Bioenergie in Mecklenburg-Vorpommern · PDF fileKarlino, 8./9. Oktober 2014 Bioenergie in M-V 1 Ministerium für Energie, Infrastruktur und Landesentwicklung Bioenergie in Mecklenburg-Vorpommern

Karlino, 8./9. Oktober 2014 1 Bioenergie in M-V

Ministerium für Energie, Infrastruktur und Landesentwicklung

Bioenergie

in

Mecklenburg-Vorpommern

Peter Krüger

Ministerium für Energie, Infrastruktur und Landesentwicklung Mecklenburg-Vorpommern, Ref. 310




12,3 % Anteil EE am EEV in D (2013)

Quelle: BMWi 2014

318.000 GWh (1.144 PJ)

7,6% Anteil Bioenergie am EEV



Strom aus EE in D (2013)

Quelle: BMWi 2014

152.600 GWh (549 PJ)



Wärme aus EE in D (2013)

Quelle: BMWi 2014

132.900 GWh (478 PJ)



Anteil Bioenergie am PEV in M-V (2013)

52.820 GWh

Kraftstoff Strom

Wärme

Quelle: EM 2014, vorl. Berechnung



Anteil Bioenergie am PEV in M-V (2013)

52.820 GWh

Kraftstoff Strom

Wärme

9.268 GWh

17,5 % 14%

20%

23%

Quelle: EM 2014, vorl. Berechnung



Strom aus EE in M-V

Quelle: StaLA M-V, EM 2014

Biogas

Biomasse

Deponie-/Klärgas

PV

Wasserkraft

Windkraft

1995

95 GWh

2005

2.218 GWh

2013

6.817 GWh



M-V

ca. 511 Biogas-Anlagen mit ca. 273 MWel (Ø 534 kW/Anlage)

Maisanbau ca. 150.000 ha, dv. 70.000 ha für Biogasanlagen (15% ges. Mais-Anteil an AF)

„rechnerisch“ Erweiterung auf 400 MWel möglich

D

7.900 Biogas-Anlagen mit 3.750 MWel (Ø 450 kW/Anlage)

Maisanbau ca. 2,5 Mio. ha, ca. 800.000 ha für Biogasanlagen (21% ges. Mais-Anteil an AF)

derzeit 2,1 Mio. ha für Energiepflanzenanbau, auf 3,0 Mio. ha erweiterbar

wegen Novellierung EEG Zubau unwahrscheinlich

Biogasanlagen in D und M-V (2013/2014)



Quelle: FvB 2014

Entwicklung der Anzahl BGA in D (1992 - 2014)



Potenzial Biogas in MV: Erweiterung auf 400 MW möglich (z.Z. ca. 511 BGA mit 273 MWel) Einhaltung „Gute Fachliche Praxis“ in der Landwirtschaft, Einhaltung Cross Compliance (EU-Standards) Ø Mais-Fläche nicht das Problem, aber regional bzw. lokal bereits erhöhte Anbaudichte

Ziel für Biogas: Akzeptanz, Wärmenutzung, Teilhabe, mehr „Gemeinschafts-Projekte“ Unternehmer—Gemeinde—Bürger, zügige Genehmigungsverfahren

Biomethan: Option für „größere“ Anlagen (ab 1 MW); aber: Wertschöpfung vor Ort nicht gegeben

Biogas in M-V



NaWaRo in BGA (massebezogen, 2012)

Quelle: FNR, 2012



Mais – Anbaukonzentration 2011

12 12

Quelle: LFA M-V 2011



Trockenmasseerträge Mais und Sorghumhirsen (Gülzow 2008 – 2010)

Trockenmasseerträge Getreideganzpflanzensilage

(Gülzow 2009 – 2010)

Trockenmasseerträge Durchwachsende Silphie (Gülzow 2008 – 2010)

Alternativen

Quelle: Gurgel, Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei M-V 2011



Gasausbeuten versch. Substrate

Quelle: FNR, 2012



Weltweit rd. 120 Mio. t/a Getreide zu BioEthanol

verarbeitet, das sind 7% des Weltgetreideverbrauchs

Europa rd. 7 Mio. t/a Getreide zu BioEthanol

verarbeitet, das sind 2% des EU-Getreideverbrauchs

D rd. 0,8 Mio. t/a Getreide und 0,55 Mio. t/a

Melasse + Dicksaft zu BioEthanol verarbeitet, das sind 2% des Getreideverbrauchs in D

M-V rd. 600.000 t/a Ethanolrüben für Standort Anklam,

plus rd. 100.000 t/a Roggen für Standort Schwedt, das sind ca. 3% der Ackerfläche M-Vs.

