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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%
Dr. Waldemar Gruber
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%
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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
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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)
39
???
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit