreinigungsanlagen in der Schweiz verfügen über einen Faulturm zur Ver-

gärung des anfallenden Klärschlammes. Vermehrt werden Co-Substrate aus der Lebensmittelin-

dustrie in Kläranlagen zusammen mit Klärschlamm vergärt. Der anfallende Faulschlamm kann

nicht wie bei den landwirtschaftlichen und gewerblichen Anlagen als Dünger eingesetzt, son-

dern muss entsorgt werden (v.a. Trocknung und anschliessende Verbrennung), da die Ausbrin-

gung von Klärschlamm in der Landwirtschaft verboten wurde. Die Phosphorrückgewinnung ist

heute technisch möglich, aber noch nicht in Anwendung. In der Industrie werden Biogasreakto-

ren zur Behandlung von Abwässern eingesetzt. Der primäre Zweck ist die Abwasserreinigung.

Vergasungs- oder BtL-Anlagen, welche aus nicht-holzartiger Biomasse Gas oder Treibstoff her-

stellen, sind nicht bekannt. Eine Bioethanol-Anlage war geplant, aber konnte bisher nicht umge-

setzt werden4). Rund 12 Biodiesel-Anlagen sind in Betrieb. Die folgende Tabelle 2 gibt einen

teilweise unvollständigen Überblick der Anlagen (Quelle BiomassEnergie 2009):

4) Nach der Schliessung der Booregaard Schweiz AG, die aus Holzabfällen Ethanol produzierte, wird das in der Schweiz verkaufte Ethanol nun aus Schweden importiert.

31

Anlagetyp Anzahl

Gewerblich- industrielle Biogasanlagen 20

Landwirtschaftliche Biogasanlagen mit Co-Vergärung 76

Industrielle Abwasserbehandlungsanlagen mit Faulturm 22

Kehrichtverbrennungsanlagen 29

Biodiesel-Produktion 12

Bioethanol-Produktion 0

Tabelle 2: Anlagen zur energetischen Nutzung von feuchter Biomasse 2008

4.3 Trends im Bereich feuchte Biomasse

Die Nutzung von feuchter Biomasse ist in erster Linie geprägt von Veränderungen in der Land-

wirtschaft. Weitere Einflussfaktoren sind politische und wirtschaftliche Entwicklungen in den

Bereichen Energie und Klima. Im Folgenden werden zentrale Trends und Entwicklungen im Zu-

sammenhang mit der Biomassenutzung skizziert.

Konkurrenz um Rohstoffe: Mit der steigenden Nachfrage nach den nicht-landwirtschaftlichen

organischen Reststoffen sowohl als Material- als auch als Energieträger nehmen Nutzungskon-

kurrenzen zu. Diese Substrate (Grüngut, Speisereste, Schlachthofabfälle, organische Reststoffe

aus der Produktion von Lebensmittel etc.) werden von landwirtschaftlichen, gewerblich-

industriellen Biogasanlagen und auch den Kläranlagen nachgefragt. Die Entsorgungsgebühren

haben in den letzten Jahren bei verschiedenen Stoffen deutlich abgenommen. Die Nachfrage

nach Substraten mit hohem Energiegehalt wie Fette und Öle hat stark zugenommen. Beispiels-

weise wird heute Glycerin für die Schweinefütterung nach Deutschland verkauft.

Klimaschutzprojekte: Mit der neuen Vollzugsweisung des BAFU für Klimaschutzprojekte in der

Schweiz sind die Bedingungen für Biomasse-Klimaschutzprojekte festgelegt. Im Unterschied zu

den bisher möglichen Projekten über die Stiftung Klimarappen sind auch Methan-

Reduktionsprojekte zulässig. Damit könnte der Klimaschutz zu einem positiven Treiber für Bio-

masse-Projekte werden.

Technologieentwicklungen: Bei den gewerblich-industriellen Biogasanlagen hat sich die

Kompogastechnologie etabliert. Dabei handelt es sich um ein Verfahren der Feststoffvergärung,

bei dem Biogas unter Ausschluss von Sauerstoff produziert wird. In der landwirtschaftlichen

Biogasproduktion hat sich die Technologie ständig weiter entwickelt und standardisiert. Für die

Wirtschaftlichkeit entscheidend ist die Verwertung von Co-Substraten. Damit können die Ener-

gieproduktion erhöht und zusätzliche Einnahmen aus Entsorgungsgebühren generiert werden.

Heutige Anlagen weisen eine Leistung in der Grössenordnung von über 100 kWel auf. Damit

32

kleinere reine Hofdüngeranlagen mit rund 50 kWel wirtschaftlich betrieben werden können,

müssen entweder die Investitionskosten sinken oder die Vergütungssätze erhöht werden. Mit

kleinen Anlagen würde ein neues, erhebliches (Hofdünger-) Potenzial erschlossen.

Gaseinspeisung: Biogas als Treibstoff ist von der Mineralölsteuer befreit. Die Bedingungen zur

Einspeisung von Biogas ins Erdgasnetz sind im Manual der Clearingstelle Biogas spezifiziert (VSG

und EZV 2009). Die Erdgasindustrie zeigt Interesse an Biogasprojekten, die Vergütungssätze für

das eingespeiste Biogas sind nicht einheitlich.

Bioraffinerien: Anlagen, welche biobasierte Produkte herstellen, sind unserer Kenntnis nach

noch keine vorhanden. Momentan werden aber entsprechende Aktivitäten wie Herstellung von

Bio-Kunststoff, Proteinen sowie Einblasdämmstoff aus biogenen Rohstoffen diskutiert und deren

Marktrealisierung in Betracht gezogen.

Biogene Treibstoffe: Die Produktion von biogenen Treibstoffen ist in der Schweiz von unter-

geordneter Bedeutung und wird in naher Zukunft voraussichtlich kaum ansteigen. Durch Steu-

ererleichterungen werden biogene Treibstoffe zwar gefördert, im Unterschied zur EU wird je-

doch auf Beimischquoten verzichtet. Gemäss Positionspapier biogene Treibstoffe des BFE (2008)

hat die Nahrungsmittelproduktion in der Schweiz Vorrang und die Produktion von biogenen

Treibstoffen aus Abfallmasse steht im Vordergrund. Ölmühlen, die Raps zu Rapsmethylester

umwandeln, sind zurzeit kaum rentabel zu betreiben. Dementsprechend ist nur bei der Einspei-

sung von biogenem Methan, das aus Abfällen hergestellt wurde, ein Anstieg zu erwarten.

Gärgut: Die Schadstoffbelastung von Gärgut wird vermehrt diskutiert und Einschränkungen

beim Einsatz im Pflanzenbau sind zukünftig nicht auszuschliessen. Einschränkungen sind auch

bei der heute gemäss VTNP erlaubten Verwertung von Speiseresten aus Privathaushalten via

öffentliche Grüngutsammlung denkbar. Eine Verschärfung der Vorschriften im Umgang mit Co-

Substraten und bezüglich der Annahme des Gärgutes ist in einigen Kantonen absehbar.

33

5 Markt holzartige Biomasse

5.1 Technologien

Die Verarbeitung, beziehungsweise Verwertung von Holz, wird in zwei Gruppen eingeteilt:

Stoffliche Nutzung: Qualitativ wertvolles Holz wird in industriellen Schritten zu Sekundärpro-

dukten verarbeitet. Beispielsweise verarbeiten Sägewerke Wertholz zu Brettern und Kantholz für

die Baubranche oder für die Möbelindustrie.

Energetische Nutzung: Qualitativ minderwertiges Holz und/oder Abfall- und Restholz aus den

Holzverarbeitungsbetrieben wird für die energetische Nutzung eingesetzt.


Etwa 60% der genutzten Holzmenge werden in der Schweiz der stofflichen Verwertung zuge-

führt. Zu den wichtigsten Anlagen zählen auf der stofflichen Seite die Sägereien, die qualitativ

hochwertiges Holz für die weiteren Schritte in der Wertschöpfungskette aufbereiten. Der Anteil

minderer Qualität wird als Industrieholz weiter verarbeitet. Dieses Sortiment wird für die Papier,

Zellstoff- und Spanplattenindustrie verwendet. Im Laufe der Verarbeitung gehen immer wieder

Stoffströme an die energetische Nutzung ab. Beispielsweise werden die bei den Sägereien anfal-

lenden Abfall- und Reststoffe (u.a. Rinde, Sägespäne, Sägemehl, Hackschnitzel, Hobelspäne,

Schwarten, Spreissel) entweder in den Industriebetrieben oder in thermischen Anlagen weiter

verwertet (Holzindustrie Schweiz 2007).


Neben der stofflichen Verwertung wird etwa 40% der Holzmenge energetisch genutzt. Wärme

wird in Einzelraum- und Gebäudeheizungen sowie automatischen Feuerungen und Spezialfeue-

rungen produziert. Einzelraumheizungen machen rund 85% des Anlagenbestandes von insge-

samt rund 670'000 aus, produzieren aber nur rund 20% Endenergie. Automatische Feuerungen

> 50 kW beanspruchen 37% des schweizerischen Energieholzbedarfs (1.5 Mio m3). Einzelraum-

und Gebäudeheizungen nehmen tendenziell ab; es handelt sich um handbeschickte Heizungen,

die Stückholz verfeuern. Automatische Feuerungen und Spezialfeuerungen nehmen laufend zu.

In den letzten Jahren legten die Brennholzsortimente Pellets, Schnitzel und Altholz zu. Diese sind

im Gegensatz zu den Einzelraum- und Stückholzfeuerungsanlagen sowohl in kleinen als auch in

grossen Dimensionen einsetzbar.

34

Holzheizwerke sind Anlagen mit grossen Verarbeitungskapazitäten. Die produzierte Wärme wird

in ein Nah- und Fernwärmenetz eingespeist, um mehrere Bezüger mit Wärme zu beliefern. Bio-

massekraftwerke, Altholzfeuerungsanlagen und Kehrichtverbrennungsanlagen können als zent-

rale Anlagen für die Produktion von Strom und Wärme betrieben werden. Im Vordergrund ste-

hen dabei Standorte, an denen die Abwärme genutzt werden kann, um einen genügend hohen

Gesamtwirkungsgrad zu erzielen. Neue Technologien erlauben auch die Verarbeitung von Holz

zu gasförmigen und flüssigen Treibstoffen.

5.1.3 Prozesse und Produkte

Die Tabelle 3 zeigt eine Übersicht der Produktionsanlagen zur stofflichen und energetischen

Nutzung der Ressource Holz. Für jeden Anlagentyp werden die Sortimente, die erzeugten Pro-

dukte und die im Fabrikationsprozess anfallenden Reststoffe und Emissionen beschrieben.

Anlagen Sortimente Produkte Emissionen und

Reststoffe

Sägereien Aufbereitung von Rundholz für die weiterführende Verarbeitung zu Endprodukten

Rundholz: Qualitativ hochwertiges Waldholz

Schnittholz: Bretter, Kantholz, Balken

Rinde, Sägespäne, Sägemehl, Hackschnit-zel, Hobelspäne, Schwarten, Spreissel

Stof

flich

e N

utzu

ng

Papier- und Zellstoffindustrie, Spanplattenindustrie Zelluloseverarbeitung zu Papier und Kartonprodukten, Platten-produktion

Industrieholz: Papier-holz, Zelluloseholz, Plattenholz, Holzwolle-holz Restholz: Hackschnitzel, Schwarten, Spreissel, Säge- und Hobelspäne

Papier, Span- und Faserplatten, Zellu-lose für Lebensmit-telindustrie, Holz-wolle

Schleifstäube, Abwäs-ser, Emissionen (Ba, Zn, Cu, HF) chemische Abfälle.

Holzheizwerk Verfeuerung der Sortimente mit Rostfeuerungen oder mit Wir-belschichtverfahren

Energieholz (inkl. Wald-energieholz), Industrie-holz, Restholz aus Säge-reien, unbelastetes Altholz, Flurholz Ersatzbrennstoffe: u.a. Schwemmholz

Wärme für Nah- und Fernwärmenet-ze

Verbrennungsrück-stände mit Schadstof-fen (u.a. Schwermetal-le) Asche (Filter- und Rostascheanteil 4% Cl, Zn, Cr, Ni, CaO).

Biomassekraftwerk Verfeuerung von Holz in Form von Hackgut zur gleichzeitigen Produktion von Strom und Wärme

Energieholz (Waldenergieholz, Rest-holz, Altholz u.w.)

Wärme, Strom Asche (Cl, Zn, Cr, Ni, CaO), Emissionen

Pelletfeuerungen Automatisierte Verbrennung, grosses Spektrum der Anlagen-dimensionen (Nussbaumer 2008)

Restholz, Waldenergie-holz (Säge- u. Holzspäne) ohne Chemieanteile (AEK 2009)

Wärme Asche, Feinstaub- und Stickoxidemissionen

Einzelraum- und Gebäudeheizungsanlagen, handbeschickt oder automati-sche Brennstoffzufuhr

Energieholz (Stückholz, Holzschnitzel) chemisch unbelastetes Holz, naturbelassen nach LRV

Wärme Asche, Feinstaub- und Stickoxidemissionen

Ener

getis

che

Nut

zung

Kehrichtverbrennungsanlage Thermische Verwertung ver-schiedenster Rohstoffe zumeist im Wirbelschichtverfahren

Altholz, Schwemmholz, Flurholz

Wärme, Strom Schlacke, Emissionen, Abwässer (Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, Hg)

35

Anlagen Sortimente Produkte Emissionen und

Reststoffe

Altholzfeuerung Altholz, in LRV geregelt (keine stark belasteten Materialien).

Wärme, Strom Asche auf Reaktorde-ponie (200-300 CHF/t)

Holzvergasung Biomethanherstellung über den Prozess der Pyrolyse Ethanolanlagen

Energieholz Es können alle Holzsor-timente sowie Abfall-produkte (Lignozellulo-se) methanisiert werden

Produktgas [Koh-lendioxid (49%), Kohlenmonoxid (34%), Methan (13%), weitere, Zelluloseethanol

Emissionen in die Luft

BTL Anlagen Herstellung von Treibstoffen über Verflüssigung von Synthe-segasen (Bsp. Fischer-Tropsch Verfahren)

Energieholz Es können alle Holzsor-timente methanisiert werden

Synthetischer Treib-stoff

Asche, Schlacke, Emis-sionen

Tabelle 3: Beschreibung der Anlagen zur Verarbeitung und Verwertung von Holz

5.2 Anlagen in der Schweiz


Die Abbildung 2 zeigt einen Überblick der Anzahl Sägewerke und die jährlichen Einschnittmen-

gen im Jahr 2007 (neuste verfügbare Daten).

187

114

4827

7 50

20406080

100120140160180200

400 b

is 2'0

00m3

2'00

1 bis 5

'000

m3

5'00

1 bis 1

0'000

m3

10'00

1 bis

25'00

0m3

25'00

1 bis

100

'000m

3

über

100'0

00m

3

Einschnittmenge Rundholz

Abbildung 2: Anzahl Sägereibetriebe in der Schweiz im Jahr 2007 (BFS 2008)

In der Schweiz sind 2007 insgesamt 388 Sägewerke (mit einem jährlichen Einschnitt über 400

m3) in Betrieb. Davon verarbeiten über 300 Sägewerke weniger als 5'000 m3 Holz jährlich (kleine

36

Betriebe), 75 sind mittelgrosse Sägewerke mit Verarbeitungskapazitäten bis zu 25'000 m3 und

12 sind Grosssägewerke, die jährlich über 25'000 m3 Holz einsägen.


Die Holzenergiestatistik (BFE 2009a) umfasst alle Feuerungen, die mit dem Brennstoff Holz be-

trieben werden und beschreibt deren Energieverbrauch. "Im Jahr 2008 hat der Bestand an Feue-

rungsanlagen leicht abgenommen. Der Rückgang liegt bei gut 6‘000 Anlagen, was -0.9% ge-

genüber dem Vorjahr entspricht. Er ist hauptsächlich auf den sinkenden Bestand der Einzelraum-

und Gebäudeheizungen zurückzuführen. (…) Derzeit liegt der Anlagenbestand über alle Kate-

gorien betrachtet bei rund 677'000 Anlagen und damit etwa 2.2% unter dem Bestand von

1990" (zitiert aus BFE 2009a). Für die einzelnen Anlagengruppen sind folgende Entwicklungen

festzustellen:

Einzelraumheizungen: Gegenüber dem Jahr 2007 verzeichnen die Einzelraumheizungen einen

Rückgang im Anlagenbestand um 0.7%. Dieser Rückgang ist vor allem auf die Abnahme beim

Bestand der Holzkochherde und Zimmeröfen (infolge von Ausserbetriebnahmen alter Anlagen)

zurückzuführen. Pelletöfen nehmen an Bedeutung zu. Im 2008 wurden 900 Anlagen installiert.

Gebäudeheizungen: Mit einem Nettorückgang bei den Gebäudeheizungen von 2.6% setzt

sich der bereits in den Vorjahren beobachtete Trend fort. Dämpfend auf diesen Rückgang wir-

ken vor allem die Neuanlagen bei den Pelletfeuerungen.

Automatische Feuerungen: Die messpflichtigen, automatischen Holzfeuerungen (grösser 50

kW) erfuhren einen Zuwachs von 3.5% (2007 – 2008). Es ist davon auszugehen, dass sich der

deutliche Zubautrend bei den automatischen Holzfeuerungen im 2008 weiter fortgesetzt hat.

Die grösste Zunahme im Bestand wurde bei den automatischen Feuerungen 50-300 kW ausser-

halb Holzverarbeitungsbetrieben und den Pelletfeuerungen >50 kW festgestellt.

Spezialfeuerungen: Im Jahr 2008 waren insgesamt 44 Spezialfeuerungen mit Wärmeproduk-

tion in Betrieb. In 10 dieser Anlagen wird neben Wärme auch Strom produziert. Der Gesamtbe-

stand der Kehrichtverbrennungsanlagen blieb mit 29 Anlagen unverändert.

Jahr Veränderung

Anlagengruppe 2008 2007 1990 2008/2007 2008/1990

Einzelraumheizungen 586'625 590'693 537'525 -0.7% + 9.1%

Gebäudeheizungen 84'177 86'400 152'673 -2.6% -44.9%

Automatische Feuerungen 6'420 6'209 2'250 3.4% 185.3%

Spezialfeuerungen 73 76 79 -3.9% 49.0%

Total 677'295 683'377 692'497 -0.9% -2.2%

Tabelle 4: Veränderung des Holzfeuerungsanlagenbestandes nach Gruppen (BFE 2009a)

37

Abbildung 3: Bestehende und geplante Holzfeuerungsanlagen in der Schweiz, Stand 2008

39

Die Nutzenergieproduktion aus Holz nahm im Jahr 2008 gegenüber dem Betrachtungsjahr 2007

um 4.1% zu. Dies entspricht einer absoluten Zunahme von gut 270 GWh auf 6'870 GWh. Die

Stromproduktion macht mit gut 280 GWh nur gerade etwas mehr als 4% der gesamten Nutz-

energieproduktion aus. Nur noch etwa 53%, im Vergleich zu 62% vom Vorjahr, der Strompro-

duktion ist auf die Holzverbrennung in Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) zurückzuführen.

Damit zeigt sich der steigende Einfluss der neuen Holz-Wärmekraftkopplungsanlagen.

Das grösste Holzheizkraftwerk der Schweiz in Domat Ems benötigt jährlich rund 270'000 t TS

Restholz, das in Basel im März 2008 in Betrieb genommene Werk verbrennt 50'000 t TS, das in

Zürich geplante Holzheizkraftwerk Aubrugg wird bis zu 70'000 t TS Holz jährlich verwerten,

jenes in Würenlingen hätte ca. 100'000 t Altholz verwendet (Industrieholz 2009). Das Projekt

wurde jedoch abgebrochen, da der Rohstoff nicht beschafft werden konnte. Ausbaupläne auf

Grund der Kostendeckenden Einspeisevergütung sind erheblich, deren Realisierung ist jedoch

davon abhängig, ob die Rohstoffversorgung gesichert werden kann. Um eine sichere Rohstoff-

versorgung der geplanten Holzheizkraftwerke und Projekte der Holzindustrie zu garantieren,

sind mittelfristig weitere Holzreserven aus dem Privat- und öffentlichen Wald in der Schweiz

sowie weitere Rohstoffquellen zu mobilisieren (Bafu 2008e, Basler & Hofmann 2004).

5.3 Trends im Bereich holzartige Biomasse

Der Holzmarkt befindet sich in einer Phase weitreichender Veränderungen. Im Folgenden wer-

den die zentralen Trends und Entwicklungen im Überblick dargestellt.

Finanzkrise: Vom weltwirtschaftlichen Abschwung waren und sind die Schweizer Wald- und

Holzwirtschaft bisher recht unterschiedlich betroffen. Während die exportorientierten Betriebe

schnell erfasst wurden, sind die Betriebe, die auf dem Schweizer Markt tätig sind, weitgehend

verschont geblieben. Die Papierindustrie spürt den Abschwung sehr stark. Die Holzwerkstoffin-

dustrie (u.a. Pavatex AG) beurteilen die Aussichten zuversichtlich, da eine Tendenz zur besseren

Dämmung im Baubereich besteht5).

Strukturwandel: Bei der Holz verarbeitenden Industrie in der Schweiz ist ein deutlicher Struk-

turwandel zu beobachten. Die Anzahl der Sägewerke ist rückläufig, wobei jedoch die Grösse der

Anlagen wächst. Die Zahl der Sägewerke sank zwischen 2002 und 2007 von 494 um 20% auf

388 Werke. Sechs Sägewerke haben einen Jahreseinschnitt von mehr als 100'000 m3. Diese

verarbeiten mehr als 50% der Produktion in der Schweiz.

5) Gemäss Holz-Zentralblatt (2009) beurteilen Vertreter der Schweizer Holzwirtschaft die wirtschaftliche Lage als angespannt.

40

Die Laubholzaufkommen in der Schweiz steigt deutlich an, die Verarbeitungskapazitäten sind

aber gering. Die Erschliessung neuer Märkte und die Entwicklung erfolgreicher Produkte aus

heimischen Laubhölzern sind deshalb notwendig. Das Bundesamt für Umwelt will mit der Res-

sourcenpolitik Holz (Bafu 2008b) in den nächsten Jahren die Laubholzverwertung in der Schweiz

fördern.

Staatliche Förderung: Seit 1. Januar 2009 ist die kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) in

der Schweiz in Kraft. Diese hat einen Boom für Holzkraftwerke zur Stromproduktion ausgelöst.

Energieversorgungsunternehmen treten als Investoren auf. Beispielsweise die NOK, die mit der

Tegra Holz AG als Partner gemeinsam zentrale Holzheizkraftwerke für die Stromproduktion pla-

nen. Weitere wichtige Akteure sind sol-e Suisse, IWB, EKZ etc.

Konkurrenzkampf um die Ressource Holz: Mit der steigenden Nachfrage nach Holz als Ma-

terial- und Energieträger nehmen Nutzungskonkurrenzen zu. Vor allem die Nachfrage nach E-

nergieholz steigt stark. Holz wird verstärkt als Brennstoff in Haushaltungen, Industrie und Ge-

werbe eingesetzt. Die für die Strom- und Wärmeproduktion geplanten Holzheizkraftwerke ver-

arbeiten grosse Mengen an Energieholz: Alleine die grossen Holzheizkraftwerke in Domat Ems

und Basel (in Betrieb) sowie Zürich und Würenlingen (geplant) werden zusammen jährlich über

450'000 t TS Holz verwerten.

Die Verknappung des Rohstoffes wird zu höheren Preisen für Energie- und Industrieholz führen.

Die Preise einzelner Sortimente sind in den letzten Monaten starken Schwankungen ausgesetzt

gewesen (Tegra 2009). Vor allem qualitativ minderwertige Sortimente werden nicht mehr in den

Industriebetrieben, sondern energetisch genutzt. Neue, bisher wenig genutzte Sortimente, wie

beispielsweise Holz aus der Landschaftspflege, nehmen an Bedeutung zu.

Import zur Rohstoffversorgung: Um die Zukunft der Holzverarbeitungsbetriebe in der

Schweiz zu sichern, sind diese auf eine kostengünstige, kontinuierliche Versorgung mit dem

Holz angewiesen. Das Einzugsgebiet der eingekauften Holzmengen wird sich vergrössern. Die

tieferen Rohstoffpreise in Osteuropäischen Ländern werden die hohen Logistikkosten relativie-

ren.

Kaskadennutzung im Vordergrund: Das Bundesamt für Umwelt fordert verstärkt die Kaska-

dennutzung. Holzsortimente sollen zunächst als Material für Gebäude, Innenausbauten oder

Möbel verwendet werden. An zweiter Stelle folgen weitere stoffliche Nutzungen wie beispiels-

weise Holzwerkstoffe. Erst am Schluss soll die energetische Nutzung dieser Sortimente folgen6).

Bei geltenden Rahmenbedingungen werden am Ende die Marktpreise entscheiden, ob die Sor-

timente energetisch oder stofflich genutzt werden.

6) http://www.bafu.admin.ch/aktuell/medieninformation/00004/index.html?lang=de&msg-id=23426

41

Marktreife Technologien: Die Investitionen von privaten Unternehmungen führen zu techno-

logischen Weiterentwicklungen. Neben der Verwendung des Holzes zur Wärme- und Strompro-

duktion macht man sich den Prozess der Pyrolyse zur Gewinnung eines Synthesegases zu Nutze.

Holzvergasungsprojekte stecken aber noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase.

Die Holzverfeuerung in Kleinanlagen befindet sich mittlerweile in einem Aufwärtstrend. Durch

den stark gesenkten Heizwärmebedarf neuer Häuser werden diese immer öfter mit Einzelraum-

heizungen ausgestattet. Entweder wird dadurch der Verbrauch fossiler Energieträger vermindert

oder diese Anlagen reichen zur kompletten Wärmeerzeugung aus. Die Gebäudeheizungen >50

kW sind stark rückgängig. Seit dem Tiefststand 2006 steigt die Anzahl der Anlagen durch die

Installation von Pelletheizungen jedoch wieder leicht an. Neben dem Rückgang der Gebäudehei-

zungen kann eine Verlagerung der Wärmeproduktion zu automatisierten Feuerungsanlagen

(Wärmedienstleistungen) festgestellt werden.

Akzeptanz von Grossanlagen: Zentrale, grosse Holz verarbeitende Industriebetriebe sind in

der Schweiz ohne die Zustimmung der lokalen und regionalen Akteure schwierig zu realisieren.

Die Stakeholder sind früh in den Planungsprozess zu integrieren. Dies gilt sowohl für Sägewerke,

wie auch für Anlagen für die energetische Nutzung von Holz. Beispielsweise hat die Kogler AG

mehrmals im Mittelland erfolglos versucht, Standorte für ein Grosssägewerk zu finden, die Axpo

bekundet zurzeit Mühe mit einem Projekt in Würenlingen.

Umweltauswirkungen: Im Zeichen des Klimaschutzes bzw. den Vorgaben aus dem Kyoto-

Protokoll ist es wichtig, alle Emittenten am Markt zu einer Emissionsreduktion zu bringen. Einen

signifikanten Anteil daran haben die alten Gebäude- und Raumheizungen, die mit alter Technik

grosse Mengen an Feinstaub emittieren. Beispielgebend ist hier Österreich, wo ein Fördersystem

den Austausch alter Anlagen finanziell unterstützt. Der Einsatz erneuerbarer Energie macht am

meisten Sinn in Kombination mit Energieeffizienz-Massnahmen, zum Beispiel der Sanierung von

Gebäuden.

42

6 Stoffflussmodell

6.1 Übersicht und Systemgrenzen

Um die biogenen Güterflüsse der Schweiz (ohne holzartige Biomasse) und die damit verbunde-

nen Energie- und Nährstoffflüsse darzustellen, wurde ein Input-Output-Schema gewählt, das

sich im Grundprinzip an der Methode der Stoffflussanalyse orientiert. Mittels der Software

STAN7) wurde ein entsprechendes Struktur-Modell mit den Ebenen Güterflüsse, Energie, Phos-

phor und Stickstoff geschaffen (Abbildung 4 bis Abbildung 7). Das Modell basiert auf Daten für

das Kalenderjahr 2006. Als geographische Systemgrenze wurde die Schweizer Landesgrenze

definiert, an welcher die Zu- und Abflüsse als Im- und Exporte erfasst werden.

Um die Bilanzen insbesondere auf der Nährstoffebene schliessen zu können (Summe der Input-

ströme entspricht Summe der Outputströme) wurden Vermischungen von biogenen Güterflüs-

sen mit anderen Ein- oder Austrägen in Kauf genommen (z.B. phosphorhaltige Putzmittel, wel-

che ins Abwasser und damit in den Klärschlamm gelangen, N-Emissionen aus Hofdünger, wel-

che über die Gasphase das System verlassen usw.).

7) STAN: Software zur Erstellung von Stoffflussanalysen der Technischen Universität Wien, Institut für Wassergüte, Ressourcenma-nagement und Abfallwirtschaft, Version 2.0 © inkasoftware

43

Abbildung 4: Gesamtsystem, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

45

Abbildung 5: Gesamtsystem, Energieebene, unterer Heizwert in GWh pro Jahr

47

Abbildung 6: Gesamtsystem, Phosphorebene, in t pro Jahr

49

Abbildung 7: Gesamtsystem, Stickstoffebene, in t pro Jahr

51

6.2 Darstellung und Datenqualität

6.2.1 Darstellung

Die Hauptebene umfasst zehn Prozesse, welche mit Ausnahme des Prozesses „Kompostierung“

eigene Subsysteme bilden. Die Subsysteme enthalten weitere Prozesse und/oder Hilfsprozesse,

welche den Hauptprozess detaillierter abbilden. Die Subsysteme sind voll in das Modell integriert

und nötig, um der Komplexität des Systems bei gleichzeitiger Wahrung der Übersichtlichkeit

gerecht zu werden.

Einige Prozesse in den Subsystemen sind sogenannte Hilfsprozesse (graue Hintergrundfarbe):

diese Prozesse haben den Zweck, Güter- oder Nährstoffflüsse zu verteilen (Triage) bzw. zu bün-

deln (Sammlung). Eine tatsächliche Veränderung oder Verarbeitung der biogenen Güter wie sie

in den eigentlichen Prozessen passieren, erfolgt in den Hilfsprozessen nicht. Die Triagen dienen

vor allem als mögliche „Stellschrauben“ des Modells. Über diese kann die Aufsplittung der Ge-

samt-Outputmengen aus den Prozessen (Transferkoeffizienten) je nach Szenario verschoben

werden. Die Sammlung-Hilfsprozesse haben die Aufgabe durch die Bündelung von Flüssen mit

vergleichbaren Gütern für mehr Übersichtlichkeit zu sorgen.

Visualisierung

Die gewählte Darstellung mittels Sankey-Diagrammen ermöglicht eine mengenproportionale

Visualisierung der Massen-, Energie- und Nährstoffflussdaten. Das bedeutet, dass die entspre-

chenden Informationen direkt aus der Breite der Flusspfeile abgelesen werden können. Wegen

der sehr unterschiedlichen Flusswerte und der nötigen Mindestpfeildicke schlägt sich die men-

genproportionale Darstellung insbesondere auf der Hauptebene auf kleinere Flüsse nicht voll

durch. Bei der Darstellung von Teilsystemen werden deshalb unterschiedliche Massstäbe ge-

wählt und die Breite der Flusspfeile ist zwischen den Abbildungen nicht vergleichbar.

Die Prozesse sind entsprechend ihrer Zugehörigkeit zu den Sektoren farblich gekennzeichnet.

Prozesse im Sektor „Produktion“ sind grün, Prozesse aus dem Sektor „Verarbeitung“ orange

und Prozesse aus dem Sektor „Nutzung und Entsorgung“ rot dargestellt. Hilfsprozesse sind in

allen Sektoren grau markiert.

Die Flüsse sind im Regelfall schwarz dargestellt. Für die Szenarien wurden solche Flüsse farblich

verändert, die sich von den Ausgangswerten (Szenario 0) um mehr als 5% unterscheiden, um

die Veränderung optisch hervorzuheben. Positive Abweichungen sind in Grüntönen, negative in

Rottönen dargestellt.

52

Nomenklatur

Allen Haupt- und Subprozessen ist ein Kürzel zugewiesen, welches aus drei Buchstaben besteht,

bei Hilfsprozessen aus vier Buchstaben (wobei die Triagen jeweils mit einem T, die Sammel-

Prozesse mit einem S beginnen). Die Nomenklatur der Güter-, Energie- und Nährstoffflüsse ist

auf allen Ebenen gleichbleibend und beinhaltet neben dem Kürzel für den Out- und Inputpro-

zess der Hauptebene auch die enthaltenen Güter. Beispielsweise umfasst der Fluss „Verarbei-

tungsreste (LMI-VGÄ)“ diejenigen biogenen Abfälle, die bei der Verarbeitung in der Lebensmit-

telindustrie entstehen und dann in einer Biogasanlage oder im Faulturm vergärt werden. Wer-

den zwei oder mehr Flüsse mit identischen Out- und Inputprozessen unterschieden, wird das

Kürzel mit einer Zahl ergänzt (z.B. „Klärschlamm VGÄ1-VBR“ und „Biogas VGÄ2-VBR“). Verlas-

sen Flüsse die definierten Systemgrenzen wird als Zielprozess „OUT“ verwendet, ins System hin-

einführende Flüsse erhalten als Outputprozess INP. Nur bei solchen Flüssen, bei denen sich Out-

und Inputprozess im selben Subsystem befinden, wird nicht das Kürzel des Hauptprozesses,

sondern die der Subprozesse verwendet (z.B. „Biogassubstrate (TSUB-BGA)“).

Darstellung der Szenarien

In dieser Studie wurden Szenarien entwickelt, deren Auswirkungen auf die Biomasse- und Nähr-

stoffströme mittels des Modellierungstools getestet werden sollten. Um eine entsprechende

Flexibilität für die zu untersuchenden (und mögliche weitere) Szenarien zu gewährleisten, wur-

den die Daten im Modell vor allem über Transferkoeffizienten und Stoffkonzentrationen integ-

riert. Für die Funktionalität des Modells waren einige wenig direkte Zahleneingaben und An-

nahmen jedoch nötig (z.B. schweizweit gleichbleibende Abwasserbelastung pro Einwohner,

gleichbleibender Lebensmittelkonsum u.a.). Eine detaillierte Betrachtung, welche absoluten Wer-

te, Transferkoeffizienten und Konzentrationen im Modell (Ausgangsszenario) verwendet wur-

den, ist im Anhang A2 dargestellt.

Die Anpassungen des Modells an die jeweiligen Szenarien erfolgten über Veränderungen der

Transferkoeffizienten auf der Güterebene. Da diese Umleitung von Gütern teilweise auch Ver-

änderungen in der Güterzusammensetzung und damit auch in ihrem Energie- und/oder Nähr-

stoff-Anteil zur Folge hatten, wurden die entsprechenden Flüsse überprüft und die Konzentrati-

onsfaktoren auf der Energie-, Phosphor- und Stickstoffebene wo nötig angepasst. Welche TK

und welche Konzentrationen verändert wurden, ist im Anhang A3 dargestellt.

6.2.2 Umgang mit der Datenqualität

Lager

Jeder einzelne Prozess beinhaltet ein mehr oder weniger grosses Lager, weil die aus den Input-

strömen resultierenden Outputströme zeitlich versetzt anfallen können und nicht zwingend mit

53

dem zu Grunde gelegten Betrachtungszeitraum des Jahres 2006 übereinstimmen. Das vorlie-

gende STAN-Modell bildet jedoch keine Lager ab. In den meisten der betrachteten Prozesse

nehmen die Lager keine bedeutenden Grössen an und sind somit vernachlässigbar. Ausnahme

ist der Prozess Tierhaltung: hier wird davon ausgegangen, dass das Lager in etwa gleich gross

bleibt (konstant bleibender Tierbestand). Die Verwendung von Transferkoeffizienten im Modell

schliesst die Berechnung von Lagern aus.

Datenlage und Datenqualität

Es wurden keine eigenen Daten erhoben, sondern ausschliesslich bereits vorhandene Daten er-

fragt und ausgewertet. Als Grundlage dienten Statistiken, Erhebungen und andere Veröffentli-

chungen für das Kalenderjahr 2006 sowie persönliche Mitteilungen von entsprechenden Fach-

leuten. Auf der Güterebene wurde zu einem grossen Teil auf die Studie von Baum & Baier

(2008) zurückgegriffen. Ein Quellenverzeichnis zu den Modell-Grundlagen findet sich in Anhang

A2.

Die Datenlage zur Menge der biogenen Güter im Jahr 2006 sowie zu den Nährstoffgehalten der

Güterflüsse ist sehr uneinheitlich. Bei der Beschreibung der Prozesse wird auf diese Thematik

jeweils eingegangen und die Datenqualität pro Prozess bewertet. Es werden jedoch weder abso-

lute noch prozentuale Unsicherheiten angegeben oder berechnet, da die dafür nötigen Anga-

ben aus der zu Grunde liegenden Studie (Baum & Baier 2008) nicht vorliegen.

Einheiten

Die Massenflüsse (Güterebene) sind auf die Trockensubstanz (TS) der Güter bezogen. Wo die

Datenquellen Massenangaben in Frischsubstanz (FS) lieferten, wurden die Güter über ihren cha-

rakteristischen Wassergehalt auf ihre Trockensubstanz umgerechnet. Die TS wurde als wasser-

freie Masse definiert (d.h. inklusive eventuell vorhandener flüchtiger Verbindungen wie Alkohol).

Die Angaben lauten auf 1000 t TS/a.

Die Energieflüsse beziehen sich (bis auf den Output des Prozesses Verbrennung) auf den unteren

Heizwert (Hu) der Trockensubstanz, also der wasserfreien Güter. Die Erfassung der Energieflüsse

erfolgte rein rechnerisch über die Zuweisung von charakteristischen Energiewerten zu den TS-

Werten (bzw. Volumenwerten bei Energieträgern wie Biogas oder Biodiesel) der jeweiligen Gü-

ter.

Der daraus resultierende Energieinhalt der Güterströme versteht sich als Bruttoenergie, das

heisst Energieaufwendungen für Transport, Verarbeitung und Trocknung sowie bei der Nutzung

relevante Konversionsfaktoren sind nicht berücksichtigt. Einzige Ausnahme bilden die Teilpro-

zesse der Verbrennung VBR, wo der Grossteil der Energie produziert wird. Für die betrachteten

Verbrennungskategorien KVA, Zementwerk, Monoverbrennung und BHKW wurden typische

54

Umwandlungskoeffizienten eingesetzt, so dass die Outputflüsse „genutzte Elektrizität“ und

„genutzte Wärme“ jeweils in Nutzenergie dargestellt werden konnten. Die Konzentrationen

sind in MWh/t TS, die Flusswerte in GWh/a angegeben.

Die Nährstofffrachten wurden zum grössten Teil über typische Konzentrationen errechnet (g

Nährstoff pro kg TS). In einigen Fällen wurden absolute Zahlen verwendet (z.B. Mineraldünger).

Die Flusswerte der Nährstoffe lauten auf t pro Jahr.

55

6.3 Prozesse und Subprozesse

Im Folgenden werden die Prozesse inklusive Sub- und Hilfsprozessen (Übersicht Abbildung 4),

definiert und erläutert. Im Anhang findet sich ein ergänzender Beschrieb der einzelnen Stoffflüs-

se (A3).

6.3.1 Pflanzenbau

Der Prozess Pflanzenbau umfasst die gesamte landwirtschaftliche Pflanzenproduktion, ohne

Garten- und Landschaftsbau (dieser ist Teil des Warenkonsums) und ohne Holzpflanzen. Berück-

sichtigt sind auf den Nährstoffebenen auch der nicht-biogene Mineraldünger sowie Einträge

durch Deposition.

Der Grossteil des Zahlenmaterials stammt aus den statistischen Erhebungen und Schätzungen

des Schweizerischen Bauernverbandes (SBV 2007a), der seine Daten zum Teil wiederum aus

anderen Quellen wie Forschungsanstalten, Bundesamt für Statistik etc. bezieht. Die Daten zur

Nährstoffbilanzierung wurden von E. Spiess (2009) zur Verfügung gestellt. Für Lebens- und Fut-

termittel gibt es detaillierte Untersuchungen zu den jeweiligen Nährstoffgehalten. Insgesamt

kann die Datenlage im Bereich Pflanzenbau für alle untersuchten Ebenen als gut bezeichnet

werden.

In Abbildung 8 bis Abbildung 10 ist das Subsystem Pflanzenbau auf der Güter-, Phosphor, und

Stickstoffebene dargestellt:

56

Abbildung 8: Subsystem des Prozesses Pflanzenbau, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

57

Abbildung 9: Subsystem Pflanzenbau, Phosphorebene, in t pro Jahr

58

Abbildung 10: Subsystem Pflanzenbau, Stickstoffebene, in t pro Jahr8)

Subprozess Pflanzenumgebung (PFB)

Der Prozess Pflanzenumgebung beinhaltet die Ressourcen, welche den Pflanzen zum Wachsen

dienen, also vor allem Boden, Luft und Wasser, aber auch Mykorrhiza oder Stickstoff-fixierende

Bakterien. Vom Menschen werden verschiedene Güter als Dünger in die Pflanzenumgebung

(v.a. in den Boden) gegeben (z.B. Hofdünger, Mineraldünger, Kompost), auch gelangen Nähr-

stoffe über Deposition und Ernterückstände in die Pflanzenumgebung. Da weniger Nährstoffe

durch die Ernte der Pflanzen entnommen als durch Düngung, Deposition u.a. zugegeben wer-

den, errechnet sich ein Überschuss. Dieser Überschuss kann zum Teil im Boden gespeichert wer-

den, wird aber auch durch Emissionen, Erosion oder Ausschwemmungen ausgetragen. Für die

Szenarienberechnung wurde der Überschuss an N und P auf den berechneten Werten für 2006

fixiert. In den Szenarien errechnete veränderte Einträge an Nährstoffen durch die Recyclingdün-

ger resultieren so in geringeren oder höheren Mengen an benötigtem Mineraldünger.

8) Bez. Differenzen zu BAFU et al. 2010 siehe Flussdefinitionen in Anhang A3

59

Subprozess Produzierte Pflanzen (PRP)

In diesem Prozess wird die Gesamtproduktion aller landwirtschaftlichen Pflanzen erfasst. 2006

erreichte diese eine Trockenmasse von fast 7'900 kt TS (Baum & Baier 2008). Für das Modell

wurde von einer gleichbleibenden landwirtschaftlichen Fläche ausgegangen und die Produkti-

onsmenge deshalb als fix integriert. Die Menge der Ernterückstände, welche direkt auf den Fel-

dern verbleibt, ist je nach Pflanzentyp (Getreide, Gemüse, Beeren) sehr unterschiedlich (SBV

2007b). Sie wurde bezogen auf die nutzbare Produktion auf durchschnittlich 4% geschätzt.

6.3.2 Tierhaltung

Der Prozess beinhaltet die landwirtschaftliche Tierhaltung zuzüglich Wildtiere, jedoch ohne

Haustiere. Teil des Prozesses sind die Herstellung von Tierfutter sowie der Handel mit Tieren und

Tierfutter.

Wie im Pflanzenbau stammen die Daten auch für diesen Prozess zum grössten Teil aus der Sta-

tistik des Schweizerischen Bauernverbands (SBV 2007a). Die Dokumentation und Datenqualität

ist entsprechend als gut zu bewerten. Bei den Hofdüngerflüssen und den damit verbundenen

Nährstoffmengen (Menzi et al. 1998, SBV 2007a, Ökostrom Schweiz 2007) muss man allerdings

von grösseren Unsicherheiten ausgehen.

60

Abbildung 11: Subprozess Tierhaltung (THA), Szenario 0, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

Subprozess Tierfutter (TIF)

Umfasst die Produktion bzw. Verarbeitung und den Handel mit Tierfutter. Die Outputmenge (in

der Schweiz eingesetztes Tierfutter) von knapp über 8'000 kt TS (Baum & Baier 2008) wurde im

Modell als absolute Grösse fixiert. Eine summarische Veränderung der innerschweizerischen

Inputströme in diesen Prozess (wie TNP, Speisereste, Futterpflanzen usw.) wirkt sich in den Sze-

narien in Folge dessen auf die Netto-Importzahlen von Tierfutter aus.

Subprozess Nutztiere (TIE)

Dieser Prozess umfasst die produzierten Tiere selbst: Über den tierischen Stoffwechsel, der durch

grosse Verluste in Form von Veratmung und Emissionen charakterisiert ist, wird das eingesetzte

Futter zu tierischen Produkten umgewandelt.

Hilfsprozess Triage Hofdünger (THOD)

Dieser Hilfsprozess dient als Stellschraube, um die verfügbare Hofdüngermenge zwischen den

Zielprozessen Pflanzenbau und Vergärung zu verteilen.9)

9) Bez. Differenzen zu BAFU et al. 2010 siehe Flussdefinitionen in Anhang A3

61

6.3.3 Lebensmittelindustrie

Der Prozess beinhaltet die Herstellung, Verarbeitung und den Handel mit Lebensmitteln (und

deren Produktionsabfällen und -nebenprodukten) inkl. Fisch, Schalentieren und Genussmitteln

(Tabak), jedoch ohne den Anteil an Fleisch und Fleischerzeugnissen (siehe Fleischverarbeitung).

Daten für die Schweizer Lebensmittelindustrie sind auf Grund ihrer Heterogenität und der bran-

chenspezifisch äusserst unterschiedlichen Arbeitsschritte mit variablen Produkten und Abfall-

mengen nicht einfach zu erheben und entsprechend rar. Eine Gesamtbilanz der Produkte und

Abfälle existiert nicht, die Datenlage ist gesamthaft deshalb eher unbefriedigend, auch wenn für

einige Branchen wie Zuckerherstellung und Weinbau gute Daten vorliegen (Zuckerfabriken Aar-

berg und Frauenfeld 2007 und 2008, BLW 2007). Insbesondere zur Aufteilung auf die Folgepro-

zesse Tierhaltung, Vergärung und ARA ist die Datenlage wenig gesichert.

62

Abbildung 12: Prozess Lebensmittelindustrie, Szenario 0, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

Hilfsprozess Sammlung (grossteils) unverarbeiteter Lebensmittel (SUVL)

Dieser Hilfsprozess bündelt die vegetarischen Rohnahrungsmittel aus der Schweiz sowie den

Netto-Import an vegetarischen Lebensmitteln, der zum Teil ebenfalls unverarbeitet, zum Teil

aber auch als Halb- und Fertigwaren vorliegt. Im Modell wird angenommen, dass die Gesamt-

menge an (grossteils) unverarbeiteten Lebensmitteln konstant bleibt, d.h. dass eine verringerte

bzw. erhöhte Schweizer Produktion durch vermehrte bzw. verringerte Importe ausgeglichen

wird.

Subprozess Verarbeitung & Bereitstellung Lebensmittel (VLM)

In diesem Subprozess werden die Waren zu verkaufsfertigen Lebensmitteln weiterverarbeitet

bzw. sortiert und/oder direkt und ohne Verarbeitungsschritte für die Konsumenten bereitge-

stellt. In den Verarbeitungsresten sind auch Fehlchargen bzw. nicht mehr verkäufliche Rückläu-

fer aus dem Einzelhandel enthalten.

6.3.4 Fleischverarbeitung (FLV)

In diesen Prozess fällt die Schlachtung von Tieren, die Verarbeitung, der Verkauf sowie Im- &

Export von Fleisch, Fleischerzeugnissen, tierischen Nebenprodukten (TNP) sowie von Pet-Food

(Haustierfutter). Ausserdem wird die Verarbeitung von Tierkadavern als Teil dieses Prozesses

betrachtet.

Die Datenlage ist auf der Verarbeiterseite der TNP, die sich im Wesentlichen aus den beiden Ex-

traktionswerken TMF und GZM zusammensetzt, sowie auf der Warenkonsumentenseite recht

gut (Hansjörg Deutsch AG 2008, TMF Extraktionswerk 2007, GZM Extraktionswerke 2007). Der

Knochenverarbeiter Geistlich war 2006 noch teilweise als Entsorger aktiv, die anfallenden Kno-

chen, die einen grossen Phosphorgehalt aufweisen, wurden aber zum grossen Teil bereits expor-

tiert (GZM Extraktionswerke, 2008). Die Abwassermengen aus dem Prozess Fleischverarbeitung

sind klein und wurden deshalb vernachlässigt.

63

Abbildung 13: Fleischverarbeitung, Szenario 0, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

Subprozess Schlachthof und Verarbeitung TNP (SHO)

Dieser Prozess entspricht im Wesentlichen dem Hauptprozess Fleischverarbeitung, beschränkt

sich allerdings auf Schweizer In- und Outputgüter.

Hilfsprozess Sammlung Fleisch für Verzehr (SFFV)

Dieser Hilfsprozess bündelt die inländisch produzierten und die importierten Fleischwaren. Es

wird vereinfachend angenommen, dass die importierten Fleischwaren keine wesentlichen Men-

gen an TNP zur Folge haben.

6.3.5 Warenkonsum (WAK)

Dieser Prozess umfasst den Konsum von (vor allem essbaren) biogenen Gütern durch die

Schweizer Bevölkerung inklusive Selbstversorgung von landwirtschaftlichen Betrieben und inklu-

sive Haustierfutter. Wichtiger Teil dieses Prozesses sind die zum Konsum gehörenden Abfall- und

Reststoffe, die verbrannt bzw. weiterverwendet werden können und denen neben den Lebens-

mittelabfällen auch Grüngut und Gartenabfälle zuzurechnen sind. Auf der Nährstoffebene wird

64

der Eintrag nicht biogener Konsumgüter mit einem hohem Phosphor-Anteil (wie Spül- und

Putzmittel), welcher sich im Abwasser untrennbar mit den biogenen Abfallflüssen vermischt,

ebenfalls berücksichtigt.

Die Datenqualität ist im biogenen Warenkonsum zufriedenstellend: Der biogene Anteil im Haus-

haltskehricht wurde im Jahre 2003 in einer intensiven BUWAL-Studie (Buwal 2003) bestimmt

und dürfte sich seither nicht entscheidend verändert haben. Bei den Abwassermengen kann

man auf jahrelange Erfahrungswerte in CSB pro Einwohner und Tag zurückgreifen (Ort 2008),

wobei aber durch die Umrechnung in Massenflüsse Ungenauigkeiten entstehen. Gut untersucht

sind die jährlich erhobenen Outputmengen der Grüngut- und Lebensmittelabfälle in die Kom-

postierung bzw. in die Vergärung (Inspektorat der Kompostier- und Vergärbranche der Schweiz

2007 und 2008).

Abbildung 14: Subsystem Warenkonsum, Szenario 0, Güterebene, in 1'000 t TS

Es wurde festgestellt, dass die berechnete N-Fracht „WAK-VBR“ von ca. 11 kt stark von der des

Flusses P6 der „Stoffflussanalyse Stickstoff Schweiz 2005“ (Bafu 2010) abweicht, was nicht al-

lein mit den unterschiedlichen Fluss-Definitionen erklärt werden kann. Aus den Berechnungen

des STAN-Modells ergeben sich mittlere N-Konzentration des biogenen Abfalls (ohne Holz &

65

Papier) von 45 gN/kg TS (WAK-VBR), was gerade auch im Vergleich zum Fluss Gastroabfäl-

le/Lebensmittelreste (NAM-TKOA) sehr hoch erscheint.

Gleichzeitig werden verschiedene N-Abwasser-Frachten aus Haushalt und Gewerbe diskutiert:

neben der in dieser Studie verwendeten Abschätzung von C. Ort von ca. 36 kt gibt es die Ab-

schätzung von P. Fischer mit 43 kt. Folgt man den Zahlen von Fischer und schlägt man die Diffe-

renz von 7 kt dem Haushaltsabwasser zu, verändert das die Berechnungen im STAN-Modell so,

dass die N-Konzentration der biogenen Güter im Kehrrichtsack auf 16 gN/kg TS und die N-

Fracht des Flusses WAK-VBR auf ca. 4 kt absinkt.

Subprozess Nahrung Mensch (NAM)

Dieser Subprozess ist mit dem Hauptprozess bis auf das Grüngut und die nicht-biogenen Kon-

sumgüter deckungsgleich.

Hilfsprozess Sammlung Abwasser (SABW)

Dieser Hilfsprozess bündelt die Abwasserfracht der menschlichen Ausscheidungen und der in die

Kanalisation gelangenden Putz- und Spülmittelmengen (P-Ebene).

Hilfsprozess Triage Kommunale Abfuhr & Grüngut (TKOA)

Dieser Hilfsprozess dient als Stellschraube für die Verteilung der separat gesammelten Gastroab-

fälle und Lebensmittelreste sowie von Grüngut aus privater Quelle und aus Garten- und Land-

schaftsbau. Die drei möglichen Zielprozesse sind Tierhaltung, Kompostierung und Vergärung.

6.3.6 Abwasserreinigung (ARA)

In diesem Prozess werden kommunale und industrielle Einrichtungen zur Abwasserreinigung

zusammengefasst. Die auf dem Gelände von ARAs oft vorhandenen Faultürme sind nicht Teil

des Prozesses, sondern sind im Prozess Vergärung integriert.

Die Frachtmengen (Inputströme) der Industrien beruhen auf Schätzungen mit einer zum Teil

hohen Unsicherheit. Die Outputströme des Rohschlamms wurden über die gut dokumentierten

Mengen des gewonnenen Biogases (Kaufmann 2007) zurückgerechnet. Für die Gesamtbelas-

tung der ARA existieren verlässliche Richtwerte (Ort 2008), so dass die Datenqualität für das

Subsystem als befriedigend bezeichnet werden kann.

66

Abbildung 15: Subsystem ARA, Szenario 0, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

Subsystem Abwasserbehandlung (ABB)

Dieser Subprozess ist deckungsgleich mit dem Hauptprozess. Rohschlammmengen sind nicht

nach Zielprozess unterschieden.

Hilfsprozess Triage Rohschlamm (TROH)

Dieser Hilfsprozess dient als Stellschraube für die Verteilung des entstehenden Rohschlamms

direkt in die Verbrennung bzw. zur Biogasgewinnung in die Faultürme.

6.3.7 Vergärung (VGÄ)

Dieser Prozess beinhaltet die anaerobe Vergärung insbesondere von Abfällen, Hofdünger, Klär-

schlämmen und Energiepflanzen in Biogas- und Klärgasanlagen (Faultürmen).

Die Datenqualität der Outputflüsse aus dem Vergärungsprozess wird als gut eingeschätzt. So-

wohl die Klärschlamm- und Gärgutmengen als auch die Biogaserträge (über die erzielten Ener-

giemengen) werden jährlich von Fachpersonen ermittelt (Inspektorat der Kompostier- und Ver-

gärbranche der Schweiz 2007 und 2008; Kaufmann 2007). Die Verluste auf Güter- und Stick-

stoffebene wurden geschätzt, ebenso der Co-Substratanteil, welcher in die Faultürme gelangt.

Die für 2006 errechneten Nährstoffgehalte in Presswasser und Gärgut liegen über den Erwar-

67

tungen (Kupper & Fuchs 2006), was durch die unterschiedliche Zusammensetzung (mehr Hof-

dünger und Verarbeitungsreste aus der LMI) der Substrate aber erklärbar ist.

In Abbildung 16 bis Abbildung 18 sind das Subsystem Vergärung für die Phosphor- und Güter-

ebene dargestellt:

69

Abbildung 16: Subsystem Vergärung, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

71

Abbildung 17: Subsystem Vergärung, Phosphorebene, in t pro Jahr

73

Abbildung 18: Subsystem Vergärung, Stickstoffebene, in t pro Jahr

75

Hilfsprozess Triage Biogas-Substrate (TSUB)

Dieser Hilfsprozess ermöglicht als Stellschraube die Verteilung von Substraten, die keinem Anla-

gen-Typus streng zugeordnet sind, also theoretisch sowohl in der Biogasanlage als auch im Faul-

turm vergärt werden können.

Subprozess Faulturm (FAU)

Teil dieses Prozesses sind die Vergärungsanlagen auf den ARAs. Zum Teil gelangen neben Roh-

schlamm auch kleinere Mengen von Co-Substraten in die Faultürme. 2006 wurden noch über

20% des Klärschlamms in die Landwirtschaft gegeben (Hügi et al. 2008). Obwohl bereits ge-

setzlich verboten, war dieser Entsorgungsweg auf Grund von zahlreichen Ausnahmegenehmi-

gungen im Erhebungsjahr noch Realität.

Subsystem Biogasanlage (BGA)

Hierunter sind alle landwirtschaftlichen, kommunalen und industriellen Vergärungsanlagen zu-

sammengefasst. Der Grossteil aller Nicht-Rohschlamm-Substrate wird hier vergärt.

Hilfsprozess Triage Biogas (TBGA)

Dieser Hilfsprozess bündelt Biogas aus Faulturm und Biogasanlage und dient als Stellschraube

für die weitere Verwendung des Energieträgers entweder als Treibstoff oder für die direkt

Verbrennung und Stromgewinnung.

Hilfsprozess Sammlung Verluste Gärprozess (SVGP)

Dieser Hilfsprozess sammelt die beiden Verlustströme aus Biogasanlage und Faulturm.

6.3.8 Kompostierung (KMP)

Dieser Prozess umfasst die Kompostierung von biogenen Abfällen in Anlagen mit einer Verarbei-

tungskapazität von mehr als 100 t/a, beinhaltet also keine private Gartenkompostierung. Die in

der Vorsortierung separierten Holzanteile der Grüngutmasse, welche für Heizzwecke genutzt

werden, sind nicht enthalten.

Die Datenqualität ist auf Grund der jährlichen Erhebungen der Arbeitsgemeinschaft Kom-

postinspektorat (Inspektorat der Kompostier- und Vergärbranche der Schweiz 2007 und 2008),

welche einen Grossteil der Anlagen überprüft, als gut zu bezeichnen. Die dort aufgenommenen

Mengen wurden auf das Gesamtvolumen aller Schweizer Anlagen hochgerechnet.

76

6.3.9 Verarbeitung Treibstoffe (VTR)

In diesem Prozess wird die Verarbeitung von biogenen Materialien zu Treibstoffen betrachtet. In

der Schweiz sind derzeit die Aufbereitung von Biogas sowie die Herstellung von Biodiesel von

Bedeutung. Die Ethanolherstellung ist nicht Teil des Prozesses, da sie (seit der Aufgabe dieses

Geschäftsbereichs durch Borregaard Ende 2006) in der Schweiz keine Relevanz mehr hat.

Die Datenqualität für diesen Prozess ist gut: die ins Erdgasnetz eingespeisten Mengen an aufbe-

reitetem Biogas werden erfasst (Kaufmann 2007). Die Inputzahlen für die Biodieselherstellung

(hauptsächlich aus Raps) stammen vom Schweizer Bauernverband (SBV 2007a).

Abbildung 19: Subsystem Verarbeitung Treibstoffe, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

Subprozess Biogasaufbereitung (BAB)

Dieser Prozess umfasst die Reinigung von Biogas, vor allem also die Abtrennung von Kohlendi-

oxid vom Energieträger Methan. Angenommen wurde ein durchschnittlicher Methananteil von

60% und ein Schlupf von 3% in die Atmosphäre, mit Relevanz für die Energieebene (Baum et

al. 2008).

77

Subprozess Ölpresse (ÖLP)

Dieser Prozess umfasst die Abpressung der Ölsaaten als Vorstufe zur eigentlichen Biodieselher-

stellung. Neben dem Öl entstehen Presskuchen, die als Tierfutter Verwendung finden.

Subprozess Biodieselherstellung (BDH)

Hierunter fällt der eigentliche Herstellungsprozess (Raffination) des Biodiesels. Neben dem Pflan-

zenöl wird Methanol benötigt. Als Produkte entstehen Biodiesel und Methanol im Mengenver-

hältnis von etwa 9:1.

Hilfsprozess Sammlung Treibstoffe (STRS)

Hier werden die Treibstoffe Biodiesel und aufbereitetes Biogas zusammengefasst.

6.3.10 Verbrennung (VBR)

Dieser Prozess beinhaltet die Verbrennung biogener Güter in Blockheizkraftwerken, Zementwer-

ken, Monoverbrennungsanlagen und Kehrichtverbrennungsanlagen. Die Verbrennung von

Treibstoffen ist nicht Teil des Prozesses.

Alle Sammlungs-Hilfsprozesse bis auf „Sammlung Abluft und Verbrennungsrückstände“ haben

ausschliesslich Relevanz für die Energieebene.

Die Verbrennungsmengen von Klärschlamm und Tierischen Nebenprodukten in den unterschied-

lichen Anlagen liegen aus gesicherter Quelle vor (Hügi et al. 2008). Die Energie aus der Biogas-

verstromung ist ebenfalls gut dokumentiert (Kaufmann 2007). Für die KVA liegen über die Ener-

giestatistik Daten getrennt nach biogenen und nicht- biogenen Quellen vor (Kaufmann 2007).

In Abbildung 20 und Abbildung 21 ist das Subsystem Vergärung für die Phosphor- und Güter-

ebene dargestellt:

79

Abbildung 20: Subsystem Verbrennung, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr

81

Abbildung 21: Subsystem Verbrennung, Energieebene, unterer Heizwert in GWh pro Jahr

83

Hilfsprozess Triage TNP (TTNP)

Hier können über den TK die Anteile des Entsorgungswegs tierischer Nebenprodukte in die Mo-

noverbrennung bzw. in das Zementwerk verändert werden.

Hilfsprozess Triage Klärschlamm (TKLÄ)

Hier können über den TK die Anteile des Entsorgungswegs von ausgefaultem und rohem Klär-

schlamm in die Monoverbrennung, in die KVA bzw. in das Zementwerk verändert werden.

Subprozess Monoverbrennung (MON)

Dieser Prozess umfasst die auf ein Substrat ausgerichtete Verbrennung von ausgewählten Sub-

straten. In der Schweiz sind dies Klärschlamm oder Tierische Nebenprodukte.

Subprozess Zementwerk (ZEM)

Dieser Prozess umfasst den biogenen Anteil der Zementherstellung. Als Energielieferanten wer-

den hier vielfach auch Klärschlamm und Tierische Nebenprodukte eingesetzt. Der Herstellungs-

prozess ist so gestaltet, dass die aus dem Verbrennungsprozess hervorgehende Asche in den

Zement eingebunden wird.

Subprozess BHKW (BHK)

Dieser Prozess beschreibt die Nutzung von Biogas in einem Blockheizkraftwerk.

Subprozess KVA (KVA)

Dieser Prozess umfasst den Anteil der Kehrichtverbrennung, in dem biogene Güter genutzt wer-

den, also Teile des Hausmülls, Klärschlamm, Verarbeitungsreste aus der Lebensmittelindustrie

sowie der biogene Anteil in separat angelieferten Materialien wie etwa aus der Strassenreini-

gungen (Laubanteil).

Hilfsprozess Sammlung genutzte Elektrizität (SGEL)

Bündelung der in den vier Verbrennungsprozessen entstandenen und genutzten Elektrizität oh-

ne den jeweiligen Eigenbedarf der Anlagen (Nutzenergie).

Hilfsprozess Sammlung genutzte Wärme (SGWÄ)

Bündelung der in den vier Verbrennungsprozessen entstandenen und tatsächlich genutzten

Wärme (Nutzenergie).

84

Hilfsprozess Sammlung Energie Eigenbedarf (SEIG)

Bündelung der in den vier Verbrennungsprozessen entstandenen Elektrizität, welche für den

jeweiligen Eigenbedarf der Anlagen eingesetzt wird.

Hilfsprozess Sammlung Abluft und Verbrennungsrückstände (SVBR)

In diesem Hilfsprozess werden alle Aschen und Filterrückstände aus den vier Verbrennungspro-

zessen gebündelt, aber auch die über den Verbrennungsprozess verursachten Umwandlungen

bzw. Verluste auf Güterebene zusammengefasst.

Hilfsprozess Sammlung nicht genutzte Energie (SNGE)

In diesem Hilfsprozess wird alle Elektrizität und Wärme, welche bei der Verbrennung in den vier

Verbrennungsprozessen entsteht, aber nicht genutzt werden kann, gebündelt. Ebenfalls sind

Energiemengen enthalten, die über den unteren Heizwert rechnerisch vorhanden, aber auf

Grund des Wassergehalts der Güter gar nicht nutzbar sind.

85

7 Szenarien

7.1 Übersicht der Szenarien

In den Szenarien werden Veränderungen der stofflichen und energetischen Verwertung der

Biomasse betrachtet. Jedes der in Tabelle 5 charakterisierten Szenarien bildet klare Entwicklun-

gen in die jeweilige Zielrichtung ab, die in dieser Extremform zumindest kurzfristig wohl nicht

umsetzbar sind.10) Anhand der Szenarien wird aufgezeigt, welche Auswirkungen bei den Ent-

wicklungen in die verschiedenen Zielrichtungen zu erwarten wären. Daraus kann abgeleitet

werden, welche Entwicklungen im Sinne der Biomassestrategie des Bundes und auch der über-

geordneten bundesrätlichen Strategie zur Nachhaltigen Entwicklung zu unterstützen sind, und

wo allenfalls lenkende Eingriffe notwendig sind.

Die Szenarien werden so einfach wie möglich gehalten. Das heisst, nur wenige Stellschrauben

des Systems werden verändert, um einer Verwischung der Aussagen vorzubeugen. Die Szena-

rien sind so ausgestaltet, dass die Auswirkungen einzelner Annahmen auf weitere Subsysteme

berücksichtigt werden und die heutigen technischen Möglichkeiten voll ausgeschöpft, aber nicht

überschritten werden.

In Tabelle 5 wird vereinfacht dargestellt, in welche Prozesse aktiv eingegriffen wird (bzw. welche

Stellschrauben des Systems verändert werden) und ob die Verwertung von feuchter Biomasse im

Prozess mengenmässig reduziert oder gesteigert wird. Die bei der Entwicklung der Szenarien

leitenden Überlegungen werden in den folgenden Kapiteln 7.2.1 bis 7.2.3 erläutert.

Szenario 1

Fokus stoffliche Verwertung

Szenario 2

Lokale Kreisläufe schliessen

Szenario 3

Fokus energetische Verwertung, ohne Energiepflanzen

Stoffliche Verwertungen

Kompostierung von Grüngut Steigerung Steigerung Reduktion

Verfütterung biogene Abfälle an Schweine Steigerung Reduktion

Energetische Verwertungen

Co-Vergärung in BGA Reduktion Steigerung Steigerung

Co-Vergärung in ARA Reduktion Steigerung

Verbrennung in KVA Reduktion Reduktion Reduktion

Treibstoffproduktion Reduktion Reduktion

Tabelle 5: Szenarien im Überblick

86

7.2 Ergebnisse der Modellierung

7.2.1 Szenario 1: Fokus stoffliche Verwertung

Massnahmen

In Szenario 1 soll die Verwertung feuchter Biomasse primär stofflich erfolgen. Es ist nur ein ver-

hältnismässig kleiner Eingriff auf der Produktionsebene Pflanzenbau vorgesehen: Statt wie bis-

her Energiepflanzen (in bescheidenem Ausmass, Stand 2006) werden Futtermittel hergestellt.

Das heisst, die landwirtschaftlichen Flächen werden grösstenteils weiterhin im heutigen Verhält-

nis genutzt und erbringen einen aktuellen Zusatznutzen (Landschaft, Erholung, Umwelt etc.).

Es wurden vor allem bei der Verwertung der Biomasse Anpassungen vorgenommen: Die Kom-

postierung von Grüngut und die Verfütterung von Lebensmittelabfällen werden gefördert. Zu-

dem wird weniger biogener Treibstoff hergestellt, da in diesem Fall ein Grossteil der organischen

Substanz nicht in die Landwirtschaft zurückgeführt werden kann.11) In Zukunft könnte die Her-

stellung von Biowerkstoffen und Chemikalien in Bioraffinerien an Bedeutung gewinnen. Es exis-

tieren aber noch keine Bioraffinerien in der Schweiz, Veränderungen können daher nicht model-

liert werden.

System/Subsystem Prozess, Fluss Zielprozess Veränderung Warenkonsum Nahrung Mensch Verbrennung Reduktion um 50%

Triage kommunale Abfuhr & Grüngut

Entsprechende Steigerung


Vergärung Keine Vergärung mehr

Kompostierung Steigerung um die Menge Grüngut, die sonst vergärt würde

Tierhaltung Steigerung um strukturarme Stoffe aus Vergärung

Bemerkung: Das strukturreiche Grüngut aus dem Warenkonsum, das bisher vergärt wurde (Grüngut aus Garten und Landschaftsbau), wird nun kompostiert. Getrennt gesammelte Le-bensmittelabfälle (strukturarme Substrate) gehen in die Verfütterung. Eine Trennung des bioge-nen Anteils im Kehricht ist aus wirtschaftlicher und technischer Hinsicht zu maximal 50% mög-lich.

Lebensmittelindustrie Verarb. Lebensmittel Verbrennung Keine Verbrennung mehr

Vergärung Reduktion um 75%

Tierhaltung Entsprechende Steigerung

Bemerkung: Die komplette Verfütterung von Abfällen aus der Lebensmittelindustrie ist nicht möglich, da sich einige Abfälle qualitativ nicht für Tiere eignen. Die Vergärung weist gegenüber der Verbrennung den Vorteil auf, dass die Nährstoffe in die Landwirtschaft zurückgeführt wer-den können. Daher ist diese Option zu bevorzugen, wenn die stoffliche Verwertung gefördert werden soll.

Fleischverarbeitung Fleischabfälle Verbrennung Reduktion um 50%

10) Sie stehen zum Teil im Widerspruch zum Prinzip "Teller-Trog-Tank", zur Biomassestrategie von BFE, BLW, ARE und BAFU und weiteren politischen Postulaten und Bestrebungen.

11) Aus Energiepflanzen wird in der Schweiz v.a. Biodiesel hergestellt, vorwiegend aus Raps. Dabei wird ein Teil der Biomasse in Form des Presskuchens als Futtermittel weiter verwendet.

87

Vergärung Entsprechende Steigerung

Bemerkung: Die Verwertung von Abfällen aus der Fleischverarbeitung kann nur mittels Vergä-rung oder Verbrennung geschehen. Die Verfütterung kommt aus hygienischen Gründen nicht in Frage. Die Vergärung weist gegenüber der Verwertung in Monoverbrennungen den Vorteil auf, dass die Nährstoffe in die Landwirtschaft zurückgeführt werden können.

Tierhaltung Hofdünger Vergärung Reduktion um 50%

Pflanzenbau Entsprechende Steigerung

Pflanzenbau (Energie)Pflanzen Treibstoffe Keine Treibstoffproduktion

Vergärung Keine Vergärung mehr

Futtermittel Entsprechende Steigerung

Tabelle 6: Massnahmen Szenario 1, stoffliche Verwertung

Quantitative Resultate

In Tabelle 7 sind die massgebenden Veränderungen zum Referenzszenario 0 quantitativ be-

schrieben. Es wurde auf 1'000 t TS gerundet.

System/Subsystem Stofffluss Veränderung in/out Bezeichnung Absolut in t TS Relativ

Warenkonsum out In Triage kommunale Abfuhr & Grüngut + 121'000 + 158%

out In Verbrennung von biog. Abfall im Kehricht - 121'000 - 50%

out In Tierhaltung + 39'000 + 140%

out In Kompostierung + 121'000 + 52%

out In Vergärung - 40'000 - 100%

Lebensmittelindustrie out In Tierhaltung + 148'000 + 23%


out In Verbrennung - 135'000 - 100%

Fleischverarbeitung out In Vergärung + 32'000 + 1'600%


Tierhaltung in Aus Import Tierfutter - 190'000 - 28%

in Aus Warenkonsum + 39'000 + 140%

in Aus Lebensmittelindustrie + 148'000 + 23%


Pflanzenbau in Aus Kompostierung + 68'000 + 46%

in Aus Vergärung - 12'000 - 36%

out In Vergärung und Treibstoffproduktion - 3'000 - 100%

Kompostierung In Aus Lebensmittelindustrie + 121'000 + 52%

Verbrennung out Tierische Nebenprod. in Monoverbrennung - 11'000 - 49%

out Tierische Nebenprodukte in Zementindustrie - 21'000 - 49%

Tabelle 7: Veränderungen in den Stoffflüssen zu Szenario 0

Wichtigste Veränderungen in den Stoffflüssen

Die Stoffflüsse in Szenario 1 werden in den nachfolgenden Abbildungen für verschiedene Ebe-

nen des Gesamtsystems und ausgewählte Subsysteme dargestellt.

89

Abbildung 22: Gesamtsystem, Szenario 1, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr


91

Abbildung 23: Gesamtsystem, Szenario 1, Phosphorebene, in t pro Jahr


93

Abbildung 24: Gesamtsystem, Szenario 1, Stickstoffebene, in t pro Jahr


95

Abbildung 25: Subsystem Fleischverarbeitung, Szenario 1, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr


96

Abbildung 26: Subsystem Warenkonsum, Szenario 1, Güterebene, in 1000 t TS pro Jahr


97

Abbildung 27: Subsystem Vergärung, Szenario 1, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr


99

Abbildung 28: Subsystem Vergärung, Szenario 1, Stickstoffebene, in t pro Jahr


101

Abbildung 29: Subsystem Warenkonsum, Szenario 1, Phosphorebene, in t pro Jahr


102

7.2.2 Szenario 2: Schliessung lokaler Kreisläufe

Massnahmen

Im Szenario 2 sollen möglichst alle lokalen Kreisläufe von feuchter Biomasse geschlossen gehal-

ten werden. Die regional produzierten und verfügbaren Nährstoffe (N, P) sollen möglichst voll-

ständig in die regionale Landwirtschaft zurückgeführt werden. Folgende Verwertungen erfüllen

diese Anforderungen:

• Vergärung von Biomasse in landwirtschaftlichen Biogasanlagen, anschliessende Aufberei-tung und Rückführung der Gärreste in die Landwirtschaft bzw. den Gartenbau

• Kompostierung von Grüngut, Rückführung in den Land- und Gartenbau

Es ist heute zwar technisch möglich, aus dem Klärschlamm bzw. der Asche aus Verbrennungen

(Klärschlamm, Tierabfälle) zumindest den Phosphor zu separieren und in die landwirtschaftliche

Produktion zurückzuführen. Die Biomasse als Humusersatz (Strukturmaterial) und der Stickstoff

gehen jedoch verloren12). Daher können Kreisläufe in diesen Prozessen nicht vollständig ge-

schlossen werden.

Es ist ein verhältnismässig kleiner Eingriff auf der Produktionsebene Pflanzenbau vorgesehen:

Statt wie bisher für die Treibstoffproduktion werden die Energiepflanzen in Biogasanlagen ver-

wertet. Der Kehricht wird vermehrt getrennt gesammelt und das Grüngut kompostiert resp. die

Nahrungsmittelreste vergärt.




