Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber

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Globale Perspektiven in der Nutzung von Bio-Energie

Dr. Waldemar Gruber

Landwirtschaftskammer NRW, Bonn

Dr. Waldemar Gruber

Aktuelle Entwicklung …

Dr. Waldemar Gruber

Globale Flächennutzung für Nahrung und nachwachsende Rohstoffe 2008

Dr. Waldemar Gruber

Verwendung von geernteter Agrar- und Forstbiomasse weltweit

Dr. Waldemar Gruber

Fleischverbrauch ausgewählter Länder pro Kopf und Jahr

Dr. Waldemar Gruber

Der globale Flächenfußabdruck pro Einwohner

(inländische Fläche + ausländische Fläche – Export)

Europa1,3 ha

China/Indien< 0,4 ha

Über 50 % der für die Produktion von in Europa konsumierten Agrar-und Forstgütern benötigten Fläche liegt außerhalb des europäischen Kontinents. (nach Lugschitz et al., 2011)

Dr. Waldemar Gruber

Dr. Waldemar Gruber

Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland (ha):

2.526.000 ha ≙ ≙ ≙ ≙

15,1 % der LF21,3 % der AF

Kraftstoffe

Dr. Waldemar Gruber

Dr. Waldemar Gruber

Dr. Waldemar Gruber

Verbrennung

Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber

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Energieverbrauch einer Person in Deutschland

Heizung53%

Warmwasser8%

Auto31%

Strom8%

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Biogas

Dr. Waldemar Gruber

Biogasanlagen in NRW

Dr. Waldemar Gruber

Substrateinsatz

96,9%

51,0%

45,9%

40,3%

31,1%

24,5%

19,4% 18,9% 18,4%15,8% 14,8% 14,3%

12,2% 11,7%8,2%

67,3%

4,6%1,0%

45,3%

18,3%

13,8%

5,9%2,7% 1,6% 2,1% 1,2% 1,2% 1,9% 0,6% 1,4% 1,0% 0,4% 0,7% 0,7% 0,6% 1,0%

0%5%

10%15%20%25%30%35%40%45%50%55%60%65%70%75%80%85%90%95%

100%

Silom

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Rinder

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Rinder

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0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%55%60%65%70%75%80%85%90%95%100%

Einsatzhäufigkeit (%) Substratanteil (%)n = 196 Biogasanlagen

2.199.323 t Substrat

Quelle: Biogas-Betreiberdatenbank NRW, Stand 20.03.2012

Substratanteil:Wirtschaftsdünger: 44 %NawaRo: 56 %

Anteile am Produktionswert Landwirtschaft und Gartenbau in NRW

Milch14,0 %

Hackfrüchte4,6 %

Obst Gemüse

6,1 %

Sonder- kulturen12,9 %

Schweine25,0 %

Rindvieh6,7 %

Getreide, Öl-/Hülsenfr.

12,9 %

Eier/Geflügel3,8 %

Futterpflanzen8,9 %

Sonstiges5,1 %

Produktionswert zu Erzeugerpreisen insgesamt (Ø 2008 – 2010)

6.282 Mio. EUR

Biogasproduktion in NRW238 MW

8000 Std./Jahr0,22 €/KWh

~ 419 Mio. €/Jahr

Dr. H. Lopotz, LWK NRW

Dr. Waldemar Gruber

NawaRo für Biogasanlagen …

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2 ha 20 ha 2 ha 20 ha 2 ha 20 haGetreide-GPS 38 35 31 30 26 25Silomais 35 34 32 31 29 27CCM 97 90 87 81 78 73Zuckerrübe 40 38 31 31 27 26Ackergräser 43 37 38 32 34 29Dauergrünland 47 38 42 34 36 29

Ertragsniveau

Daten: KTBL Faustzahlen Biogas

Spezifische Bereitstellungskosten für die Erzeugung von Energiepflanzen für Biogasanlagen [€/t]

niedrig mittel hoch

22

CH4/ha dt/ha CH4/ha dt/ha CH4/ha dt/haGetreide-GPS 2349 30 3131 40 3914 50Silomais 3998 40 4997 50 5996 60CCM 2247 12 2621 14 2996 16Zuckerrübe 3398 40 4673 55 5947 70Ackergräser 2106 26 2926 36 3516 43Dauergrünland 1639 20 2344 28 2811 34

Ertragsniveau

Daten: KTBL Faustzahlen Biogas

Spezifische Gaserträge von Energiepflanzen für Biogasanlagen [m³/ha]

niedrig mittel hoch

23

Spezifische Kosten für die Erzeugung von Methan [€/m³ CH4]

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

2 ha 20 ha 2 ha 20 ha 2 ha 20 ha

niedrig mittel hoch

Ertragsniveau

[€/k

Wh

]

Getreide-GPS Silomais CCM Zuckerrübe Ackergräser Dauergrünland

0,30 €/kWh

24

Methanertrag pro ha [CH4/ha]

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

50 60 70 80 90 100

Hektarertrag [t/ha]

[CH

4/h

a]