Situation BioEthanol



Entwicklung BioEthanol in D



Weltweit rd. 12 Mio. t/a pflanzliche Öle und tierische

Fette zu BioDiesel verarbeitet, das sind 8% des Weltbedarfs an pflanzlichen Ölen

Europa rd. 9 Mio. t/a BioDiesel (22 Mio. t/a Kapazität), d.h. Auslastung < 50%; input benötigt rd. 6 Mio. ha Ackerfläche

D rd. 2,6 Mio. t/a BioDiesel (4 Mio. t/a Kapazität), d.h.

Auslastung 65%; input benötigt rd. 14% der Ackerfläche,

M-V rd. 0,25 Mio. t/a BioDiesel (0,5 Mio. t/a Kapazität), d.h. Auslastung 50%; input benötigt rd. 17% der Ackerfläche (Bilanz!)

Situation BioDiesel



Entwicklung BioDiesel in D



M-V 1 Gaseinspeisungsanlage mit 46.000.000 m3/a

M-V rd. 200 GWh pro Jahr werden über 22

Erdgastankstellen an KfZ abgegeben ( entspricht ca. 10 x 500 kW-Anlage)

„erdgas mobil“ kauft bundesweit Biomethan ein

Vorteil Biomethan: in allen Erdgasfahrzeugen einsetzbar (großes Absatzpotenzial (z.Zt. 95.000 KfZ), Tendenz steigend).

Speicherbarer, universell einsatzbarer (Strom, Wärme, Kraftstoff) und CO2-reduzierender Energieträger.

Nachteil: Aufbereitung + Einspeisung erst ab ca. 250-500 m3/h wirtschaftlich (ca. 1-2 MW-Anlage) und Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Erdgas nicht gegeben.

Situation BioMethan



Biogasaufbereitungskosten (ct/kWh)

Quelle: Fraunhofer UMSICHT



Potenziale für den Bereich BioKraftstoff

Für M-V bedingt Wachstumsmarkt, perspektivisch Ausnutzung der vorhandenen Kapazitäten.

Dann Potenzial bei Raps/Biodiesel ausgereizt.

Potenzial für Ethanol vorhanden (Rübe, Roggen).

Potenzial für Biomethan steht in Konkurrenz zu EEG (Strom, Wärme) und Preis für Erdgas

aber:

Desaster aufgrund Politik bei Besteuerung & Quotierung, Vertrauensverlust in der Wirtschaft.

Biomass-to-Liquid (BtL) lässt auf sich warten, derzeit FuE.

Biokraftstoffe außer Biomethan (!) zunehmend umstritten.





2005 2020 (Basis-Szenario)

2020 (Effizienz-Szenario)

Mais (BGA) 5 40 45 GP+Korn+Gras (BGA) 3 20 21 GP+Korn+Gras (Festbrennstoff) 0 22 3 Getreide (Bio-Kraftstoff) 25 19 0 Zuckerrübe (Bio-Kraftstoff) 0 1 8 Ölpflanzen (Bio-Kraftstoff) 140 85 85 KUP 0 20 30 Koppelprod. Stroh 0 75 120 Nebenprod. Gülle - - - Holz - - - … sonstige 2 1 1

Summe Fläche 175 208 188 Summe Energie (PJ) 20,3 44,3 48,4

Quelle: LU, 2010, verkürzte Darstellung

Produktion von Energie-Biomasse in Tha in M-V

„(Bio-)Energieland M-V“ und „Energieland 2020“



2005 2020 (Basis-Szenario)

2020 (Effizienz-Szenario)

Summe Fläche 175 208 188 Summe Energie (PJ) 20,3 44,3 48,4

Quelle: LU, 2010, verkürzte Darstellung

Produktion von Energie-Biomasse in Tha in M-V

„(Bio-)Energieland M-V“ und „Energieland 2020“

Auf 10% weniger Fläche

10% mehr Energie

Energiepflanzenanbau niemals losgelöst von der weiteren energetischen Verwertung betrachten!