Bemerkung: Nur 50% des biogenen Anteils im Kehricht lässt sich mit heutigen Technologien und vertretbarem Aufwand separieren.



Bemerkung: Es wird davon ausgegangen, dass die Abfälle grossmehrheitlich vergärbar sind.

Fleischverarbeitung Fleischabfälle Verbrennung Reduktion um 50%


Bemerkung: Nicht alle Fleischabfälle lassen sich vergären.

Pflanzenbau (Energie)Pflanzen Treibstoffe Keine Treibstoffproduktion


Bemerkung: Die Treibstoffproduktion führt einen Grossteil der Substrate aus dem System, bei einer Vergärung sind die Verluste ungleich geringer, daher Umverteilung.

Vergärung Triage Biogas-Substrate Faulturm Auf Null reduzieren

Biogasanlage Entsprechende steigern

Tabelle 8: Massnahmen Szenario 2, Schliessung lokaler Kreisläufe (v.a. Nährstoffe)

12) Es gibt auch Verfahren, welche den Stickstoff aus der ARA zurückgewinnen.

103


In Tabelle 9 sind die massgebenden Veränderungen zum Referenzszenario quantitativ beschrie-

ben.




out In Tierhaltung + 11'000 + 40%

out In Kompostierung + 94'000 + 40%

out In Vergärung + 16'000 + 40%

Lebensmittelindustrie out In Vergärung + 135'000 + 800%


Fleischverarbeitung out In Vergärung + 32'000 + 1'600%


Tierhaltung in Aus Import Tierfutter - 11'000 - 2%

in Aus Warenkonsum + 11'000 + 40%

Pflanzenbau in Aus Kompostierung + 58'000 + 39%

in Aus Vergärung + 94'000 + 272%

Kompostierung in Aus Lebensmittelindustrie + 102'000 + 39%

Verbrennung out Tierische Nebenprod. in Monoverbrennung - 11'000 - 49%

out Tierische Nebenprodukte in Zementindustrie - 21'000 - 49%

Vergärung in Aus Warenkonsum, Lebensmittelindustrie und Fleischverarbeitung

+ 183'000 + 309%





105



107

Abbildung 31: Gesamtsystem, Szenario 2, Phosphorebene, in t pro Jahr


109

Abbildung 32: Gesamtsystem, Szenario 2, Stickstoffebene, in t pro Jahr


111

Abbildung 33: Subsystem Vergärung, Szenario 2, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr


113

Abbildung 34: Subsystem Vergärung, Szenario 2, Stickstoffebene, in t pro Jahr


115

Abbildung 35: Subsystem Fleischverarbeitung, Szenario 2, Güterebene, in 1000 t TS pro Jahr


116

Abbildung 36: Subsystem Warenkonsum, Szenario 2, Güterebene, in 1000 t TS pro Jahr


117

Abbildung 37: Subsystem LMI, Szenario 2, Phosphorebene, in t pro Jahr


118

7.2.3 Szenario 3: Fokus energetische Verwertung

Massnahmen

Im Szenario 3 wird eine möglichst vollständige energetische Verwertung der heute anfallenden

biogenen Reststoffe unterstellt. Der Nettoenergieertrag soll möglichst stark gesteigert werden.

Ein möglichst grosser Anteil der feuchten Biomasse wird vergärt.13) Der Anteil des kompostierten

Grünguts sinkt zugunsten einer Co-Vergärung, der in der KVA verbrannte biogene Abfall wird

verringert. Zudem werden Teile der Reststoffe, welche heute verfüttert werden, in diesem Sze-

nario vergärt und anschliessend als Dünger gebraucht.

Ein Teil der organischen Abfälle wird jedoch weiterhin kompostiert oder in KVA verbrannt, da

eine vollständige Trennung des organischen Anteils im Kehricht technisch nicht möglich und

extrem teuer wäre. Auf der Produktionsebene sind keine Eingriffe vorgesehen. Die landwirt-

schaftlichen Flächen werden weiterhin im heutigen Verhältnis für die Nahrungsmittel-, Futter

und Energieproduktion genutzt.





Kompostierung Keine Kompostierung von biogenen Abfällen

Tierhaltung Keine Verfütterung mehr


Bemerkung: Die Vergärung feuchter Biomasse ist energetisch sinnvoller als deren Verbrennung. Deshalb wird ein maximaler Anteil der biogenen Abfälle im Kehricht getrennt gesammelt und in die Vergärung umgelenkt.


Kompostierung Keine Kompostierung

Tierhaltung Reduktion um 50%


Bemerkung: Die Reduktion der Verfütterung von Abfällen aus der Lebensmittelindustrie wider-spricht dem Prinzip Teller-Trog-Tank, was in diesem Szenario bewusst getan wird.

Fleischverarbeitung Fleischabfälle Tierhaltung Reduktion um 50%


Tierhaltung Hofdünger Vergärung Insgesamt 30%

Pflanzenbau Entsprechende Steigerung

Bemerkung: In der aktuellsten Potenzialstudie zu Biomasse (BiomassEnergie/sun 21, 2006) wird davon ausgegangen, dass maximal 30% des Hofdüngers energetisch genutzt werden könnte. Es soll hier mit denselben Annahmen gearbeitet werden.

13) Kriterium: Technische Machbarkeit

119

System/Subsystem Prozess, Fluss Zielprozess Veränderung Vergärung Triage Biogas-Substrate Biogasanlage Alle Substrate in Biogasanlagen

Faulturm Keine mengenmässige Steigerung

Bemerkung: Die Co-Vergärung in ARA wird nicht gesteigert, da nur über einen erheblichen Aus-bau der Kapazitäten (Faulturm) in dieser Grössenordnung Co-Substrate vergärt werden könnten. Die Vergärung in landwirtschaftlichen Biogasanlagen bietet zudem ökologische Vorteile. Die Treibstoffproduktion wird konstant gelassen – es ist im Modellfall nicht abschliessend zu beurtei-len, ob die Energieeffizienz bei der Treibstoffproduktion (und anschliessendem Verbrauch im Verkehr) oder die Stromproduktion mit Gasmotoren auf Biogasanlagen höher ist.

Tabelle 10: Massnahmen Szenario 3, energetische Verwertung


In Tabelle 11 sind die massgebenden Veränderungen zum Referenzszenario 0 quantitativ be-

schrieben.




out In Tierhaltung - 28'000 -100%

out In Kompostierung - 233'000 -100%

out In Vergärung + 380'000 + 950%

Lebensmittelindustrie out In Tierhaltung - 317'000 - 50%

out In Vergärung + 473'000 + 2'700%


Tierhaltung in Aus Import Tierfutter + 353'000 + 53%

in Aus Warenkonsum + 28'000 - 100%

in Aus Lebensmittelindustrie - 317'000 - 50%

Pflanzenbau in Aus Kompostierung - 106'000 - 71%

in Aus Vergärung + 825'000 + 2'380%

in Hofdünger (Tierhaltung) - 775'000 - 30%

Kompostierung in Aus Lebensmittelindustrie - 21'000 - 100%

in Aus Vergärung (Gärgut) + 70'000 + 2'380%

in Aus Warenkonsum - 233'000 - 100%

Vergärung in Aus Warenkonsum + 381'000 + 950%

in Aus Lebensmittelindustrie + 473'000 + 2'780%

in Aus Fleischverarbeitung + 8'000 + 400%

In Hofdünger aus der Tierhaltung + 775'000 + 7'400%





121



123

Abbildung 39: Gesamtsystem, Szenario 3, Energieebene, unterer Heizwert in GWh pro Jahr


125

Abbildung 40: Subsystem Verbrennung, Szenario 3, Energieebene, unterer Heizwert in GWh pro Jahr


127

Abbildung 41: Subsystem Vergärung, Szenario 3, Phosphorebene, in t pro Jahr


129

Abbildung 42: Subsystem Tierhaltung, Szenario 3, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr


130

Abbildung 43: Subsystem Warenkonsum, Szenario 3, Güterebene, in 1'000 t TS pro Jahr


131

Abbildung 44: Subsystem Verarbeitung Treibstoffe, Szenario 3, Energieebene, unterer Heizwert

in GWh


132

Abbildung 45: Subsystem Lebensmittelindustrie, Szenario 3, Energieebene, unterer Heizwert in

GWh pro Jahr


133

Abbildung 46: Subsystem Pflanzenbau, Szenario 3, Stickstoffebene, in t pro Jahr


134

7.3 Interpretation der Ergebnisse

7.3.1 Tierfutter

In der Tierhaltung kommt es zu grossen Veränderungen: In Szenario 1 müssen bei gleich blei-

bendem Tierbestand und Fleischkonsum 189'000 t TS weniger Tierfutter importiert werden (mi-

nus 28%). In Szenario 2 werden 10'000 t TS weniger importiert. Dieser Wert erklärt sich da-

durch, dass die Abfälle aus der Lebensmittelindustrie vergärt und in den Pflanzenbau zurückge-

führt, anstatt wie in Szenario 1 verfüttert werden.

In Szenario 3 wird mit 1'020'000 t TS massiv mehr Tierfutter importiert als heute (plus 53%).

Die Reste aus der Lebensmittelindustrie werden vermehrt energetisch genutzt. Die Menge

pflanzlichen Futters bleibt konstant (siehe Abbildung 47).

6'632 6'635 6'632 6'632

634 782 634 317

666 477 656 1'020

0

1'000

2'000

3'000

4'000

5'000

6'000

7'000

8'000

9'000

2006 Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3

Men

gen

in T

ause

nd T

onne

n TS

Netto-Import Tierfutter

biogene Abfälle Warenkonsum

Reste Lebensmittelindustrie

Futterpflanzen

Abbildung 47: Zusammensetzung des Tierfutter

7.3.2 Verwertung der Abfälle aus der Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelindustrie geschehen wichtige Veränderungen (Abbildung 48). In Szenario 1

werden sämtliche bisher verbrannten Abfälle (135'000 t TS) verfüttert oder in geringem Aus-

mass vergärt. Dies hat Auswirkungen auf den Import von Tierfutter (Abbildung 47). Die bisher

vergärten Abfälle, welche sich qualitativ zur Verfütterung eignen, gelangen ebenfalls in die Tier-

haltung. In Szenario 2 werden die bisher verbrannten Abfälle vergärt statt verbrannt. Die Aus-

wirkungen davon sind auf der Ebene der Nährstoffe zu finden – sie gelangen über das Gärgut in

den Pflanzenbau zurück. In Szenario 3 wird der Energieertrag maximiert: alle bisher verbrannten

Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie sowie die Hälfte der verfütterten Substrate werden ver-

135

gärt. Zusammen mit den zusätzlich vergärten Verarbeitungsresten ergibt sich eine Steigerung

der vergärten Biomasse um 473'000 t TS.

634

782

634

317

17152

490

135

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1'000


Men

gen

in T

ause

nd T

onne

n TS

Übrige

Faulturm ARA

Verbrennung

Vergärung

Tierhaltung

Abbildung 48: Übersicht Stoffflüsse in der Lebensmittelindustrie

7.3.3 Vergärung in Biogasanlagen und Faulturm

In Szenario 1 gelangen weniger Substrate in die Biogasanlagen und Faulturm als im Referenz-

szenario (-28'000 t TS, siehe Abbildung 49), womit entsprechend auch weniger Gärgut in den

Pflanzenbau zurückgeführt wird. Kompensiert wird dies durch ein plus von 68'000 t TS Kom-

post.

Durch die Konzentration auf Prozesse, welche den Nährstoffkreislauf in der Landwirtschaft

schliessen helfen, gelangt in Szenario 2 weit mehr Biomasse in die Biogasanlagen und somit

auch in den Pflanzenbau zurück. Es werden zusätzlich 183'000 t TS vergärt, aus Lebensmittelin-

dustrie, Tierverarbeitung und dem Warenkonsum.

In Szenario 3 gelangen statt 329'000 t TS (2006) 1'967'000 t TS in die Vergärung. Dies hat vor

allem mit einem Plus von 775'000 t TS Hofdünger zu tun. Somit gelangt massiv mehr Gärgut in

die (Nach-)Kompostierung, andererseits stehen der Kompostierung v.a. aus dem Warenkonsum

233'000 t TS weniger Substrate zur Verfügung. Der grosse Teil des Gärguts (860'000 t TS) wird

nur nachgerottet in den Pflanzenbau geführt.

136

422152

490

258 258

258

258

785

0

200

400

600

800

1'000

1'200

1'400

1'600

1'800

2'000


Men

gen

in T

ause

nd T

onne

n TS Hofdünger

Rohschlamm

Glycerin, Tierische NPund Energiepflanzen

VerarbeitungsresteLebensmittelindustrie

biogene Abfälle ausWarenkonsum

Abbildung 49: Rohstoffe für die Vergärung

7.3.4 Der Phosphorkreislauf

Insgesamt gelangen aus der Lebensmittelindustrie, Tierhaltung, Vergärung und Kompostierung

sowie als importierter Mineraldünger jährlich 28'700 t Phosphor in den Pflanzenbau. Der grösste

Teil davon aus der Tierhaltung (20'400 t, siehe Abbildung 50).

In Szenario 1 wird etwas mehr Phosphor über Kompost und Gärgut in den Pflanzenbau geführt.

Der verminderte Eintrag aus der Tierhaltung kann damit nahezu kompensiert werden, es müssen

bei gleich bleibendem Nährstoffbedarf im Pflanzenbau 20 t Phosphor zusätzlich importiert wer-

den.

In Szenario 2 fällt auf, dass aufgrund des Efforts zur Schliessung der Kreisläufe weit weniger

Phosphor importiert werden muss (minus 1'360 t). Dies hat damit zu tun, dass aus der Vergä-

rung und Kompostierung insgesamt 1'400 t Phosphor zusätzlich in den Pflanzenbau gelangen.

Szenario 3 schneidet trotz Fokus auf die Energieproduktion bezüglich Phosphorrückführung am

besten ab: es müssen nur 2'080 t Phosphor importiert werden (-63%). Es fällt sehr viel mehr

Gärgut und Presswasser an. Allerdings ist zu bedenken, dass dafür weit mehr Futtermittel bzw.

Proteine importiert werden müssen (siehe Abbildung 47).

137

325 673 1466

85975660 5679 4296

2081

20337 19653 20297

15570

1075 1030 1074 1074

0

3000

6000

9000

12000

15000

18000

21000

24000

27000

30000


Men

gen

in T

onne

n

Ernterückstände, Lebensmittelreste

Tierhaltung

Mineraldünger

Deposition, Fixierung

Presswasser, Gärgut

Kompost

Klärschlamm ausgefault

Abbildung 50: Herkunft des Phosphors im Pflanzenbau

Durch eine Separierung der biogenen Abfälle im Kehricht oder eine verminderte Zufuhr von

nicht kontaminierter Biomasse in Faultürme von Abwasserreinigungsanlagen könnten die Verlus-

te in diesen beiden Prozessen von 7'300 t im Jahr 2006 auf 5'800 t in Szenario 2 reduziert wer-

den.

Allenfalls liesse sich der Phosphor auch aus der Asche bzw. dem Klärschlamm zurück gewinnen.

Dies ist aber aufwändig, die Gesamtenergie- und Ökobilanz wäre zu prüfen. Das Modell erlaubt

in seiner jetzigen Form keine Aussagen über die Mengen an Phosphor, welche aus Verbren-

nungsprozessen von Holz genutzt werden könnten – diese Mengen wären sicherlich relevant.

7228

5759 57166349

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000


Men

gen

in T

onne

n

Klärschlamm ausgefault(Deponie, Ausland)

Abluft undVerbrennungsrückstände

Abbildung 51: Phosphorverluste in Verbrennung und deponiertem Klärschlamm

Im Pflanzenbau gehen gewisse Mengen Phosphor in Boden und Wasser verloren. Das Modell

erlaubt zurzeit noch keine detaillierten Aussagen auf der Produktionsebene, es handelt sich aber

2006 um insgesamt 3'913 t (THA) resp. 2'338 t (PFL).

138

7.3.5 Der Stickstoffkreislauf

Die Fixierung von Stickstoff aus der Luft ist von grosser Bedeutung: rund 65'000 t oder 26% des

Stickstoffs wird von den Pflanzen aus der Luft fixiert. Die wichtigste Stickstoff-Quelle ist eben-

falls die Tierhaltung: zwischen 120'000 t (Szenario 1) und 133'000 t (Szenario 3) stammen aus

der Düngung mit Gülle und Mist (Abbildung 52). In Szenario 3 wird entscheidend weniger Stick-

stoff in Form von Mineraldünger importiert (26'000 t statt 49'000 t im Referenzszenario).

64'655 64'655 64'65564'655

49'388 51'739 41'924 25'907

124'911 120'301 124'701 132'929

0

25'000

50'000

75'000

100'000

125'000

150'000

175'000

200'000

225'000

250'000

275'000


Men

gen

in T

onne

n

Ernterückstände, Lebensmittelreste

Tierhaltung

Mineraldünger

Deposition, Fixierung

Presswasser, Gärgut

Kompost

Klärschlamm ausgefault

Abbildung 52: Herkunft Stickstoff im Pflanzenbau

Die Stickstoff-Verluste hängen noch stärker als beim Phosphor mit der Verbrennung zusammen.

Der Stickstoff entweicht in die Luft, was auch für die Luftreinhaltung nicht erwünscht ist. Die

Verluste können je nach Szenario vermindert werden: von 23'000 t im Referenzszenario auf

rund 13'000 t in den Szenarien 1 und 2.

22'981

13'160 13'07015'081

02'0004'0006'0008'000

10'00012'00014'00016'00018'00020'00022'00024'000


Men

gen

in T

onne

n

Abbildung 53: Stickstoffverluste in der Verbrennung: Abluft und Verbrennungsrückstände

139

Im Vergleich dazu – in den Prozessen Tierhaltung und Pflanzenbau gingen 2006 rund 3'900 t

resp. 2'300 t verloren.

7.3.6 Energieproduktion

In Szenario 1 verwerten die Zementindustrie und Monoverbrennungen pro Jahr rund 32'000 t

TS weniger tierische Nebenprodukte (minus 16%). Die KVA verbrennen rund 60% weniger bio-

genen Abfall im Kehricht und Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie (insgesamt minus

257'000 t TS), es gelangen etwas weniger Substrate in die Vergärung. Dies hat grosse Auswir-

kungen auf die Energieproduktion: es werden 39% weniger Elektrizität (minus 132 GWh) und

37% weniger Wärme (minus 290 GWh) produziert (siehe Abbildung 54). Die Produktion beläuft

sich auf noch 202 GWh Strom und 495 GWh Wärme.

139124 238

1'014261

232445

1'896

406

163

163

164

0300600900

1'2001'5001'8002'1002'4002'7003'0003'300


in G

Wh

Nut

zene

rgie

Wärmeüberschuss aus Zementindustrie

Wärme aus Monoverbrennung

Wärmeüberschuss aus KVA

Wärme aus Blockheizkraftwerk

Elektrizität aus Blockheizkraftwerk

Elektrizität aus KVA

Abbildung 54: Energieproduktion in Verbrennungsprozessen: Elektrizität und Wärme

In Szenario 2 verwerten die Zementindustrie und Monoverbrennungen weniger tierische Neben-

produkte (minus 32'000 t TS), die KVA verbrennen weit weniger biogenen Abfall im Kehricht

und Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie (minus 257'000 t TS). Dies entspricht der Reduktion

in Szenario 1 und führt zu einer verminderten Energieproduktion. Es werden 1'023 GWh Ener-

gie produziert. Die Reduktion der Energieproduktion in den KVA wird weitgehend durch den

Anstieg bei der Vergärung resp. Verwertung von Biogas in BHKW kompensiert und die Produk-

tion elektrischer Energie geht nur um 5% zurück. Im Wärmebereich ist die Abnahme gegenüber

2006 grösser (minus 10%), weil zusätzlich ein Rückgang in der Zementindustrie und Mono-

verbrennung zu konstatieren ist. Im Vergleich zu Szenario 1 ist die Energieproduktion deutlich

höher (plus 47%).

In Szenario 3 ist auf Ebene der Energieproduktion eine enorme Zunahme sowohl der elektri-

schen als auch der thermischen Produktion festzustellen. Dies hat fast ausschliesslich mit der

Vergärung von Biomasse und anschliessender Nutzung des Rohgases in BHKW zu tun. Im Ver-

140

gleich zu 2006 wird mit total 3'270 GWh (1'090 GWhel, 2'180 GWhth) rund 2.9 mal mehr Ener-

gie aus Biomasse produziert.

Bei der Treibstoffproduktion zeigen sich deutliche Veränderungen in Szenario 3: Das für die Ein-

speisung ins Erdgasnetz aufbereitete Biogas wird um den Faktor 7 vervielfacht. Aufgrund des

tiefen Ausgangsniveaus im Referenzszenario sind jedoch die resultierenden 78 GWh im Ver-

gleich zur Strom- und Wärmeproduktion gering. In den Szenarien 1 und 2 verändert sich die

Einspeisung von Biogas nur wenig. Kaum Veränderungen zeigen sich in allen Szenarien bei der

Produktion von biogenem Diesel, die im Referenzszenario mit 6 GWh von untergeordneter Be-

deutung ist.

141

8 Ökologische Bewertung

Anknüpfungspunkt für die ökologische Bewertung sind die aus der Stoffflussmodellierung resul-

tierenden Stoffflüsse. Die Summe der Veränderungen der Stoffflüsse bewirken innerhalb des

Gesamtsystems eine ökologische Veränderung, indem z.B. insgesamt mehr oder weniger Wär-

me und Strom aus Biomasse zur Verfügung steht, sich die Menge an in Vergärungsprozessen

anfallendem Kompost verändert, Emissionen zusätzlich entstehen oder vermieden werden.

8.1 Vorgehen

8.1.1 Ökologische Bewertung nach dem Ökobilanz-Ansatz

Für die ökologische Bewertung der Szenarien wurde ein Ökobilanz-Ansatz gewählt. Eine Ökobi-

lanz betrachtet Umweltbelastungen aus einer ganzheitlichen Perspektive und schliesst gemäss

dem Lebenszyklus-Konzept auch vor- und nachgelagerte Umweltbelastungen eines betrachteten

Prozesses mit ein. Eine Ökobilanz bilanziert für den untersuchten Prozess die Emissionen und die

Ressourcenverbräuche und berechnet daraus die potentielle Umweltbelastung. Dabei werden

sowohl globale (Treibhauseffekt) wie auch lokale Effekte (Nährstoffeintrag in Gewässer) berück-

sichtigt. Da eine Ökobilanz nur potentielle Effekte untersucht14), kann sie in der Regel keine

standortspezifischen Aussagen machen. Daher sind mit einer Ökobilanz immer nur grobe, eher

allgemeine ökologische Aussagen möglich. Eine Ökobilanz deckt auch nur eine bestimmte

Bandbreite an Umwelteffekten ab. Effekte, die sich ausserhalb der Untersuchungsrahmens der

Ökobilanz befinden (z.B. Lärm, Beeinträchtigung des Landschaftsbildes, Bodenfruchtbarkeit,

Auswirkung auf Biodiversität) müssen mit anderen Methoden bewertet werden.

8.1.2 Auswahl der zu modellierenden Prozesse

Die Stoffflussmodellierung hat ergeben, dass im Bereich der Biomasse-Verwertung hauptsächlich

die Prozesse Kompostierung (KMP), Verarbeitung Treibstoffe (VTR), Vergärung (VGÄ) und

Verbrennung (VBR) von Relevanz sind15). Im Bereich der Biomasse-Produktion ergibt das Stoff-

flussmodell vor allem Veränderungen für die Prozesse Pflanzenbau (PFL) und Tierhaltung (THA).

14) Die Emission von 1 kg SO2 heisst nicht, dass das ganze SO2 auch einen Schaden verursacht. Je nach lokaler Gegebenheit unter-scheidet sich auch die Depositionsituation (Wind, Wetter, Art der Böden, …). Eine Ökobilanz untersucht daher immer nur das maximale Potential einer Schädigung.

15) Nicht berücksichtigt werden Abwasserreinigungsanlagen, weil bei der Abwasserbehandlung keine Eingriffe vorgenommen werden und die Veränderungen bei der Vergärung in Faultürmen in den betrachteten Szenarien nicht relevant sind.

142

Für die Biomasse-Verwertungsprozesse lassen sich anhand vorhandener Studien und der Ökoin-

ventar-Datenbank ecoinvent Module generieren, die eine quantitative Bewertung der Szenarien

erlaubt. Die landwirtschaftlichen Produktionsprozesse sind vielfältiger und komplexer und wer-

den in der vorliegenden Studie nicht bewertet.

8.1.3 Modellansatz

Referenzprozesse

Die im Stoffflussmodell verwendeten Prozesse werden anhand geeigneter Referenzprozesse

abgebildet. Dabei werden die Referenzprozesse aus bestehenden Studien und Datenbanken so

ausgewählt, dass sie die im Stoffflussmodell beschriebenen Prozesse technisch und ökologisch

möglichst genau abbilden. Modelle für die Prozesse Kompostierung, Vergärung und Verbren-

nung werden der BFE-Studie Vorstudie für eine Methode zur Bewertung der Entsorgungs- und

Nutzungsverfahren von biogenen Abfällen und Hofdünger entnommen16) (BFE 2009c). Das Mo-

dell für den Prozess Verarbeitung Treibstoffe wird auf Basis der Ökoinventar-Datenbank ecoin-

vent sowie Sekundärliteratur (BFE 2007b, Reinhard 2008) selbst zusammengestellt.

Prozesse im Stoffflussmodell Referenzprozess für ökologische Beurteilung

Quelle

Kompostierung (KMP) Kompostierung von biogenen Abfäl-len in einer Kompostieranlage

BFE 2009c

Vergärung (VGÄ)17) Methanisierung von biogenen Abfäl-len in einer Biogasanlage mit BHKW

BFE 2009c

Verbrennung (VBR) Verwertung von biogenen Abfällen in einer KVA

BFE 2009c

Verarbeitung Treibstoffe (VTR) Rapsölmethylester, ab Veresterung ecoinvent database v2.1

Tabelle 12: Verwendete Referenzprozesse zur Abbildung der in der Stoffflussanalyse

dargestellten Prozesse

Die Referenzprozesse basieren auf generischen Modellen, d.h. Modellen, die mit einer durch-

schnittlichen Zusammensetzung der verarbeiteten Edukte (Heizwert, Stickstoffgehalt) arbeiten.

Generische Modelle können keine Aussagen über Auswirkungen einer sich verändernden Zu-

sammensetzung der Edukte machen. Für die Berücksichtigung von Änderungen in der Zusam-

mensetzung wären sogenannte Multi-Input Allokationsmodelle nötig, die die Umweltbelastung

16) Die Methode wurde eigens vom BFE dafür entwickelt, um unterschiedliche Entsorgungs- und Nutzungsarten von biogenen Abfällen zu bewerten. Die Methodik ist breit abgestützt und breit anwendbar. Sie bringt aber als methodischen Nachteil eine hohe Aggregation der einzelnen Daten mit sich. Dies führt bei der Auswertung dazu, dass eine Interpretation nur auf der Ebene der ausgewiesenen Indikatoren aber nicht auf der Ebene von Einzelprozessen und Einzelsubstanzen möglich ist. Dennoch wur-de hier dieser Ansatz gewählt, weil er gut und schnell anwendbar ist und viele methodische Herausforderungen, die sich bei der Modellierung ergeben, bereits sehr gut gelöst hat. In der Begleitgruppe wurde allerdings darauf hingewiesen, dass die der Studie zu Grunde liegenden Technologiedaten nicht immer dem neuesten Stand entsprechen.

143

in Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung des Inputstromes rechnen. Solche Modelle

existieren noch nicht für alle hier untersuchten Prozesse.

Die technischen und ökologischen Angaben zu den gewählten Referenzprozessen sind in An-

hang A4 aufgeführt.

Gutschriften durch Vermeidung von konventionell hergestellten Produkten und Ener-gien

Die verschiedenen Verfahren produzieren unterschiedliche Produkte, die vermarktet werden

können (Strom, Abwärme, Kompost, Diesel), siehe Abbildung 55. Diese Produkte stehen in

Wettbewerb mit Produkten aus konventioneller Produktion. Für alle erzeugten Produkte werden

daher ökologische Gutschriften erteilt, die auf der Basis von Ökoinventardaten von konventio-

nellen Referenzprodukten ermittelt wurden.

Sammlungund

Transport

Verwertungin

Anlage

Verkaufder

Produkte

StromWärmeKompostDiesel

Biomasse

Umweltbelastung Umweltbelastung Umweltbelastung

VermiedeneUmweltbelastungdurch Einsparung

konventionelleProdukte

Abbildung 55: Darstellung des Prinzips der Gutschriften-Vergabe. Quelle: BFE 2009c -

abgeändert

In Tabelle 13 sind die in der vorliegenden Arbeit verwendeten Referenzprozesse zur Gutschrif-

tenerteilung aufgeführt.

17) Das Modul umfasst neben dem Vergärungsprozess auch die Emissionen in den Boden aufgrund der landwirtschaftlichen Nut-zung des flüssigen und festen Gärguts als Dünger.

144

Vermiedenes Produkt

Referenzprozess für Gutschriftenerteilung

Quelle

Strom Strom aus einem modernen Gas- und Dampfkraftwerk, Brennstoff Erdgas

BFE 2009c

Wärme Wärme aus einer kondensierenden und mo-dulierenden Erdgasfeuerung

BFE 2009c

Kompost Mineraldünger BFE 2009c

Diesel Diesel, ab Raffinerie database ecoinvent data v2.1

Tabelle 13: Verwendete Referenzprozesse zur Gutschriftenerteilung gemäss BFE 2009c und

Referenzprozess für konventionelle Produktion von Diesel

8.1.4 Kriterien und Indikatoren für die ökologische Beurteilung

Die ökologische Beurteilung wird anhand verschiedener Kriterien vorgenommen. Für jedes Krite-

rium wird jeweils ein Indikator verwendet. In Tabelle 14 sind die Kriterien mit den dazugehöri-

gen Indikatoren im Überblick dargestellt.

Kriterium Indikator Einheit Datenquelle

Einsparung nicht erneu-erbarer Primärenergie-träger

Kumulierter Energieauf-wand, nicht erneuerbar

MJ-eq / t Edukt Frischknecht et al. 2007

Klimaänderung Treibhauspotenzial kg CO2-eq / t Edukt Guinée et al. 2001

Versauerung von Böden und Gewässer

Versauerungspotenzial kg SO2-eq / t Edukt Guinée et al. 2001

Überdüngung Überdüngungspotenzial kg PO4-eq / t Edukt Guinée et al. 200118)

Sommersmog Photochemisches Ozon-bildungspotenzial

kg Ethylen-eq / t Edukt Guinée et al. 2001

Ökologische Knappheit Umweltbelastungspunkte UBP 06 / t Edukt Frischknecht et al. 2008

Tabelle 14: Ausgewählte Bewertungskriterien und verwendete Indikatoren.

Die Bewertungskriterien beruhen auf einer Auswahl von einzelnen, für die vorliegende Studie

relevanten Umweltthemen:

Einsparung nicht erneuerbarer Primärenergieträger: Dieses Kriterium misst, ob und wie

stark es im untersuchten Szenario zu einem zusätzlichen Verbrauch oder zu einer Einsparung

nicht erneuerbarer Energieträger kommt. Als Indikator wird der Kumulierte Energieaufwand

verwendet (KEA). Der KEA ist die Summe aller Primärenergieinputs (inklusive der zur Material-

18) Die Methode zur Berechnung des Überdüngungspotenzials gemäss Guinée et al. 2001 berücksichtigt lediglich den chemischen Sauerstoffbedarf mit einem Äquivalenzfaktor von 0.022 kg PO4-Äquivalenten. Der biologische Sauerstoffbedarf wird in dieser Methode nicht betrachtet. Gemäss Begleitgruppe kann der biologische Sauerstoffbedarf bei grossen Mengen an Gärwasser je-doch beträchtlich sein.

145

herstellung), die für ein Produkt oder eine Dienstleistung aufgewendet wird. Nicht erneuerbare

Primärenergien sind Ressourcen wie Erdöl, Erdgas oder Uran.

Klimaänderung: Dieses Kriterium misst, inwiefern es im untersuchten Szenario zu einer Erhö-

hung oder Reduktion des Treibhauseffekts kommt. Treibhausrelevante Emissionen sind neben

CO2 Methan, Distickstoffoxid, sowie Fluorkohlenwasserstoffe. Zur Bestimmung des jeweiligen

Beitrages der Emissionen an den Treibhauseffekt wird das sogenannte Treibhauspotenzial, aus-

gedrückt in kg CO2-Äquivalenten, verwendet.

Versauerung: Emissionen saurer Gase in die Luft führen durch Niederschlag zu einem Säureein-

trag in Pflanzen, Boden und Oberflächengewässer. Die Versauerung von Böden verändert die

Nährstoffaufnahme von Pflanzen und behindert somit deren Wachstum. Das Versauerungspo-

tenzial misst, wie stark es im untersuchten Szenario zu einer Versauerung von Böden und Ge-

wässern kommt.

Überdüngung: Dieses Kriterium misst, wie stark es im untersuchten Szenario zu einer Über-

düngung von Böden und Gewässern kommt. Zu starke Düngung kann unterschiedlichste Folgen

haben. Grundsätzlich wird die Anzahl der vorkommenden Lebewesen und Pflanzen, d.h. die

Diversität reduziert (z.B. spärliche Blumendiversität auf überdüngten Wiesen, übermäßiges Al-

genwachstum in Gewässern).

Sommersmog: Dieses Kriterium misst, in welchem Umfang es im untersuchten Szenario zu

einer photochemischen Ozonbildung (durch die Emission von Kohlenwasserstoffen) kommt. Die

photochemische Oxidation, die oft als Sommersmog bezeichnet wird, beruht auf Reaktionen

zwischen Stickstoffoxiden (NOx) und organischen, flüchtigen Komponenten (VOC = Volatile Or-

ganic Compounds) unter UV-Bestrahlung.

Dieses Indikatoren-Set deckt sowohl die energetischen und verbrennungstechnischen wie auch

die landwirtschaftlichen Aspekte der untersuchten Prozesse ab. Zusätzlich zu den Einzelkriterien

wird eine voll-aggregierende Ökobilanz-Bewertungsmethode, die Methode der ökologischen

Knappheit 2006, verwendet. Diese ermöglicht eine Aussage zur Gesamtumweltbelastung und

basiert auf den Zielen der Schweizerischen Umweltpolitik. Sie setzt die heutige Emissionssituati-

on ins Verhältnis zur angestrebten Emissionssituation.

8.2 Resultate

Die aus der Stoffflussanalyse resultierenden Stoffflüsse werden mit den jeweiligen Referenzpro-

zessen verknüpft und so die Umweltbelastung für jedes Szenario berechnet. Diese Umweltaus-

146

wirkungen werden für die Szenarien 1-3 im Vergleich zum Referenzszenario dargestellt und

bewertet.

8.2.1 Referenzszenario (Szenario 0)

Obwohl im Weiteren nur die Veränderung der jeweiligen Szenarien im Vergleich zum Referenz-

zustand beurteilt werden sollen, werden hier auch die Umweltauswirkungen des Referenzszena-

rios dargestellt. Dies ermöglicht anschliessend eine bessere Einordnung der Ergebnisse im Ver-

gleich zur heutigen Umweltbelastung, die durch die aktuelle Situation der Biomasseverwertung

verursacht wird.

Die sich aus dem Stoffflussmodell ergebenden Mengen an verarbeiteter Biomasse19) für das Re-

ferenzszenario sind in Tabelle 15 (erste Zeile) dargestellt. Diese Mengen werden jeweils mit den

in Tabelle 12 beschriebenen Referenzprozessen verknüpft und daraus die ökologische Belastung

bzw. Entlastung berechnet. Bei den aufgeführten Resultaten handelt es sich um Netto-Resultate.

Sie ergeben sich aus der Summe der Umweltbelastungen aus der Verarbeitung der Biomasse

(Transport, Betrieb der Anlage) sowie der "Ent"-lastung durch die vermiedene konventionelle

Produktion von Energien, Treibstoff und Dünger.

Kompost Biogasanlage KVA Biodiesel TOTAL

Menge t TS/a 257'000 69'000 424'000 1'000 751'000

KEA fossil MJ-eq -1.3E+09 -6.9E+08 -1.4E+08 -7.5E+06 -2.1E+09

GWP kg CO2-eq 4.7E+07 -2.1E+07 4.0E+06 3.0E+05 3.1E+07AP kg SO2-eq 1.6E+06 1.4E+05 3.9E+05 5.1E+03 2.1E+06NP kg PO4-eq 9.6E+04 -2.1E+04 3.5E+05 3.5E+03 4.3E+05POCP kg Ethylen-eq 4.4E+04 7.9E+03 3.8E+03 -1.0E+01 5.5E+04UBP UBP 06 3.9E+11 8.3E+10 6.3E+11 1.6E+09 1.1E+12

Szenario 0

Verarbeitete Biomasse

Umweltbelastung (netto)

Tabelle 15: Mengen und Umweltbelastung im Referenzszenario. KEAfossil: kumulierter

Energieaufwand – nicht erneuerbar, GWP: Treibhauspotenzial (Global warming

potential), AP: Versauerungspotenzial (Acidification potential), NP: Über-

düngungspotenzial (Nutrificationpotential), POCP (Photochemisches Ozon-

bildungspotenzial), UBP: Umweltbelastungspunkt (Ökologische Knappheit)

Im Referenzszenario werden 257'000 t TS kompostiert. Durch die Vermeidung der Produktion

von konventionellem Dünger kommt es zu einer Einsparung von fossiler Energie von insgesamt

1.3*109 MJ im Jahr. In Bezug auf den Treibhauseffekt, die Versauerung, die Überdüngung und

19) Nicht berücksichtigt ist dabei die Biomasse, die in Abwasserreinigungsanlagen vergärt wird (261'000 t TS/a), in Monoverbren-nungen (115'000 t TS/a) oder Zementwerke (90'000 t TS/a) gelangt. Diese Mengen sind in den betrachteten Szenarien stabil bzw. Veränderungen fallen aufgrund des geringen Anteils an der Gesamtmenge nicht ins Gewicht.

