biogas und energiepflanzenanbau in niedersachsen · abfall, klärschlamm 3% feste und flüssige...

1

Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft ,Verbraucherschutz

und Landesentwicklung

Ausschuss für Straßen, Verkehr, Umweltschutz und Landwirtschaft

Ganderkesee, den 17. März. 2010

Dr. Gerd Carsten Höher

Biogas und Energiepflanzenanbau

In Niedersachsen

2



Wachsender EnergiebedarfKlimaschutz und Nachhaltigkeit!!!

Flächenkonkurrenz durch Bioenergie für Nahrungsmittelerzeugung, Naturschutz,

Erholung und Jagd?

Unlösbare Zielkonflikte oder auch neue Chancen?

Problemfelder

3


und LandesentwicklungTriebfedern des Biomassebooms

Klimawandel

Weltweite

Nahrungsmittel- und

Holznachfrage

steigt

Marktkräfte und Umwelteinflüsse

Politikziele

Klimawandel

begegnen

Energieversorgung

sichern

Weltweite

Energienachfrage

steigt

Ressourcen

begrenzt Alternativen für

Land- und Forstwirtschaft

Regionale

Wertschöpfung

SteigendeNachfrage nach

Bioenergie

Bevölkerungs-wachstum

4


und LandesentwicklungKlimaschutzpolitik

Rio 1992 „Umwelt und Entwicklung“

Halbierung der Treibhausgase

bis 2050

Realisierung ist globale Aufgabe

Kyoto 1997:

1. Globales Umweltabkommen

EU/Deutschland:

Biomasse Aktionsplan

� Erneuerbare Energien 20%

� CO2-/Treibhausgas-Minderungsziele 20%

� Verbrauchs-/Einspeiseziele für erneuerbare Energien20 % bis 2020

5



Windkraft

Wasserkraft

Biomasse

Solarkraft

Quellen: European Wind Atlas, IES (Institute for Environment and Sustainability) , EEA (European Environment Agency )

Optimale Standorte der Erneuerbaren Energien

6



BMU – KI III 1Stand: Dezember 2009

Erneuerbare Energien in Deutschland 2008

6

Struktur der Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in

Deutschland im Jahr 2008

Wasserkraft

8,7 %

Windenergie

16,9 %

biogene Kraftstoffe

15,3 %

biogene Brennstoffe,

Wärme

42,4 %

Solarthermie

1,7 %

Geothermie

1,9 %

Photovoltaik

1,8 % biogene Brennstoffe,

Strom

11,3 % gesamte Biomasse*,

einschl. biogene Kraftstoffe: 69 %

* feste, flüssige, gasförmige Biomasse, biogener Anteil des Abfalls, Deponie- und Klärgas;

Quelle: BM U Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen – Internet-Update", KI III 1; Stand: Dezember 2009; Angaben vorläufig

Gesamt: 240,3 TWh

,

Landwirtschaftliche Energiepflanzen

Forstwirtschaftliche Energiepflanzen

Landschaftspflegeholz

Erneuerbare Energien in Deutschland

7


und LandesentwicklungStrom aus Erneuerbare Energien

Anteile erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung 1998-2008 in Prozent sowie

Ziele der Bundesregierung für 2020

0

5

10

15

20

25

30

35

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2010 2020

Deutschland

Niedersachsen

Ziel 2020:

30 %

Quelle der Deutschlandwerte: AG Erneuerbare-Energie-Statistik, AG Energiebilanzen (Stand: Juni 2009)

Prozent

8


und LandesentwicklungErneuerbare Energien in Niedersachsen

Für die Stromerzeugung eingesetzte Primärenergieträger in Niedersachsen 2008

Steinkohle

16%Braunkohle

4%

Sonstige nicht erneuerbare

Energien

2%

erneuerbare

Energien

22%

Sonstige 3%

Abfall, Klärschlamm 3%

feste und flüssige biogene

Stoffe 10%

Biogas 17%

Windkraft

67%

Erdgas /

Gichtgas

10%

Kernkraft

46%

sonstige erneuerbare Energien:

Photovoltaik, Wasserkraft, Geothermie

sonstige nicht erneuerbare Energien:

Petrolkoks, Mineralölprodukte, nicht regenerativer

Anteil des Hausmülls, Pumpspeicherwasser,

Raffineriegasvorläufiges Ergebnis; Stand:

20.11.09

9



Stromerzeugung in Deutschland

Kernenergie Windenergie Wasserenergie

Bioenergie KohleenergieSolarenergie

10


und LandesentwicklungBioenergie in Niedersachsen

70% aller erneuerbaren Energien werden in Niedersachsen durch die Bioenergie erbracht, sie ist also wesentlich bedeutender als Wind- oder Solarenergie.

