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

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

(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

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

Biodieselkapazität TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 5

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

Ethanol Rapsöl/RME Beimischung 5 % 10 % ≙ Ethanol m3 1.500.000 3.000.000 ≙ RME t 1.600.000 3.200.000 ≙ Getreide t 4,3 Mio. 8,6 Mio. ≙ Raps t 4,0 Mio. 8,0 Mio. ≙ Anbaufläche ha 600.000 1.200.000 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

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

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

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

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 290.000 t 57.550 fm 107.000 t Umkreis von 50 km 645.000 t 129.000 fm 92.000 t * Winterweizen bei einer Erntemenge von 70 dt/ha TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 11

TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 12

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

TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 14

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

Wirtschaftlichkeitsvergleich von 25 und 500 kWth Anlagen Hering; Peisker; Vetter - nach Reinhold, Uth 42.26; 02/2006 TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 16

TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 17

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 2,8 ... 3,0 kg/m³ d Inbetriebnahme 2006 Grenzkosten bei unterschiedlichen Ko-Substraten Grenzkosten Ko-Substrat: 3,3 €/dt 10,1 €/dt 3480 t 1200 t Maissilage Getreide 10.000 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

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

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 93 94 95 Angela * Berechnete Ganzpflanzenerträge (Korn + Stroh) zur Todreife = 90 % des Gelbreifeertrages TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 20

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

Evapo- Transpirations-koeffizient Wasserverbrauch und Evapotranspirationskoeffizienten landw. Fruchtarten* Evapo- Transpirations-koeffizient [kg H2O/kg TM] absoluter Wasserver-brauch [kg] n=3 n=1 n=2 n=1 n=1 VGT=283 VGT=321 VGT=128 VGT=135 VGT=349 Vetter/Gödeke 2005 * Potenzielle Verdunstungsbedingungen Lysimeterstation Großobringen TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 22

TLL Jena, A. Vetter/2006 Abbildung 23

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