147

das Photochemische Oxidationspotenzial ergeben sich durch den Kompostierprozess jeweils

netto Umweltbelastungen. Das heisst, die durch die Herstellung des Kompostes verursachten

Umweltbelastungen werden nicht vollständig durch die Vermeidung der Düngerproduktion auf-

gewogen. Insgesamt ergibt sich im Szenario 0 durch die Kompostierprozesse eine Umweltbelas-

tung von 3.9*1011 UBP20). 69'000 t TS werden im Referenzszenario in Biogasanlagen mit BHKW

vergoren. Durch die vermiedene konventionelle Produktion von Strom und Wärme ergeben sich

netto Einsparungen von 6.9*108 MJ an fossiler Energie. Positive Effekte ergeben sich auch für

den Treibhauseffekt sowie für die Überdüngung. Für die Versauerung und die Bildung von pho-

tochemischen Oxidantien ergeben sich netto Umweltbelastungen.

Ausgedrückt in Umweltbelastungspunkten ergibt sich im Referenzszenario insgesamt eine Um-

weltbelastung von 8.3*1010 UBP. Die in KVA verwertete Menge von 424'000 t TS führen eben-

falls zu einer Einsparung von fossiler Energie (1.4*108 MJ). Durch die Nutzung der thermischen

Energie zur Strom- und Wärmeproduktion resultiert daraus eine Einsparung an fossilen Energien

von 1.4*108 MJ. Für sämtliche weiteren Kriterien ergeben sich jedoch netto Umweltbelastun-

gen. Ausgedrückt in Umweltbelastungspunkten ergibt sich durch den Anteil der in KVA verwer-

teter Biomasse insgesamt eine Umweltbelastung von 6.3*1011 UBP. Die aktuelle Nutzung von

Biomasse zur Biotreibstoffproduktion führt durch die Vermeidung von konventionell produzier-

tem Diesel zu einer Einsparung von fossilen Energien um 7.5*106 MJ pro Jahr. Eine weitere Ein-

sparung ergibt sich beim photochemischen Oxidationspotenzial. Die restlichen Kriterien weisen

eine Nettobelastung auf. Insgesamt wird im Referenzszenario durch die Biodieselproduktion eine

Umweltbelastung von 1.6*109 UBP generiert.

8.2.2 Beurteilung von Szenario 1

Durch die gezielte Umlenkung der Biomasseflüsse verändern sich die Mengen, die in den unter-

schiedlichen Anlagetypen verarbeitet werden. Im Szenario 1 liegt der Fokus auf der stofflichen

Verwertung. Die Menge an kompostierter Biomasse steigt von 257'000 auf 376'000 t/a. Der in

der KVA verwertete Massestrom sinkt von 424'000 auf 168'000 t/a, der in der Biogasanlage

verarbeitete Anteil von 69'000 auf 41'000 t/a. Im Szenario 1 geht zudem keine Biomasse in die

Treibstoffproduktion. In Tabelle 16 ist die Veränderung der Umweltbelastung im Vergleich zum

Referenzszenario aufgeführt, in Abbildung 56 ist die relative Veränderung bezogen auf das Re-

ferenzszenario dargestellt.

20) Eine weitere Interpretation der Ergebnisse ist an dieser Stelle nicht möglich, da die Daten der BFE-Studie in stark aggregierter Form vorliegen. Dies ist so gewollt, da die Methodik eine einfache Anwendung ermöglichen soll. Eine weiterführende Diskussi-on der Umweltbelastung sowie eine Zuordnung der Umweltbelastungen zu den jeweiligen Sub-Prozessen (Sammlung, Trans-port, Verarbeitung in Anlage, Behandlung von entstehenden Abfallprodukten, etc.) ist nur aufgrund der Originaldaten möglich.

148


KEA fossil MJ-eq -6.0E+08 2.8E+08 8.3E+07 7.5E+06 -2.2E+08

GWP kg CO2-eq 2.2E+07 8.4E+06 -2.4E+06 -3.0E+05 2.7E+07

AP kg SO2-eq 7.4E+05 -5.7E+04 -2.4E+05 -5.1E+03 4.4E+05

NP kg PO4-eq 4.5E+04 8.4E+03 -2.1E+05 -3.5E+03 -1.6E+05

POCP kg Ethylen-eq 2.0E+04 -3.2E+03 -2.3E+03 1.0E+01 1.5E+04

UBP 06 1.8E+11 -3.4E+10 -3.8E+11 -1.6E+09 -2.3E+11UBP

EinzelindikatorenSzenario 1-0

Tabelle 16: Absolute Veränderung der Umweltbelastung von Szenario 1 im Vergleich zum

Referenzszenario

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

KEA fossil GWP AP NP POCP UBP

Szenario 0

Szenario 1

Abbildung 56: Relative Veränderung der Umweltbelastung von Szenario 1 im Vergleich zum

Referenzszenario. KEAfossil: kumulierter Energieaufwand – nicht erneuerbar, GWP:

Treibhauspotenzial (Global warming potential), AP: Versauerungspotenzial

(Acidification potential), NP: Überdüngungspotenzial (Nutrification potential),

POCP (Photochemisches Ozonbildungspotenzial), UBP: Umweltbelastungspunkt

(Ökologische Knappheit). Ein positiver Wert entspricht einer UmweltBElastung,

ein negativer Wert einer UmweltENTlastung.

Zur Interpretation der Resultate empfiehlt es sich, zunächst den letzten Balken in Abbildung 56

zu betrachten, da die Ökologische Knappheit einen Gesamtüberblick der Umweltbelastung er-

möglicht. Bei Betrachtung des Kriteriums Ökologische Knappheit kommt es in Szenario 1 insge-

samt zu einer Abnahme der Umweltbelastung um 21% gegenüber Szenario 0. Das heisst, dass

eine vermehrte stoffliche Verwertung der Biomasse insgesamt zu einer ökologischen Verbesse-

rung führt.

Beim Betrachten der ausgewählten Einzelindikatoren, lassen sich differenziertere Aussagen ge-

winnen. Abbildung 56 zeigt, dass sich für Szenario 1 gegenüber dem Referenzszenario beim

149

kumulierten Energieaufwand eine ökologische Verbesserung ergibt: es lassen sich insgesamt

11% mehr fossile Energien einsparen. Ebenso wird bei der Überdüngung eine Einsparung er-

reicht und zwar um 38% (Verkleinerung des Balkens um 38%). Eine Verschlechterung ergibt

sich für die Kriterien Treibhauspotenzial, Versauerung und photochemische Oxidantienbildung.

Das Treibhauspotenzial vergrössert sich um 90%, das Versauerungspotenzial um 21% und die

photochemische Ozonbildung um 27%.

Interpretation

Kumulierter Energieaufwand und Treibhauspotenzial

In Szenario 1 mit Fokus auf die stoffliche Verwertung muss aufgrund der vermehrten Kompost-

produktion weniger Dünger hergestellt oder importiert werden. Gleichzeitig fehlt aber die Bio-

masse in der thermischen Verwertung wie Biogasanlage und KVA. Diese Energie (Wärme und

Strom) muss mit konventionellen Brennstoffen hergestellt werden. Insgesamt ergibt sich in Be-

zug auf das Thema Energie ein uneinheitliches Bild. Auf der einen Seite wird 11% mehr fossile

Energie gegenüber dem Referenzzustand eingespart, auf der anderen Seite ergibt sich in Bezug

auf das Treibhauspotenzial eine Verschlechterung um 90%. Die Verbesserung bei der Schonung

fossiler Energie kommt dadurch zustande, dass durch die Erhöhung des kompostierten Massen-

stromes um 46% und einem gleichzeitig hohen KEA-Wert für den Prozesses Kompostierung

(-2'013 MJ-eq / t Biomasse) die restlichen Effekte aufgewogen werden (die spezifischen Um-

weltbelastungen für die vier Referenzprozesse sind in Anhang A5 aufgeführt). Der Effekt der

vermiedenen Düngerproduktion wiegt also insgesamt stärker als die vermiedene Energieproduk-

tion aus konventionellen Brennstoffen. Die Erhöhung beim Treibhauseffekt ergibt sich durch die

Kombination von Erhöhung des Massestromes und hohem GWP für den Prozess Kompostierung

(73 kg CO2-eq/t Biomasse). Zusätzlich wird der hohe positive Effekt der Biogasproduktion (-122

kg CO2-eq/t Biomasse) um 41% verringert.

Versauerungspotenzial, Überdüngungspotenzial und Photochemische Oxidantienbildung

Im Szenario 1 steigen im Vergleich zum Referenzszenario das Versauerungspotenzial sowie die

Ozonbildung an. Zwar weisen netto alle Referenzprozesse ein positives Versauerungspotenzial

auf (also eine negative Umweltauswirkung), der Prozess Kompostierung jedoch das höchste

(2.47 SO2-eq/t Biomasse). Durch die Erhöhung dieses Massestroms um 46% kommt es insge-

samt zu einer Erhöhung dieses Kriteriums. Der Effekt bei der Ozonbildung ist der gleiche: das

Photochemische Ozonbildungspotenzial für den Referenzprozess Kompostierung ist am grössten

von den vier untersuchten Prozessen. Das Überdüngungspotenzial nimmt in Szenario 1 gegen-

über dem Referenzszenario um 38% ab. Der stärkste Effekt ergibt sich hier durch die hohe Ver-

ringerung der Biomasse, die in die KVA geht (-60%) zusammen mit dem höchsten spezifischen

Überdüngungspotenzial der vier untersuchten Prozesse (0.33 kg PO4-eq/t Biomasse).

150

Umweltbelastungspunkte

Wird als Indikator für die Umweltbelastung die ökologische Knappheit herangezogen, so ergibt sich für Szenario 1 gegenüber dem Referenzszenario eine Verbesserung um 21%. Dominiert wird dieser Effekt durch die Einsparungen in der KVA (-60%).


In Szenario 2 liegt der Fokus auf der Schliessung lokaler Kreisläufe. Dies äussert sich in der Stoff-

flussanalyse durch eine Erhöhung der Kompostierung und der Vergärung von Biomasse. Gegen-

über dem Referenzszenario steigt die Menge an kompostierter Biomasse von 257'000 auf

359'000 t/a sowie die in der Biogasanlage verwertete Menge von 69'000 auf 255'000t/a. Der in

der KVA verwertete Massestrom sinkt von 424'000 auf 168'000 t/a; es geht keine Biomasse in

die Treibstoffproduktion. In Tabelle 17 ist die Veränderung der Umweltbelastung im Vergleich

zum Referenzszenario aufgeführt, in Abbildung 57 ist die relative Veränderung bezogen auf das

Referenzszenario dargestellt.


KEA fossil MJ-eq -5.1E+08 -1.9E+09 8.3E+07 7.5E+06 -2.3E+09

GWP kg CO2-eq 1.9E+07 -5.6E+07 -2.4E+06 -3.0E+05 -4.0E+07

AP kg SO2-eq 6.4E+05 3.8E+05 -2.4E+05 -5.1E+03 7.8E+05

NP kg PO4-eq 3.8E+04 -5.6E+04 -2.1E+05 -3.5E+03 -2.3E+05

POCP kg Ethylen-eq 1.7E+04 2.1E+04 -2.3E+03 1.0E+01 3.6E+04

UBP 06 1.6E+11 2.2E+11 -3.8E+11 -1.6E+09 -4.5E+08

Szenario 2-0Einzelindikatoren

UBP


Referenzszenario

Bezogen auf das Kriterium Ökologische Knappheit ändert die Umweltbelastung in Szenario 2

gegenüber dem Referenzszenario nicht. Das heisst, dass eine verstärkte Schliessung von lokalen

Kreisläufen insgesamt zu keiner Veränderung der ökologischen Belastung führt.

151

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0


Szenario 0

Szenario 2


Referenzszenario



kumulierten Energieaufwand eine ökologische Verbesserung ergibt: es lassen sich insgesamt

107% mehr fossile Energien einsparen. Ebenso wird bei der Überdüngung eine Einsparung er-

reicht und zwar um 54%. Eine Verschlechterung ergibt sich für die Kriterien Versauerung und

photochemische Oxidantienbildung. Das Versauerungspotenzial vergrössert sich um 36% und

die photochemische Ozonbildung um 66%. Beim Kriterium Treibhauspotenzial ist beim Szenario

2 die Verbesserung sogar so gross, dass sich insgesamt eine positive Auswirkung auf die Umwelt

ergibt. Das Treibhauspotenzial verändert sich um -131% von 3.1*107 CO2-eq auf -9.4*106 CO2-

eq.

Interpretation


In Szenario 2 mit Fokus auf der Schliessung lokaler Kreisläufe muss aufgrund der vermehrten

Kompostproduktion weniger konventioneller Dünger hergestellt oder importiert werden. Ebenso

findet eine starke Erhöhung der Biogasproduktion statt, die pro Tonne verwertete Biomasse eine

hohe Gutschrift sowohl bezüglich Energie wie auch Treibhauseffekt erzielt. Dies führt in Szena-

rio 2 insgesamt zu einer günstigen Situation bezüglich Schonung nicht erneuerbarer Ressourcen

und Treibhauseffekt.



Ozonbildung an. Das Versauerungspotenzial ist für sämtliche Referenzprozesse positiv, d.h. führt

152

jeweils zu einer Umweltbelastung (siehe Anhang A5). Besonders hoch ist es für die Kompostie-

rung (2.47 SO2-eq/t Biomasse). Die Erhöhung dieses Massestromes um 40% sowie die Erhöhung

des Massestromes in die Biogasanlage um 270% (Versauerungspotenzial Biogasanlage: 0.82

SO2-eq/t Biomasse) führen dazu, dass es in Szenario 2 insgesamt zu einer Erhöhung des Versau-

erungspotenzials kommt. Der Effekt beim Photochemischen Ozonbildungspotenzial ist der glei-

che: durch die starke Erhöhung des Anteils Kompostierung und Biogasanlage führt Szenario 2 in

der Summe zu einer Erhöhung des Ozonbildungspotenzials. Das Überdüngungspotenzial nimmt

in Szenario 2 gegenüber dem Referenzszenario insgesamt um 54% ab. Dies liegt daran, dass

der Massestrom, der in die Biogasanlage geht (als einziger mit einem negativen Überdüngungs-

potenzial), die restlichen Prozesse dominiert.


Wird als Indikator für die Umweltbelastung die ökologische Knappheit herangezogen, so ergibt

sich für Szenario 2 gegenüber dem Referenzszenario keine Veränderung. Die Verbesserungen

durch die Prozesse KVA und Biodiesel werden durch eine Verschlechterung der Prozesse Kom-

postierung und Biogasproduktion wieder wettgemacht.


In Szenario 3 wird eine maximale energetische Verwertung angestrebt. Die Menge an kompos-

tierter Biomasse sinkt daher von 257'000 auf 73'000 t/a. Der in der Biogasanlage verarbeitetet

verwertete Massestrom steigt von 69'000 auf 1'706'000 t/a, der in der KVA verwertete Anteil

sinkt von 424'000 auf 168'000 t/a. Die Treibstoffproduktion bleibt in Szenario 3 im Vergleich zu

Szenario 0 konstant bei 1'000 t/a. In Tabelle 18 ist die Veränderung der Umweltbelastung im

Vergleich zum Referenzszenario aufgeführt, in Abbildung 58 ist die relative Veränderung bezo-

gen auf das Referenzszenario dargestellt.


KEA fossil MJ-eq 9.2E+08 -1.6E+10 8.3E+07 0.0E+00 -1.5E+10

GWP kg CO2-eq -3.4E+07 -4.9E+08 -2.4E+06 0.0E+00 -5.3E+08

AP kg SO2-eq -1.2E+06 3.4E+06 -2.4E+05 0.0E+00 2.0E+06

NP kg PO4-eq -6.9E+04 -4.9E+05 -2.1E+05 0.0E+00 -7.7E+05

POCP kg Ethylen-eq -3.1E+04 1.9E+05 -2.3E+03 0.0E+00 1.5E+05

UBP 06 -2.8E+11 2.0E+12 -3.8E+11 0.0E+00 1.3E+12

Szenario 3-0Einzelindikatoren

UBP


Referenzszenario

153

-20

-15

-10

-5

0

5


Szenario 0

Szenario 3


Referenzszenario

In Szenario 3 ergeben sich in Bezug auf das Referenzszenario die stärksten Veränderungen. Be-

zogen auf das Kriterium Ökologische Knappheit ändert die Umweltbelastung in Szenario 3 ge-

genüber dem Referenzszenario um 119%. Das heisst, dass eine maximale energetische Verwer-

tung von Biomasse insgesamt zu einer Erhöhung der ökologischen Belastung führt.



kumulierten Energieaufwand eine ökologische Verbesserung um insgesamt 725% ergibt. Positi-

ve Effekte ergeben sich ebenso beim Treibhauspotenzial, wo eine Verbesserung von 3*107 kg

CO2-eq auf -5*108 kg CO2-eq (-1726%) erreicht werden kann und beim Überdüngungspotenzi-

al, wo sich Szenario 3 gegenüber dem Referenzszenario um -180% verbessert. Eine Verschlech-

terung ergibt sich für die Kriterien Versauerung und photochemische Oxidantienbildung. Das

Versauerungspotenzial vergrössert sich um 92% und die photochemische Ozonbildung um

279%.

Interpretation


Der Fokus von Szenario 3, die maximale energetische Verwertung, zeigt sich unmittelbar in den

Kriterien Schonung nicht erneuerbarer Ressourcen und Treibhauseffekt. Der KEA steigt um

725% gegenüber dem Referenzszenario, der Treibhauseffekt wird insgesamt negativ und ver-

ändert sich um -1725%. Diese Wirkung kommt aber nicht alleine durch den Mix der Referenz-

prozesse zustande sondern es kommt insgesamt in Szenario 3 zu einer Erhöhung der verarbeite-

ten Biomasse um fast 160%.

154



Ozonbildung an. Zwar kommt es durch den Rückgang der Masseströme in die Prozesse Kom-

postierung und KVA auch zu positiven Effekten im Vergleich zum Referenzszenario, diese wer-

den aber durch die zusätzlichen Belastungen der Biogasanlage bei Weitem aufgewogen. Das

Überdüngungspotenzial nimmt insgesamt ab und weist am Ende sogar einen positiven Effekt

auf. Am meisten Einfluss hat die zunehmende Vergärung (-0.13 kg PO4-eq/t Biomasse) aber

auch der abnehmende Anteil der KVA (0.33 kg PO4-eq/t Biomasse).


In Bezug auf die ökologische Knappheit ergibt sich für Szenario 3 gegenüber dem Referenzsze-

nario eine Verschlechterung um 119%. Die Erhöhung der Umweltbelastung kommt durch die

massenmässige Dominanz des in der Biogasanlage verwerteten Stoffstromes zustande, die den

eher tiefen Wert für die ökologische Knappheit überwiegt (bezogen auf eine Tonne Biomasse

hat die Vergärung die tiefste Umweltbelastung der vier Referenzprozesse).

8.3 Fazit zur ökologischen Bewertung

Die Ergebnisse der ökologischen Bewertung sind in Tabelle 19 zusammenfassend dargestellt.

Indikatoren Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3

Einzelindikatoren Kumulierter Energieaufwand ≈ + + Treibhauspotenzial − + + Versauerungspotenzial ≈ − − Überdüngungspotenzial + + + Photochemisches Ozonbildungspotenzial ≈ − − Aggregierter Indikator Umweltbelastungspunkte ≈ ≈ −

Tabelle 19: Beurteilung der Szenarien im Vergleich zum Status Quo (+ = positiv, ≈ = stabil,

– = negativ). Für die Beurteilung einer Veränderung als positiv oder negativ

wurde jeweils eine Mindestveränderung des Indikators um 30% gegenüber dem

Referenzszenario genommen.

Ein erstes Bild ergibt für das Szenario 1 (verstärkte stoffliche Verwertung) keine wesentliche Än-

derung gegenüber dem Referenzszenario. Zwar werden positive Effekte bezüglich des Überdün-

gungspotenzials erreicht, dafür entstehen negative Effekte beim Treibhauseffekt. Wird das Sze-

155

nario mit der Methode der ökologischen Knappheit bewertet, einer Methode, die die schweize-

rische Umweltpolitik und -gesetzgebung abbildet, so ergibt sich keine Änderung gegenüber

dem Referenzzustand.

Bei Szenario 2 (Schliessung lokaler Kreisläufe) ist das Resultat ähnlich. Es ergeben sich zwar klar

positive Effekte in Bezug auf die Schonung fossiler Ressourcen und in Bezug auf den Treibhaus-

effekt, diese gehen aber mit einer Vergrösserung des Versauerungspotenzials und des Ozonbil-

dungspotenzials einher. Bewertet mit der Methode der ökologischen Knappheit ergibt sich keine

Änderung gegenüber dem Referenzzustand.

Bei Szenario 3 (maximale energetische Verwertung) ergeben sich die stärksten Veränderungen.

Es kommt zu einer hohen Schonung fossiler Ressourcen und der Treibhauseffekt wird stark ver-

ringert. Ebenso kommt es zu einer starken Verringerung der Überdüngung. Negative Effekte

ergeben sich beim Versauerungspotenzial und der Photochemischen Oxidantienbildung. Wird

das Szenario mit der Methode der ökologischen Knappheit bewertet, so ergibt sich insgesamt

eine Verschlechterung gegenüber dem Referenzzustand. Dies mag auf den ersten Blick erstau-

nen, kann aber damit erklärt werden, dass in der Methode der ökologischen Knappheit noch

weit mehr Effekte berücksichtigt werden, als hier als Einzelindikatoren aufgeführt (z.B. öko- und

humantoxische Effekte, Ressourcenverbrauch etc.21)). Für eine genauere Interpretation müssten

die hier verwendeten Referenzprozesse im Detail bekannt sein.

Insgesamt kann gesagt werden, dass sich bei der ökologischen Bewertung kein eindeutiges Bild

für oder gegen eine Verwertungsstrategie ergibt. Es zeigen sich zwar bei der energetischen Nut-

zung von Biomasse die erwarteten Effekte bezüglich Schonung fossiler Energien und bezüglich

Treibhauseffekt, diese werden aber oft durch die Effekte der energieintensiven Düngerprodukti-

on wieder wettgemacht. Wären von den Bewertungskriterien nur die global wirksamen wie

Treibhausgasemissionen und Verbrauch fossiler Energien betrachtet worden (und hätte man sich

darauf geeinigt, den lokalen und regionalen Effekten wie Ozonbildung, Überdüngung und Ver-

sauerung weniger Bedeutung beizumessen) dann hätten sich eine klare Bevorzugung des Szena-

rio 3 ergeben22).

21) Es handelt sich dabei um insgesamt 38 Substanzen, die in Luft, Oberflächengewässer, Grundwasser und Böden emittiert wer-den sowie um fünf Ressourcen und vier Abfalltypen. Eine vollständige Liste der in der Methode der ökologischen Knappheit be-rücksichtigten Emissionen und Ressourcen findet sich unter Frischknecht, R., Steiner, R., Jungbluth, N. (2008).

22) In dieser Betrachtung sind die landwirtschaftlichen Produktionsprozesse nicht berücksichtigt. Diese müssten in einem nächsten Schritt geeignet miteinbezogen werden, ggfs. auch neue Indikatoren mit dazu genommen werden (z.B. Flächenverbrauch, Bio-diversität). Es ist an dieser Stelle nicht möglich eine Abschätzung zu machen, wie viel Umweltbelastung dadurch "verloren" wurde.

157

9 Ökonomische Beurteilung

Veränderungen in den Biomasseflüssen haben auch ökonomische Konsequenzen. Direkt betrof-

fen sind zahlreiche Akteure in der Wertschöpfungskette der Biomasse von der Produktion bis zur

Nutzung und Entsorgung. Darüber hinaus sind indirekte Effekte auszumachen, beispielsweise

bei Zulieferbetrieben, Gemeinden oder aus gesamtwirtschaftlicher Perspektive. Die in Kapitel 7

festgelegten Szenarien und die daraus resultierenden Biomasseflüsse werden hier anhand von

ausgewählten Indikatoren aus der Perspektive der direkt betroffenen Verwertungsanlagen beur-

teilt. Darüber hinaus werden Auswirkungen auf die Landwirtschaft (Pflanzenbau und Tierhal-

tung) beschrieben.

9.1 Vorgehen

Von Veränderungen im Gesamtsystem der biogenen Güterflüsse sind zahlreiche Akteure betrof-

fen und die ökonomischen Auswirkungen reichen von direkten finanziellen Konsequenzen bis

zu externen Effekten, die nicht über Märkte abgegolten werden. Die Auswahl der berücksichtig-

ten Zielgruppen und Indikatoren wird im Folgenden beschrieben.

Anhand der Indikatoren werden die direkten Auswirkungen der veränderten Stoffströme beur-

teilt. Nicht Gegenstand der Untersuchung sind die Bedingungen und Massnahmen, die für eine

Realisierung der Szenarien erforderlich sind.

Als Referenz für die Beurteilung der in den Szenarien festgelegten Biomasseflüsse werden die

für das Jahr 2006 modellierten Mengen als Status Quo herangezogen. Die ökonomischen Aus-

wirkungen der veränderten Stoffflüsse und Prozesse auf die einzelnen Zielgruppen werden er-

fasst und im Vergleich zur Ausgangslage 2006 beurteilt. Wie bei der Modellierung der Stoffflüs-

se gelten die Landesgrenzen der Schweiz als räumliche Systemgrenze.

9.1.1 Zielgruppen

Veränderungen werden aus der Sicht von zentralen Akteuren beurteilt. Im Vordergrund stehen

dabei die Auswirkungen für die direkt betroffenen Betriebe. Dies sind in erster Linie die Betreiber

von Verwertungsanlagen sowie die Landwirtschaft:

• Kompostierung

• Biogasanlagen (BGA): landwirtschaftliche und industrielle Anlagen

158

• Abwasserreinigungsanlagen (ARA): Vergärung im Faulturm

• Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA)

• Biodieselproduktion

• Monoverbrennungen

• Zementwerke

• Landwirtschaft: Pflanzenbau (PFL) und Tierhaltung (THA)

Die Beurteilung wird im Vergleich zum Status Quo vorgenommen. Da sich in den betrachteten

Szenarien keine bedeutenden Änderungen der Stoffflüsse bei der Vergärung im Faulturm, den

Monoverbrennungen und den Zementwerken ergeben, werden diese nicht berücksichtigt.

Bei der vorliegenden Beurteilung handelt es sich um eine erste grobe Abschätzung, die auf Zu-

sammenhänge und Tendenzen hinweisen soll. In einer vertieften Analyse wären weitere Aspekte

zu berücksichtigen, die hier nicht einbezogen werden können. Dies sind beispielsweise die indi-

rekten Auswirkungen auf Gemeinden, Kantone und Bund. Mögliche Konsequenzen können

sowohl finanzieller als auch personeller Art sein. Beispiele sind veränderte Steuereinnahmen

oder ein zusätzlicher Regelungs- und Vollzugsbedarf in Abhängigkeit der Szenarien. Ebenso ist

eine ökonomische Bewertung von externen Effekten im Rahmen dieser Untersuchung nicht

möglich. Externe Effekte im Umweltbereich werden jedoch in der ökologischen Bewertung be-

rücksichtig.

9.1.2 Kriterien und Indikatoren für die Auswirkungen auf die Verwertung

Die ökonomischen Auswirkungen auf die Verwertungsanlagen werden anhand der nachfolgend

beschriebenen Kriterien und Indikatoren beurteilt. Als Grundlage für die Bestimmung der unter-

suchten Bereiche dienen die im VOBU-Leitfaden (BAFU 2008a) aufgeführten Kriterien. Anhand

der Relevanzanalyse werden diejenigen Bereiche identifiziert, die nachfolgend vertieft untersucht

werden. Die Beurteilung der Relevanz der einzelnen Kriterien gemäss VOBU-Leitfaden und eine

kurze Begründung dazu sind in Anhang A8 aufgeführt.

Von den insgesamt acht Kriterien im Bereich Wirtschaft nach VOBU-Leitfaden sind die folgenden

besonders relevant für die Beurteilung der Biomasseflüsse in den verschiedenen Szenarien: Un-

ternehmungen, Arbeitsmarkt und Gesamtwirtschaft. Das im Umwelt-Bereich als relevant einge-

stufte Kriterium Gesundheit und einzelne Aspekte des Kriteriums Wirtschaftliche Leistungen

werden in der separaten ökologischen Bewertung analysiert (Kapitel 8). Überlegungen zum Kri-

terium Natürliche Vielfalt werden in der Synthese einbezogen.

Als weitere Grundlage wird die Methodik herangezogen, die in einer aktuellen Studie zur Be-

wertung von Entsorgungs- und Nutzungsverfahren von biogenen Abfällen und Hofdünger ent-

wickelt wurde (BFE 2009b). Das zur Bewertung von Verwertungs-Technologien und -Verfahren

159

verwendete Kriterienset kann jedoch nicht direkt für die Bewertung der Szenarien angewendet

werden und die verwendeten Indikatoren sind für die hier vorliegende Fragestellung nur bedingt

geeignet. Von den Bewertungskriterien im Bereich Ökonomie wird das Kriterium "Flexibilität"

übernommen. Zudem wird der Indikator "Volkswirtschaftliche Wertschöpfung in den Regionen"

verwendet. Mit diesem Indikator werden Veränderungen der regionalen Wertschöpfung beur-

teilt. Dieser Aspekt wird jedoch aus einer Schweizer Gesamtsicht und deshalb unter dem Kriteri-

um Gesamtwirtschaft betrachtet.23)

Die Veränderungen im Vergleich zum Referenzszenario werden anhand von Indikatoren beur-

teilt. Für jedes Kriterium werden ein bis zwei Indikatoren verwendet, die in Tabelle 20 im Über-

blick dargestellt und anschliessend kurz beschrieben werden.

Kriterien Indikatoren

Unternehmungen - Ertrag aus Endprodukten

- Entsorgungskosten für Endprodukte

Arbeitsmarkt - Anzahl Beschäftigte

Gesamtwirtschaft - Investitionen in Neuanlagen

- Volkswirtschaftliche Wertschöpfung in den Regionen

Flexibilität - Unabhängigkeit von einzelnen Biomassefraktionen

- Reaktionsfähigkeit auf Schwankungen im Biomasseangebot

Tabelle 20: Kriterien und Indikatoren im Überblick

Unternehmungen

Veränderungen in der Wertschöpfung der Unternehmen ergeben sich durch grössere oder klei-

nere Mengen Biomasse, die in den verschiedenen Anlagen verwertet werden. Der Ertrag aus

dem Verkauf von Endprodukten wie Kompost, Strom oder Wärme wird als Indikator für die

Wertschöpfung verwendet. Bei der Verwertung der Biomasse können auch Produkte entstehen,

deren Entsorgung kostenpflichtig ist. Als weiterer Indikator in diesem Bereich werden deshalb

die Entsorgungskosten für Endprodukte betrachtet.

Arbeitsmarkt

Aus den Veränderungen bei den Unternehmungen ergeben sich Auswirkungen auf die Anzahl

Beschäftigte. Dieser Indikator wird anhand der durchschnittlichen Anzahl Arbeitsplätze der Refe-

renzanlagen beurteilt, d.h. es werden nur die direkten Auswirkungen bei den Verwertungsanla-

gen berücksichtigt. In erster Linie handelt es sich um eine Verschiebung von Arbeitsplätzen.

Neue Stellen können geschaffen werden, wenn mehr Biomasse in arbeitsintensiven Prozessen zu

höherwertigen Produkten verarbeitet wird.

23) Unter dem VOBU-Kriterium Regionen werden regionale Unterschiede beurteilt. Solche Unterschiede sind vom Standort der Anlagen abhängig und können mit dem bestehenden Modell nicht abgebildet werden.

160

Gesamtwirtschaft

Auf steigende oder sinkende Mengen, die einer bestimmten Verwertungsart zugeführt werden,

kann mit Kapazitätsanpassungen bei den bestehenden Anlagen reagiert werden. Längerfristig

ist mit einem Zubau bzw. Schliessung von Anlagen zu rechnen. Die Veränderung der Anlagen-

zahl, die sich bei den fixen Kapazitäten der Referenzanlagen im Vergleich zum Status Quo er-

gibt, wird für jedes Szenario berechnet. Bei einer Erhöhung der Anlagenzahl werden Investitio-

nen in Neuanlagen betrachtet. Dieser Indikator kann je nach Sichtweise unterschiedlich interpre-

tiert werden: Einerseits führen Investitionen zu Aufträgen und erhöhen die (regionale) Wert-

schöpfung. Andererseits bedeuten sie aus Sicht der Unternehmen ein erhöhtes Risiko, da Kapital

längerfristig in Sachanlagen gebunden ist. Als Indikator für das Kriterium Gesamtwirtschaft wer-

den Investitionen hier positiv beurteilt.

Mit dem Indikator Volkswirtschaftliche Wertschöpfung in der Region wird gemessen, ob durch

die Verarbeitung der Biomasse ein regionaler Mehrwert geschaffen wird. Dies einerseits als di-

rekter Effekt durch die Wertschöpfung in den Verwertungsanlagen und andererseits indirekt

durch Aufträge an regionale Unternehmen beim Bau und Betrieb der Anlage. Der direkte Effekt

ist eng verbunden mit Anzahl Beschäftigten. Die Bewertungen des indirekten Effektes für ein-

zelne Verwertungsanlagen (tief, mittel oder hoch) werden analog zum nachfolgend beschriebe-

nen Vorgehen beim Kriterium Flexibilität aus der Vorstudie des BFE (2009b) übernommen.

Flexibilität

In Anlehnung an die Vorstudie für eine Methode zur Bewertung der Entsorgungs- und Nut-

zungsverfahren (BFE 2009b) werden zwei Indikatoren für die Beurteilung der Flexibilität von

Anlagen verwendet: Die Unabhängigkeit von einzelnen Biomassefraktionen bezieht sich auf die

Möglichkeit, Biomasse unterschiedlicher Herkunft und in unterschiedlicher Zusammensetzung zu

verwerten. Die Reaktionsfähigkeit auf Schwankungen im Biomasseangebot ist ein weiterer Indi-

kator für die Flexibilität und ist beispielsweise von Lagerkapazitäten und Möglichkeiten zum Be-

trieb in Teillast abhängig.

Als Grundlage für die Beurteilung der Flexibilität in den einzelnen Szenarien werden die in der

genannten Vorstudie vorgenommenen Bewertungen verschiedener Verwertungsanlagen heran-

gezogen (vgl. Anhang A7). Dabei wird das folgende Vorgehen gewählt:

• Negative Beurteilung des Szenarios (-), wenn es im Vergleich zum Referenzszenario mehr Anlagen mit Bewertung "tief" (Nutzwert 0) oder weniger Anlagen mit Bewertung "hoch" (Nutzwert 1) gibt.

• Neutrale Beurteilung des Szenarios (0), wenn es Veränderungen gibt bei Anlagen mit Bewer-tung "mittel" (Nutzwert 0.5).

• Positive Beurteilung des Szenarios (+), wenn es im Vergleich zum Referenzszenario mehr Anlagen mit Bewertung "hoch" (Nutzwert 1) oder weniger Anlagen mit Bewertung "tief" (Nutzwert 0) gibt.

161

9.1.3 Kriterien und Indikatoren für die Auswirkungen auf die Landwirtschaft

Als weitere direkt betroffene Zielgruppe wird die Landwirtschaft betrachtet. Die Auswirkungen

auf den Pflanzenbau und die Tierhaltung können jedoch nicht anhand der obigen Indikatoren

erfasst werden. In den gewählten Szenarien werden die Gesamtproduktion in Pflanzenbau und

Tierhaltung nicht verändert. Die einzigen Eingriffe auf der Produktionsebene sind geringe Ver-

schiebungen zwischen Energie- und Futterpflanzen bzw. vom Anbau von Pflanzen für die Bio-

dieselproduktion zu solchen für die Biogasproduktion.

Veränderungen ergeben sich also hauptsächlich durch Eingriffe bei den Inputgrössen. Beim

Pflanzenbau wirken sich Änderungen bei Kompost, Hofdünger, Presswasser und Gärgut auf den

Import von Düngemitteln aus. Bei der Tierhaltung ändert sich der Import von Tierfutter in Ab-

hängigkeit von Änderungen bei der Verwertung von biogenen Abfällen aus dem Warenkonsum

und von Verarbeitungsresten aus der Lebensmittelindustrie.

Die Veränderungen bei den Inputgrössen für den Pflanzenbau und die Tierhaltung werden an-

hand der folgenden Indikatoren ökonomisch bewertet:

• Kosten für den Import von Phosphor

• Kosten für den Import von Stickstoff

• Kosten für den Import von Tierfutter

Wie bei der Modellierung der Stoffströme wird auch bei der ökonomischen Bewertung nicht

zwischen mineralischen und organischen Düngern unterschieden.

9.1.4 Referenzanlagen

Für quantitative Abschätzungen bezüglich der einzelnen Indikatoren werden Referenzanlagen

für die verschiedenen Verwertungsarten festgelegt. Die Dimensionierung der Anlagen und die

Mengen der Endprodukte werden basierend auf Durchschnittswerten aus der Praxis festgelegt

(Tabelle 21). Anhand dieser Werte werden die Anzahl der Anlagen und die total produzierten

Outputmengen in den einzelnen Szenarien abgeschätzt. Weitere Kenngrössen zur Charakterisie-

rung der Referenzanlagen sind in den Anlagenblättern in Anhang A6 aufgeführt.

162

Referenzanlage Kapazität (verarbeitete Menge Biomasse in t TS/a)

Endprodukte

Kompostierung 1'300 Kompost: 1'040 t TS/a

Landwirtschaftliche Biogasanlagen 1'200 Strom: 645 MWh/a

Wärme: 1'210 MWh/a

Gärgut: 661 t TS/a

Industrielle Biogasanlagen 7'000 Strom: 3'760 MWh/a

Wärme: 7'060 MWh/a

Gärgut: 3'860 t TS/a

KVA 14'620

(nur Anteil Biomasse)

Strom: 6'689 MWh/a

Wärme: 14'000 MWh/a

Filterasche: 508 t TS/a

Schlacke: 4'060 t TS/a

Biodieselproduktion 3'400 Treibstoff: 2.1 Mio. l/a

Presskuchen: 1'775 t/a

Glycerin: 220 t/a

Tabelle 21: Verarbeitungskapazitäten und Endprodukte der Referenzanlagen

Bei der Biogasproduktion wird unterschieden zwischen landwirtschaftlichen und industriellen

Anlagen. Für die vorliegende Untersuchung relevant ist insbesondere die im Normalfall unter-

schiedliche Kapazität dieser zwei Anlagentypen. Zudem wird unterschieden zwischen den im

Jahr 2006 bestehenden Anlagen und Neuanlagen. Die anhand der Mengen aus dem Modell und

der Anzahl Biogasanlagen im Jahr 2006 berechnete durchschnittliche Kapazität liegt deutlich

tiefer als diejenige von heutigen Neuanlagen. In der obigen Tabelle 21 dargestellt sind die Werte

für Neuanlagen.

Bei der Kompostierung gibt es ebenfalls grosse Unterschiede zwischen verschiedenen Betrieben.

Da jedoch rund 70% der kompostierten Menge in die Platzkompostierung geht (ARGE Inspekto-

rat 2008), wird auf eine Unterteilung verzichtet. Die betrachtete durchschnittliche Kapazität

entspricht einer kleineren Anlage für die Platzkompostierung (vgl. Schleiss 1999).

9.1.5 Preise und Entsorgungsgebühren

Die Abschätzungen der Auswirkungen für die verschiedenen Zielgruppen basieren auf den

Kenngrössen zu den Referenzanlagen sowie auf durchschnittlichen Preisen und Entsorgungsge-

bühren für die Endprodukte (vgl. Tabelle 22). Während die Mengenangaben im Stoffflussmodell

für das Jahr 2006 gelten, werden für die ökonomische Bewertung Preise und Kosten zum Stand

2009 herangezogen.

Als Datenquellen für die Charakterisierung der Referenzanlagen und für die weiteren Berech-

nungsgrundlagen werden Marktdaten und Angaben aus der Literatur verwendet. Diese dienen

163

als Grundlage für eigene Abschätzungen und Hochrechnungen. Ergänzende Informationen

stammen aus Experteninterviews mit Fachpersonen aus den einzelnen Zielgruppen.

Produkt Preis / Gebühren Bemerkungen und Datenquellen

Kompost 60 CHF/t Mittlere Qualität, gemäss Preislisten Kompostierer

Strom 0.15 CHF/kWh Mittlerer Wert zwischen Strom-Handelspreis und End-kundenpreis für Ökostrom

Wärme 0.07 CHF/kWh Fernwärmetarif gemäss Angaben Energieversorger

Gas 0.13 CHF/kWh Preis für Einspeisung Biogas (gereinigt) gemäss Biomass-Energie

Biodiesel 1.2 CHF/l Verkaufspreis gemäss Produzentenangaben

Raps-Presskuchen 525 CHF/t Marktpreise agrigate.ch

Glycerin 100 CHF/t BiomassEnergie / ÖkostromSchweiz

Gärgut 0 CHF/t Aktuell besteht kein Markt für Gärgut, es wird gratis

abgegeben

Schlacke -140 CHF/t Preislisten Deponien, Auskunft Betreiber KVA

Filterasche 24) -450 CHF/t Auskunft Betreiber KVA

Tabelle 22: Preise (positive Werte) und Entsorgungsgebühren (negative Werte) für die

Endprodukte, Stand Herbst 2009

Für die Bewertung der Auswirkungen auf die Landwirtschaft werden die in der folgenden Tabel-

le dargestellten durchschnittlichen Preise für Futter- und Düngemittel verwendet.

Produkt Preis Bemerkungen und Datenquellen

Tierfutter 500 CHF/t TS Durchschnittlicher Importwarenpreis Getreide und Prote-infutter (franko Grenze verzollt), basierend auf dem Marktbericht Futtermittel des BLW (2009) und durch-schnittlichem TS-Gehalt nach AGRIDEA (2006)

Phosphor 1'200 CHF/t Verkaufspreis für Triple-Super-Phosphat 46% gemäss Lieferantenangaben, umgerechnet auf Preis pro Tonne P

Stickstoff 1'400 CHF/t Verkaufspreis für Harnstoff 46% N gemäss Lieferanten-angaben, umgerechnet auf Preis pro Tonne Stickstoff

Tabelle 23: Preise für Futter- und Düngemittel, Stand Herbst 2009

Der Einfluss dieser Annahmen wurde anhand von Sensitivitätsanalysen beurteilt. Ergänzend zu

den Resultaten der Berechnung mit den obenstehenden Werten wird jeweils die Bandbreite

angegeben, die sich bei einer Schwankung der Kosten und Preise um +/-50% ergibt. Da in allen

Szenarien jeweils die gleichen Preise und Kosten wie im Referenzszenario unterstellt werden,

bleiben die prozentualen Veränderungen im Vergleich zum Referenzszenario stabil.

24) Dieser Preis gilt für die Entsorgung in einer Reststoffdeponie. Knapp die Hälfte der Filterasche aus KVA wurde 2006 zementver-festigt und in eine Reststoffdeponie gebracht. Rund ein Viertel wurde mithilfe der sauren Abschlämmung aus der Rauchgasrei-nigung von den Schwermetallen entfrachtet und der Schlacke beigemischt. Der Rest wurde in deutsche Untertagedeponien (Salzbergwerke) exportiert. (BAFU 2008c)

164

9.2 Resultate

In einem ersten Schritt wird das Referenzszenario charakterisiert, das als Ausgangslage für die

Beurteilung der ökonomischen Auswirkungen dient. Aus der Modellierung der Stoffflüsse (vgl.

Kapitel 7) werden anschliessend für jedes Szenario die mengenmässigen Konsequenzen für die

betrachteten Verwertungsanlagen dargestellt und daraus die ökonomischen Auswirkungen im

Vergleich zum Referenzszenario hergeleitet. Die quantitativen Ergebnisse zu den verschiedenen

Verwertungsanlagen werden ergänzt durch qualitative Beurteilungen.

9.2.1 Referenzszenario (Status Quo)

Aus dem Stoffflussmodell für das Referenzszenario resultieren die in Tabelle 24 dargestellten

Verarbeitungs- und Produktionsmengen. Nicht berücksichtigt ist dabei die Biomasse, die in Ab-

wasserreinigungsanlagen vergärt wird (261'000 t TS/a), in Monoverbrennungen (115'000 t TS/a)

oder Zementwerke (90'000 t TS/a) gelangt. Diese Mengen sind in den betrachteten Szenarien

stabil bzw. Veränderungen fallen aufgrund des geringen Anteils an der Gesamtmenge nicht ins

Gewicht.25) Bei der Biodieselproduktion wurde die verarbeitete Menge Biomasse aus der tatsäch-

lichen Jahresproduktion berechnet.26) Die im Modell ausgewiesene Produktion ist um den Faktor

13 kleiner und entspricht deshalb nur etwa einem Drittel der Jahresproduktion einer durch-

schnittlichen Anlage.

Kenngrössen Kompost BGA landw. BGA ind. KVA Biodiesel TOTALVerarbeitete Mengen Biomasse 257'000 34'500 34'500 424'000 13'536 763'536 t TS/a

Anzahl Anlagen 198 80 16 29 4 327

Produktion total Strom - 19 19 194 - 231 GWh/a

Wärme - 35 35 406 - 476 GWh/a

Gaseinspeisung - - 2 - - 2 GWh/a

Biodiesel - - - - 8'485'882 8'485'882 l/a

Kompost 206'000 - - - - 206'000 t/a

Presskuchen - - - - 7'099 7'099 t/a

Glycerin - - - - 885 885 t/a

Filterasche - - - 14'722 - 14'722 t/a

Schlacke - - - 117'778 - 117'778 t/a

Gärgut - 19'000 19'000 - - 38'000 t/a

Tabelle 24: Mengen und Produkte im Referenzszenario

Der grösste Anteil der Biomasse wurde im Jahr 2006 in KVA verbrannt. Entsprechend wurden

die grössten Mengen Strom und Wärme in den KVA produziert. In die Kompostierung gelangte

25) Die Co-Vergärung in ARA wird zwar gezielt reduziert (Szenario 2) bzw. gesteigert (Szenario 3). Die Eingriffe beziehen sich jedoch nur auf die Co-Substrate, die im Referenzszenario mit 3'000 t TS/a im Vergleich zu jährlich 258'000 t TS Rohschlamm nicht ins Gewicht fallen.

26) Biodieselproduktion im Jahr 2006 gemäss Auskunft der Eidgenössische Zollverwaltung EZV (14.9.2009)

165

rund viermal so viel Material wie in die Vergärung in Biogasanlagen (BGA).27) Weniger als 2%

der hier betrachteten Mengen wurde zu Biodiesel verarbeitet.


Durch die gezielte Umlenkung der Biomasseflüsse verändern sich die Mengen, die in den unter-

schiedlichen Anlagetypen verarbeitet werden. Dadurch verändert sich die Anlagenzahl. In die-

sem stofflichen Szenario 1 steigt die Anzahl der Kompostieranlagen deutlich an, während bei

den anderen hier betrachteten Anlagen ein Rückgang zu verzeichnen ist. Die hier berechnete

Anlagenzahl basiert auf den Kapazitäten der Referenzanlagen und stellt eine längerfristige Ent-

wicklung dar. Kurzfristig werden die Anlagen mit reduzierter Auslastung weiter produzieren. Ist

ein kostendeckender Betrieb mit den geringeren Mengen nicht mehr möglich, werden einzelne

Anlagen schliessen. Als Alternative besteht auch die Möglichkeit, die Anlagen mit baulichen und

betrieblichen Anpassungen auf geringere Mengen auszurichten.

Die aus den veränderten Anlagenzahlen resultierenden Auswirkungen wird anhand der in Kapi-

tel 9.1.2 beschriebenen Indikatoren beurteilt. Die im Überblick dargestellten Resultate

(Tabelle 25) werden anschliessend erläutert.

Kompost BGA landw.

BGA ind. KVA Biodiesel TOTAL

92 -32 -6 -3 -4

5.7 -2.1 -2.2 -34.7 -14.4 -47.7

0 0 0 -14.0 0 -14.0

92 -10 -19 -100 -20 -58

128 0 0 0 0 128

+ − − − −

0 0 0 − +

+ 0 0 − 0 Reaktion auf Schwankungen im Biomasse-angebot

Unabhängigkeit von Bimoassefraktionen

Investitionen in Neuanlagen (Mio. CHF)

Unternehmungen

Ertrag aus Verkauf Endprodukte (Mio. CHF/a)

Flexibilität

Entsorgungskosten Endprodukte (Mio. CHF/a)

Arbeitsmarkt

Anzahl Beschäftigte

Gesamtwirtschaft

Veränderung der Anzahl Anlagen

Regionale Wertschöpfung

Tabelle 25: Beurteilung der Auswirkungen in Szenario 1 im Vergleich zum Referenzszenario

(+ = positiv, 0 = neutral, – = negativ)

Unternehmungen

Der Ertrag aus dem Verkauf von Endprodukten sinkt im Vergleich zum Referenzszenario um

rund 50 Prozent. Aus dem zusätzlich produzierten Kompost kann ein Ertrag von rund 5.7 Mio.

27) Die Aufteilung in landwirtschaftliche und industrielle Biogasanlagen ist im Modell nicht ersichtlich und basiert auf ergänzenden Angaben zur Situation im Jahr 2006.

166

CHF erzielt werden. Dies gilt unter der Annahme, dass die gesamte Menge zu den heute gel-

tenden Durchschnittspreisen abgesetzt werden kann. Angesichts der deutlichen Erhöhung des

Outputs um beinahe 50% ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Angebotssteigerung zu tiefe-

ren Preisen beim Kompost führen kann. In den anderen Anlagen sinken die Energieproduktion

und die daraus erzielten Erlöse entsprechend der tieferen Verarbeitungsmengen. Die bei der

Verbrennung in KVA anfallenden Entsorgungskosten sinken, wenn weniger Biomasse verbrannt

wird.28) Die Sensitivitätsanalysen mit 50% höheren bzw. tieferen Preisen zeigen, dass die in

Tabelle 25 dargestellte Minderung des Ertrags und der Entsorgungskosten ebenfalls in einer

Bandbreite von +/-50% liegen. Der Netto-Effekt (Ertragsminderung abzüglich Reduktion der

Entsorgungskosten) liegt somit zwischen -17 und -51 Mio. Franken pro Jahr.

Arbeitsmarkt

In der Summe resultiert eine Reduktion der Anzahl Beschäftigten. Der grösste Teil der Arbeits-

plätze geht bei den KVA verloren. Diese Auswirkungen werden sich erst längerfristig zeigen, da

eine schrittweise Anpassung der Kapazitäten der KVA zu erwarten ist und die Anzahl der Anla-

gen nicht allein von den Biomassemengen abhängt.

Gesamtwirtschaft

Die zusätzlichen Mengen für die Kompostierung entsprechen der Kapazität von 92 Referenzan-

lagen. Deren Bau löst Investitionen von rund 128 Mio. CHF aus. Demgegenüber ist allerdings die

Schliessung von bestehenden Anlagen zu berücksichtigen. Insbesondere durch die Reduktion bei

der Biogas- und Biodieselproduktion ist zu erwarten, dass die bereits getätigten Investitionen in

bestehende Anlagen nicht amortisiert werden können.

Die Auswirkungen auf die regionale Wertschöpfung verlaufen parallel zur Veränderung der An-

lagenzahlen. Entsprechend wirkt sich die Zunahme der Kompostierung positiv aus, der Rück-

gang bei den anderen Anlagen jedoch negativ. Insgesamt ist die Verlagerung zu einem einzel-

nen Verwertungsweg eher negativ zu beurteilen, da dadurch die Diversität der Aufträge an re-

gionale Unternehmungen abnimmt.

Flexibilität

Bei der Kompostierung kann gut auf Schwankungen im Biomasseangebot reagiert werden. Der

Verarbeitungsprozess ist nicht auf einen konstanten Input angewiesen und i.a. bestehen gute

Möglichkeiten zur Lagerung des Materials. Deshalb ist die Zunahme der Kompostieranlagen

positiv zu beurteilen. In Bezug auf die Unabhängigkeit vom Biomasseangebot ist die Schliessung

28) Die anfallenden Asche- und Schlackemengen werden anhand von durchschnittlichen Anteilen in Bezug auf die verbrannte Kehrichtmenge berechnet (3.5 t Filterasche und 28 t Rohschlacke pro 100 t TS Kehricht). Der Einfluss von unterschiedlichen Zu-sammensetzungen des Kehrichts wird nicht berücksichtigt.

167

der Biodieselproduktion positiv, da dafür nur ausgewählte Fraktionen und Qualitäten eingesetzt

werden können. Diesen positiven Effekten sind die negativen Auswirkungen durch die Redukti-

on bei den KVA gegenüberzustellen. Die Verbrennung in KVA schneidet bei beiden Indikatoren

bezüglich Flexibilität sehr gut ab und die Reduktion der Verwertung in KVA bedeutet somit eine

Einschränkung der Flexibilität.

Import von Tierfutter und Düngemitteln

Da mehr Abfälle aus dem Warenkonsum und der Lebensmittelindustrie in die Tierhaltung gelan-

gen, sinkt der Bedarf an Futtermittel-Importen um rund 200'000 t TS pro Jahr. Dies entspricht

gut einem Viertel der Mengen im Jahr 2006 und ist mit Einsparungen von rund 95 Mio. Franken

pro Jahr verbunden. Der Bedarf an Nährstoffimporten steigt hingegen leicht um 19 t jährlich

beim Phosphor und um gut 2'000 t beim Stickstoff. Dies ist mit zusätzlichen Kosten von rund

2.8 Mio. Franken pro Jahr verbunden.29)

Die Sensitivitätsanalysen mit einer Veränderung der Futter- und Düngemittelkosten um +/-50%

zeigen Einsparungen bei den Futtermittelimporten zwischen 47 und 142 Mio. Franken pro Jahr.

Die zusätzlichen Kosten für Düngemittel liegen zwischen 1.4 und 4.3 Mio. Franken.


Die in Szenario 2 angestrebte Schliessung von lokalen Stoffkreisläufen führt zu einem Anstieg

der Anzahl Kompostier- und Biogasanlagen (Tabelle 26). Demgegenüber wird weniger Biomasse

in KVA verbrannt, was einer Schliessung von drei Anlagen mit durchschnittlicher Kapazität ent-

spricht. Zudem wird die Biodieselproduktion vollständig eingestellt.

29) Der Bedarf an Nährstoffimporten steigt, obwohl in Szenario 1 die Hofdüngermenge gegenüber dem Status Quo leicht steigt (um 6'000 t TS/a). Dies ist auf den Anstieg der Tierfutterimporte zurückzuführen und den höheren Phosphor- und Stickstoffge-halt im importierten Tierfutter im Vergleich zu den verfütterten biogenen Abfällen.

168

Kompost BGA landw.


78 78 13 -3 -4 163

4.9 14.1 14.8 -34.7 -14.4 -15.4

0 0 0 -14.0 0 -14.0

78 55 78 -100 -20 91

110 140 130 0 0 380

+ + + - -

0 0 0 - +

+ 0 0 - 0

UnternehmungenErtrag aus Verkauf Endprodukte (Mio. CHF/a)

Flexibilität


ArbeitsmarktAnzahl Beschäftigte


Gesamtwirtschaft



Reaktion auf Schwankungen im Biomasseangebot



(+ = positiv, 0 = neutral, - = negativ)

Unternehmungen

Die im Vergleich zum Referenzszenario gesteigerte Produktion von Kompost und von Strom und

Wärme in Biogasanlagen führt zu höheren Erträgen. Diese Steigerung ist jedoch geringer als die

Reduktion der Einnahmen bei den KVA und der Biodieselproduktion, so dass die Erträge insge-

samt um rund 15 Mio. CHF pro Jahr sinken. Die Entsorgungskosten werden durch die tieferen in

KVA verbrannten Mengen reduziert. Die Sensitivitätsanalysen bezüglich Preisen und Kosten zeigt

einen Nettoeffekt zwischen -0.7 und -2.1 Mio. Franken jährlich.

Arbeitsmarkt

Bei der Anzahl der Beschäftigten findet eine Umlagerung von den KVA und der Biodieselproduk-

tion zur Kompostierung und Biogasproduktion statt. Insgesamt steigt die Zahl der Arbeitsplätze

leicht an.

Gesamtwirtschaft

Der Bau von Neuanlagen für die Kompostierung und Vergärung der zusätzlichen Mengen ist mit

Investitionen in der Grössenordnung von rund 380 Mio. CHF verbunden. Die bestehenden Bio-

diesel-Produktionsanlagen müssen hingegen schliessen und auch bei den Kehrichtverbren-

nungsanlagen sind die bestehenden Kapazitäten anzupassen.

Die Umlenkung der Biomasse in die Kompostierung und in die Vergärung in Biogasanlagen er-

höht die regionale Wertschöpfung. Demgegenüber sinkt diese durch tiefere Verarbeitungsmen-

gen in KVA und die Stilllegung der Biodieselproduktion.

169

Flexibilität

Sowohl bezüglich der Unabhängigkeit von Biomassefraktionen als auch der Reaktion auf

Schwankungen im Biomasseangebot gelten hier die gleichen Aussagen wie für Szenario 1. Dies

ist darauf zurückzuführen, dass Biogasanlagen bei beiden Indikatoren eine mittlere Bewertung

erhalten und Veränderungen deshalb als neutral beurteilt werden. Bei den anderen Anlagen gibt

es in beiden Szenarien eine Steigerung (Kompost) bzw. eine Reduktion (KVA, Biodiesel).


Die Veränderungen bei der Tierhaltung sind in diesem Szenario vergleichsweise gering. Der Be-

darf an Futtermittelimporten sinkt um rund 10'000 t TS, was Einsparungen von rund 5 Mio. CHF

pro Jahr entspricht. In der Sensitivitätsanalyse liegt dieser Wert zwischen 2.5 und 7.5 Mio. CHF.

Ebenfalls reduziert wird der Bedarf an Düngemittelimporten im Vergleich zum Referenzszenario

um rund 4'000 t Phosphor (–24%) und um rund 40'000 t Stickstoff (–15%) pro Jahr. Die da-

durch eingesparten Kosten betragen rund 11 Mio. Franken. Die Bandbreite in der Sensitivitäts-

analyse liegt bei Einsparungen von 5.4 bis 16.3 Mio. Franken.


Eine möglichst vollständige energetische Verwertung der biogenen Reststoffe hat zur Folge, dass

die kompostierte Menge und damit die Anzahl der Kompostanlagen um über 70% sinkt. Im

Gegenzug steigt die Zahl der Biogasanlagen im Vergleich zum Bestand im Jahr 2006 um mehr

als das 20-fache. Bei der Biodieselproduktion wird nicht eingegriffen, die Anzahl der Anlagen

bleibt konstant. Wie bei den Szenarien 1 und 2 sinkt die in KVA verbrannte Menge im Ausmass

der Kapazität von drei Anlagen.

Kompost BGA landw.


-142 662 112 -3 0 630

-8.8 123.7 129.9 -34.7 0 210

0 0 0 -14.0 0 -14

-142 463 675 -100 0 896

0 1'192 1'124 0 0 2'316

- + + - 0

0 0 0 - +

- 0 0 - 0

Gesamtwirtschaft



Reaktion auf Schwankungen im Biomasseangebot



Unternehmungen

Ertrag aus Verkauf Endprodukte (Mio. CHF/a)

Flexibilität


Arbeitsmarkt

Anzahl Beschäftigte


(+ = positiv, 0 = neutral, - = negativ)

170

Unternehmungen

Die deutliche Steigerung der energetischen Verwertung der Biomasse führt zu einem starken

Anstieg des Ertrags aus dem Verkauf von Strom und Wärme. Dazu ist anzumerken, dass die

Umlenkung der Biomasse dazu führt, dass an anderen Orten höhere Kosten entstehen (z.B. für

den Kauf von Futtermitteln). Die Entsorgungskosten bei den KVA sinken. Der Netto-Effekt liegt

hier bei 196 Mio. Franken pro Jahr, bzw. bei einer Abweichung der Preise und Kosten um +/-

50% zwischen 148 und 444 Mio. Franken.

Arbeitsmarkt

Die Zahl der Beschäftigten steigt, da insgesamt deutlich mehr Biomasse in die Verwertungsanla-

gen gelangt und die Produktionsprozesse in den Biogasanlagen vergleichsweise arbeitsintensiv

sind.

Gesamtwirtschaft

Der Bau der zusätzlichen Biogasanlagen führt zu Investitionen im Umfang von über 2 Mia. CHF.

Die mit der Biogasproduktion verbundene regionale Wertschöpfung wird deutlich erhöht. Nega-

tive Auswirkungen sind durch den Rückgang bei der Kompostierung und in den KVA auszuma-

chen. Der positive Effekt bei den Biogasanlagen ist stärker zu beurteilen, da es sehr viele Anla-

gen gibt und zudem der Unterhalt und Betrieb material- und zeitintensiv ist. Negativ zu beurtei-

len ist hingegen die starke Konzentration auf einen einzelnen Verwertungsweg.

Flexibilität

Die Unabhängigkeit von Biomassefraktionen und die Möglichkeit, auf Schwankungen im Bio-

masseangebot zu reagieren, werden mit der starken Verlagerung von der Kompostierung und

Verbrennung zur Biogasproduktion reduziert.


Da grosse Mengen der bisher verfütterten Biomasse vergärt werden, steigt der Bedarf an Tierfut-

ter aus Importen um rund 350'000 t TS pro Jahr (+50%). Dies führt zu Kosten von jährlich rund

180 Mio. CHF. Bei deutlich höheren bzw. tieferen Futterpreisen (+/-50%) sind auch die Gesamt-

kosten für Tierfutterimporte entsprechend höher oder tiefer (90 – 270 Mio. CHF pro Jahr).

Über das Presswasser und das Gärgut aus der Vergärung gelangen grosse Mengen an Phosphor

und Stickstoff in den Stoffkreislauf zurück. Der Bedarf an Importen sinkt um rund 3'500 t Phos-

phor (–63%) und über 20'000 t Stickstoff (–48%). Dadurch reduzieren sich die Kosten für Dün-

gemittelimporte um rund 33 Mio. CHF pro Jahr. In der Sensitivitätsanalyse variieren die Einspa-

rungen zwischen 17 und 50 Mio. CHF jährlich.

171

9.3 Fazit zur ökonomischen Bewertung

In der Gesamtbeurteilung aus ökonomischer Sicht zeigen die Szenarien 2 und 3 überwiegend

positive Veränderungen im Vergleich zum Status Quo (Tabelle 28). Besonders ausgeprägt sind

die Auswirkungen in Szenario 3: Die starke Zunahme der energetischen Verwertung führt zu

einer deutlichen Steigerung des Ertrags aus dem Verkauf von Strom und Wärme. Zudem sind

damit bedeutende Investitionen in Neuanlagen verbunden und die Wertschöpfung in den Regi-

onen wird im Vergleich zur Strom- und Wärmeerzeugung aus Erdgas erhöht.

Aus gesamtwirtschaftlicher Sicht sind in allen Szenarien positive Effekte durch die Investitionen

in Neuanlagen auszumachen. Demgegenüber sind jedoch auch Schliessungen von bestehenden

Anlagen zu beachten: Während bei einer verstärkten stofflichen Verwertung (Szenario 1) vor

allem Biogasanlagen davon betroffen sind, sinkt im Energie-Szenario 3 die Zahl der Kompostie-

rungsanlagen deutlich auf rund einen Viertel des heutigen Bestandes.

Indikatoren Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3

Unternehmungen Ertrag aus Endprodukten − − + Entsorgungskosten für Endprodukte + + + Arbeitsmarkt Anzahl Beschäftigte − + + Gesamtwirtschaft Investitionen in Neuanlagen + + + Volkswirtschaftliche Wertschöpfung in den Regionen − + + Flexibilität Unabhängigkeit von einzelnen Biomassefraktionen − − − Reaktionsfähigkeit auf Schwankungen im Biomasseangebot − − − Inputfaktoren Tierhaltung und Pflanzenbau Importe Futtermittel + ≈ − Importe Düngemittel (Phosphor, Stickstoff) ≈ + +

Tabelle 28: Beurteilung der Szenarien im Vergleich zum Status Quo (+ = positiv, ≈ = stabil,

– = negativ)

Bezüglich Flexibilität schneiden alle Szenarien im Vergleich mit dem Status Quo insgesamt etwas

schlechter ab, weil weniger Biomasse in die Kehrichtverbrennungsanlagen gelangt. Diese

schneiden im Vergleich zu den anderen Verwertungsanlagen sowohl bezüglich Unabhängigkeit

von Biomassefraktionen als auch der Reaktion auf Schwankungen im Biomasseangebot sehr gut

ab.

172

Die Kosten für den Import von Futter- und Düngemittel werden in den ersten beiden Szenarien

insgesamt reduziert. Mit einer deutlichen Zunahme der energetischen Nutzung (Szenario 3) er-

höht sich der Bedarf an Futtermittelimporten. Mit den aktuellen Preisen übersteigen die damit

verbundenen Kosten die Einsparungen bei den Düngemitteln deutlich. Angesichts der zu erwar-

tenden Preissteigerungen bei Düngemitteln wird jedoch die Rückführung der Nährstoffe zu-

nehmend auch aus ökonomischer Sicht an Bedeutung gewinnen.

Aus Sicht der öffentlichen Hand sind die grössten Auswirkungen ebenfalls in Szenario 3 zu er-

warten. Mit dem Bau und Betrieb einer grossen Zahl von Verwertungsanlagen steigt der Voll-

zugsaufwand. Davon sind in erster Linie die Kantone als zuständige Bewilligungs- und Kontroll-

behörden betroffen. Positiv zu beurteilen sind hingegen erhöhte Steuereinnahmen.

Für den Bund von Bedeutung sind die finanziellen Auswirkungen von Instrumenten, die Anreize

für Entwicklungen in die Richtung eines bestimmten Szenarios setzen. Soll beispielsweise die

Energieproduktion im Sinne von Szenario 3 erhöht werden, sind entsprechende Fördermittel

notwendig. Mit welchen Instrumenten die Biomasseströme umgelenkt und welche Anreize für

bestimmte Verwertungsarten gesetzt werden könnten, wurde im Rahmen der vorliegenden Un-

tersuchung jedoch nicht betrachtet. Diese Fragestellungen sind bei Bedarf in weiterführenden

Untersuchungen zu beantworten.

Die Sensitivitätsanalysen zum Einfluss der unterstellten Preise und Kosten ändern grundsätzlich

nichts an der Richtung der Effekte und an der prozentualen Veränderung bei den einzelnen In-

dikatoren im Vergleich zum Referenzszenario. Die absoluten Effekte verändern sich jedoch paral-

lel zu den unterstellten Annahmen: eine Erhöhung der Düngemittelpreise um 50% führt bei-

spielsweise zu einem Anstieg oder einer Reduktion der Gesamtausgaben für Düngemittelimpor-

te um 50%.

173

10 Synthese

10.1 Beurteilung der Szenarien

Der Überblick der Resultate der ökologischen und ökonomischen Beurteilung (Tabelle 29) zeigt,

in welchen Bereichen die verschiedenen Szenarien positive oder negative Auswirkungen haben.

Keines der Szenarien ist gegenüber dem Status Quo generell besser oder schlechter. Die Ge-

samtbeurteilung der Szenarien ist von der Gewichtung der einzelnen Indikatoren abhängig.

Indikatoren Szenario 1

Stoffliche

Verwertung

Szenario 2

Lokale

Kreisläufe

Szenario 3

Energetische

Verwertung

Ökologische Einzelindikatoren Kumulierter Energieaufwand ≈ + + Treibhauspotenzial − + + Versauerungspotenzial ≈ − − Überdüngungspotenzial + + + Photochemisches Ozonbildungspotenzial ≈ − −

Aggregierter Umweltindikator Öko

log

isch

e B

ewer

tun

g

Umweltbelastungspunkte ≈ ≈ − Unternehmungen Ertrag aus Endprodukten − − + Entsorgungskosten für Endprodukte + + +

Arbeitsmarkt Anzahl Beschäftigte − + +

Gesamtwirtschaft Investitionen in Neuanlagen + + + Volkswirtschaftliche Wertschöpfung in den Regionen − + +

Flexibilität Unabhängigkeit von einzelnen Biomassefraktionen − − − Reaktionsfähigkeit auf Schwankungen im Biomasseangebot − − −

Inputfaktoren Tierhaltung und Pflanzenbau Importe Futtermittel + ≈ −

Öko

no

mis

che

Beu

rtei

lun

g

Importe Düngemittel ≈ + +

Tabelle 29: Beurteilung der Szenarien anhand ökologischer und ökonomischer Indikatoren

174

In der nachfolgenden zusammenfassenden Beurteilung der einzelnen Szenarien werden die po-

sitiven und negativen Aspekte hervorgehoben. Die positiven Beurteilungen zeigen auf, welche

Ziele mit Strategien im Sinne der drei untersuchten Szenarien erreicht werden können. Demge-

genüber weisen die negativen Beurteilungen darauf hin, welche Aspekte besonders aufmerksam

und kritisch zu betrachten sind.

Szenario 1: Stoffliche Verwertung

Grösste Veränderungen: In Szenario 1 werden sämtliche bisher verbrannten Abfälle verfüttert

oder in geringem Ausmass vergärt. Dies hat Auswirkungen auf den Import von Tierfutter: Im

Vergleich zum Status Quo muss weniger Tierfutter importiert werden (minus 28%). Als Folge

der Umlenkung der Biomasse aus der Verbrennung in andere Verwertungsprozesse werden

39% weniger Elektrizität und 37% weniger Wärme produziert.

Ökologie: Bei einer verstärkten stofflichen Nutzung zeigt die ökologische Bewertung insgesamt

geringe Veränderungen gegenüber dem Status Quo. Negativ zu beurteilen ist der Ausstoss von

Treibhausgasen, der sich durch die Umlagerung von der Vergärung in die Kompostierung beina-

he verdoppelt. Gemessen an den Gesamtemissionen der Schweiz entspricht dieser Anstieg je-

doch nur rund 0.5 Promille. Positiv ist die Reduktion des Überdüngungspotenzials.

Ökonomie: Aus ökonomischer Sicht ist die verstärkte stoffliche Nutzung der Biomasse insgesamt

eher negativ zu beurteilen. Durch die Reduktion der Energieproduktion sinken die Erträge, die

Beschäftigung und die Wertschöpfung in den Regionen. Positiv ist hingegen der verringerte Be-

darf an Tierfutterimporten und die damit verbundene Kosteneinsparung.

Fazit: Die Resultate weisen darauf hin, dass sich eine explizite Förderung der stofflichen Verwer-

tung nicht begründen lässt. Falls die Entwicklung in diese Richtung gehen würde, was nicht zu

erwarten ist, wäre dies nicht besorgniserregend.

Szenario 2: Schliessung lokaler Kreisläufe

Grösste Veränderungen: In Szenario 2 werden die bisher verbrannten Abfälle vergärt. Dies führt

zu einer etwas geringeren Energieproduktion und zu Auswirkungen auf Ebene der Nährstoffe –

sie gelangen über das Gärgut vermehrt in den Pflanzenbau zurück. Es muss weniger Phosphor

und Stickstoff, sowie etwas weniger Futtermittel importiert werden.

Ökologie: In diesem Szenario mit Fokus auf der Schliessung lokaler Kreisläufe muss aufgrund der

vermehrten Kompostproduktion etwas weniger konventioneller Dünger hergestellt oder impor-

tiert werden, dies ist positiv zu beurteilen. Die Erhöhung der Biogasproduktion wirkt sich sowohl

bezüglich Substitution fossiler Energie wie auch Treibhauseffekt positiv aus. Demgegenüber

steigen das Versauerungspotenzial sowie die Ozonbildung aufgrund einer verstärkten Nutzung

der Biomasse in Kompostierungs- und Biogasanlagen.

175

Ökonomie: Die Energieproduktion wird in Szenario 2 insgesamt etwas reduziert, der Rückgang

bei den Kehrichtverbrennungsanlagen wird durch die Steigerung bei den Biogasanlagen nicht

wettgemacht. Dadurch reduziert sich der Ertrag aus dem Verkauf der Energie. In Bezug auf die

Beschäftigung und die lokale Wertschöpfung sind durch den Ausbau der Verwertung in Biogas-

anlagen positive Effekte zu erwarten. Der verringerte Import von konventionellem Dünger ist

auch aus ökonomischer Sicht positiv, weil dadurch Kosten eingespart werden können.

Fazit: Dieses Szenario schneidet insgesamt besser ab als Szenario 1, sowohl aus ökologischer als

auch ökonomischer Sicht. Die Veränderungen gegenüber dem Referenzszenario sind tendenziell

positiv. Nur unter der Annahme, dass die verminderte Energieproduktion durch einheimische

Energie (z.B. Wasserkraft) substituiert würde, führt Szenario 2 zu einer geringeren Abhängigkeit

von Importen. Die Umlenkung von Biomasse von der Verbrennung in die Vergärung und Kom-

postierung entspricht somit weitgehend den Zielen der Biomassestrategie Schweiz.

Szenario 3: Energetische Verwertung

Grösste Veränderungen: In Szenario 3 wird massiv mehr Tierfutter importiert als heute (plus

53%). Die Reste aus der Lebensmittelindustrie sowie der Hofdünger werden vermehrt energe-

tisch (Vergärung) genutzt, ein Szenario, das mit der Verschärfung der VTNP im Jahr 2011 ein-

treffen könnte. Bezüglich Phosphor- und Stickstoffrückführung schneidet dieses Szenario am

besten ab, da viel Gärgut anfällt. Auf Ebene der Energieproduktion ist eine enorme Zunahme

sowohl der elektrischen als auch der thermischen Energie festzustellen.

Ökologie: Bei Szenario 3 ergeben sich stark positive Effekte bezüglich energierelevanter Indika-

toren wie Schonung fossiler Ressourcen und Treibhauseffekt. Werden jedoch die lokalen Effekte

höher gewichtet, als bei der Bewertung mit Umweltbelastungspunkten, dann ergibt sich ein

negativer Gesamteffekt. Zudem stehen sich aus globaler Perspektive positive Auswirkungen

durch die Reduktion von Treibhausgasemissionen und des Verbrauchs von fossilen Energien

möglichen negativen Auswirkungen beim Anbau von Futtermitteln gegenüber.