8% (2001 1%) Anteil am Primärenergieverbrauch hat die Bioenergie aktuell. Dieser Anteil soll weiter ausgebaut werden.

4% des niedersächsischen Strombedarfs werden durch Biogas gedeckt. Damit liegt Niedersachsen deutlich über dem bundesdeutschen Durchschnitt von 1,4%.

11


und LandesentwicklungBioenergie in Niedersachsen

0

2

4

6

8

10

2001 2003 2005 2006 2007 2008 2009

%

Anteil der Bioenergie am Primärenergieverbrauch

12


und LandesentwicklungBiogas in Niedersachsen Stand Ende 2008

Stand Dezember 2008 (Inventur)

• Anlagenbestand 710 => 18% des Bestandes in D

• Anteil Landwirtschaftlicher Anlagen ca. 80%

• Inst. elektr. Leistung 367 MW => 25% des Bestandes in D

• Investitionen seit Mitte 2004 ca. 1 Mrd. Euro

• Jahresumsatz ca. 400 Mio. €

• Direkte Arbeitsplätze ca. 650 meist in der Landwirtschaft

• Indirekte Arbeitsplätze ca. 1500 meist im ländlichen Raum

• Stromerzeugung ca. 2,7 Mio. MWh => 32% des Biogasstroms in D

• CO2-Vermeidung ca. 1,8 Mio. t

13



Vergleich Flächeneffizienz Biogas in D und Ni 2008

21000

16000

0

5000

10000

15000

20000

25000

Niedersachsen Deutschland ohne Ni

MWh/ha

14



Biogas in Niedersachsen

344

600

2007

390365300230112*95*45*37*Leistung

MWel.

800708520435280250180149Anzahl

2009*2008200620052004200320022001Jahr

Anzahl Biogasanlagen

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

An

za

hl

Anzahl Zuwachs

Installierte elektrische Leistung

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Me

ga

wa

tt

Elektr. Leistung Zuwachs

15



Input Co-Fermenta

-tions-anlagen

NaWaRo-Anlagen

mit Gülle, Festmist, Jauche

NaWaRo-Anlagen

ohne Gülle, Festmist, Jauche

Gesamt-anlagen

Gesamt-anfall

Nieder-sachsen

AnteilBiogas

CO2-

Vermeidung

(t) (t) (t) (t) (t) % (t)

Gülle u. Jauche 1.800.000 3.700.000 5.500.000 29.000.000 19 220.000

Festmist 140.000 440.000 580.000 5.100.000 11 50.000

Nebenprodukte 130.000 130.000 15.000

Energiepflanzen 15.000 3.000.000 3.800.000 6.615.000 1.250.000

Bioabfälle 1.250.000

1.250.000 260.000

Gesamt 3.205.000 7.270.000 3.800.000 14.515.000 1.795.000

Gärsubstrate in Niedersachsen

16



(t)(t)(t)(t)(t)