Von nur 19 % der Ackerfläche in M-V (188.000 ha) können in 2020 ca. 48 PJ/a Bioenergie bereitgestellt werden. Biogas 17,4 PJ Biokraftstoff 6,7 PJ Biofestbrennstoff 23,9 PJ

Diese Energiemenge entspricht 28 % des gesamten Jahres-Primärenergieverbrauchs (PEV) in M-V von 170 PJ. Der Energieertrag pro Hektar steigt mit der Zunahme an Wirkungsgrad-starken Verwendungspfaden. s. Grafik nächste Seite

1.

2.

3.

Fazit



Energieertrag in [GJ/ha]

0 50 100 150 200 250 300

KUP Wärme (Verbrennung)

Biogas Strom KWK (Mais)

Biogas Kraftstoff (Mais)

KUP Kraftstoff (BtL)

Raps Kraftstoff (Diesel)

Getreide Kraftstoff (Ethanol)

Biogas Strom ohne Wärme (Mais)

Schwankungsbereiche

Quelle: Sachverständigenrat

Umwelt (SRU), 2007

Energieerträge pro Hektar von NaWaRo bei verschiedenen Verwendungspfaden

Quelle: verschiedene Studien

KUP = Kurzumtriebsplantagenholz

Deshalb machen „Wärme-Verwendungspfade“ Sinn!



1/3 der Ackerfläche in

Mecklenburg-Vorpommern könnte für die Biomasseproduktion

genutzt werden (330.000 ha), ohne die Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln zu gefährden!

(z.Zt. ~ 180.000 ha)



Rechenbeispiel

das EU-Ziel (18% EE am PEV) für die deutsche Landwirtschaft in 2020 bedeutet: 630 PJ von landw. Flächen*

wie viel landw. Fläche würde benötigt, um diese Energiemenge in D bereitzustellen?

welche Bioenergielinien sind geeignet ? * PEV 14.000 PJ, EE-Anteil 18%, davon 25% landw. Biomasse

Leistung der Bioenergie (landwirtschaftliche Biomasse!) in D 2010: 245 PJ (25% der EE)*



Rechenbeispiel

Quelle: LU, 2010 (Basis: SRU-Zahlen)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Getreide Ethanol

Raps Diesel

Biogas Strom o. Wärme (Mais)

KUP (BtL)



KUP (Wärme)

Fläche in Mio. ha

Flächenbedarf bei Realisierung EU-Ziel 2020 (630 PJ von landwirtschaftlichen Flächen)

12 Mio. ha Ackerfläche in D

4 Mio. ha „Schmerzgrenze“

2,3 Mio. ha heute



Quelle: EM 2014, FNR 2014

(Bio)EnergieDörfer in M-V (2014)

(Bio)EnergieDorf

„auf dem Weg“

gepl. WEA-

Beteiligung



Quelle: EM 2014, FNR 2014

(Bio)EnergieDörfer in M-V (2014)

(Bio)EnergieDorf

„auf dem Weg“

gepl. WEA-

Beteiligung

Stellshagen

Schaalsee

Hülseburg

Grambow

Gallin-Kuppentin

Zepkow Melz

Bollewick

Jabel Torgelow a.S.

Ivenack

Blankensee

Burow

Brunn (Roggenhagen, Granzkow)

Stolpe (Dersewitz)

Hermannshof

Dalkendorf Rosenow

Alt Zachun

Tarnow



(Bio)EnergieDörfer in D (2014)

Quelle: FNR 2014, EM 2014

BioEnergieDorf

„auf dem Weg“

mehrere BED

gepl. WEA-

Beteiligung in

M-V



Weltweite Getreidenutzung in Mio. t (2006)

Quelle: Scheitza, Bayer CropScience AG 2007



Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz

Danke für Ihre Aufmerksamkeit.