Ökonomie: Aus gesamtwirtschaftlicher Sicht sind die hohen Investitionen und die Steigerung der

regionalen Wertschöpfung in Szenario 3 positiv zu beurteilen. Aus der Sicht der Unternehmen

stellt sich jedoch die Frage, ob und unter welchen Bedingungen die Energieproduktion wirt-

schaftlich ist. Der Ertrag aus dem Verkauf von Strom und Wärme kann zwar deutlich erhöht

werden, demgegenüber sind die Investitionen mit hohen Kapitalkosten verbunden. Mit den heu-

tigen Marktpreisen für (Öko-)Strom können diese Kosten nicht gedeckt werden. Ein Ausbau der

staatlichen Förderung von erneuerbaren Energien (zum Beispiel eine Kostendeckende Einspeise-

vergütung (KEV)) ist Bedingung dafür, dass dieses Szenario Realität werden könnte.

Fazit: Die starke Steigerung der Futtermittelimporte ist kritisch zu beurteilen. Je nachdem fallen

im Ausland wertvolle Ökosysteme dem vermehrten Anbau von Futtermitteln zum Opfer. Die

176

Nachfragesteigerung für Futtermittel auf dem Weltmarkt darf nicht zu mehr Abholzung führen.

Szenario 3 führt aber zu mehr Unabhängigkeit vom Erdöl und Erdgas im Energiebereich und im

Bereich der Düngemittel. Die CO2-Emissionen werden stark reduziert, dies hilft dem Klima-

schutz. Die Verbrennung und Vergärung hochwertiger tierischer Nebenprodukte bedeutet die

Vernichtung von wertvollen Proteinen etc. – aus globaler, ethischer Sicht ist dies fragwürdig. Es

empfiehlt sich die Prüfung von (ökologischen und sozialen) Kriterien für den Import von Futter-

mitteln.

Generelle Aspekte

Bei der ökologischen Bewertung ist die Gesamtbeurteilung davon abhängig, ob der lokalen oder

der globalen Perspektive mehr Gewicht beigemessen wird. Werden beispielsweise bei der Ge-

samtbeurteilung in Szenario 3 von den Bewertungskriterien nur die global wirksamen Kriterien

wie Treibhausgasemissionen und Verbrauch fossiler Energien betrachtet und den lokalen und

regionalen Effekten wie Ozonbildung, Überdüngung und Versauerung weniger Bedeutung bei-

gemessen, zeigt sich eine klare Bevorzugung des Szenario 3 gegenüber dem Status Quo – dies

im Widerspruch zur jetzigen Aussage.

Die Auswirkungen auf die öffentliche Hand sind davon abhängig, welche Massnahmen zur Len-

kung der Biomasse ergriffen werden. Die vorliegende Untersuchung konzentriert sich jedoch auf

die Auswirkungen von unterschiedlichen Szenarien bezüglich der Stoffströme bei gegebenen

politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen. Bei einem starken Ausbau der energetischen

Verwertung wie in Szenario 3 ist mit einem erhöhten Aufwand für den Vollzug der bestehenden

Vorgaben – insbesondere auf kantonaler Ebene – zu rechnen. Demgegenüber führt die Erhö-

hung der Energieproduktion zu zusätzlichen Steuereinnahmen.

Nicht berücksichtigt wurden in dieser Studie die gesellschaftlichen Aspekte. Erhebliche Verände-

rungen bei den Arbeitsstellen im ländlichen Raum können problematisch sein. Zudem ist bei

neuen Anlagen (z.B. die zahlreichen neuen Biogasanlagen in Szenario 3) mit zunehmenden Kon-

flikten zu rechnen. Wichtig für die Akzeptanz von Verwertungsanlagen ist die Wahl von geeig-

neten Standorten. Dies kann über die Raumplanung geregelt werden, zum Beispiel über ein

übergeordnetes räumliches Konzept für die Nutzung erneuerbarer Energien.

In allen Szenarien wird die in KVA verwertete Biomasse um mehr als die Hälfte reduziert. Dies

führt zu einer eingeschränkten Flexibilität sowohl bezüglich qualitativen als auch mengenmässi-

gen Schwankungen der Biomasse. Diese Nachteile können jedoch mit einer für die einzelnen

Betriebe optimierten und zwischen den verschiedenen Anlagenbetreibern koordinierten Logistik

wettgemacht werden.

Es ist fragwürdig, möglichst viel Phosphor in den Pflanzenbau zu führen, wenn als Folge davon

zusätzlich grosse Mengen Futtermittel importiert werden müssen. Allerdings könnten die Phos-

177

phorverluste in Verbrennungsprozessen und den ARA minimiert werden, ohne dass dafür als

Folge mehr Futtermittel importiert werden müssen. Es handelt sich dabei vor allem um den

Phosphor im deponierten, ausgefaulten Klärschlamm und die Verluste in der Verbrennung von

feuchter Biomasse, wiederum schwergewichtig im verbrannten Klärschlamm sowie dem Keh-

richt. Eine Rückgewinnung ist technisch möglich aber sehr aufwändig.

Die Vergärung und Verbrennung von Biomasse ist allgemein ein intensiver Prozess mit erhebli-

chen wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen. Jene können stark positiv (Klimaschutz,

Wertschöpfung, Energiesicherheit) aber auch negativ (Nährstoffüberschuss, Luftbelastung) sein.

Es bestehen aber technische und gesetzliche Instrumente (wie z.B. Emissionsgrenzwerte) zur

Minimierung der negativen Auswirkungen.

Im Rahmen dieser Studie wurden vor allem die Veränderungen in der Verwertung von Biomasse

betrachtet. Tiefgreifende Auswirkungen sind bei Eingriffen auf der Produktionsseite und beim

Konsum zu erwarten. Würde zum Beispiel der Konsum von Fleisch eingeschränkt bzw. die Tier-

haltung verringert, sind ökologisch und ökonomisch grössere Auswirkungen zu erwarten. Aller-

dings sind Veränderungen auf der Produktions- und Konsumseite politisch schwieriger durchzu-

setzen als eine optimale Verwertung der Reststoffe sicherzustellen.

10.2 Qualität der Resultate

Die hier vorliegende ökologische und ökonomische Beurteilung zeigt Tendenzen und Grössen-

ordnungen auf. Der methodische Ansatz ist als pragmatisch zu bezeichnen, die Ressourcen er-

laubten keine detaillierte Betrachtung aller Prozesse und Auswirkungen. Eine umfassende und

vertiefte Ökobilanz oder VOBU in der gesamten thematischen Breite würde erheblichen Auf-

wand bedeuten, nicht zuletzt, weil entscheidende Datengrundlagen zuerst aufwändig generiert

werden müssten.

Das BAFU verfügt nun über ein Modell, mit dem eine fachlich versierte Person mit entsprechen-

den Kenntnissen der Software Auswirkungen von Eingriffen ins System der Biomasse-Stoffflüsse

abschätzen kann. Die wichtigen Stellschrauben sind definiert und können jederzeit angepasst

werden, die periodische Aktualisierung der Daten ist mit vertretbarem Aufwand möglich.

Das vorliegende Modell und die Bewertungsmethoden sind ein Versuch, innert nützlicher Frist

einen umfassenden und kompletten Überblick der Biomasseflüsse zu erhalten, ohne alle Prozes-

se und Flüsse im Detail aufzuschlüsseln. Die Prozesse in der Verwertung der Biomasse bilden die

relevanten Bereiche grösstenteils ab. Im Moment erlaubt das Modell aber auf Seite der (land-

wirtschaftlichen) Produktion der Biomasse noch keine aussagekräftigen Modellierungen. Das

178

Modell ist allerdings so konzipiert, dass es einfach erweiterbar ist. Somit können in Zukunft ei-

nerseits vertieftere Abklärungen zu bereits untersuchten Prozessen und Stoffflüssen gemacht

und andererseits das Modell z.B. um die holzartige Biomasse erweitert werden.

Die Resultate dieser Studie sind als Momentaufnahme zu verstehen, mit den Szenarien wird ein

Blick in die Zukunft gewagt. Sogenannte globale Wildcards, wie zum Beispiel Dürreperioden im

2003, die Tortillakrise im 2008, sehr volatile Erdölpreise 2007-2008 oder die Finanzkrise 2008-

2009, um einige der aktuelleren zu nennen, haben sehr grossen Einfluss auf die Stoffflüsse. Sie

verändern den Wert der Ressourcen, die globalisierte Wirtschaft reagiert unverzüglich mit einer

neuen Allokation der Ressourcen.

10.3 Empfehlungen

Die Modellierung und Beurteilung der Szenarien weist auf mögliche Entwicklungen bei zukünf-

tigen Veränderungen in der Verwertung von feuchter Biomasse hin. Daraus abgeleitet werden

Trends und Themenfelder dargestellt, die aufmerksam zu beobachten sind, damit gemäss den

Zielen der Biomassestrategie unerwünschte Entwicklungen frühzeitig erkannt werden.

Mit der hier vorliegenden Modellierung und Beurteilung der Szenarien kann nur ein Ausschnitt

der vielfältigen Zusammenhänge und Auswirkungen des Biomasse- und Nährstoffmanagements

dargestellt werden. Mit dem Anspruch einer möglichst umfassenden Betrachtung wurde zudem

auf detaillierte Analysen einzelner Effekte verzichtet. Mögliche weiterführende Fragestellungen

und Weiterentwicklungen des Modells werden nachfolgend aufgezeigt.

10.3.1 Fokus auf Trends

In den aktuellen Marktentwicklungen sind mehrere Trends zu beobachten, die den Bestrebun-

gen des BAFU, eine ökologisch optimale Verwertung von Biomasse sicherzustellen, in Frage stel-

len. In einigen Fällen kann der Gesetzgeber nicht direkt in die Prozesse eingreifen, aber allenfalls

andere Akteure mit Informationen und Anreizen zu einem Umdenken bewegen. Aus den Analy-

sen der gesetzlichen Grundlagen und des Marktumfeldes sowie der Modellierung und Beurtei-

lung von drei ausgewählten Szenarien werden die folgenden zentralen Themenfelder identifi-

ziert (Reihenfolge ohne Aussage zu Relevanz):

Verschärfung der VTNP: Die Verfütterung von nährstoff- und proteinreicher Biomasse an

Nutztiere wird mit der Änderung der Verordnung über die Entsorgung von tierischen Nebenpro-

dukten (VTNP) eingeschränkt. Damit sind die folgenden zwei Risiken verbunden: dass tierische

179

Nebenprodukte nicht sachgerecht (energetisch) verwertet werden und dass die importierten

Futtermittel zur Zerstörung von wertvollen Ökosystemen beitragen (z.B. Sojaanbau im Amazo-

nasgebiet).

Es ist zu erwarten, dass vor allem Akteure, die heute schon in der Verwertung und der Logistik

der tierischen Nebenprodukte tätig sind, die energetische Nutzung der Reststoffe anstreben. Als

Option bietet sich die Verwertung in ARA an, allerdings verbunden mit dem bekannten Problem

der Nährstoffverluste. Eine unsachgerechte Verwertung der Abfälle in nicht speziell ausgerüste-

ten Biogasanlagen (Hygienisierung) ist zu verhindern. Die Lebensmittelindustrie wird versuchen,

die tierischen Abfälle konsequenter von den pflanzlichen Reststoffen zu trennen. Letztere kön-

nen weiter an Tierhalter verkauft werden, erstere müssen kostenpflichtig entsorgt werden. Eine

solche Trennung ist auch aus ökologischer Sicht anzustreben. Insgesamt werden jedoch weniger

Nährstoffe (insbesondere Proteine) in die Tierhaltung gelangen. Wir empfehlen die Prüfung öko-

logischer und sozialer Standards für den stark ansteigenden Import von Futtermitteln.

Co-Vergärung in Faultürmen: Nährstoffreiche, nicht kontaminierte Nahrungsmittelabfälle

werden vermehrt in Faultürmen von Abfallreinigungsanlagen vergärt, mit den kostendeckenden

Einspeisevergütungen für Strom aus erneuerbaren Energien wird dieser Trend weiter verstärkt.

Die Nährstoffe werden deponiert oder evt. künftig aufwändig zurück gewonnen (Phosphor). Die

vermehrte Verwertung von Co-Substraten in ARA ist zudem volkswirtschaftlich fragwürdig, da

zusätzliche Mengen Klärschlamm aufwändig getrocknet und verbrannt werden müssen. Es be-

stehen Marktverzerrungen, da Kosten über Abwassergebühren abgewälzt werden können. Wir

empfehlen die Erstellung einer energetischen, ökologischen und wirtschaftlichen Gesamtbilanz

für die Auslastung von Faultürmen durch die Vergärung von jenen Co-Substraten, die auch in

Biogasanlagen verwertet werden könnten.

Trend zu energetischen Verwertungen: Durch die Endlichkeit der fossilen Energieträger, die

Anstrengungen im Klimaschutz oder die Verschärfung der VTNP wird das Szenario 3 teilweise

Realität werden. Wir empfehlen deshalb, der Qualitätssicherung im Bereich energetische Ver-

wertungen von Biomasse ämterübergreifend erhöhte Aufmerksamkeit zukommen zu lassen.

Zudem wäre eine ebenfalls ämterübergreifende räumliche Koordination der Anlagen auf natio-

naler oder zumindest regionaler Ebene vorteilhaft.

Dezentrale Biogasanlagen: Kleine, professionell betriebene Biogasanlagen können ökologisch

Vorteile aufweisen. Zudem liesse sich das grosse noch ungenutzte Potenzial der Hofdünger nut-

zen. In kleinen Anlagen werden die Rohstoffe kleinräumig eingesammelt und wieder ausge-

bracht, der Eingriff in die Landschaft ist kleiner. Bedingung sind aber professionelle Planung und

Betrieb, was bei kleinen Projekten oft schwieriger ist als in Vorhaben industriellen Massstabs.

Zentrale Kraftwerke haben oft Vorteile im Bereich der Flexibilität – das Gas kann aufbereitet und

eingespiesen, die Nährstoffe separiert werden. Ein integrierter Vergleich dezentraler und zentra-

180

ler Anlagen würde helfen, einen strategischen Entscheid des Bundes zu fällen und begründen.

Je nach Resultat eines umfassenden Vergleichs könnte auch keine klare Bevorzugung dezentra-

ler oder zentraler Anlagen resultieren, sondern Leitlinien, unter welchen Bedingungen grössere

oder kleinere Anlagen zu bevorzugen sind.

Regionale Nährstoffüberschüsse: Die Vergärung von grossen Mengen Co-Substraten in

landwirtschaftlichen Biogasanlagen führt in Regionen mit grossem Nutztierbestand zu Nähr-

stoffüberschüssen; unsachgemässe Entsorgungen von Gärgut kommen vor. In grossen Anlagen

besteht die Möglichkeit, die Nährstoffe aufzubereiten und in Regionen mit einem geringeren

Tierbestand auszubringen. Da heute trotz regionalen Überschüssen grosse Mengen Nährstoffe

importiert werden, lohnt sich eine gesamtwirtschaftliche und energetische Betrachtung der

Nährstoffaufbereitung.

Getrenntsammlung Kehricht: Die Getrenntsammlung von Kehricht wird vor allem in grösse-

ren Städten noch nicht durchgeführt. Grosse Mengen feuchter Biomasse werden verbrannt. Das

Verbrennen von feuchten Rohstoffen weist eine geringe Energieeffizienz auf. Es ist zudem keine

Nährstoffrückführung in Form von aufbereitetem Gärgut in die Landwirtschaft möglich. In den

nächsten Jahren stehen wichtige Entscheide an, wie und wo die KVA erneuert, vergrössert bzw.

aufgehoben werden sollen. Dies könnte zum Anlass genommen werden, sich vertieft mit der

Thematik der Separatsammlung bzw. Vergärung der Speisereste aus Haushalten zu befassen.

Biotreibstoffe: Im Ausland sind nach wie vor Entwicklungen zu beobachten, die dem Credo

Teller-Trog-Tank widersprechen. In der Schweiz sind vorerst keine negativen Entwicklungen ab-

sehbar, weil die Schweiz verbindliche strenge ökologische und soziale Kriterien für die Steuerer-

leichterung von biogenen Treibstoffen festgelegt hat. Insbesondere dürfen die Erhaltung der

Regenwälder und der biologischen Vielfalt nicht gefährdet werden.

Dennoch existieren keine Kriterien bezüglich Konkurrenz der Importe zur Nahrungsmittelpro-

duktion in Ländern mit Nettonahrungsimporten. Es wird eine Mehrbelastung der Umwelt bis zu

25 Prozent in Kauf genommen und indirekte ökologische und soziale Auswirkungen können

nicht vollständig berücksichtigt werden. Die Frage, ob die Biomasse aus gentechnisch veränder-

ten Organismen stammt, wird in der Treibstoffökobilanz-Verordnung ebenfalls nicht geregelt.

Wir empfehlen, die Entwicklungen insbesondere beim Import von Rohstoffen aus tropischen

Gebieten genau zu beobachten, wie oben erwähnt auch im Bereich der Futtermittel. In tropi-

schen Klimazonen lohnt sich der Anbau von schnell wachsenden Organismen am ehesten und

die Biodiversität ist oft sehr hoch.

Kaskadennutzung Holz: Obwohl in dieser Studie nur am Rande behandelt, ist auf die Tendenz

zur direkten Verbrennung von naturbelassenem Holz (Waldholz, Restholz aus der Holzindustrie)

hinzuweisen. Sie steht im Widerspruch zum vom BAFU formulierten Prinzip der Kaskadennut-

zung (Wald – Wohnen – Wärme). Um der steigenden Nachfrage nach Holz Rechnung zu tragen,

181

werden mehrere Optionen geprüft: Vollbaumnutzung (inkl. Auswirkungen auf Nährstoffhaus-

halt), Intensivierung der Nutzung im Wald allgemein, Mobilisierung von Holz aus dem Privatwald

oder die Nutzung und Mobilisierung von Energieholz ausserhalb des Waldes, insbesondere von

Grenzertragsflächen (bei gleichzeitigem Erhalt der landwirtschaftlichen Nutzflächen).

Erstmals weisen nun Umweltorganisationen auf eine drohende Übernutzung der Wälder hin,

was aber angesichts der Waldgesetzgebung unwahrscheinlich scheint. Die Auswirkungen der

Mehrnutzung (u.a. auch von Ästen und Laub) auf die Biodiversität und Bodenfruchtbarkeit sind

aber heute ungenügend erforscht. Zudem steht die Mehrnutzung im Widerspruch zur Senken-

funktion des Waldes (Kyoto-Protokoll), falls das verbaute Holz nicht als Senke angerechnet wer-

den kann.

Eine Erweiterung des Modells auf die holzartige Biomasse würde eine Übersicht der fortschrei-

tenden Entwicklung erlauben (siehe folgendes Kapitel).

Ascherückführung: Die Ascherückführung in den Wald sollte zum Thema werden: Werden

grosse Mengen naturbelassenes Holz direkt verbrannt, kann die Rostasche auf belastete (versau-

erte) Standorte im Wald ausgebracht werden. Die Holzasche-Ausbringung entspricht einer Kal-

kung und bewirkt eine Erhöhung der Basenbelegung im Boden. Um die Schwermetallfracht von

Holzaschen in den Boden zu begrenzen, sind strikte Qualitätskontrollen und Mengenbeschrän-

kungen notwendig. In diesem Zusammenhang ist kritisch zu bewerten, dass grosse Holzheiz-

kraftwerke meist Altholz und naturbelassenes Holz gemeinsam verwerten, was eine Holzasche-

rückbringung verunmöglicht, da die Rostasche zu belastet ist.

10.3.2 Vertiefung der vorliegenden Studie

Die vorliegende Studie liefert einen Überblick über die Stoffflüsse der feuchten Biomasse in der

Schweiz und weist auf ökologische und ökonomische Auswirkungen hin, die bei zukünftigen

Entwicklungen aufmerksam zu verfolgen sind. Wir empfehlen dem Auftraggeber, die vorliegen-

de Studie nach Bedarf mit vertieften Analysen zu einzelnen Fragestellungen zu ergänzen. Mit

einer Ausweitung und Detaillierung des Modells liegen bessere Daten vor, um strategische Fra-

gen zur optimalen Verwertung von Biomasse zu beantworten, wie:

• Soll für die energetische Verwertung eher das Potenzial in der Landwirtschaft oder das Po-tenzial in den Abfällen genutzt werden oder beides?

• Soll der Staat eher in Richtung zentraler oder dezentraler Konzepte lenken?

• Will man bewusst auf Gaseinspeisung setzen und die Wärmekraftkoppelung eher reduzie-ren?

• Ist die Energieproduktion wichtig genug, um entscheidende Veränderungen in Kauf zu nehmen?

182

Basierend auf den Erkenntnissen der vorliegenden Studie und im Kontext von aktuellen Entwick-

lungen werden prioritär die folgenden drei weiterführenden Untersuchungen vorgeschlagen:

• Aktualisierung des Stoffflussmodells mit Daten aus dem Jahre 2008 (evt. 2009): Eine Aktua-

lisierung ist sinnvoll, da seit 2006 grosse Veränderungen geschahen. Die Bioethanolproduk-

tion ist komplett weggefallen, Biogas wird vermehrt aufbereitet und eingespiesen, die Co-

Vergärung in ARA nimmt zu, Ausnahmen für die Verwendung von Klärschlamm als Dünger

sind nicht mehr zulässig , viele neue grössere Biogasanlagen sind in Betrieb, der Altholzhan-

del hat sich stark verändert (Weltwirtschaft), grosse Holzkraftwerke wurden gebaut oder

sind in Planung etc. Alle diese Veränderungen könnten das aktuelle Bild im Vergleich zu

2006 beträchtlich verändern.

• Integration der holzartigen Biomasse: Dies macht Sinn, weil gerade im Bereich Holz vermehrt

Nutzungskonflikte auftauchen. Die Auswirkungen der oft wenig bekannten Nutzungen (z.B.

sehr volatiler Export von Altholz ins Ausland) und Doppelnutzungen (stofflich, energetisch)

sind noch nicht im Detail bekannt. Zudem sollte untersucht werden, welche Auswirkungen

die Holzascherückführung in den Wald aufweist und was die damit verbundenen Chancen

und Risiken sind. Insbesondere muss das Wissen über die Nährstoffflüsse und -bilanzen im

Waldboden verbessert werden. Die relevanten Faktoren und Zusammenhänge müssen be-

kannt sein, damit eine Modellierung erfolgen kann.

• Einfluss der rechtlichen Rahmenbedingungen und politischen Instrumente auf die Lenkung

der Biomasseflüsse: Ausgehend von der Analyse der Biomassesflüsse und der Auswirkungen

verschiedener Szenarien stellen sich weiterführende Fragestellungen zu den Handlungsmög-

lichkeiten des Gesetzgebers: Mit welchen Instrumenten können die Biomasseströme umge-

lenkt werden, welche Anreize sollten für bestimmte Verwertungsarten gesetzt werden?

Welche Instrumente bestehen bereits, wie sind diese zu beurteilen? Welche Wechselwirkun-

gen bestehen zwischen verschiedenen Politikbereichen? Braucht es Änderungen der rechtli-

chen Rahmenbedingungen?

Weitere Ausweitungen des Modells oder detaillierte Analysen zu Teilaspekten sind in Abhängig-

keit der aktuellen Fragestellungen und Schwerpunkte des BAFU in Betracht zu ziehen:

• Erweiterung bzw. Detaillierung des Modells auf der Produktionsebene: Ein Ausbau der Pro-

zesse Pflanzenbau, Tierhaltung und des Anbaus von Holz (Wald, Landschaft) erlaubt, weitere

Szenarien zu berechnen, die weitaus grössere wirtschaftliche und ökologische Auswirkun-

gen haben würden.

• Regionalisierung der Resultate: In einigen Fällen könnten die Stoffflüsse regional aufge-

schlüsselt werden (die Datensätze wären entsprechend zu erweitern). Dies macht z.B. Sinn

im Bereich des Hofdüngers (wohin fliesst die Biomasse aus Gebieten mit Nährstoffüber-

schuss?), der Forstwirtschaft (Integration der Daten aus LFI3, Abstimmung mit Holzmarkt-

183

modell BFE, Analyse der Stoffflüsse im Bereich Energieholz, Potenzial Ascherückführung) o-

der der Reste aus der Lebensmittelindustrie.

• Konsequenterweise würde parallel zur Regionalisierung der Studie das noch verbleibende

Biomassepotenzial in einer ämterübergreifenden Studie räumlich differenziert ermittelt, um

unerwünschte Entwicklungen frühzeitig zu erkennen und zu verhindern. Wo könnten wel-

che Anlagen stehen? Mögliche Beurteilungskriterien für Standorte: Aufkommen Biomasse,

Effizienz in Transport und Logistik, Abnahme Endprodukte (Wärme!), gesellschaftliche Ak-

zeptanz (Abstand zu Wohngebieten), Raumplanung. Es sind keine aktuellen Grundlagen

vorhanden, die den Bewilligungsbehörden auf kantonaler und kommunaler Ebene als Richt-

linien dienen können.

• Die bisherigen Beurteilungen basieren auf der mittleren Zusammensetzung der Biomasse-

flüsse im Status Quo. Die Berücksichtigung der sehr unterschiedlichen und variablen Zu-

sammensetzung der Biomasseflüsse würde insbesondere bei der ökologischen Bewertung

differenziertere Aussagen ermöglichen.

• Für umfassende Nachhaltigkeitsbeurteilungen sollte die Integration von gesellschaftlichen

Aspekten geprüft werden. Als Grundlage für eine Ergänzung mit zusätzlichen Kriterien kann

die Vorstudie für eine Methode zur Bewertung der Entsorgungs- und Nutzungsverfahren

von biogenen Abfällen und Hofdünger (BFE 2009b) herangezogen werden. Im Idealfall wird

die Beurteilungsmethode parallel zur Aktualisierung der Studie und Erweiterung des Modells

um die holzartige Biomasse ergänzt.

10.3.3 Untersuchung weiterer Szenarien

Neben den hier untersuchten drei Szenarien können mit dem vorliegenden Stoffflussmodell wei-

tere Veränderungen untersucht werden. Bei Eingriffen auf der Produktionsebene sind allenfalls

Erweiterungen des Modells und der Bewertungsmethodik notwendig. Eine vom BAFU formulier-

te Auswahl möglicher Szenarien wird nachfolgend diskutiert.

Szenario in Anlehnung an die "Umweltziele Landwirtschaft (UZL)"

Mit diesem Szenario soll der vom BAFU angestrebte Umweltzustand in der Landwirtschaft abge-

bildet werden. Als Grundlage dazu dienen die gemeinsam mit dem BLW publizierten UZL.

• Die UZL im Bereich Biodiversität und Landschaft könnten durch eine Reduktion der Produk-

tion im Pflanzenbau durch eine Erhöhung des Ökoflächenanteils und die Schaffung ausrei-

chender Gewässerräume im Sinne des Leitbilds Fliessgewässer erreicht werden.

• Die UZL im Bereich Klima und Luft verlangen eine Reduktion der Treibhausgas- und Ammo-

niakemissionen. Dies könnte zum Beispiel erreicht werden durch eine Reduktion der Tierhal-

184

tung, emissionsmindernde Düngetechniken (Reduktion des mineralischen Düngeranteils),

Aufbereitung der Hofdünger (unter Vorbehalt einer optimalen Prozesssteuerung), usw.

• Die Anforderungen an die Umweltziele für Wasser und Boden sind entweder technischer

Natur, logistischer Art (Rekonditionierung von Hofdüngern und Nährstoffen anderer Her-

kunft, so dass diese, unabhängig vom Ort ihres Anfalls, standortgerecht und ressourcen-

schonend eingesetzt werden können) oder sind in der Erhöhung des Ökoflächenanteils

(Verbreiterung der Pufferstreifen etc.) eingeschlossen.

Bemerkungen zum Szenario "UZL":

Ein Szenario, das sich an den "Umweltzielen Landwirtschaft" orientiert, könnte mit dem vorlie-

genden Modell berechnet werden. Es müssten allerdings folgende Anpassungen vorgenommen

werden:

• Die Prozesse Pflanzenbau und Tierhaltung müssten analog zu anderen Prozessen mit Subsys-

temen ergänzt werden. Dafür wäre eine Datenrecherche durchzuführen und ggf. einige An-

nahmen zu treffen. Eine Zusammenarbeit mit Vertretern der Landwirtschaft ist dabei zu

empfehlen (BLW, Forschungsanstalten).

• Es müsste definiert werden, welche Pflanzen in reduziertem Ausmass angebaut werden

(Nahrung, Futter, Pflanzenarten etc.). Dasselbe gilt für die Tierhaltung (Rinder, Schweine-

mast etc.)

• Es sollte vorgegeben werden oder im Laufe der Untersuchung gemeinsam mit dem Auftrag-

geber diskutiert werden, welcher Anteil über technische Massnahmen erreicht werden soll-

te.

• Für die Bewertung der ökologischen und ökonomischen Auswirkungen von Eingriffen auf

der Produktionsebene sind zusätzliche Kriterien zu berücksichtigen bzw. zusätzliche Daten-

grundlagen notwendig.

Szenario Optimale Ernährung und „souveraineté alimentaire“

Wie würden sich die Nährstoff- und Biomasseflüsse verändern, wenn unterstellt wird, dass sich

die Schweizer Bevölkerung optimal und gesund ernähren würde? Würde man sich bei der Er-

nährung auch darauf konzentrieren, einen möglichst kleinen „Fussabdruck“ zu hinterlassen und

das Prinzip der „souveraineté alimentaire“ berücksichtigen, könnte dies beispielsweise folgende

Konsequenzen haben:

• Reduktion des durchschnittlichen täglichen Kalorienbedarfs pro Person auf 2'000 kcal

• Fleisch-Konsum nur drei mal pro Woche

• Saisongerechte Gemüse und Früchte

• Umstieg auf Bioprodukte

185

• Allenfalls Anbau von Gemüse auf dem Balkon oder im Garten

Nach dem Prinzip der Ernährungssouveränität (Eigenverantwortlichkeit in der Ernährung) soll

Nahrung soweit wie möglich regional produziert und vermarktet werden. Erst wenn dies nicht

mehr in ausreichendem Masse möglich ist, muss importiert werden. Allenfalls könnte dieses

Szenario noch damit ergänzt werden, dass die Schweizer Bevölkerung bis 2020 um ca. 10%

zunehmen wird.

Bemerkungen zum Szenario "souveraineté alimentaire":

Dieses Szenario ist anspruchsvoll und eine entsprechende Untersuchung liefert Resultate, die

langfristig interessant sein könnten, wenn Rohstoffe auf dem Planeten knapp werden oder der

Klimaschutz weiter intensiviert werden soll. Es ist grundsätzlich möglich, mit wohl durchdachten

Annahmen Resultate mit dem vorliegenden Modell zu generieren. Zweifelhaft ist, ob sich ein

halbwegs dynamisches Modell realisieren lässt. Es würde wohl eher eine Momentaufnahme dar-

gestellt. Zudem wäre eine auf die Schweiz fokussierte Betrachtung unvollständig, das Prinzip der

„souveraineté alimentaire“ bedingt eine Aufweitung der Systemgrenzen über die Schweiz hin-

aus. Dies gilt insbesondere für die Beurteilung aus ökologischer, ökonomischer und gesellschaft-

licher Perspektive.

Szenario “Einbezug von Geldflüssen"

Eine Möglichkeit wäre, den Stoffströmen Geldflüsse zu hinterlegen. Es wäre interessant zu ana-

lysieren, wo die grossen Geldflüsse in den untersuchten Szenarien sind, unter Berücksichtigung

der politischen Instrumente (Direktzahlungen, Förderprogramme, Lenkungsabgaben, Verbote

etc.), welche zur Lenkung der gewünschten Biomasse- und Nährstoffflüsse eingesetzt würden.

Bemerkungen zum Szenario "Einbezug von Geldflüssen":

Der Einbezug eines weiteren Layers ist grundsätzlich möglich. Die vollständige Abbildung von

Geldflüssen wird jedoch als kaum machbar und für ein statisches Bilanzierungstool als wenig

sinnvoll erachtet. Es ist zudem zu bedenken, dass Geldflüsse stark von ständig ändernden

Marktpreisen abhängen und dadurch für die Aktualisierung der Resultate periodisch Marktre-

cherchen nötig wären. Anstelle einer umfassenden Hinterlegung aller Stoffflüsse mit Geldflüssen

wäre es interessant, die finanziellen Konsequenzen von rechtlichen Rahmenbedingungen zu

identifizieren. Daraus könnten Ansätze für die Umlenkung von Stoffflüssen mit (wirtschaftlichen)

Anreizen abgeleitet werden.

