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Technische und ökonomische

Bewertung von Nachwachsenden

Rohstoffen

18. Februar 2008

Dr Thomas Boehland

Dr Th Boehland/S-PR-R3

Gliederung

� Eingangs-Paradigma über NawaRo

� Rohstoffpreise und Preiskopplung

1) Rohölfolgeprodukte

2) Vergleich der Wertschöpfungsketten

3) Preiskopplung von Benzin, Bioethanol und Zucker

4) Einfluss der Regularien

5) Biodiesel und Diesel

6) Holz und Heizöl

� Beispiele für einen Kostenvergleich fossil - NawaRo

1) Aceton-Butanol-Ethanol-Prozeß

2) Polymilchsäure

� Zusammenfassung und Ergebnis


Nachwachsende Rohstoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung.

© nova-Institut


Bio-basierte Produkte machen ca 5% des weltweiten Chemikalienumsatzes aus

Biorenewables Bioprocesses

5%BioProdukte77 Mrd €

Weltweiter Chemieumsatz1.476 Mrd €(2005)

Quelle: McKinsey


Etwa 90% der Chemieproduktionbasiert auf Rohöl und Erdgas *

*IFEU-Institut, Heidelberg 2007


Die chemisch/technische Industrie in Deutschland setzte 2005 rund 2,7 Mio. t Nawaro ein –davon ~ 2,0 Mio. t pflanzlichen Ursprungs.

Quelle: meó Consulting-Team im Auftrag der FNR


Entwicklung von Diesel- und Biodieselmengen in Deutschland


Regulierung beeinflußt die Einführung von Nawaro auf nationaler und europäischer Ebene

� EU-Verordung gen-veränderter Lebens-und Futtermittel

� Deutsches Gentechnik Gesetz

� Getreidemarktverordnung

� Zuckermarktordnung

� REACh (Registration, Evaluation, Authorisation of Chemicals)

� Verpackungsverordnung

� Bioabfallverordnung

� Düngemittelverordnung

� Erneuerbare-Energien-Gesetz

� Biokraftstoffquotengesetz


Bioethanol : Ölpreise und Regulierung bestimmen den Markt

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14

Mio. Liter

"Clean Air Act"

Ethanol als MTBE Ersatz

"Renewable Fuels Standard"

Source: RFA 2006; Fapri 2006

Einfluß der Regulierung auf die EtOH Produktion in den USA

USA: „Energy Policy Act - 2005“„Renewable Fuel Standard“34 Mrd Liter in 2008 (x 4 in 2022)

Brazil: FFV (flex-fuel vehicles) +20% Benzin-Beimischung

EU: EC/30/2006 (5,75% in 2010)

D: Beimischungszwang 2%

China: National Biofuel Programme15% biofuels by 2020(31% Gasoline - 69%Diesel)10% EtOH mandatory in 5 Prov.

ständig überarbeitete Regulierungen in


Auf die Werte von 1994 normierte Rohstoffpreise

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Jan-94 Jan-95 Jan-96 Jan-97 Jan-98 Jan-99 Jan-00 Jan-01 Jan-02 Jan-03 Jan-04 Jan-05

Natural Gas Crude Oil Propylene Soybean Oil Glucose Syrup


Koppelung von Ethylen-, Propylen- und Naphtapreisen an den Rohölpreis

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Crude Oil [€/bbl]

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Raw Material [€/to]

Crude Oil €/bbl Etyhlen €/to

Naphta €/to Propylen €/to


Entwicklung von Polymer- und Rohölpreisen

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Jan. 02 Jan. 03 Jan. 04 Jan. 05 Jan. 06 Jan. 07

Rohölpreis [€/bbl]

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Polymer Preisindex [-]

Ölpreis [€/bbl]

Polymer Preisindex


Hypothese 1: Hohe Rohölpreise machen Produkte aus NAWAROs konkurrenzfähig


Hypothese 2: Hohe Rohölpreise verteuern NAWAROs und ihre Produkte


Entwicklung von Öl-, Ethanol- und Zuckerpreis

Abbildung 6. Entwicklung von Öl-, Ethanol- und Zuckerpreis

$1,00

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$4,00

$5,00

Jan 00 Jan 01 Jan 02 Jan 03 Jan 04 Jan 05 Jan 06 Jan 07

Jahr

Preis (US$) Mittelklasse

Kleinwagen

Flex fuel Motoren eingeführt für:

Abbildung 6a. Entwicklung des Ethanolpreises in Brasilien


Ethanol: saisonale Preisschwankungen, Kopplung an den Naphta Preis

Ethanol Price Seasonality

0,00

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1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52

Week

R$ / t

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

PreiskopplungEthanol / Naphta

Ethanol: saisonale Preisschwankungen2001-2007


Weltweiter Handel mit Ethanol aufgrund von Regularien limitiert

Australia

Brazil

USA

EU

China

India

CBI0,015 mto

(0,11 mto)

(2,88 mto)

(1,58 mto)

(0,2 mto)

Prod: 15,4 mtoImp: 0Exp: 2,0

Prod: 14,17 mtoImports: 0,65Exports: 0,30

Handel 2005

Prod: 2,14 mtoImp: 0,50Exp: 0,15

weltweite Produktion: 45 Mio. to


Einfluss von staatlichen Fördermaßnamen auf den Ethanolpreis


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0 200 400 600 800 1,000

US Transportation Fuel MarketSources: Bloomberg; Thomson Financials

Bioethanol (USD/ton)

Premium Unleaded Gasoline (USD/ton)

Bioethanol Preise gekoppelt anBenzinpreise (USA)

Correlation factor = 86%

starke Korrelation mit Benzinpreisen in den USA

noch keine Korrelation mit Mais-oder Zuckerpreisen (feedstock) zu beobachten (Marktregulierung)

Beobachtungen


Klassischer Bioethanol-Prozeß –

� ca. 46% Ausbeute � ca. 66% Anteil der Rohstoffkosten an den Herstellkosten � >> 50.000 to/a Kapazität

Zu jedem Rohölpreis einen C-Quellen-Äquivalenz-Preis kalkulieren:

Ende 2006 (Rohölpreis 60 $/bbl=304€/to): 238 €/to (14 $ct/lb). Der “wahre“ gehandelte Weltmarktpreis für Zucker lag nur unwesentlich darunter.

Zu jedem beliebigen Ölpreisszenario ein C-Quellen-Äquivalenz-Preis berechenbar – für Zucker, Stärke oder auch fermentierbare C-Quellen, z.B. aus Lignocellulosen - der als Grundlage zur Bewertung biotechnologischer Prozesse dient.

C-Quellen-Äquivalenz-Preis („C-equivalent price“ )


Wettbewerbsfähige Rohstoffe sind verfügbar –suboptimale Verfahren limitieren das Potential

Petrochemicals Produktion Preis* C H O Carbon

Ethylen C2H4 110 mio t/a 890 €/t 86% 14% 1035 €/t C

Propylen C3H6 75 mio t/a 850 €/t 86% 14% 988 €/t C

Benzol C6H6 45 mio t/a 830 €/t 92% 8% 902 €/t C

BioRenewables Produktion Preis* C H O Carbon

Glukose C6H12O6 143 mio t/a 300 €/t 40% 7% 53% 750 €/t C

Bio-Ethanol C2H6O 36 mio t/a 365 €/t 52% 13% 35% 700 €/t C

*Preise 24.5.2007, Bio-Ethanol für Brasilien (EU ca. x2)


Entwicklung von Diesel- und Biodieselmengen in Deutschland


Entwicklung von Diesel- und Biodieselpreis in Deutschland


Entwicklung der Erzeugerpreise für Raps in Deutschland


Entwicklung der Energiepreise von Holzpellets im Vergleich zu Heizöl und Erdgas in Deutschland


Kostenvergleich fossil – NAWARO:Butanol- vs. Rohölpreis

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Jan. 03 Jan. 04 Jan. 05 Jan. 06 Jan. 07

Crude Oil [$/bbl]

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Butanol EU [€/to]

Crude Oil Brent [$/bbl]

Butanol EU ICIS €/to

Aceton-Butanol-Ethanol-Prozeß: Blenden von Benzin wg. ähnlicher Eigenschaften

Fermentation von glucose / sucrose durch Clostridium ssp liefertAceton : Butanol : Ethanol im Verh. 3 : 6 : 1

Großtechnische Herstellung nachgewiesen möglich. Butanol einfacher zur Beimischung geignet als Bioethanol, da

� besser mit Benzin kompatibel wg

vergleichbarer Verbrennungs-

charakteristik

� geringerer Dampfdruck

� Nutzung bestehender Infrastruktur

Aber: Einführung des „C-equivalent

price“ zeigt, dass bio-Butanol nicht

wettbewerbsfähig ist.(Qureshi et.al, 2001; Patel et.al. 2006)


Maispreis in den USA [US$/bushel]

Polymilchsäure aus Fermentation:

Verpackungsmaterial als Alternative zu PET, PS, PP

Kostenvergleich fossil – NAWARO:Poly Lactic Acid (PLA)


Kostenvergleich fossil – NAWARO:Poly Lactic Acid (PLA)

Beispiel 2: Poly Lactic Acid (PLA) vs. PET

Ausbeute Fermentation: 90 %Ausbeute Polymerisation: 80 %Rohstoffkosten Fermentation: 60 %LA-Kosten für Polymerisation: 45 %

Markt Preis PLA (ber.)* 1.200 €/tMarkt Preis PET (2006) 1.200 €/t Rohölpreis 60 $/bbl

PLA könnte biotechnisch preiswerter hergestellt werden als in chemisch-konventionellen Routen, aber

* Optimierung in Process undeconomy of scale vorausgesetzt

� Deutliche Erhöhung des Maispreises

� Angenommener Marktpreis für PLA setzt

stabile, niedrige Preise für C-Quellen voraus

� Berechnung „C-equivalent price“ zeigt

signifikante Vorteile für PET (15 – 20 %)


Zusammenfassung und Ergebnis

� Paradigma: Produkte auf Basis nachwachsender Rohstoffe werden mit steigenden fossilen Rohstoffpreisen zunehmend wirtschaftlich

� Jedoch:Derzeit sind die meisten neuen Produkte und Kraftstoffe, die aufNAWAROs basieren, teurer als die rohölbasierten

� Notwendig ist –� Zugang auf biobasierte Rohstoffquellen zu Weltmarktbedingungen� Einschränkung marktverzerrender Regulierungen� Optimierung der biotechnologischen Prozesse und effizientere Verfahren zur Verwertung von Biomasse


Vielen Dank…

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