Rübe Mais

20% ZR-

Mehrertrag

33% ZR-

Mehrertrag

25

Zuckerrübe Mais

� Keimung ab 5°C bis 6°C, Optimum 10°C bis

12°C

� Temperaturen von 20°C sind für die Ertragsbildung am

günstigsten (kühle Nächte und warme Tage ab Mitte August

erhöhen den Zuckergehalt

� Rübe kann kurze Nachtfröste bis -5°C gut überstehen

� Keimung 9 °C bis 10°C, Spätfröste von -2°C bis –5°C

verursachen ein Abfrieren der gebildeten Blätter

� Die für das Kornwachstum wichtige Translocation der

Assimilate (EndeAugust/Anfang September) findet bei

Temperaturen < 12°C nicht mehr statt, Optimum 20°C

� Fröste von -1°C bis -2°C in der Abreife bringen den Bestand

zum abfrieren

Anforderungen an den Standort

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Quelle: Dr. J. Holz LWK NRW

Dr. Waldemar Gruber, Dr. Arne Dahlhoff 27

Variante CCM - Zuckerrübe

Dr. Waldemar Gruber, Dr. Arne Dahlhoff 28

Silierung ganzer Rüben im Fahrsilo

� Einlagerung am 22.11.2011

� Eingelagerte Masse: 276.122 kg

� Auskleidung der Fahrsilokammer mit Silofolie „rundherum“

� Strohmatte (gehäckseltes Stroh) zum Schutz der Folie und zum Aufsaugen von Flüssigkeit

1 2

3 4

29

Fruchtarten Rhein-Erft-Kreis

Getreide; 18057; 51%

Kartoffel; 1934; 5%

Zuckerrüben; 8018; 23%

Gemüse; 1430; 4%

Handelsgewächse; 1302; 4%

Silomais; 641; 2%

Futterpflanzen; 820; 2%

Dauergrünland; 1399; 4%

Sonstige; 1664; 5%

Fruchtarten NRW

Getreide; 633362; 44%

Kartoffel; 31739; 2%

Zuckerrüben; 62018; 4%

Gemüse; 21932; 1%

Handelsgewächse; 77790; 5%

Silomais; 146625; 10%

Futterpflanzen; 36365; 2%

Dauergrünland; 424252; 28%

Sonstige; 55832; 4%

30

Fruchtarten NRW

Getreide; 633362; 44%

Kartoffel; 31739; 2%

Zuckerrüben; 62018; 4%

Gemüse; 21932; 1%

Handelsgewächse; 77790; 5%

Silomais; 146625; 10%

Futterpflanzen; 36365; 2%

Dauergrünland; 424252; 28%

Sonstige; 55832; 4%

Fruchtarten Kreis Borken

Getreide; 12974; 18%

Kartoffel; 1882; 3%

Zuckerrüben; 674; 1%

Gemüse; 1552; 2%

Handelsgewächse; 889; 1%

Silomais; 23744; 32%Körnermais; 3295; 4%

CCM; 9353; 13%

Futterpflanzen; 820; 1%

Dauergrünland; 17288; 23%

Sonstige; 1664; 2%

Dr. Waldemar Gruber

Durchwachsene Silphie

Durchwachsene Silphie

� ausdauernde mehrjährige Staudenpflanze

�Nutzungsdauer mindestens 10 Jahre

� 40.000 Pflanzen durch Anpflanzung

� noch geringe Auflaufrate

� auf Grenzstandorten mit geringem Wasserhaltevermögen voraussichtlich

dem Mais überlegen

� Ertragsniveau niedriger als Mais

Dr. Waldemar Gruber

Dr. Waldemar Gruber

Staudenknöterich

Staudenknöterich

� schnellwüchsige mehrjährige Pflanze

�Wachstum bis 10 cm täglich

� bis zu 3 Ernten jährlich

�Wuchshöhe bis zu 4 m

�Nutzungsdauer 20 Jahre

� Beseitigung nach der Nutzung schwierig, da es sich um eine invasive

Pflanze handelt

Dr. Waldemar Gruber

Dr. Waldemar Gruber

Riesen-Weizengrasandere Energiepflanzen (Topinambur,Buchweizen, etc.)

Riesen-Weizengras

�Nutzungsdauer 5 bis 7 Jahre

� 2 Ernten pro Jahr bei TS-Gehalt um 30%

� für Flächen mit ungleichmäßiger Wasserversorgung geeignet

� schwierige Jugendentwicklung

� schwache Regenrationsfähigkeit bei zu kurzem Ernteschnitt

Dr. Waldemar Gruber

Fazit …

Dr. Waldemar Gruber

Anbau der Biomasse

Nachwachsende Rohstoffe bieten große Potenziale, die Vielfalt unserer

Kulturlandschaft zu erweitern und die teilweise engen landwirtschaftlichen

Fruchtfolgen aufzulockern. Schließlich ist die Palette der Energie- und

Rohstoffpflanzen riesengroß. Noch wird sie allerdings nicht genügend

ausgeschöpft, insbesondere im Energiepflanzenanbau dominieren einige wenige

Arten. Ursache ist unter anderem, dass die Landwirte vorzugsweise Arten

anbauen, die sie kennen und für die sie über die Erntetechnik verfügen.

Energiepflanzen sind eben eine vergleichsweise junge Entwicklung in der

Landwirtschaft, deren gesamte Bandbreite sich nicht von heute auf morgen

durchsetzt. (BMVEL)

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???

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit