Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 1

Technologie- und Förderzentrumim Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

06. Oktober 2014 in Nossen

Karsten Engelmann

Arbeitsforum „Klimabilanz Landwirtschaft“

THG-Bilanzierung der dezentralen Rapsölkraftstoffproduktion

in Bayern

Engelmann

14 K Eg 081

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 2

Expertengruppe Ressourcenmanagement Bioenergie in Bayern

Engelmann

14 K Eg 082

ExpRessBio

Holzforschung München

Technische Universität München

Technische Universität München

Lehrstuhl für Ökologischen

Landbau und

Pflanzenbausysteme

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 3

Gliederung

Hintergrund

Fragestellungen

Material und Methoden

Untersuchungsbetriebe und -regionen

THG-Bilanzierungsmethoden

Ergebnisse

Spezifische THG-Emissionen von dezentral erzeugtem Rapsölkraftstoff

Einfluss der Allokationsmethode

Schlussfolgerungen

Engelmann

14 K Eg 083

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 4

Hintergrund

Engelmann

14 K Eg 084

Richtlinie 2009/28/EC (Renewable Energy Directive – RED) schreibt verbindliche

THG-Einsparung für Biokraftstoffe im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen vor:

Derzeit mind. 35 %

Ab 2017 mind. 50 % bzw. ab 2018 mind. 60 %

RED-Standardwert von reinem Rapsöl: 57 % ≙ 36 g CO2-Äq MJ-1

Teilstandardwert “Anbau”: 30 g CO2-Äq MJ-1

Teilstandardwert “Transport”: 01 g CO2-Äq MJ-1

Teilstandardwert “Verarbeitung”: 05 g CO2-Äq MJ-1

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 5

Ölgewinnung in (zentralen) industriellen Ölmühlen

Remmele

13 K Re 103

Extraktionsschrot Vollraffinat

Ölsaat

Konditionierung

Vorpressung

Lösungsmittel-

Extraktion

Rohöl

Entschleimung

Entsäuerung

Bleichung

Desodorierung

Raffination

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 6

Ölgewinnung in (dezentralen) Kleinanlagen

Remmele

13 K Re 104

Rapspresskuchen Rapsölkraftstoff

Ölsaat

Walzen

Schälen

Pressen

Truböl

Ölreinigung Hauptfiltration und

Sicherheitsfiltration

Nachbehandlung Adsorbentien oder

(wässrige)

Zitronensäure

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 7

Fragestellungen

Engelmann

14 K Eg 085

Regionale Unterschiede der Rapserzeugung in Bayern ?

Einfluss der Allokationsmethode auf die Ergebnisse der THG-Einsparung ?

Spezifische THG-Emissionen von dezentral erzeugtem Rapsölkraftstoff ?

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 8

Untersuchungsbetriebe und -regionen

Engelmann

14 K Eg 086

Datenaufnahme (Vorort-Befragungen) bei drei dezentralen Ölmühlen in verschiedenen

Regionen Bayerns und jeweils fünf landwirtschaftlichen Praxisbetrieben

*Roßberg et al. (2007)

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 9

THG-Bilanzierungsmethoden

Engelmann, Strimitzer

14 K Eg 087

RED (BioGrace tool)

Life Cycle Assessment (LCA) (DIN EN ISO 14040 / 14044)

FM-Ertrag

Diesel

Mineraldünger und

PSM-Wirkstoffe

(quantitativ)

Wirtschaftsdünger

Saatgut

N2O-Feldemissionen

Entsorgung

(Maschinen & Geräte,

Gebäude)

Gutschriften

Rapsanbau Transport Verarbeitung

Raps-Vorfruchteffekt

Diesel Strom

Zuschlagsstoffe

Maschinen & Geräte

Maschinehalle

Mineraldünger und

PSM-Wirkstoffe

(qualitativ)

Systemgrenzen

Fahrzeuge inkl.

Anhänger Maschinen & Geräte

Gebäude

Entsorgung

(Maschinen & Geräte,

Maschinenhalle)

Entsorgung

(Fahrzeuge inkl.