Bioenergie

in

Mecklenburg-Vorpommern





CO2-Einsparpotenzial versch. Verwertungslinien



CO2-Vermeidungskosten Erneuerbarer Energien

Quelle: WBA 2007



CO2-Einsparpotenzial verschiedener Verwertungslinien

Quelle: WBA 2007



10

12

(Betriebsstunden: Biogas 7.800, Wind 1.800, PV 900)

Mio

. k

Wh

/a

0

2

4

6

8

Wind Biogas PV

Strom aus EE in M-V

Quelle: EM 2012

Strom aus 1 MWel installierter Leistung

aus Wind, Biogas und PV (pro Jahr)

0

100.000

200.000

300.000

400.000

kW

h/h

a/a



10

12

(Betriebsstunden: Biogas 7.800, Wind 1.800, PV 900)

Mio

. k

Wh

/a

0

2

4

6

8

Wind Biogas PV

Strom aus EE in M-V

Quelle: EM 2012

0

100

200

300

400

He

kta

r



0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

Stand der Nutzung 2008 Erschließbares Potenzial bis 2020

Windkraft (on- und offshore); 2.590 (GWh)

Windkraft (on- und offshore); 10.137 (GWh)

Wasserkraft/Geothermie; 6 (GWh)

Wasserkraft/Geothermie; 6 (GWh)

Klär- und Deponiegas; 51 (GWh) Klär- und Deponiegas; 55 (GWh)

Biomasse; 287 (GWh) Biomasse; 430 (GWh)

Biogas; 859 (GWh) Biogas; 1.500 (GWh)

GWh

Quelle: Aktionsplan Klimaschutz M-V

Potenziale EE-Strom in M-V



0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

Stand der Nutzung 2008 Erschließbares Potenzial bis 2020

Tiefengeothermie 283

Oberflächennahe Geothermie 156

Solarthermie 278

Biogas 342

Biomasse (aus KWK-Nutzung) 215

Waldholznutzung (thermisch) 440

Getreidestroh u. ä. (2008= 0)

785

322

144

196

61 55 61

GWh

Quelle: Aktionsplan Klimaschutz M-V

Potenziale EE-Wärme in M-V



Energiepreisentwicklung



Ausbau und Vorrang der EE, Erhöhung der Energie-effizienz, Beschleunigung von Genehmigungsverfahren

ausgewogener Energiemix mit Konzentration auf EE (Wind, Bioenergie, Sonne), Ausbau Geothermie

„Energieland 2020“ + „Aktionsplan Klimaschutz“ werden Gesamtkonzept

Speicherung + Umwandlung von Strom aus EE

MV als Energieexporteur

Weiterentwicklung der Bioenergiedörfer

Modelle wirtschaftlicher Teilhabe

Ziele der Landesregierung

Koalitionsvereinbarung 2011 - 2016



Künftig wird Biomasse auch Bestandteil im Energiemix sein müssen, bevor langfristig Bioenergie durch andere alternative Energien abgelöst werden kann


Bioenergie

- Nachhaltigkeit in der Produktion,

- positive Ökobilanz,

- hohe Energieeffizienz (hoher Netto-Endenergieertrag je Hektar),

- hohes CO2-Einsparpotenzial,

- geringe CO2-Vermeidungskosten.

Folgende Kriterien rücken zukünftig stärker in den Fokus :



Die Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln in der Landwirtschaft hat in M-V nach wie vor 1. Priorität

Trotzdem hat die stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse ein Potenzial, ohne die Lebensmittelversorgung zu gefährden

Es ist erforderlich, dass für alle Produktionsverfahren für Biomasse, ob im Bereich Lebens-/Futtermittelproduktion oder im Bereich stoffliche und energetische Verwertung nachwachsender Rohstoffe, die gleichen Nachhaltigkeitskriterien gelten


Biomasse



Pro_KUP Steigende Nachfrage nach Holz und steigende Preise

Energieholzbereitstellung unabhängig vom Industrieholzmarkt

Hohes Biomasseproduktionspotential mit geringeren

Ertragsschwankungen im Vergleich zu

Einjahrespflanzen

Günstige Energiebilanz und hoher Energiegewinn pro

Flächeneinheit

Regionale, nachhaltig verfügbare Energiequelle

CO2-Bindung



Pro_KUP Niedrigere Emissionswerte bei Verbrennung im Vergleich zu

Energiegetreide

Ohne bzw. mit geringfügigem Betriebsmitteleinsatz

(Düngung, PSM)

Keine Bodenbearbeitung, Bodenruhe,

Humusanreicherung

Kein bzw. geringer Pflegeaufwand nach Anwuchsphase

Ökologische Aufwertung der Landschaft

Gewässerschutz



Contra_KUP

Keine Flexibilität bei der Flächennutzung

Neues Produktionsverfahren mit offenen Punkten:

Technik (Ernte), Logistik, (Ertrag), (Erlös), Absatz

Kapitalbindung, da

Einnahmen erst nach langem Zeitraum (3-6 Jahren)

Geringe Arbeitsintensität

Einverständnis des Verpächters

Derzeit hohe Verfahrenskosten (Ernte, Logistik, Rückführung)

Nicht (knapp) konkurrenzfähig zu Getreide, Mais & Co.



KUP konkurriert zu

Getreide

Mais Raps



ab

75 €/t

Getreide

Mais Raps



Produktion von KUP-Holz in M-V

Derzeit 160 ha 2.000 t/a

Potenzial in 2020: 30.000 ha 360.000 t/a

720.000 fm/a

Ø 12 t/ha/a

(Pappel) 4.000 fm/a

9 x 5 MWel

Biomasse-Heiz-Kraftwerk



Kilo Mega Giga Tera Peta Exa Tausend Millionen Milliarden Billionen Billiarden Trillionen 103 106 109 1012 1015 1018

278 GWh = 278.000.000 kWh = 1 PJ (Peta-Joule)

3.500 kWh/a Strom Drei-Personen-Haushalt (Verbrauch pro Jahr)

14.500 kWh/a Wärme

Strom für 1.100 Drei-Personen-Haushalte 1 Biogasanlage á 500 kWel

3,8 Mio. kWh Strom/a

Wärme für 200 Drei-Personen-Haushalte 2,9 Mio. kWh nutzbare Wärme/a

Strom für 79.000 3PHH im Jahr oder Wärme für 19.000 3PHH im Jahr

Strom für 608.000 Drei-Personen-Haushalte Wärme für 111.000 Drei-Personen-Haushalte Einsparung von: 420.000 t Gas & Öl 1,2 Mio. t CO2

511 Biogasanlagen in MV mit 273 MWel installiert (Ø 534 kWel, Stand: 12/2013)

13,5 PJ (~ 3.750 GWh, 7,9% Anteil am PEV)




Strom für 1.100 Drei-Personen-Haushalte 1 Biogasanlage á 500 kWel

3,8 Mio. kWh Strom/a

Wärme für 200 Drei-Personen-Haushalte 2,9 Mio. kWh nutzbare Wärme/a

Strom für 608.000 Drei-Personen-Haushalte Wärme für 111.000 Drei-Personen-Haushalte Einsparung von: 420.000 t Gas & Öl 1,2 Mio. t CO2

511 Biogasanlagen in MV mit 273 MWel installiert (Ø 534 kWel, Stand: 12/2013)

13,5 PJ (~ 3.750 GWh, 7,9% Anteil am PEV)

kWh

0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000

Getreide Ethanol

Raps Diesel

Biogas Strom o. Wärme (Mais)

KUP (BtL)



KUP (Wärme) Grafik: Energieertrag von 1 Hektar Ackerfläche (in kWh) KUP = Kurzumtriebsplantage KWK = Kraft-Wärme-Kopplung BtL = Biomass to Liquid (II. Generation Bio-Kraftstoff)

Quelle: SRU, 2007

Faustzahlen




17 PJ/a = Nutzung Bioenergie in MV 2005

48 PJ/a = (Effizienz-Szenario)

44 PJ/a = Nutzung Bioenergie in MV 2020 (Basis-Szenario)

69 PJ/a = Biomassepotenzialtechn. in MV 2020

170 PJ/a = PEV Mecklenburg-Vorpommern

14.000 PJ/a = PEV Deutschland

360.000 PJ/a = 360 EJ/a = Primärenergieverbrauch (PEV) Welt

Strom für 1,13 Mio. Drei-Personenhaushalte (14 PJ/a) Wärme für 160.000 Drei-Personenhaushalte (8,4 PJ/a) Verbrauch: 1,1 Mio. t Steinkohle Emission : 3,1 Mio. t CO2

Steinkohlekraftwerk Rostock 509 MWel 300 MWth (max.)

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