A1 - 1

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2006 TKHeizwert Hu

in Mwh/t Quellent TS/ Jahr

2006 TKKonzentr.in g/kg TS Quellen

t TS/ Jahr2006 TK

Konzentr.in g/kg TS Quellen

Pflanzenbau

IN Pflanzenumgebung INP1-PFL Mineraldünger u.a. (n.b.) (n.b.) 5'660 rechn. aus [40] 49'388 rechn. aus [40]INP2-PFL andere Einträge: Deposition, u.a. (n.b.) (n.b.) 375 [40] 64'655 [40]KMP-PFL Kompost 148 [22] 699 4.72 [5] 459 3.1 [26] 2'473 16.7 [26]VGÄ1-PFL Presswasser & Gärgut 35 [21], [2], [37] 145 4.20 [56] 325 9.4 rechn. (STAN) 1'116 32.3 rechn. (STAN)VGÄ2-PFL Klärschlamm ausgefault 21 [2] 84 4.00 [54] 488 23.3 rechn. (STAN) 592 28.3 rechn. (STAN)LMI-PFL Verarbeitungsreste 6 [36], [8] 29 4.85 rechn. aus [5] 7 1.1 [12] 35 5.8 [12]THA-PFL Hofdünger 2'606 [34], [29], [34] 11'468 4.40 [5] 20'337 7.8 [34] 124'911 47.9 [34]VBR-PFL Asche 0 [27] 0 0.00 0 0.0 0 0.0PRP-PFB Ernterückstände 314 [35] 1'482 4.72 rechn. aus [5] 1'068 3.4 rechn. (anteilig) 5'463 17.4 rechn. (anteilig)

3'130 13'907 28'719 248'633

OUT Pflanzenumgebung PFB-PRP Pflanzenaufnahme 7'897 [5] 37'844 4.79 rechn. (STAN) 26'381 3.3 rechnerisch 145'117 18.4 rechnerischPFL-OUT Überschuss Pflanzenbau (n.b.) (n.b.) 2'338 rechn. (STAN) 103'516 rechn. (STAN)

28'719 248'633IN Produzierte Pflanzen PFB-PRP Pflanzenaufnahme 7'897 [5] 37'844 4.79 rechn. (STAN) 26'381 3.3 rechn. (STAN) 145'117 18.4 rechn. (STAN)

OUT Produzierte Pflanzen PRP-PFB Ernterückstände 314 0.040 [35] 1'482 4.72 rechn. aus [5] 1'068 3.4 anteilig aus [12] 5'463 17.4 anteilig aus [12]PFL-THA Futterpflanzen 6'632 0.840 [34] 31'436 4.74 rechn. aus [5] 22'549 3.4 anteilig aus [12] 124'021 18.7 anteilig aus [12]PFL-LMI Pflanzen für Ernährung 948 0.120 [34], [44] 4'910 5.18 rechn. aus [5] 2'749 2.9 anteilig aus [12] 15'545 16.4 anteilig aus [12]PFL-VGÄ Energiepflanzen 2 0.000 [29] 9 4.72 rechn. aus [5] 8 4.1 [30] 49 25.0 [30]PFL-VTR Energiepflanzen 1 0.000 [29] 7 6.45 rechn. aus [5] 7 7.2 [15] 38 36.8 [11]

7'897 37'844 26'381 145'117Tierhaltung

IN Tierfutter INP-THA Netto-Import Tierfutter 666 [34], [14] 3'145 4.72 [34], [14] 6'177 9.3 [40] 35'821 53.8 [40]PFL-THA Futterpflanzen 6'632 [34] 31'436 4.74 rechn. aus [5] 22'549 3.4 anteilig aus [12] 124'021 18.7 anteilig aus [12]FLV-THA Tierische Nebenprodukte 16 [18] 75 4.72 [5] 139 8.7 [30] 895 56.0 [42]WAK-THA biogene Abfälle 28 [32], [3] 117 4.17 [5] 109 3.9 [30] 785 28.0 [56]LMI-THA Verarbeitungsreste 634 [19] 2'644 4.17 rechn. aus [5] 2'219 3.5 [30] 12'680 20.0 [56]VTR-THA Presskuchen 0 [5] 1 2.07 rechn. (STAN) 7 15.3 rechn. (STAN) 38 78.3 [30], [7]TIE-TIF Futtermilch 78 [34] 488 6.25 [5] 585 7.5 rechn. (STAN) 3'448 44.2 rechn. (STAN)

8'055 37'906 31'786 177'687

OUT Tierfutter TIF-TIE Fütterung 8'055 [34] 37'906 4.71 rechn. aus [5] 31'786 3.9 rechn . (STAN) 177'687 22.1 rechn. (STAN)IN Nutztiere TIF-TIE Fütterung 8'055 [34] 37'906 4.71 rechn. aus [5] 31'786 3.9 rechn . (STAN) 177'687 22.1 rechn. (STAN)

OUT Nutztiere THA-FLV Schlachtvieh & Kadaver 214 0.027 [23], [24], [43], [34 1'069 5.00 [5] 3'804 17.8 rechn. (STAN) 14'908 69.7 rechn. (STAN)THA-LMI Milch, Eier, Honig 409 0.051 [34] 2'554 6.25 rechn. aus [5] 3'065 7.5 anteilig aus [12] 18'266 44.7 anteilig aus [12]TIE-THOD Hofdünger 2'617 0.325 [28], [34], [29] 11'514 4.40 rechn. (STAN) 20'419 0.642 7.8 [34] 125'390 0.706 47.9 [34]TIE-TIF Futtermilch 78 0.010 [34] 488 6.25 [5] 585 7.5 rechn. (STAN) 3'448 44.2 rechn. (STAN)THA-OUT Veratmung, Emissionen u.a. 4'738 0.590 rechn. (STAN) 22'282 4.70 rechn. (STAN) 3'913 rechn. (STAN) 15'676 rechn. (STAN)

8'055 37'906 31'786 177'687IN Triage Hofdünger TIE-THOD Hofdünger 2'617 [28], [34], [29] 11'514 4.40 rechn. (STAN) 20'419 7.8 [34] 125'390 47.9 [34]

OUT Triage Hofdünger THA-PFL Hofdünger 2'606 0.996 [34], [29], [34] 11'468 4.40 [5] 20'337 0.996 7.8 rechn. (STAN) 124'911 0.996 47.9 rechn. (STAN)THA-VGÄ Hofdünger 10 0.004 [34], [29], [34] 46 4.40 [5] 82 0.004 7.8 rechn. (STAN) 479 0.004 45.8 rechn. (STAN)

2'617 11'514 20'419 125'390Lebensmittelindustrie

IN Sammlung unverarb. LM INP-LMI Netto-Import Lebensmittel 1'352 [14], [34] 7'344 5.43 [14], [34] 2'705 2.0 anteilig aus [12] 16'636 12.3 anteilig aus [12]PFL-LMI Pflanzen für Ernährung 948 [34], [44] 4'910 5.18 rechn. aus [5] 2'749 2.9 anteilig aus [12] 15'545 16.4 anteilig aus [12]THA-LMI Milch, Eier, Honig 409 [34] 2'554 6.25 rechn. aus [5] 3'065 7.5 anteilig aus [12] 18'266 44.7 anteilig aus [12]

2'709 14'808 8'519 50'447

OUT Sammlung unverarb. LM SUVL-VLM unverarbeitete Lebensmittel 2'709 rechn. (STAN) 14'808 5.47 rechn. (STAN) 8'519 3.1 rechn. (STAN) 50'447 18.6 rechn. (STAN)IN Verarbeitung LM SUVL-VLM unverarbeitete Lebensmittel 2'709 rechn. (STAN) 14'808 5.47 rechn. (STAN) 8'519 3.1 rechn. (STAN) 50'447 18.6 rechn. (STAN)

OUT Verarbeitung LM LMI-THA Verarbeitungsreste 634 0.234 [19] 2'644 4.17 rechn. aus [5] 2'219 3.5 [30] 12'680 20.0 [56]LMI-PFL Verarbeitungsreste 6 0.002 [36], [8] 29 4.85 rechn. aus [5] 7 1.1 [12] 35 5.8 [12]LMI-KMP Verarbeitungsreste 21 0.008 [22], [37] 99 4.72 [5] 65 3.1 entspr. Input 391 18.6 entspr. InputLMI-VGÄ Verarbeitungsreste 17 0.006 [22], [37] 80 4.72 [5] 60 3.5 [56] 316 18.6 entspr. InputLMI-WAK Vegetarische Lebensmittel 1'806 0.667 [41], [34] 10'186 5.64 anteilig aus [5] 4'515 2.5 anteilig aus [12] 29'438 16.3 anteilig aus [12]LMI-ARA Abwasser 90 0.033 [4], [25], [45] 1'202 13.35 rechn. (STAN) 1'235 rechn. (STAN) 5'076 rechn. (STAN)LMI-VBR Verarbeitungsreste 135 0.050 [19] 568 4.21 rechn. aus [5] 419 3.1 entspr. Input 2'511 18.6 entspr. Input

2'709 14'808 8'519 50'447

GÜTEREBENE ENERGIEEBENE PHOSPHOREBENE STICKSTOFFEBENE

A2 - 2

A2 - 3



2006 TKHeizwert Hu



t TS/ Jahr2006 TK


Fleischverarbeitung

IN Schlachthof THA-FLV Schlachtvieh & Kadaver 214 [23], [24], [43], [34 1'069 5.00 [5] 3'804 17.8 rechn. (STAN) 14'908 69.7 rechn. (STAN)

OUT Schlachthof FLV-THA Tierische Nebenprodukte 16 0.075 [18] 75 4.72 [5] 139 8.7 [30] 895 56.0 [42]SHO-SFFV Schweizer Fleisch 70 0.327 [34] 350 5.00 rechn. (STAN) 643 9.2 Mittel aus [12] 8'951 128.0 Mittel aus [12]FLV-VGÄ Tierische Nebenprodukte 2 0.009 [29] 10 5.00 [5] 17 8.7 [30] 112 56.0 [42]FLV-VBR Tierische Nebenprodukte 65 0.304 [39], [16], [42] 422 6.49 rechn. aus [5] 1'300 20.0 [39] 4'050 62.0 [39]FLV-OUT Export Knochen u.a. Output 61 0.285 [39], [17] 212 3.48 rechn. (STAN) 1'705 28.0 [39] 900 14.8 [39]

214 1'069 3'804 14'908IN Sammlung Fleisch SHO-SFFV Schweizer Fleisch 70 [34] 350 5.00 rechn. (STAN) 643 9.2 Mittel aus [12] 8'951 128.0 Mittel aus [12]

INP-FLV Netto-Import Fleischwaren 32 [14], [34] 160 5.00 [5] 295 9.2 [12] 4'105 128.0 [12]102 510 938 13'056

OUT Sammlung Fleisch FLV-WAK Fleischwaren 102 [34], [9], 510 5.00 [5] 938 9.2 Mittel aus [12] 13'056 128.0 Mittel aus [12]Warenkonsum

IN Nahrung Mensch LMI-WAK Vegetarische Lebensmittel 1'806 [41], [34] 10'186 5.64 anteilig aus [5] 4'515 2.5 anteilig aus [12] 29'438 16.3 anteilig aus [12]FLV-WAK Fleischwaren 102 [34], [9], 510 5.00 [5] 938 9.2 Mittel aus [12] 13'056 128.0 Mittel aus [12]

1'908 10'696 5'453 42'494

OUT Nahrung Mensch NAM-TKOA Gastroabfälle / Lebensmittelreste 76 0.040 [38] 345 4.52 rechn. (STAN) 298 3.9 [30] 2'137 28.0 [56]NAM-SABW Abwasser 247 0.129 [31] 1'166 4.72 [5] 3'602 14.6 rechn. (STAN) 26'000 105.3 rechn. (STAN)WAK-VBR biogener Anteil Kehricht 243 0.127 [14], [2], [10] 979 4.03 rechn. aus Input 899 3.7 entspr. Input 10'957 45.1 rechn. (STAN)WAK-OUT Veratmung, Mensch, Verluste (n.b.) 0.582 rechn. (STAN) (n.b.) 6.12 rechn. (STAN) 654 0.12 0.5 entspr. TIE 3'400 0.08 2.5 entspr. TIE

5'453 42'494IN Triage komm. Abfuhr & Grüngut NAM-TKOA Gastroabfälle / Lebensmittelreste 76 [38] 345 4.52 rechn. (STAN) 298 3.9 [30] 2'137 28.0 [56]

INP2-WAK Grüngut GALA-Bau & privat 225 [38] 1'062 4.72 rechn. aus Input 563 2.5 [13], [30], [56] 2'250 10.0 [13], [30], [56]301 1'407 860 4'387

OUT Triage komm. Abfuhr & Grüngut WAK-THA biogene Abfälle 28 0.0929 [32], [3] 117 4.17 [5] 109 3.9 [30] 785 28.0 [56]WAK-KMP biogene Abfälle 233 0.7743 [22], [37] 1'101 4.72 [5] 560 2.4 rechn. (STAN) 3'265 14.0 rechn. (STAN)WAK-VGÄ biogene Abfälle 40 0.1327 [22], [37] 189 4.72 [5] 191 4.8 rechn. (STAN) 337 8.4 rechn. (STAN)

301 1'407 860 4'387IN Sammlung Abwasser NAM-SABW Abwasser 247 [31] 1'166 4.72 [5] 3'602 14.6 rechn. (STAN) 26'000 105.3 rechn. (STAN)

INP1-WAK nicht-biogene Konsumgüter 0 498 rechn. (STAN) 04'100 26'000

OUT Sammlung Abwasser WAK-ARA Abwasser 247 1.000 rechn. (STAN) 1'166 4.72 [5] 4'100 [31] 26'000 [31]Kompostierung

IN LMI-KMP Verarbeitungsreste 21 [22], [37] 99 4.72 [5] 65 3.1 entspr. Input 391 18.6 entspr. InputWAK-KMP biogene Abfälle 233 [22], [37] 1'101 4.72 [5] 560 2.4 rechn. (STAN) 3'265 14.0 rechn. (STAN)VGÄ-KMP festes Gärgut 3 [37] 13 4.50 [5] 19 6.6 rechn. (STAN) 89 30.0 rechn. (STAN)

257 1'213 644 3'744

OUT KMP-PFL Kompost 148 0.576 [22] 699 4.72 [5] 459 3.1 [26] 2'473 16.7 [26]KMP-OUT2 Kompost GALA-Bau & Privat 58 0.225 [22] 273 4.72 [5] 185 3.2 [26] 863 14.9 [26]KMP-OUT1 Rotteverlust 51 0.199 rechn. (STAN) 241 4.71 rechn. (STAN) 0 0.0 rechn. 409 8.0 rechn.

257 1'213 644 3'744ARA

IN Abwasserbehandlung INP-ARA Abwasser andere Industrien 110 [31] 519 4.72 [5] 400 [31] 5'000 [31]LMI-ARA Abwasser 90 [4], [25], [45] 1'202 13.35 rechn. (STAN) 1'235 rechn. (STAN) 5'076 rechn. (STAN)WAK-ARA Abwasser 247 rechn. (STAN) 1'166 4.72 [5] 4'100 [31] 26'000 [31]

447 2'887 5'735 36'076

OUT Abwasserbehandlung ARA-OUT Emissionen, gereinigtes Abwasser 160 0.358 rechn. (STAN) 1'531 9.58 rechn. (STAN) 573 0.1 [39] 29'582 0.82 [33]ABB-TROH Rohschlamm 287 0.642 [5] 1'356 4.72 rechn. (STAN) 5'161 0.9 [39] 6'494 0.18 [33]

447 2'887 5'735 36'076IN Triage Rohschlamm ABB-TROH Rohschlamm 287 [5] 1'356 4.72 rechn. (STAN) 5'161 18.0 [39] 6'494 22.6

OUT Triage Rohschlamm ARA-VGÄ Rohschlamm 258 0.900 [56] 1'220 4.72 [5] 4'387 0.85 17.0 [54] 5'520 0.85 21.4 [54]ARA-VBR Rohschlamm 29 0.100 [56] 136 4.72 [5] 774 0.15 27.0 [54] 974 0.15 33.9 [54]

287 1'356 5'161 6'494


A2 - 4

A2 - 5



2006 TKHeizwert Hu



t TS/ Jahr2006 TK


Vergärung

IN Triage Cosubstrate WAK-VGÄ biogene Abfälle 40 [22], [37] 189 4.72 [5] 191 4.8 rechn. (STAN) 337 8.4 rechn. (STAN)LMI-VGÄ Verarbeitungsreste 17 [22], [37] 80 4.72 [5] 60 3.5 [56] 316 18.6 entspr. InputVTR-VGÄ Glycerin 0 [56] 0 4.72 [5] 0 0.1 [30] 0 0.1 [30]FLV-VGÄ Tierische Nebenprodukte 2 [29] 10 5.00 [5] 17 8.7 [30] 112 56.0 [42]

59 280 268 766

OUT Triage Cosubstrate TSUB-FAU Biogas-Substrate 3 0.050 [56] 14 0.050 4.73 [54] 13 0.05 4.5 [54] 38 0.05 12.9 [54]TSUB-BGA Biogas-Substrate 56 0.950 [56] 266 0.950 4.73 [54] 255 0.95 4.5 [54] 727 0.95 12.9 [54]

59 280 268 766IN FAU ARA-VGÄ Rohschlamm 258 rechnerisch 1'220 4.72 [5] 4'387 17.0 [54] 5'520 21.4 [54]

TSUB-FAU Biogas-Substrate 3 [56] 14 4.73 [54] 13 4.5 [54] 38 12.9 [54]261 1'234 4'401 5'558

OUT FAU VGÄ1-VBR Klärschlamm ausgefault 158 0.6054 [2] 656 0.532 [54] 3'824 0.870 24.2 [55] 4'636 0.842 29.3 [55]VGÄ-OUT Klärschlamm Deponie, Ausland 1 0.0038 [2] 15 0.012 [54] 88 0.019 88.6 [55] 103 0.005 104.1 [55]VGÄ2-PFL Klärschlamm ausgefault 21 0.0802 [2] 84 0.068 [54] 488 0.111 23.3 [55] 592 0.112 28.3 [55]FAU-TBGA Biogas 77 0.2950 [25] 455 5.90 [5] 0 0 4 0.001 0.1 [56]FAU-SVGP Verluste 4 0.0156 rechn. (STAN) 24 rechn. (STAN) 0 0 222 0.040 54.5 [56]

261 1'234 4'401 5'558IN BGA TSUB-BGA Biogas-Substrate 56 [56] 266 4.73 [54] 255 4.5 [54] 727 12.9 [54]

THA-VGÄ Hofdünger 10 [34], [29], [34] 46 4.40 [5] 82 7.8 rechn. (STAN) 479 45.8 rechn. (STAN)PFL-VGÄ Energiepflanzen 2 [29] 9 4.72 rechn. aus [5] 8 4.1 [30] 49 25.0 [30]

69 321 344 1'256

OUT BGA BGA-TBGA Biogas 28 0.401 [25] 162 5.90 [5] 0 0 1 0.001 0.0 [56]VGÄ1-PFL Presswasser & Gärgut 35 0.504 [21], [2], [37] 145 4.20 [56] 325 9.4 rechn. (STAN) 1'116 32.3 rechn. (STAN)VGÄ-KMP festes Gärgut 3 0.043 [37] 13 4.50 [5] 19 6.6 rechn. (STAN) 89 30.0 rechn. (STAN)BGA-SVGP Verluste 4 0.052 rechn. (STAN) 0 0.05 rechn. (STAN) 0 0 50 0.04 [56]

69 321 344 1'256IN Triage Biogas FAU-TBGA Biogas 77 [25] 455 5.90 [5] 0 4 0.1 [56]

BGA-TBGA Biogas 28 [25] 162 5.90 [5] 0 1 0.0 [56]105 617 0 5

OUT Triage Biogas VGÄ2-VBR Biogas 103 0.982 [25] 606 5.90 [5] 0 5 0.982 0.0 [54]VGÄ-VTR Biogas 2 0.018 [25] 11 5.90 [5] 0 0 0.018 0.0 [54]

105 617 0 5IN Sammlung Verluste FAU-SVGP Verluste 4 rechn. (STAN) 24 rechn. (STAN) 0 222 [56]

BGA-SVGP Verluste 4 rechn. (STAN) 0 rechn. (STAN) 0 50 [56]8 24 0 273

OUT Sammlung Verluste VGÄ-OUT2 Verluste Gärprozess 8 1.000 rechn. (STAN) 24 rechn. (STAN) 0 273 rechn. (STAN)Verarbeitung Treibstoffe

IN Biogasaufbereitung VGÄ-VTR Biogas 2 [25] 11 5.90 [5] 0 0.1 0.0 [54]

OUT Biogasaufbereitung BAB-STRS aufbereitetes Biogas 1 0.600 [56] 11 0.970 9.54 [6] 0 0.0 0.5 [56]VTR-OUT1 Verluste 1 0.400 [56] 0 0.030 [6] 0 0.0 0.5 [56]

2 11 0 0.1IN Ölpresse PFL-VTR Energiepflanzen 1 [29] 7 6.45 rechn. aus [5] 7 7.2 [15] 38 36.8 [11]

OUT Ölpresse ÖLP-BDH Pflanzenöl 1 0.530 [5] 6 10.33 [5] 0 0.0 [7] 0 0.0 [7]VTR-THA Presskuchen 0 0.470 [5] 1 2.07 rechn. (STAN) 7 15.3 rechn. (STAN) 38 78.3 [30], [7]

1 7 7 38IN Biodieselherstellung ÖLP-BDH Pflanzenöl 1 [5] 6 10.33 [5] 0 0.0 0 0.0 [7]

INP-VTR Methanol 0.1 [56] 1 6.99 rechn. (STAN) 0 0.0 0 0.01 6 0 0

OUT Biodieselherstellung VTR-VGÄ Glycerin 0 0.100 [56] 0 4.72 [5] 0 0.1 [30] 0 0.1 [30]BDH-STRS Biodiesel 1 0.900 [56] 6 10.33 [5] 0 0.0 0 0.0

1 6 0 0IN Sammlung Treibstoffe BAB-STRS aufbereitetes Biogas 1 [56] 11 9.54 [6] 0 0.0 0 0.0 [56]

BDH-STRS Biodiesel 1 [56] 6 10.33 [5] 0 0.0 0 0.0 0.002 17 0 0

OUT Sammlung Treibstoffe VTR-OUT2 Treibstoffe 2 1.000 rechn. (STAN) 17 9.81 rechn. (STAN) 0 0.0 0 0.0 rechn. (STAN)


A2 - 6

A2 - 7



2006 TKHeizwert Hu



t TS/ Jahr2006 TK


Verbrennung

IN Triage TNP FLV-VBR Tierische Nebenprodukte 65 [39], [16], [42] 422 6.49 rechn. aus [5] 1'300 20.0 [39] 4'050 62.3 [39]

OUT Triage TNP TTNP-MON TNP 23 0.354 [1] 149 6.49 entspr. Input 460 20.0 entspr. Input 1'434 62.3 entspr. InputTTNP-ZEM TNP 42 0.646 [1] 272 6.49 rechn. (STAN) 840 20.0 rechn. (STAN) 2'616 62.3 rechn. (STAN)

65 422 1'300 4'050IN Triage Klärschlamm VGÄ1-VBR Klärschlamm ausgefault 158 [2] 656 4.15 [54] 3'824 24.2 [55] 4'636 29.3 [55]

ARA-VBR Rohschlamm 29 [56] 136 4.72 774 27.0 974 33.9187 792 4'598 5'610

OUT Triage Klärschlamm TKLÄ-KVA Klärschlamm 46 0.292 [20] 196 0.298 4.24 rechn. 1'137 0.297 24.6 rechn. 1'387 0.299 30.0 rechn.TKLÄ-MON Klärschlamm 92 0.584 [20] 392 0.596 4.24 rechn. 2'273 0.594 24.6 rechn. 2'774 0.598 30.0 rechn.TKLÄ-ZEM Klärschlamm 48 0.305 [20] 205 0.312 4.24 rechn. 1'188 0.311 24.6 rechn. 1'450 0.313 30.0 rechn.

187 792 4'598 5'610IN BHKW VGÄ2-VBR Biogas 103 [25] 606 5.90 [5] 0 5 0.0 [54]

OUT BHKW BHK-SGEL Elektrizität 0 139 0.33 [48] 0 0BHK-SGWÄ Wärme 0 261 0.43 [48] 0 0BHK-SEIG Energie Eigenbedarf 0 61 0.1 [48] 0 0BHK-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 103 1.000 [56] 0 0 [56] 0 5 1.000 [56]BHK-SNGE nicht genutzte Energie 0 146 0.23 [48] 0 0

103 606 0 5IN KVA WAK-VBR biogener Anteil Kehricht 243 [14], [2], [10] 979 4.03 rechn. aus Input 899 3.7 entspr. Input 10'957 45.1 rechn. (STAN)

LMI-VBR Verarbeitungsreste 135 [19] 568 4.21 rechn. aus [5] 419 3.1 entspr. Input 2'511 18.6 entspr. InputTKLÄ-KVA Klärschlamm 46 [20] 196 4.24 rechn. 1'137 24.6 rechn. 1'387 30.0 rechn.INP-VBR biogene Abfälle Strassenreinigung u.a 5 [56] 24 4.72 entspr. Grüngut 13 2.5 entspr. Grüngut 50 10.0 entspr. Grüngut

424 1'744 2'454 14'856

OUT KVA KVA-SGEL Elektrizität 0 194 0.11 [46], [47], [48], [49] 0 0KVA-SGWÄ Wärme 0 406 0.23 [46], [47], [48], [49] 0 0KVA-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 429 1.000 [56] 0 0 [56] 2'467 1.000 5.7 [56] 14'906 1.000 34.7 [56]KVA-SEIG Energie Eigenbedarf 0 106 0.06 [46], [47], [48], [49] 0 0KVA-SNGE nicht genutzte Energie 0 1'060 0.59 [46], [47], [48], [49] 0 0

429 1'767 2'467 14'906IN Monoverbrennung TKLÄ-MON Klärschlamm 92 [39], [16], [42] 392 4.24 rechn. aus [5] 2'273 24.6 [39] 2'774 30.0 [39]

TTNP-MON TNP 23 [1] 149 6.49 entspr. Input 460 20.0 entspr. Input 1'434 62.3 entspr. Input115 541 2'734 4'207

OUT Monoverbrennung MON-SGEL Elektrizität 0 0 0 [50] 0 0MON-SGWÄ Wärme 0 103 0.19 [50] 0 0MON-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 115 1.000 [56] 0 0 [56] 2'734 1.000 23.7 [56] 4'207 1.000 36.4 [56]MON-SEIG Eigenbedarf 0 314 0.58 [50] 0 0MON-SNGE nicht genutzte Energie 0 124 0.23 [50] 0 0

115 541 2'734 4'207IN Zementwerk TKLÄ-ZEM Klärschlamm 48 [20] 205 4.24 rechn. 1'188 24.6 rechn. 1'450 30.0 rechn.

TTNP-ZEM TNP 42 [1] 272 6.49 rechn. (STAN) 840 20.0 rechn. (STAN) 2'616 62.3 rechn. (STAN)90 477 2'028 4'066

OUT Zementwerk ZEM-SGWÄ Wärme 0 14 0.03 [47], [51], [52]ZEM-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 81 0.900 [56] 0 0 [56] 2'028 0.900 25.0 [56] 3'863 0.900 47.5 [56]ZEM-SNGE nicht genutzte Energie 0 57 0.12 [47], [51], [52]ZEM-SEIG Energie Eigenbedarf 0 406 0.85 [47], [51], [52]VBR-OUT4 biogener Ascheanteil Zement 9 0.100 [56] 0 0 [47], [51], [52] 0 0.100 0.0 [56] 203 0.100 22.5 [56]

90 477 2'028 4'066IN Sammlung Elektrizität BHK-SGEL Elektrizität 0 139 [48] 0 0

KVA-SGEL Elektrizität 0 194 [46], [47], [48], [49] 0 0MON-SGEL Elektrizität 0 0 [50] 0 0

0 334 0 0

OUT Sammlung Elektrizität VBR-OUT1 genutzte Wärme-Energie 0 334 0 0IN Sammlung Wärme BHK-SGWÄ Wärme 0 261 [48] 0 0

KVA-SGWÄ Wärme 0 406 [46], [47], [48], [49] 0 0MON-SGWÄ Wärme 0 103 [50] 0 0ZEM-SGWÄ Wärme 0 14 [47], [51], [52] 0 0

0 784 0 0

OUT Sammlung Wärme VBR-OUT2 genutzte Wärme 0 784 0 0


A2 - 8

A2 - 9



2006 TKHeizwert Hu



t TS/ Jahr2006 TK


IN Sammlung Abluft & Verbr.-Rückst. MON-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 115 [56] 0 2'734 [56] 4'207 [56]KVA-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 429 [56] 0 2'467 [56] 14'906 [56]BHK-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 103 [56] 0 0 5 [56]ZEM-SVBR Abluft & Verbrennungsrückstände 81 [56] 0 2'028 [56] 3'863 [56]

626 0 7'228 22'975

OUT Sammlung Abluft & Verbr.-Rückst. VBR-OUT3 Abluft & Verbrennungsrückstände 729 1.000 [27] 0 7'228 1.000 22'981 1.000VBR-PFL Asche 0 [27] 0 0 0

729 0 7'228 22'981IN Sammlung nicht genutzte Energie BHK-SNGE nicht genutzte Energie 0 146 [48] 0 0

KVA-SNGE nicht genutzte Energie 0 1'060 [46], [47], [48], [49] 0 0MON-SNGE nicht genutzte Energie 0 124 [50] 0 0ZEM-SNGE nicht genutzte Energie 0 57 [47], [51], [52] 0 0

0 1'387 0 0

OUT Sammlung nicht genutzte Energie VBR-OUT5 nicht genutzte Energie 0 1'387 0 0IN Sammlung Energieeigenbedarf BHK-SEIG Energie Eigenbedarf 0 61 [48] 0 0

KVA-SEIG Energie Eigenbedarf 0 106 [46], [47], [48], [49] 0 0MON-SEIG Eigenbedarf 0 314 [50] 0 0ZEM-SEIG Energie Eigenbedarf 0 406 [47], [51], [52] 0 0

0 886 0 0

OUT Sammlung Energieeigenbedarf VBR-OUT6 Energie Eigenbedarf 0 886 0 0


Abbildung 59: Quellennachweis im Stan-Model

A2 - 11

In der Abbildung 59 sind die Informationen (absolute Werte, Transferkoeffizienten, Konzentrati-

onen) aller vier Ebenen des Szenario 0 (Ist-Zustand 2006) sowie ihre jeweilige Datenherkunft

(Quellen) und die Art ihrer Berücksichtigung im Simulationsmodell dargestellt.

Die dunkel unterlegten Felder geben an, in welcher Form die Information des jeweiligen Flusses

in das STAN-Modell übernommen wurde: durch eine absolute Zahl (jeweils linke Spalte unter-

legt), durch den Transferkoeffizienten (Feld der Spalte TK unterlegt) oder durch die Angabe ei-

ner Energie- bzw. Nährstoffkonzentration (Feld der Spalte „Konzentration“ unterlegt). Wurden

die Werte rechnerisch über STAN ermittelt, ist das Feld der rechten Spalte („Quelle“) unterlegt.

Die Angaben im Feld Quellen verweisen auf die folgenden im Literaturverzeichnis näher be-

zeichneten Publikationen:

[1] BAFU (2009) [2] BAFU (2008d) [3] Baier & Reinhard (2007) [4] Baier & Zweifel (2008) [5] Baum & Baier (2008) [6] Baum et al. (2008) [7] Baumann (2009) [8] BLW (2007) [9] Bundesamt für Statistik (2007) [10] BUWAL (2003) [11] Deutsche Düngeverordnung (2007) [12] Deutsche Forschungsanstalt für Lebens-

mittelchemie (2004) [13] Edelmann & Schleiss (2001) [14] Eidgenössische Zollverwaltung EZV

(2007) [15] Flisch et al. (2009) [16] GZM Extraktionswerk AG (2007) [17] GZM Extraktionswerk AG (2008) [18] Hansjörg Deutsch AG (2008) [19] Hersener & Meier (1999) [20] Hügli et al. (2008) [21] Inspektorat der Kompostier- und Vergär-

branche der Schweiz (2006) [22] Inspektorat der Kompostier- und Vergär-

branche der Schweiz (2007) [23] Kantonales Veterinäramt Aargau (2007) [24] Kantonales Veterinäramt Zürich (2007) [25] Kaufmann (2007) [26] Kupper & Fuchs (2007) [27] Lötscher et al.(1999) [28] Menzi, Herter & Candinas (1998) [29] ÖkostromSchweiz (2007) [30] Ökostromschweiz (2009) [31] Ort (2008) [32] Perler & Bruhn, S. (2004)

[33] Leschber & Loll (1996) [34] SBV Schweizerischer Bauernverband

(2007) [35] SBV Schweizerischer Bauernverband

(2007b) [36] Scheurer & Baier (2001) [37] Schleiss (2007) [38] Schleiss (2009) [39] Schluep et al. (2006) [40] Spiess (2009) [41] Swiss Cigarette (2008) [42] TMF Extraktionswerk AG (2007) [43] TMF Extraktionswerk AG (2008) [44] Zuckerfabriken Aarberg und Frauenfeld

(2007) [45] Zuckerfabriken Aarberg und Frauenfeld

(2008) [46] www.wz-straubing.de (2009) [47] BFE (2009b) [48] EBP (2009) [49] Wikipedia (2009) [50] www.kalogeo.at (2009) [51] Nachhaltigkeit und Zementindustrie

(2002) [52] EBP (1998) [53] Energieinhalt bzw. Nährstoffkonzentrati-

on entsprechend Inputwerten [54] Anteil der Energie- oder Nährstoffmenge

entsprechend dem Anteil der Güterebe-ne

[55] Anteil der Energie- oder Nährstoffmenge entsprechend der Klärschlammverteilung der Güterebene

[56] eigene Schätzungen oder Erfahrungs-werte

A3 - 1

A3 Beschrieb der Stoffflüsse

Subprozess Pflanzenumgebung (PFB)

Stofffluss Beschrieb

Mineraldünger u.a. (INP1-PFL) Anderweitige Düngermengen, vor allem Mineraldünger, welche in die Landwirtschaft ausgebracht werden.

Andere Einträge Deposition, Fixierung, Saatgut-Importe (INP2-PFL)

Nährstoffeinträge in die Landwirtschaft vor allem durch Deposition aus der Luft, Fixierung über Bakterien und Saatgutimporte.

Pflanzenaufnahme (PFB-PRP) Auf den Schweizer Äckern produzierte Pflanzenmenge.

Überschuss (PFL-OUT) Differenz der Nährstoffeinträge und -austräge im System Pflanzenbau. In diesem Fluss sind unter anderem auch Emissionen in die Atmosphäre ent-halten, insbesondere die N-Verluste, die bei Lagerung und Ausbringung von Hofdünger entstehen. Dieser Fluss wird nur für die P- und N-Ebene berechnet.

Tabelle 30: Stoffflüsse im Subprozess Pflanzenumgebung (PFB)

Subprozess Produzierte Pflanzen (PRP)


Futterpflanzen (PFL-THA) Grünfutter, Heu, Emd, Stroh, Silomais sowie verschiedene Hack- und Hül-senfrüchte, Kartoffeln und Getreide, die für die Fütterung bestimmt sind.

Pflanzen für Ernährung (PFL-LMI) sämtliche für den menschlichen Verzehr bestimmten Pflanzen aus der landwirtschaftlichen Produktion: Gemüse, Kartoffeln, Getreide, Ölsaaten, Zuckerrüben.

Energiepflanzen (PFL-VGÄ) landwirtschaftliche pflanzliche Abgänge und Abfälle, Rasenschnitt u.a., welche direkt der anaeroben Vergärung zugeführt werden.

Energiepflanzen (PFL-VTR) Energiepflanzen wie Raps und Sonnenblumen, aus denen Treibstoffe her-gestellt werden.

Ernterückstände (PRP-PFB) Auf dem Feld verbliebene oder wieder ausgebrachte Ernterückstände.

Tabelle 31: Subprozess Produzierte Pflanzen (PRP)

Subprozess Tierfutter (TIFI)


Netto-Import Tierfutter (INP-THA) Differenz aus importierten und exportierten Tierfuttermengen.

Fütterung (TIF-TIE) Gesamtmenge des in der Schweiz eingesetzten Tierfutters. Hierunter fallen auch die von den Tieren abgegrasten Pflanzen auf den Weideflächen.

Tabelle 32: Subprozess Tierfutter (TIFI)

A3 - 2

Subprozess Nutztiere (TIE)


Schlachtvieh & Kadaver (THA-FLV) In der Schweiz produzierte oder importierte Tiere, welche in die Schlacht-betriebe gelangen. Ausserdem sind in diesem Fluss zu entsorgende Tierka-daver enthalten.

Milch, Eier, Honig (THA-LMI) Sämtliche Nicht-Fleisch-Erzeugnisse aus der Tierhaltung, welche für den menschlichen Verzehr bestimmt sind.

Hofdünger (THA-THOD) Umfasst die Dünger- bzw. Nährstoffmengen, welche für die Landwirtschaft verfügbar sind (zum Teil aber vergärt werden). Teilweise verbleibt der Hof-dünger direkt auf dem Weideland, teils wird er in den Ställen gesammelt und ausgebracht. Verluste im Stall sind berücksichtigt. Für die Nährstoff-mengen, welche über den Hofdünger verfügbar sind, wurden aus den SBV-Zahlen TK für Phosphor und Stickstoff abgeleitet (SBV 2007b).

Futtermilch (TIE-TIF) In der Tierhaltung entstandene Güter, welche zu Fütterungszwecken direkt eingesetzt werden. Neben Futtermilch sind das Teile der Eier und des Ho-nigs.

Veratmung, Emissionen, andere Ver-luste (THA-OUT)

Hierunter werden alle Verluste vor allem durch den tierischen Stoffwechsel bedingt, subsumiert. Die Ermittlung erfolgte als Differenz von In- und Out-put rechnerisch. Auf Nährstoffebene können Emissionen (Stickstoff) sowie nicht ins System rezyklierte Hofdüngermengen wichtig sein.

Tabelle 33: Subprozess Nutztiere (TIE)

Hilfsprozess Triage Hofdünger (THOD)


Hofdünger (THA-PFL) Hofdünger, der im Pflanzenbau eingesetzt wird. Nährstoffmengen, die bei Lagerung und Ausbringung des Hofdüngers verloren gehen bzw. emittiert werden, sind enthalten (nicht abgezogen).

Hofdünger (THA-VGÄ) Hofdüngeranteil der anaerob vergärt wird

Tabelle 34: Hilfsprozess Triage Hofdünger (THOD)

Hilfsprozess Sammlung (grossteils) unverarbeiteter Lebensmittel (SUVL)


Netto-Import Lebensmittel (INP-LMI) Differenz aus importierten und exportierten Lebensmitteln

(grossteils) unverarbeitete Lebensmit-tel (SUVL-VLM)

Gesamtmenge der schweizerischen und importierten vegetarischen (Roh-) Lebensmittel

Tabelle 35: Hilfsprozess Sammlung (grossteils) unverarbeiteter Lebensmittel

A3 - 3

Subprozess Verarbeitung & Bereitstellung Lebensmittel (VLM)


Vegetarische Nahrungsmittel (LMI-WAK)

Vegetarischer Lebensmittelkonsum in der Schweiz, berechnet über den mittleren Pro-Kopf-Verbrauch und die ständige Wohnbevölkerung (BFS 2007).

Abwasser (LMI-ARA) Über industrieeigene oder kommunale Kläranlagen entsorgte biogene Fracht der LMI. Darin enthalten sind auch Abwasserfrachten von Industrie-betrieben insbesondere der Früchte- und Gemüseverarbeitung, welche ihre Abwässer mit einem anaeroben, biologischen Verfahren vorreinigen.

Verarbeitungsreste (LMI-PFL) Biogene Reststoffe der Lebensmittelproduktion, welche direkt in der Land-wirtschaft verwendet werden (z.B. Traubentrester).

Verarbeitungsreste (LMI-KMP) Der Kompostierung zugeführte Abfälle aus der LMI.

Verarbeitungsreste (LMI-VGÄ) Der Vergärung zugeführte Abfälle aus der LMI.

Verarbeitungsreste (LMI-VBR) Der Verbrennung zugeführten Abfälle aus der LMI.

Verarbeitungsreste (LMI-THA) Der Tierfütterung zugeführte Abfälle aus der LMI.

Tabelle 36: Subprozess Verarbeitung & Bereitstellung Lebensmittel

Subprozess Schlachthof und Verarbeitung TNP (SHO)


Schweizer Fleisch (SHO-SFFV) Sämtliche Schweizer Fleischerzeugnisse, die in den Konsum gelangen.

Tierische Nebenprodukte (FLV-VGÄ) TNP und bei der Schlachtung anfallende Stoffwechselprodukte (Pansen-, Magen-, Darminhalte), welche anaerob vergärt werden.

Tierische Nebenprodukte (FLV-VBR) Anteil der TNP, welcher zumeist nach Umwandlung zu Tiermehl und Ex-traktionsfett in Monoverbrennung oder Zementwerken verbrannt wird.

Tierische Nebenprodukte (FLV-THA) Anteil der TNP, welcher als Futtermittel wieder in die Tierhaltung gelangt.

Tabelle 37: Subprozess Schlachthof und Verarbeitung TNP

Hilfsprozess Sammlung Fleisch für Verzehr (SFFV)


Fleischwaren (FLV-WAK) Sämtliche importierte und Schweizer Fleischwaren, die in den Warenkon-sum gelangen.

Tabelle 38: Hilfsprozess Sammlung Fleisch für Verzehr

A3 - 4

Subprozess Nahrung Mensch (NAM)


Veratmung Mensch, Verluste (WAK-OUT)

Hierunter werden alle Verluste vor allem durch den menschlichen Stoff-wechsel bedingt, subsumiert.

Biogener Anteil Kehricht (WAK-VBR) Der biogene Anteil im Haushaltskehricht beträgt gut 63%, davon sind allerdings grössere Mengen Papier, Karton, Textilien und Verbundstoffen. Die hier relevante Abfallfraktion (biogener Abfälle aus Lebensmitteln oder Garten) wird mit 28.5% der Masse angegeben (Buwal 2003).

Abwasser (NAM-SABW) Abwasserfracht menschlicher Ausscheidungen und über die Kanalisation entsorgte Speisereste. Dieser Fluss dürfte die wahren Mengen etwas über-schätzen, da eine Trennung von anderen Inputs (z.B. Toilettenpapier) nicht möglich ist.

Gastroabfälle / Lebensmittel (NAM-TKOA)

Rüst- und Speiseabfälle, welche in Haushalten oder Grossküchen separat bereitgestellt und von der kommunalen Abfuhr bzw. privaten Transporteu-ren abgeholt werden.

Tabelle 39: Subprozess Nahrung Mensch (NAM)

Hilfsprozess Sammlung Abwasser (SABW)


Nicht-biogene Konsumgüter (INP1-WAK)

Durch Spül- und Putzmittel (sowie andere nicht-biogene Güter) ins Abwas-ser gelangenden Phosphormengen.

Abwasser (WAK-ARA) Total aus den Haushalten in die ARA gelangende Abwasserfracht.

Tabelle 40: Hilfsprozess Sammlung Abwasser (SABW)

Hilfsprozess Triage Kommunale Abfuhr & Grüngut (TKOA)


Biogene Abfälle (WAK-THA) Anteil von vor allem Speiseresten und etwas Grüngut, welches für die Tierfütterung verwendet wird.

Biogene Abfälle (WAK-VGÄ) Anteil Grüngut/Speisereste, welcher für die Vergärung verwendet wird.

Biogene Abfälle (WAK-KMP) Anteil Grüngut/Speisereste, welcher für die Kompostierung verwendet wird.

Tabelle 41: Hilfsprozess Triage Kommunale Abfuhr & Grüngut (TKOA)

Subsystem Abwasserbehandlung (ABB)


Abwasser anderer Industrien (INP-ARA)

In der ARA zusammenlaufende (meist vorgereinigte) Abwässer aus anderen Industriezweigen

Emissionen, gereinigtes Abwasser (ARA-OUT)

Austrag aus der ARA – dieser aus dem Gesamtsystem führende Fluss unter-scheidet nicht zwischen Emissionen (vor allem Stickstoff) in die Luft und der beim ARA-Austritt noch im Wasser vorhandenen gelösten Fracht

Rohschlamm (ABB-TROH) Schlamm aus Vorklärung und Belebung, noch nicht ausgefault.

Tabelle 42: Subsystem Abwasserbehandlung (ABB)

A3 - 5

Hilfsprozess Triage Rohschlamm (TROH)


Rohschlamm (ARA-VGÄ) Anteil des Rohschlamms, welcher in Faultürmen vergärt wird. Er beträgt nach eigenen Schätzungen 10%.

Rohschlamm (ARA-VBR) Anteil des Rohschlamms, welcher (meist nach Schlammbehandlung) direkt verbrannt wird.

Tabelle 43: Hilfsprozess Triage Rohschlamm (TROH)

Hilfsprozess Triage Biogas-Substrate (TSUB)


Biogas-Substrate (TBGA-FAU) Anteil der Substrate, der den Faultürmen als Co-Substrate zugeführt wird.

Biogas-Substrate (TBGA-BGA) Anteil der Substrate, der in die landwirtschaftlichen, kommunalen oder industriellen Biogasanlagen gelangt.

Tabelle 44: Hilfsprozess Triage Biogas-Substrate (TSUB)

Subprozess Faulturm (FAU)


Klärschlamm ausgefault (VGÄ1-VBR) Anteil des ausgefaulten Klärschlamms, welcher verschiedenen (MON, ZEM, KVA) Verbrennungsprozessen zugeführt wird.

Klärschlamm ausgefault (VGÄ2-PFL) Anteil des ausgefaulten Klärschlamms, welcher in die Landwirtschaft als Dünger ausgebracht wird.

Klärschlamm ausgefault Deponie, Ausland (VGÄ-OUT)

Anteil des ausgefaulten Klärschlamms, welcher entweder deponiert oder ins Ausland exportiert wird.

Biogas (FAU-TBGA) Sämtliches im Faulturm gewonnene Biogas.

Verluste (FAU-SVGP) Bei Beschickung, Betrieb und Entleerung des Faulturms verursachte Emissi-onen bzw. Verluste.

Tabelle 45: Stoffflüsse im Subprozess Faulturm (FAU)

Subprozess Biogasanlage (BGA)


Biogas (BGA-TBGA) Sämtliches in den Biogasanlagen gewonnene Biogas.

Presswasser & Gärgut (VGÄ1-PFL) Flüssiges und festes Gärgut, das auf die Felder (Landwirtschaft) ausge-bracht wird.

Festes Gärgut (VGÄ-KMP) Festes Gärgut, welches zur Nachkompostierung in Kompostanlagen über-führt wird.

Verluste (BGA-SVGP) Beim Betrieb der Biogasanlage verursachte Emissionen bzw. Verluste.

Tabelle 46: Stoffflüsse im Subprozess Biogasanlage (BGA)

A3 - 6

Hilfsprozess Triage Biogas (TBGA)


Biogas (VGÄ-VTR) Anteil der gesamthaft produzierten Biogasmenge, welche auf Erdgasquali-tät aufgereinigt wird.

Biogas (VGÄ2-VBR) Anteil der gesamthaft produzierten Biogasmange, welche direkt verstromt wird.

Tabelle 47: Stoffflüsse im Hilfsprozess Triage Biogas (TBGA)

Hilfsprozess Sammlung Verluste Gärprozess (SVGP)


Verluste Gärprozess (VGÄ-OUT2) Beim Betrieb von Faultürmen und Biogasanlagen gesamthaft entstehende Emissionen bzw. Verluste.

Tabelle 48: Stoffflüsse im Hilfsprozess Sammlung Verluste Gärprozess (SVGP)

Prozess Kompostierung (KMP)


Kompost (KMP-PFL) In der Landwirtschaft eingesetzter Kompost.

Rotteverlust (KMP-OUT1) Beim Rottevorgang durch die Mikroorganismen verbrauchter bzw. emittier-ter Substratanteil.

Kompost GALA-Bau und privat (KMP-OUT2)

In den Garten- und Landschaftsbau sowie an Privatpersonen abgegebene Kompostmengen.

Tabelle 49: Stoffflüsse im Prozess Kompostierung (KMP)

Subprozess Biogasaufbereitung (BAB)


Verluste (VTR-OUT1) Im Aufbereitungsprozess abgetrennte Gasanteile (vor allem CO2) sowie Verluste (Restmethan).

Aufbereitetes Biogas (BAB-STRS) Aufbereitetes Biogas (ins Erdgasnetz eingespeist bzw. in Druckflaschen gelagert)

Tabelle 50: Stoffflüsse im Subprozess Biogasaufbereitung (BAB)

Subprozess Ölpresse (ÖLP)


Pflanzenöl (ÖLP-BDH) Abgepresstes Pflanzenöl

Presskuchen (VTR-THA) Rückstande aus den Ölsaaten, welche für die Tierfütterung eingesetzt werden.

Tabelle 51: Stoffflüsse im Subprozess Ölpresse (ÖLP)

A3 - 7

Subprozess Biodieselherstellung (BDH)


Methanol (INP-VTR) Für die Umesterung beim Biodieselherstellungsprozess benötigtes Metha-nol.

Biodiesel (BDH-STRS) Produziertes Biodiesel

Glycerin (VTR-VGÄ) Als Nebenprodukt bei der Biodieselherstellung anfallendes Glycerin, wel-ches u.a. als Biogas-Cosubstrat eingesetzt wird.

Tabelle 52: Stoffflüsse im Subprozess Biodieselherstellung (BDH)

Hilfsprozess Sammlung Treibstoffe (STRS)


Treibstoffe (VTR-OUT2) Biotreibstoffe der Schweiz: Biodiesel und Naturgas.

Tabelle 53: Stoffflüsse im Hilfsprozess Sammlung Treibstoffe (STRS)

Hilfsprozess Triage Klärschlamm (TKLÄ)


Klärschlamm (TKLÄ-MON) (Ausgefaulter und roher) Klärschlamm, welcher in Monoverbrennungsanla-gen verbrannt wird.

Klärschlamm (TKLÄ-ZEM) (Ausgefaulter und roher) Klärschlamm, in Zementwerken verbrannt.

Klärschlamm (TKLÄ-KVA) (Ausgefaulter und roher) Klärschlamm, welcher in KVA verbrannt wird.

Tabelle 54: Stoffflüsse im Hilfsprozess Triage Klärschlamm (TKLÄ)

Hilfsprozess Triage TNP (TTNP)


TNP (TTNP-MON) Tierische Nebenprodukte, welche in Monoverbrennungsanlagen verbrannt werden.

TNP (TTNP-ZEM) Tierische Nebenprodukte, welche in Zementwerken verbrannt werden.

Tabelle 55: Stoffflüsse im Hilfsprozess Triage TNP (TTNP)

Subprozess Monoverbrennung (MON)


Elektrizität (MON-SGEL) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche als Elektrizität zur Verfügung gestellt und genutzt wird (nur Energieebene).

Eigenbedarf (MON-SEIG) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche für den Betrieb der Anlage (Eigenbedarf) genutzt wird (nur Energieebene).

Wärme (MON-SGWÄ) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche als Wärme zur Verfügung gestellt und auch genutzt wird (nur Energieebene).

nicht genutzte Energie (MON-SNGE) Im Verbrennungsprozess nicht nutzbare bzw. nicht genutzte Energie (nur Energieebene).

Abluft und Verbrennungsrückstände (MON-SVBR)

Aus dem Verbrennungsprozess resultierende Abluftströme, Filterrückstände und Aschen.

Tabelle 56: Stoffflüsse im Subprozess Monoverbrennung (MON)

A3 - 8

Subprozess Zementwerk (ZEM)


Eigenbedarf (ZEM-SEIG) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche für den Betrieb der Anlage (Eigenbedarf) genutzt wird (nur Energieebene).

Wärme (ZEM-SGWÄ) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche als Wärme zur Verfügung gestellt und auch genutzt wird (nur Energieebene).

nicht genutzte Energie (ZEM-SNGE) Im Verbrennungsprozess nicht nutzbare bzw. nicht genutzte Energie (nur Energieebene).

Biogener Anteil im Zement (VBR-OUT4)

Die aus dem Verbrennungsprozess stammende in den Zement eingearbei-tete Asche biogenen Ursprungs.

Abluft und Verbrennungs-rückstände (ZEM-SVBR)

Aus dem Verbrennungsprozess resultierende Abluftströme, und Filterrück-stände.

Tabelle 57: Stoffflüsse im Subprozess Zementwerk (ZEM)

Subprozess KVA (KVA)


Biogene Abfälle Strassenreinigung u.a. (INP-VBR)

Direkt in die KVA angelieferte (meist kontaminierte) biogene Güter wie bspw. Laub aus der Strassenreinigung.

Elektrizität (KVA-SGEL) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche als Elektrizität zur Verfügung gestellt und genutzt wird (nur Energieebene).

Eigenbedarf (KVA -SEIG) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche für den Betrieb der Anlage (Eigenbedarf) genutzt wird (nur Energieebene).

Wärme (KVA -SGWÄ) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche als Wärme zur Verfügung gestellt und auch genutzt wird (nur Energieebene).

nicht genutzte Energie (KVA -SNGE) Im Verbrennungsprozess nicht nutzbare bzw. nicht genutzte Energie (nur Energieebene).

Abluft und Verbrennungs-rückstände (KVA -SVBR)

Aus dem Verbrennungsprozess resultierende Abluftströme, Filterrückstän-de, Schlacken und Aschen.

Tabelle 58: Stoffflüsse im Subprozess KVA (KVA)

Subprozess BHKW (BHK)


Elektrizität (BHK-SGEL) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche als Elektrizität zur Verfügung gestellt und genutzt wird (nur Energieebene).

Eigenbedarf (BHK -SEIG) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche für den Betrieb der Anlage (Eigenbedarf) genutzt wird (nur Energieebene).

Wärme (BHK -SGWÄ) Aus dem Verbrennungsprozess stammende Energie, welche als Wärme zur Verfügung gestellt und auch genutzt wird (nur Energieebene).

nicht genutzte Energie (BHK -SNGE) Im Verbrennungsprozess nicht nutzbare bzw. nicht genutzte Energie (nur Energieebene).

Abluft und Verbrennungsrückstände (BHK -SVBR)

Aus dem Verbrennungsprozess resultierende Abluftströme und Filterrück-stände.

Tabelle 59: Stoffflüsse im Subprozess BHKW (BHK)

A3 - 9

Hilfsprozess Sammlung genutzte Elektrizität (SGEL)


genutzte Elektrizität (VBR-OUT1) Summe der zur Verfügung gestellten und genutzten Elektrizität aus den Subprozessen der Verbrennung (nur Energieebene ).

Tabelle 60: Stoffflüsse im Hilfsprozess Sammlung genutzte Elektrizität (SGEL)

Hilfsprozess Sammlung genutzte Wärme (SGWÄ)


genutzte Wärme (VBR-OUT2) Summe der zur Verfügung gestellten und tatsächlich genutzten Wärme aus den Subprozessen der Verbrennung (nur Energieebene ).

Tabelle 61: Stoffflüsse im Hilfsprozess Sammlung genutzte Wärme (SGWÄ)

Hilfsprozess Sammlung Abluft und Verbrennungsrückstände (SVBR)


Abluft & Verbrennungsrückstände (VBR-OUT3)

Summe der Abluftströme, Aschen, Filter- und anderer Verbrennungsrück-stände aus den Subprozessen der Verbrennung.

Tabelle 62: Stoffflüsse im Hilfsprozess Sammlung Abluft und Verbrennungsrückstände

(SVBR)

Hilfsprozess Sammlung nicht genutzte Energie (SNGE)


nicht genutzte Energie (VBR-OUT5) Summe der in den Verbrennungsprozessen nicht nutzbaren bzw. nicht genutzten Energie (nur Energieebene).

Tabelle 63: Stoffflüsse im Hilfsprozess Sammlung nicht genutzte Energie (SNGE))

Hilfsprozess Sammlung Energieeigenbedarf (SEIG)


Energie Eigenbedarf (VBR-OUT6) Summe der zur Verfügung gestellten und genutzten Elektrizität aus den Subprozessen der Verbrennung (nur Energieebene ).

Tabelle 64: Stoffflüsse im Hilfsprozess Sammlung Energieeigenbedarf (SEIG)

A3 - 10

Abkürzungen der Prozesse (alphabethisch): ABB Abwasserbehandlung SHO Schlachthof und Verarbeitung TNP ARA Abwasserreinigungsanlage SNGE Sammlung nicht genutzte Energie BAB Biogasaufbereitung STRS Sammlung Treibstoffe BDH Biodieselherstellung SUVL Sammlung (grossteils) unverarb. Lebensmittel BGA Biogasanlage SVBR Sammlung Verbrennungsrückstände und AbluftBHK Blockheizkraftwerk SVGP Sammlung Verluste Gärprozess FAU Faulturm TBGA Triage Bigas FLV Fleischverarbeitung THA Tierhaltung KMP Kompostierung THOD Triage Hofdünger KVA Kehrichtverbrennungsanlage TIE Tierproduktion LMI Lebensmittelindustrie TIF Tierfutter MON Monoverbrennung TKLÄ Triage Klärschlamm NAM Nahrung Mensch TKOA Triage kommunale Abfuhr & Grüngut ÖLP Ölpresse TROH Triage Rohschlamm PFB Pflanzenumgebung TSUB Triage Biogassubstrate PFL Pflanzenbau TTNP Triage TNP PRP Pflanzenproduktion VBR Verbrennung SABW Sammlung Abwasser VGÄ Vergärung SEIG Sammlung Energie Eigenbedarf VLM Verarbeitung und Bereitstellung Lebensmittel SFFV Sammlung Fleisch für Verzehr VTR Verarbeitung Treibstoffe SGEL Sammlung genutzte Elektrizität WAK Warenkonsum SGWÄ Sammlung genutzte Wärme ZEM Zementwerk

Tabelle 65: Abkürzungsverzeichnis der Prozesse

A4 - 1

A4 Verwendete Life Cycle Inventare

Module aus BFE 2009b

Bei der ökologischen Bewertung werden die folgenden Grundlagen aus der Vorstudie für eine

Methode zur Bewertung der Entsorgungs- und Nutzungsverfahren von biogenen Abfällen und

Hofdünger (BFE 2009b) verwendet.

Kompostieren von biogenen Abfällen in einer Kompostieranlage, Bezugsgrösse: 1 t biogener Abfall

Charakteristik biogener Abfall - Biogene Abfälle aus Haushalten, Gewerbe und Dienstleistung

- 5.1 MJ/kg Abfall

- 40% Trockensubstanz

Technische Daten zum Modul - Kompostieranlage in Schweiz

- Durchschnittliche Transportdistanz: 12 km mit LKW

Anfall von verwertbaren Produkten - Kompost

Umweltauswirkungen (netto) KEA nicht erneuerbar: -2000 MJ-eq / t Abfall

GWP: 73 kg CO2-eq / t Abfall AP: 2.5 kg SO2-eq / t Abfall NP: 0.15 kg PO4-eq / t Abfall POCP: 0.07 / kg Ethylen-eq / t Abfall

UBP: 610'000 UBP 06 / t Abfall

Methanisierung von biogenen Abfällen in einer Biogasanlage mit BHKW, Bezugsgrösse: 1 t biogener Abfall


- 5.1 MJ/kg Abfall


Technische Daten zum Modul - Industrielle Vergärungsanlage mit BHKW in Schweiz


Energieabgabe pro t biogener Abfall - 213.7 kWh Elektrizität

- 582.6 MJ Wärme

Anfall von verwertbaren Produkten - Kompost


GWP: -120 kg CO2-eq / t Abfall AP: 0.82 kg SO2-eq / t Abfall NP: -0.12 kg PO4-eq / t Abfall POCP: 0.05 / kg Ethylen-eq / t Abfall


A4 - 2

Verwertung von biogenen Abfälle in einer KVA, Bezugsgrösse: 1 t biogener Abfall


- 5.1 MJ/kg Abfall


Technische Daten zum Modul - Kehrrichtverbrennungsanlage mit elektrostatischer Abschei-dung, Rauchgaswäsche und Denox in Schweiz

- Deponierung Rückstände auf Inertstoffdeponie


Energieabgabe pro t biogener Abfall - 40.6 kWh Elektrizität

- 372.8 MJ Wärme


GWP: 3.82 kg CO2-eq / t Abfall AP: 0.37 kg SO2-eq / t Abfall NP: 0.33 kg PO4-eq / t Abfall POCP: 3.6*10-3 / kg Ethylen-eq / t Abfall


Module aus Datenbank ecoinvent data v2.1

Die Umweltwirkungen von biogenen Treibstoffen wurden anhand der folgenden Grundlagen

der ecoinvent Datenbank bewertet.

Produktion von Rapsölmethylester (RME), ab Veresterung, Bezugsgrösse 1 kg RME

Charakteristik Biomasse - 2 kg Raps ergeben 1kg Rapsölmethylester

- Annahme: 40% Trockensubstanz

Technische Daten zum Modul - typische RME-Anlage in Schweiz

- keine Angaben zu Transportdistanz

Anfall von verwertbaren Produkten - Rapsmethylester

Umweltauswirkungen (netto) KEA nicht erneuerbar: 17.26 MJ-eq / t Abfall

GWP: 2.04 kg CO2-eq / kg RME AP: 0.027 kg SO2-eq / kg RME NP: 0.017 kg PO4-eq / kg RME POCP: 1.4*10-4 / kg Ethylen-eq / kg RME

UBP: 8'358 UBP 06 / kg RME

A4 - 3

Produktion von Diesel, ab Raffinerie, Bezugsgrösse 1 kg Diesel

Technische Daten zum Modul - Raffinerie in Schweiz

- keine Angaben zu Transportdistanz

Anfall von verwertbaren Produkten - Diesel

Umweltauswirkungen (netto) KEA nicht erneuerbar: 53.2 MJ-eq / t Abfall

GWP: 0.63 kg CO2-eq / kg RME AP: 2.3*10-3 kg SO2-eq / kg RME NP: 3.2*10-4 kg PO4-eq / kg RME POCP: 1.95*10-5 / kg Ethylen-eq / kg RME

UBP: 678.7 UBP 06 / kg RME

A5 - 4

A5 Umweltbelastung

Verarbeitung von Biomasse versus Gutschriften durch vermiedene Produktion

Kompostieren von biogene Abfälle in einer Kompostieranlage Bezugsgrösse: 1 t biogener Abfall

Auwand Verwertung

Gutschrift Kompost

Netto Umwelt-auwirkung

Kumulierter Energieaufwand, nicht erneuerbar MJ-eq / t Edukt 6.44E+2 -2.66E+3 -2.01E+3Global Warming Potential kg CO2eq / t Edukt 3.48E+2 -2.75E+2 7.35E+1Versäuerungspotenzial kg SO2eq / t Edukt 2.91E+0 -4.36E-1 2.47E+0Überdüngungspotenzial kg PO4eq / t Edukt 4.35E-1 -2.89E-1 1.46E-1Photochemisches Ozonbildungspotenzial kg Ethylen-eq / t Edukt 8.09E-2 -1.24E-2 6.85E-2Umweltbelastungspunkte UBP 06 / t Edukt 1.05E+6 -4.47E+5 6.08E+5

Kompostierung

Methanisierung von biogene Abfälle in einer Biogasanlage mit BHKW Bezugsgrösse: 1 t biogener Abfall

Auwand Verwertung

Gutschrift Elekrizität

Gutschrift Wärme

Gutschrift Kompost


Kumulierter Energieaufwand, nicht erneuerbar MJ-eq / t Edukt 9.03E+2 -1.58E+3 -6.96E+2 -2.66E+3 -4.03E+3Global Warming Potential kg CO2eq / t Edukt 2.83E+2 -9.05E+1 -3.96E+1 -2.75E+2 -1.22E+2Versäuerungspotenzial kg SO2eq / t Edukt 1.36E+0 -7.28E-2 -2.94E-2 -4.36E-1 8.17E-1Überdüngungspotenzial kg PO4eq / t Edukt 1.77E-1 -9.00E-3 -3.02E-3 -2.89E-1 -1.25E-1Photochemisches Ozonbildungspotenzial kg Ethylen-eq / t Edukt 6.71E-2 -6.51E-3 -2.51E-3 -1.24E-2 4.57E-2Umweltbelastungspunkte UBP 06 / t Edukt 9.87E+5 -4.11E+4 -1.87E+4 -4.47E+5 4.81E+5

Methanisierung in Biogasanlage

Verwertung von biogenen Abfälle in einer KVA Bezugsgrösse: 1 t biogener Abfall

Gutschrift Elekrizität

Gutschrift Wärme


Kumulierter Energieaufwand, nicht erneuerbar MJ-eq / t Edukt 6.27E+2 -3.08E+2 -4.49E+2 -1.31E+2Global Warming Potential kg CO2eq / t Edukt 4.70E+1 -1.76E+1 -2.56E+1 3.82E+0Versäuerungspotenzial kg SO2eq / t Edukt 4.03E-1 -1.42E-2 -1.90E-2 3.70E-1Überdüngungspotenzial kg PO4eq / t Edukt 3.35E-1 -1.75E-3 -1.95E-3 3.31E-1Photochemisches Ozonbildungspotenzial kg Ethylen-eq / t Edukt 6.44E-3 -1.27E-3 -1.62E-3 3.55E-3Umweltbelastungspunkte UBP 06 / t Edukt 6.10E+5 -8.02E+3 -1.20E+4 5.90E+5

KVA

A5 - 5

Produktion von Raspölmethylester (RME), ab Veresterung (inkl. Gutschrift durch den Prozess Produktion von Diesel, ab Raffinerie) Bezugsgrösse 1 kg RME

Auwand Herstellung

Gutschrift Diesel


Kumulierter Energieaufwand, nicht erneuerbar MJ-eq / kg Edukt 1.73E+01 -5.32E+01 -3.59E+01Global Warming Potential kg CO2eq / kg Edukt 2.04E+00 -6.30E-01 1.41E+00Versäuerungspotenzial kg SO2eq / kg Edukt 2.70E-02 -2.30E-03 2.47E-02Überdüngungspotenzial kg PO4eq / kg Edukt 1.70E-02 -3.20E-04 1.67E-02Photochemisches Ozonbildungspotenzial kg Ethylen-eq / kg Edukt 1.40E-04 -1.95E-05 1.21E-04Umweltbelastungspunkte UBP 06 / kg Edukt 8.36E+03 -6.78E+02 7.68E+03

Biodiesel

A6 - 6

A6 Referenzanlagen

Die für die ökonomische Beurteilung betrachteten Referenzanlagen sind durch die hier darge-

stellten Kenngrössen charakterisiert.

Kompostierung

DatenquelleAnzahl Anlagen 198 berechnetVerarbeitete Mengen Biomasse (aus Modell) 257'000 t TS/a ModellDurchschnittliche Kapazität pro Anlage 1'300 t TS/a ARGE Inspektorat (2008)Endprodukte total

Strom - kWh/a Modell Wärme - kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost 206'000 t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut - t TS/a "

Endprodukte im Durchschnitt pro AnlageStrom - kWh/a berechnetWärme - kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost 1'042 t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut - t/a "

Investitionssumme pro Anlage 1'400'000 CHF Schleiss (1999), teuerungsbereinigtAmortisationsdauer 5-10 a BFE (2009)Arbeitsplätze pro Anlage 1 Tel. Auskunft K. Schleiss

Mengen

Wirtschaftliche Kenngrössen

A6 - 7

Bestehende landwirtschaftliche BiogasanlagenDatenquelle

Anzahl Anlagen 80 BFE (2007)Verarbeitete Mengen Biomasse (aus Modell) 34'500 t TS/a ModellDurchschnittliche Kapazität pro Anlage 431 t TS/a berechnetEndprodukte total

Strom 18'533'333 kWh/a Modell Wärme 34'800'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 19'000 t TS/a "

Endprodukte im Durchschnitt pro AnlageStrom 231'667 kWh/a berechnetWärme 435'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 238 t TS/a "

Investitionssumme pro Anlage 1'000'000 CHF BiomassEnergieAmortisationsdauer 20 a "Arbeitsplätze pro Anlage 0.3 "

Mengen


Neue landwirtschaftliche BiogasanlagenDatenquelle

Anzahl Anlagen 29 berechnetVerarbeitete Mengen Biomasse (aus Modell) 34'500 t TS/a ModellDurchschnittliche Kapazität pro Anlage 1'200 t TS/a BiomassEnergieEndprodukte total

Strom 18'533'333 kWh/a Modell Wärme 34'800'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 19'000 t TS/a "

Endprodukte im Durchschnitt pro AnlageStrom 644'638 kWh/a berechnetWärme 1'210'435 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 661 t TS/a "

Investitionssumme pro Anlage 1'800'000 CHF BiomassEnergieAmortisationsdauer 20 a "Arbeitsplätze pro Anlage 0.7 "

Mengen


A6 - 8

Bestehende gewerblich-/industrielle Biogasanlagen (Stand 2006)

DatenquelleAnzahl Anlagen 16 BFE (2007)Verarbeitete Mengen Biomasse (aus Modell) 34'500 t TS/a ModellDurchschnittliche Kapazität pro Anlage 2'156 t TS/a berechnetEndprodukte total

Strom 18'533'333 kWh/a Modell Wärme 34'800'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) 2'000'000 kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 19'000 t TS/a "

Endprodukte im Durchschnitt pro AnlageStrom 1'158'333 kWh/a berechnetWärme 2'175'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) 125'000 kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 1'188 t TS/a "

Investitionssumme pro Anlage k.A. CHFAmortisationsdauer k.A. aArbeitsplätze pro Anlage 3 Auskunft Kompogas

Mengen


Neue gewerblich-/industrielle Biogasanlagen

DatenquelleAnzahl Anlagen 5 berechnetVerarbeitete Mengen Biomasse (aus Modell) 34'500 ModellDurchschnittliche Kapazität pro Anlage 7'000 t TS/a Auskunft KompogasEndprodukte total

Strom 18'533'333 kWh/a Modell Wärme 34'800'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) 2'000'000 kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 19'000 t TS/a "

Endprodukte im Durchschnitt pro AnlageStrom 3'760'386 kWh/a berechnetWärme 7'060'870 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) 405'797 kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut 3'855 t TS/a "

Investitionssumme pro Anlage 10'000'000 CHF Auskunft KompogasAmortisationsdauer 15-20 a Auskunft KompogasArbeitsplätze pro Anlage 6 Auskunft Kompogas

Mengen


A6 - 9

Kehrichtverbrennungsanlagen

DatenquelleAnzahl Anlagen 29 BFE (2007)Verarbeitete Mengen Biomasse (aus Modell) 424'000 t TS/a ModellDurchschnittliche Menge Biomasse pro Anlage 14'621 t TS/a berechnetEndprodukte total (bezogen auf den Biomasse-Anteil)

Strom 194'000'000 kWh/a Modell Wärme 406'000'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Filterasche (inkl. RGR-Rückstände) 14'722 t/a "Schlacke 117'778 t/a "Gärgut - t TS/a "

Endprodukte im Durchschnitt pro Anlage (bezogen auf den Biomasse-Anteil)Strom 6'689'655 kWh/a berechnetWärme 14'000'000 kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel - l/a "Kompost - t/a "Filterasche und RGRR 508 t/a "Schlacke 4'061 t/a "Gärgut - t TS/a "

Endprodukte pro Tonne BiomasseStrom 458 kWh/a berechnetWärme 958 kWh/a "Filterasche und RGRR 0.03 t/a "Schlacke 0.28 t/a "

Investitionssumme pro Anlage n.a. CHF nicht relevant (keine Neuinvestitionen)Amortisationsdauer n.a. a "Arbeitsplätze pro Anlage 35 Auskünfte Betreiber von KVA

Mengen


A6 - 10

Biodieselproduktion

DatenquelleAnzahl Anlagen 4 Eidg. Zollverwaltung EZVVerarbeitete Mengen Biomasse 13'536 t TS/a berechnetDurchschnittliche Kapazität pro Anlage 3'384 t TS/a berechnetEndprodukte total

Strom - kWh/aWärme - kWh/aGaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/aBiodiesel 8'485'882 l/a Eidg. Zollverwaltung EZVKompost - t/aPresskuchen 7'099 t/a berechnet mit Daten aus ModellGlycerin 885 t/a "Asche - t/aSchlacke - t/aGärgut - t TS/a

Endprodukte im Durchschnitt pro AnlageStrom - kWh/a berechnetWärme - kWh/a "Gaseinspeisung (Treibstoff) - kWh/a "Biodiesel 2'121'471 l/a "Kompost - t/a "Presskuchen 1'775 t/a "Glycerin 221 t/a "Asche - t/a "Schlacke - t/a "Gärgut - t/a "

Investitionssumme pro Anlage n.a. CHF nicht relevant (keine Neuanlagen)Amortisationsdauer n.a. a "Arbeitsplätze pro Anlage 5.0 BioFuels CH

Mengen


A7 - 1

A7 Grundlagen zu Flexibilität und Regionen

Als Grundlage für die Beurteilung der Kriterien Flexibilität und Regionen werden die Resultate

aus der Vorstudie für eine Methode zur Bewertung der Entsorgungs- und Nutzungsverfahren

(BFE 2009) herangezogen.

Die folgende Tabelle zeigt die Bewertung anhand von Nutzwerten (0 = tief, 0.5 = mittel, 1 =

hoch). Da die Biodieselproduktion in der Vorstudie nicht berücksichtigt wurde, werden hier ei-

gene Abschätzungen vorgenommen.

Indikator Kompost BGA landw. BGA ind. KVA Biodiesel

Unabhängigkeit von Biomassefraktion 0.5 0.5 0.5 1 0

Reaktion auf Angebotsschwankungen 1 0.5 0.5 1 0.5

Volkswirtschaftliche Wertschöpfung 1 1 1 1 1

A8 - 1

A8 Relevanzanalyse

Umwelt-Auswirkungen

Auswirkungskriterium (Outcomes)

Relevanz Begründung, Kommentar

U1 Sicherheit 0 Sowohl bezüglich den gesellschaftlichen Risiken als auch dem Risiko für die Mitarbeitenden bestehen kaum Unterschiede zwischen den verschiedenen Verwertungsverfahren.

U2 Gesundheit 2 Die Gesundheit der Bevölkerung wird direkt durch die Emission von Schad-stoffen und indirekt durch Treibhausgasemissionen und die Folgen des Kli-mawandels beeinflusst. In der ökologischen Bewertung werden Auswirkun-gen auf die Luft-, Boden- und Wasserqualität untersucht.

U3 Natürliche Vielfalt 1 Da auf der Produktionsebene in den Szenarien keine bedeutenden Eingriffe vorgenommen werden, sind die Auswirkungen auf die natürliche Vielfalt in der Schweiz beschränkt. Eine Rolle spielt allenfalls der Flächenverbrauch für verschiedene Verwertungsanlagen.

Je nach Art und Herkunft der importierten Futtermittel können sich Verän-derungen bei den Futtermittelimporten auf die natürliche Vielfalt im Her-kunftland auswirken.

U4 Wirtschaftliche Leistungen

1 Die nachhaltige Nutzung von Ressourcen steht im Zentrum der vorliegenden Untersuchung. Die Schliessung von Stoffkreisläufen, insbesondere bezüglich Stickstoff und Phosphor wird in der Auswertung der modellierten Stoffflüsse analysiert. Veränderungen für die Produktionsprozesse von Unternehmen werden mit dem Kriterium W1 abgedeckt.

Legende: 2 = hohe Relevanz, Auswirkungen werden vertieft analysiert, 1 = mässige Relevanz, die Richtung der Aus-wirkungen wird in die Überlegungen mit einbezogen, 0 = vernachlässigbare Relevanz

A8 - 2

Wirtschaftliche Auswirkungen

Auswirkungskriterium (Outcomes)

Relevanz Begründung, Kommentar

W1 Unternehmen 2 Die Umlenkung von Stoffströmen in den verschiedenen Szenarien wirkt sich direkt die Art der Verwertung und damit den Betrieb von Verwertungsanla-gen aus. Je nach Szenario sind Investitionen in neue Anlagen zu tätigen oder bestehende Anlagen zu schliessen. Aus Steigerungen oder Reduktionen der verarbeiteten Biomassemengen resultieren Veränderungen bei den Endpro-dukten und damit beim Umsatz der Unternehmen.

W2 Haushalte 0 Bei der Verwertung der Biomasse werden die von den Haushalten bezoge-nen Energiequellen Strom, Wärme und Biodiesel produziert. Gemessen am Gesamtverbrauch sind die Mengen jedoch gering und es sind keine Auswir-kungen auf die Konsumentenpreise zu erwarten.

W3 Arbeitnehmende 2 Je nach Verwertungsart der Biomasse können neue Arbeitsplätze entstehen oder bestehende Stellen verschwinden. Dabei handelt es sich zumindest teilweise um Verschiebungen zwischen verschiedenen Sektoren. Die Auswir-kungen auf den Arbeitsmarkt insgesamt sind moderat.

W4 Regionen 0 Die Modellierung der Stoffströme wird auf der aggregierten Ebene für die ganze Schweiz vorgenommen. Regionale Unterschiede werden mit dem bestehenden Modell nicht abgebildet und sind vom Standort der Anlagen abhängig. Der Aspekt der regionalen Wertschöpfung wird deshalb aus der Schweizer Gesamtsicht unter dem Kriterium W6 betrachtet.

W5 Öffentliche Hand 1 Die Auswirkungen auf die öffentliche Hand sind davon abhängig, welche Massnahmen zur Lenkung der Biomasse ergriffen werden. Die vorliegende Untersuchung konzentriert sich jedoch auf die Auswirkungen von unter-schiedlichen Szenarien bezüglich der Stoffströme bei gegebenen politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen. Beim Aufwand für den Vollzug der bestehenden Vorgaben sind keine tiefgreifenden Veränderungen im Ver-gleich zum Status Quo zu erwarten.

W6 Gesamtwirtschaft 2 Durch die Umlenkung der Stoffströme kann der Bedarf nach Investitionen in neue Verwertungsanlagen entstehen. Gemessen an der Gesamtwirtschaft ist das Ausmass der zu erwartenden Investitionen moderat, für die Standortre-gionen der Anlagen können sie jedoch von Bedeutung sein. Anhand der hier vorgenommenen aggregierten Betrachtung können jedoch keine Aussagen zu regionalen Differenzen gemacht werden, deshalb werden die Investitio-nen unter dem Kriterium Gesamtwirtschaft betrachtet. Dies gilt auch für die regionale Wertschöpfung, die von Veränderungen bei den Verwertungspro-zessen und -anlagen beeinflusst wird.

W7 Innovation, Forschung, Bildung

0 Durch die Umlenkung der Stoffströme sind keine direkten Auswirkungen auf die Innovation, Forschung und Bildung zu erwarten. Dieser Aspekt ist erst in Bezug auf die Frage relevant, mit welchen Instrumenten Veränderungen erzielt werden können und welche technologischen und ökonomischen Voraussetzungen aus Sicht der Unternehmen erfüllt sein müssen.

W8 Ordnungspolitik 0 Da im Modell keine Eingriffe auf politischer Ebene oder in den Markt be-trachtet werden, gibt es hier keine Änderungen zum Status Quo.

Legende: 2 = hohe Relevanz, Auswirkungen werden vertieft analysiert, 1 = mässige Relevanz, die Richtung der Aus-wirkungen wird in die Überlegungen mit einbezogen, 0 = vernachlässigbare Relevanz.

Grundlagen für ein Biomasse- und Nährstoffmanagement in ... · I Zusammenfassung Ausgangslage Die...

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