Anbauflächenpotenziale für Energiepflanzen

Präsentation zum Thema: "Anbauflächenpotenziale für Energiepflanzen"—  Präsentation transkript:

1 Anbauflächenpotenziale für Energiepflanzen
TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 1

2 Kleinfeuerungs-anlagen
• Raps • Ethanolgetreide • Feuchtbiomasse (Silage) • Ganzpflanzengetreide • Kurzumtriebsholz • C4-Gräser (Miscanthus) • neue Kulturpflanzen 280 PJ Zellstoffindustrie Holzpelletindustrie EEG-Anlagen Dezentrale Wärme- Erzeugungsanlagen (Hackschnitzel) Kleinfeuerungs-anlagen BTL-Anlagen TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 2

3 (untere Aufarbeitungsgrenze 8 cm)
Energieholzaufkommen bezogen auf das Energieholzpotenzial in Abhängigkeit vom Preis für Hackschnitzel, nur Schwachholz (untere Aufarbeitungsgrenze 8 cm) TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 3

4 Kriterien zur Wahl der Pflanzenart für Bioenergie
Absatzchancen Ertrag und Wertschöpfung Naturalertrag Gewinn je Hektar Anforderungen an Logistik Transportwürdigkeit Bereitstellungs-/Verarbeitungs- zeitraum Lagerfähigkeit Eignung für die Verarbeitung  Qualitätsanforderungen physikalisch chemisch Reststoffverwertung (-entsorgung) Agrotechnische Eignung Standorteignung Nutzung vorh. Maschinensysteme Einpassung in die Fruchtfolge Einpassung in das Arbeitsregime Nachhaltigkeitsgesichtspunkte ökonomisch ökologisch sozial TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 4

5 Biodieselkapazität TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 5

6 Winterrapserträge des statistischen Landesdurchschnitts Thüringens im Vergleich zum Durchschnittsertrag der Landessortenversuche 55,1 dt/ha 39,6 dt/ha TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 6

7 Ethanol Rapsöl/RME Beimischung 5 % 10 % ≙ Ethanol m3 1.500.000
≙ RME t ≙ Getreide t 4,3 Mio. 8,6 Mio. ≙ Raps t 4,0 Mio. 8,0 Mio. ≙ Anbaufläche ha 1,14 Mio. 2,28 Mio. ≙ Anteile an Getreidefläche % 9 18 ≙ Anteile an Rapsfläche1) % 88 175 dez. Verarbeitungs- kapazität % 37 % (18) dez. Verarbeitungs-kapazität % 1252) (63) Rapsfläche Food + Non-Food 1,3 Mio. ha bezogen auf Verarbeitungskapazität 2006 TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 7

8 Bioethanolanlagen in Deutschland (Stand 02/2006)
TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 8

9 Anforderungen an „Ethanolgetreide“
TLL Jena, A. Vetter/2006 Anforderungen an „Ethanolgetreide“ - Weizen, Winterrogen, Triticale - Landwirtschaft: geringe Kosten sowie hoher Ertrag und Gewinn je Flächeneinheit gute Einordnung in den Betriebsablauf und den landwirtschaftlichen Reproduktionsprozess geringe Anforderungen an den Standort Industrie: geringer Preis und hohe Liefersicherheit hoher Stärkegehalt geringe bis mittlere Eiweißgehalte (>11 % Zeitz) hohes Hektolitergewicht, gute Kornausbildung geringe Mykotoxinbelastung (Zeitz: DON <0,5 ppm, Zearaleon <0,05 ppm Ochratoxin <0,05 ppm Zörbig: DON <1,0 ppm, Zearaleon <0,05ppm) geringer Mutterkornbesatz bei Roggen Anbauregime: - Stoppelweizen vermeiden - Körnermais als Vorfrucht vermeiden - keine 3. N-Gabe - Minimalbodenbearbeitung kritisch Abbildung 9

10 Die Roadmap Wasserstoff Biomass to Liquid Brennstoffzelle
Ethanol Gas to Liquid Erdgas Optimierung konventioneller Kraftstoffe Brennstoffzelle Wasserstoffmotoren Flex-Fuel-Fahrzeuge Hybridantriebe Gasfahrzeuge Effizienzsteigerung der Motoren Leichtbau Optimierung des Antriebsstrangs Wasserstoff Die Roadmap TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 10