Anhänger)

Rapspresskuchen

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 10

Primärdaten zur Rapserzeugung (Erntejahr 2013)

Engelmann

14 K Eg 088

Einheit

𝒙 Region A

(n = 5)

Region B

(n = 5)

Region C

(n = 5)

FM-Ertrag (9% Feuchte) 4.023 4.266 4.065 3.728 kg ha-1 a-1

Saatgut 2,4 2,3 2,6 2,3 kg ha-1 a-1

PSM-Wirkstoffe 2,1 2,1 2,1 2,0 kg ha-1 a-1

Diesel 3.406 3.327 3.419 3.469 MJ ha-1 a-1

N-Mineraldünger 195 201 196 188 kg N ha-1 a-1

P2O5-Mineraldünger 23 26 34 6 kg P2O5 ha-1 a-1

K2O-Mineraldünger 18 30 19 6 kg K2O ha-1 a-1

Kalkdünger 7 0 7 15 kg CaO ha-1 a-1

Wirtschaftsdünger 54 40 37 89 kg N ha-1 a-1

N2O-Feldemissionen1 6,81 6,91 6,66 6,80 kg N2O ha-1 a-1

1berechnet mit IPCC Guidelines (2006)

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 11

0

10

20

30

40

50

g CO2-Äq MJ

-1

70

Saatgut- und Pflanzenschutzmittelproduktion

N2O-Feldemissionen

Mineraldüngerproduktion

Dieselbereitstellung, Maschinen- und Geräteproduktion

Sp

ezifis

ch

e T

HG

-Em

issio

ne

n

Boden-Klima-

Raum A

Boden-Klima-

Raum B

Boden-Klima-

Raum C

°C

Spezifische THG-Emissionen der Rapserzeugung für die

dezentrale Rapsölkraftstoffproduktion (Erntejahr 2013)

Engelmann

14 K Eg 089

RED-Teilstandardwert „Anbau“ für reines Rapsöl

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 12

Spezifische THG-Emissionen des Transports und der

Verarbeitung für die dezentrale Rapsölkraftstoffproduktion

Engelmann, Strimitzer

14 K Eg 090

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

g CO2-Äq MJ

-1

7,0

Sp

ezifis

ch

e T

HG

-Em

issio

ne

n

Transport

Verarbeitung

Ölmühle in

Boden-Klima-

Raum A

Ölmühle in

Boden-Klima-

Raum B

Ölmühle in

Boden-Klima-

Raum C

RED-Standardwert

für reines Rapsöl

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 13

Vorteile der dezentralen Rapsölkraftstoffproduktion

Engelmann

14 K Eg 091

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 14

Einfluss der Allokationsmethode auf die Ergebnisse der THG-

Einsparung

Engelmann, Strimitzer

14 K Eg 092

0 10 20 30 40 50 60 70 80 % 100

80 % (Substitution II)

71 % (Substitution I)

THG-Einsparung:

Relative THG-Emissionen

57 % (Allokation nach Heizwert)

Substitution N-Mineraldünger*

Substitution Sojaextraktionsschrot inkl. Transport

Alloziierte THG-Emissionen Rapspresskuchen

THG-Emissionen Rapsölkraftstoff

Fossiler Diesel (RED-Standardwert)

Rapsölkraftstoff -

Bayern

(eigene

Berechnungen)

Fossiler Diesel

(RED)

*Kage & Pahlmann (2013)

Technolog ie - und För der zent r um im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

P 14 K Eg 010 Folie 15

Schlussfolgerungen

Höhere THG-Emissionen der Rapserzeugung in den bayerischen Praxisbetrieben

(Erntejahr 2013) im Vergleich zum RED-Teilstandardwert „Anbau“ von reinem Rapsöl

– mit regionalen Unterschieden

…weiterer Forschungsbedarf zu N2O-Feldemissionen und Düngermanagement

Erheblich geringere THG-Emissionen durch die dezentralen Rapsölgewinnung im

Vergleich zu den RED-Teilstandardwerten „Transport“ und „Verarbeitung“ von reinem

Rapsöl

Starker Einfluss der Allokationsmethode auf die Ergebnisse der THG-Bilanz von

dezentral erzeugtem Rapsölkraftstoff

… Substitutionsmethode berücksichtigt die tatsächliche Verwendung von

Rapspresskuchen

Engelmann

14 K Eg 093