11 Beispiel eines potenziellen Einzugsgebietes zur Produktion von BTL-Kraftstoffen in Thüringen
Nutzbares Biomasse-aufkommen im Jahr Stroh (86 % TS) Holz Getreidekorn * Umkreis von 30 km t fm t Umkreis von 50 km t fm t * Winterweizen bei einer Erntemenge von 70 dt/ha TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 11

12 TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 12

13 Agrowood-Systeme TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 13

14 TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 14

15 Richtwerte, Leistungen und Kosten der Energieholzproduktion
Für 150 € Gewinn ist ein Preis von 75 €/t TM notwendig. TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 15

16 Wirtschaftlichkeitsvergleich von 25 und 500 kWth Anlagen
Hering; Peisker; Vetter - nach Reinhold, Uth ; 02/2006 TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 16

17 TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 17

18 Grenzkosten bei unterschiedlichen Ko-Substraten
Kapitalbedingte Kosten Versicherung Personal + Lu.V Instandhaltung Hilfsstoffe Materialeinsatz Stromverkauf Wärmenutzung Unterstellungen: Rindergülle (8% TS) 1.500 m³ Reaktor konstante Gaserzeugung 50 d Verweilzeit 2, ,0 kg/m³ d Inbetriebnahme 2006 Grenzkosten bei unterschiedlichen Ko-Substraten Grenzkosten Ko-Substrat: ,3 €/dt ,1 €/dt 3480 t t Maissilage Getreide m³ Rindergülle + 50 100 150 200 250 Leistungen Kosten Kosten bzw. Leistungen (T€/a) Ganzpflanzengetreide Zuckerhirse Ackergras Sudangras Topinambur G. Reinhold/TLL, ergänzt A. Vetter Abbildung 18

19 Quelle: G. Reinhold/TLL (2006)
TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 19

20 Erträge von Ganzpflanzengetreide zur Gelbreife *
Burkersdorf Rohrbach Dornburg WTriticale WWeizen WRoggen Mischung 20 40 60 80 100 120 140 Jahre Orte Arten dt TM/ha Angela * Berechnete Ganzpflanzenerträge (Korn + Stroh) zur Todreife = 90 % des Gelbreifeertrages TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 20

21 Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen
TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 21

22 Evapo- Transpirations-koeffizient
Wasserverbrauch und Evapotranspirationskoeffizienten landw. Fruchtarten* Evapo- Transpirations-koeffizient [kg H2O/kg TM] absoluter Wasserver-brauch [kg] n= n= n= n= n=1 VGT=283 VGT=321 VGT=128 VGT= VGT=349 Vetter/Gödeke 2005 * Potenzielle Verdunstungsbedingungen Lysimeterstation Großobringen TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 22

23 TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 23

24 TLL Jena, A. Vetter/2006 Notwendige Biomassepreise zur Erreichung der Rentabilitätsschwelle (Stand 3/2006) Quelle: Degner, Vetter, Reinhold dt OS/ha t TM/ha Ertrag (€/dt) 65,0 70,0 35,0 12,0 13,5 15,0 18,0 18 7) 7,9 7,6 5,7 6) 6,8 4) 37,0 157,0 105,0 50,0 100,0 0,0 40,0 80,0 120,0 160,0 200,0 Wintergerste Winterweizen Winterraps Silomais / n. Ertrag Silomais / m. Ertrag Silomais / h. Ertrag 1) Silomais / sh. Ertrag 1) GP-Silage 2) Feldgras / AWS GL AWS Energieholz / ohne Lagerung Energieholz / mit Gewinn € / ha Kosten (€/ha) 864,0 893,0 955,0 1291,0 1387,0 1459,0 1601,0 767,0 918,0 630,0 660,0 812,0 Preis (€/dt) 8,9 10,4 21,1 3,0 2,9 2,7 2,5 2,8 3,6 3,8 5,8 3) 7,3 5) Abbildung 24