18.00085.00085.000Bioabfälle

65.000

65.000

NaWaRo-

Anlagen

ohne Gülle

215.000

10.000

120.000

Co-

Fermenta-

tionsanlagen

CO2-

Vermeidung

Gesamt-

anlagen

NaWaRo-

Anlagen

Gülle

Input

16.000395.000275.000Gülle u. Jauche

4.00040.00030.000Festmist

93.000820.000540.000Gesamt

54.000290.000225.000Energiepflanzen

1.00010.00010.000Nebenprodukte

Gärsubstrate in Oldenburg

17



Elbe

Em

s

Em

s

Weser

Weser

W eser

W eser

56

25

48

15

47

7

43

6

43

3

32

1

27

5

23

2

24

120

4

20

118

2

17

17

16

14

1

13

1

14

9 5

112

10

91

9

9

6 2

8

7

5 2

7

7

61

5 1

5

4

1 3

2 1

3

2

Braunschweig, Stadt

Salzgitter, Stadt

Wolfsburg, Stadt

Gifhorn

Göttingen

Goslar

Helmstedt

NortheimOsterode

Peine

Wolfenbüttel

Hannover

Diepholz

Hameln-PyrmontHildesheim

Holzminden

Nienburg

Schaumburg

Celle

Cuxhaven

Harburg

Lüchow-Dannenberg

LüneburgOsterholz

Rotenburg

Soltau-Fallingbostel

Stade

Uelzen

Verden

Delmenhorst, Stadt

Emden, Stadt

Oldenburg, Stadt

Osnabrück, Stadt

Wilhelmshaven, Stadt

Ammerland

Aurich

Cloppenburg

Emsland

Friesland

Grafschaft Bentheim

Leer

Oldenburg

Osnabrück

Vechta

Wesermarsch

Wittmund

0 bis unter 10.00010.000 bis unter 25.00025.000 bis unter 50.00050.000 bis unter 75.00075.000 bis unter 100.000

100.000 bis unter 125.000125.000 bis unter 150.000

Ackerfläche (AF) in [ha] pro Landkreis

Anzahl NaWaRo-Anlagenb pro LandkreisAnzahl Co-Fermenter-Anlagen pro Landkreis

Biogasanlagen in Niedersachsen

18



Elektrische Leistung Co-Fermenter-Biogasanlagenpro Landkreis in [MW]

7

Elbe

Em

s

Em

s

W es er

Wes

er

W es er

Wes er

15,6

12,7

10,5

4,4

3,5

3,5

3,1

2,5

1,8

1,7

1,2

1,1

0,9

0,9

0,60,5

0,3

0,3

0,3

0,3

0,2

0,1

0,1Braunschweig, Stadt

Salzgitter, Stadt

Wolfsburg, Stadt

Gifhorn

Göttingen

Goslar

Helmstedt

NortheimOsterode

Peine

Wolfenbüttel

Hannover

Diepholz

Hameln-Pyrmont Hildesheim

Holzminden

Nienburg

Schaumburg

Celle

Cuxhaven

Harburg

Lüchow-Dannenberg

Lüneburg

Osterholz

Rotenburg

Soltau-Fallingbostel

Stade

UelzenVerden

Delmenhorst, Stadt

Emden, Stadt

Oldenburg, Stadt

Osnabrück, Stadt

Wilhelmshaven, Stadt

Ammerland

Aurich

Cloppenburg

Emsland

Friesland

Grafschaft Bentheim

Leer

Oldenburg

Osnabrück

Vechta

Wesermarsch

Wittmund

0 bis unter 33 bis unter 66 bis unter 99 bis unter 12

12 bis unter 1515 bis unter 18

Installierte Leistung Co-Fermentation [MW] pro Landkreis

19


und LandesentwicklungEnergiepflanzen

Benjamin-Holt-Harvester

Library of Congress, Washington D.C.

20


und LandesentwicklungLandnutzung in Niedersachsen

Grünland

18%

Ackerland

42%

Wald

22%

Wasser

2%

Verkehr

5%

Gebäude

8%

Sonstiges

3%

21



Änderung der landwirtschaftlichen Landnutzung seit 1948

Quelle: Statistisches Landesamt

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 02 04 06 08

Hekta

r

Getreide Mais Raps Zuckerrübe Kartoffel Ackergras Dauergrünland Sonst. Nutzung

22


und LandesentwicklungEnergiepflanzenanbau und RechtEnergiepflanzenanbau und RechtEnergiepflanzenanbau und RechtEnergiepflanzenanbau und Recht

Die rechtlichen Vorgaben fDie rechtlichen Vorgaben fDie rechtlichen Vorgaben fDie rechtlichen Vorgaben füüüür den Ackerbau ergeben sich aus r den Ackerbau ergeben sich aus r den Ackerbau ergeben sich aus r den Ackerbau ergeben sich aus der guten landwirtschaftlichen Praxis, Cross der guten landwirtschaftlichen Praxis, Cross der guten landwirtschaftlichen Praxis, Cross der guten landwirtschaftlichen Praxis, Cross ComplianceComplianceComplianceCompliance und und und und dem Fachrecht wiedem Fachrecht wiedem Fachrecht wiedem Fachrecht wie

• Pflanzenschutzmittelrecht• Düngerecht• Wasserschutz• Bodenschutz• Naturschutz• Raumordnung und Bauleitplanung• Veterinärrecht

Diese rechtlichen Vorgaben sind unabhDiese rechtlichen Vorgaben sind unabhDiese rechtlichen Vorgaben sind unabhDiese rechtlichen Vorgaben sind unabhäääängig von den ngig von den ngig von den ngig von den Produktlinien Nahrungsmittel, Futtermittel, stoffliche Nutzung Produktlinien Nahrungsmittel, Futtermittel, stoffliche Nutzung Produktlinien Nahrungsmittel, Futtermittel, stoffliche Nutzung Produktlinien Nahrungsmittel, Futtermittel, stoffliche Nutzung oder Energie oder Energie oder Energie oder Energie �� ein Spielfeld eine Regelein Spielfeld eine Regelein Spielfeld eine Regelein Spielfeld eine Regel!!! !!! !!! !!!

Die Nachhaltigkeit des Anbaus wird durch diese Vorgaben Die Nachhaltigkeit des Anbaus wird durch diese Vorgaben Die Nachhaltigkeit des Anbaus wird durch diese Vorgaben Die Nachhaltigkeit des Anbaus wird durch diese Vorgaben gewgewgewgewäääährleistet werden hrleistet werden hrleistet werden hrleistet werden �� deutsche und europdeutsche und europdeutsche und europdeutsche und europääääische ische ische ische NachhaltigkeitsNachhaltigkeitsNachhaltigkeitsNachhaltigkeits ---- VOVOVOVO....

23



In 2009 Niedersachsen Deutschland

Energiepflanzen 230.000 ha 1.698.00

Anteil an Ackerfläche 12,1 % 14,5 %

Produktlinien

Biodiesel 19 % ca.56%

Bioethanol 7 % 13 %

Biogas 75 % 31 %

Energiepflanzenanbau in Niedersachsen,

Deutschland

Quelle: Statistisches Landesamt (INVECOS), Servicezentrum für Landentwicklung und Agrarförderung (INVECOS)

Biogas

Biodiesel

Bioethanol

24


und LandesentwicklungEnergiepflanzen: Erträge und Potenziale*

15.000 15.00023.000

40.000 42.000 42.000

54.00059.000 61.000

80.000

105.000

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

Rap

s/Sonnenb

lume

Getre

ide

Körnerm

ais

Zuck

errü

be

Zuck

errohr

Grünsc

hnittroggen

Hirse

Zuck

errü

be

Energiemais

Zuck

errü

be mit Blatt

Energiemais

Energ

ieertra

g k

Wh p

ro h

a

Biodiesel Bioethanol Biogas

Energieertrag, heute Energieertrag, zukünftig

* KWS, 2008. ** Verband der Elektrizitätswirtschaft, 2001.

25



0

50000

100000

150000

200000

250000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

ha

Biodiesel Bioethanol Biogas Energiepflanzen Biogas Grünland

Anbau und Nutzung Energiepflanzen

26


und LandesentwicklungEnergiepflanzenanteil in den Regionen 2007

Cel

le, K

reis

Aur

ich,

Kre

is

Rot

enb

urg

(Wüm

me)

Lüne

burg

, Kre

is

Sol

tau-

Fal

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Frie

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Clo

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Kre

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Pyr

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eser)

Gos

lar, K

reis

Pei

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Am

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reis

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,

Hild

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reis

Har

burg

, Kre

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den

, Kre

is

Wo

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l, K

reis

Wese

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Reg

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Cux

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n, K

reis

Hel

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Kre

is

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Kre

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reis

Ost

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Har

z,

Witt

mun

d, K

reis

Nor

thei

m, K

reis

Osn

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reis

Göt

tingen

, Kre

is

Hol

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Kre

isVec

hta,

Kre

isLe

er, K

reis

% A

ckerf

läch

e

Landesdurchschnitt 10,6%

Bundesdurchschnitt 14,9 %

Quelle: Statistisches Landesamt (INVECOS), Servicezentrum für Landentwicklung und Agrarförderung (INVECOS)

Ackerbau

Veredlung

Milcherzeugung

27



Veränderung Grünland in den Regionenvon 2003 bis 2007 und Biogas

Rotenburg 22,0

Cloppenburg 28,3

Diepholz 14,8Emsland 20,1

Oldenburg 13,6

Celle 15,5

Lüchow-Dannenberg 10,0Hameln-Pyrmont 11,3

Gifhorn 14,4

Lüneburg 11,1

Soltau-Fallingbostel 20,2

Cuxhaven 6,0

Grafs. Bentheim 5,0 Wesermarsch 0,6

Osnabrück 6,7

Ammerland 2,9

Wittmund 2,4Aurich 11,5

Stade 2,8Osterholz 1,6

Leer 3,5Nienburg 8,9

Friesland 5,0

Verden 2,3Harburg 2,9

Vechta 5,2

Schaumburg 5,9

Holzminden 0,5Northeim 1,4Uelzen 8,7Peine 6,9

Goslar 3,6Göttingen 2,3Osterode am Harz 0,0Hildesheim 7,7

Wolfenbüttel 4,3

Helmstedt 2,1

Hannover, Region 6,5

- 8 000 - 6 000 - 4 000 - 2 000 0 2 000 4 000 6 000

Ackerbau

Veredlung

Milcherzeugung

28


und LandesentwicklungEntwicklung Maisanbau in Niedersachsen

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Hekta

r

Futtermais Energiemais

Anteil Mais gesamt: 26 % der AF 487.000 ha

Anteil Energiemais: 7,2 % der AF 136.000 ha

Anteil Energiepflanzen: 12,1 % der AF 230.000 ha

29



Entwicklung des Energiemaisbaus in Niedersachsen

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Energiemais

30



Energiepflanzen und Landnutzung in Oldenburg

Wasser

2%

Verkehr

6%

Gebäude

8%

Wald

18%

Andere Energieplanzen

2%

Energiemais

5%

Futtermais

12%

Getreide,

Kartoffel,Raps

26%

Grünland

18%

Moor/Heide

1%

Sonstiges

2%

Ackerflächen 45%

31


und LandesentwicklungGülleanlagen

0

10

20

30

40

50

60

Gülle Nebenprodukte Energiepfl. Festmist Abfälle

Land

Cloppenburg

Oldenburg

32


und LandesentwicklungKalkulierte Gärsubstrate

0

10

20

30

40

50

60

Gülle Nebenprodukte Energiepfl. Festmist Abfälle

Land

Cloppenburg

Oldenburg

33


und LandesentwicklungKalkulierter FlächenbedarfFläche/MW

400

410

420

430

440

450

460

470

Land Cloppenburg Oldenburg

Fläche/MW

34


und LandesentwicklungCO2-Vermeidung durch NaWaRo-Anlagen

11

11,2

11,4

11,6

11,8

12

12,2

12,4

12,6

Land Cloppenburg Oldenburg

t/h

a

35



Rohstoffe Anlage•Energiepflanzen

– Pflanzenzüchtung

– Pflanzenwahl

– Nebenprodukte

– Reststoffe

– …

•Ackerbau

– Düngemitteleinsatz

– Pflanzenschutz

– …

•Erntetechnik

– Angepasste Ernteketten

– Logistk

– …

•Lagerung

– Biomasseaufbereitung

– Lagerverluste minimieren

– …

•Anlagentechnik

– Fütterung

– Rührwerke

– Pumpen

– Steuerung

– …

•Anlagenmanagement

– Planung

– Gärsubstrate - Mischung

– Biologie

– Dokumentation

– Betriebsvergleich

– …

•Vermarktung

– Strom

– Wärme

– Gas

– …

Möglichkeiten zur Effizienzsteigerunglandwirtschaftlicher Biogaserzeugung

36



ha/MW

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

He

kta

r

Biogas: Flächeneffizienz

37



Szenario: Absenkung der Förderung, Mittlere Agrarrohstoffpreise, Effizienzsteigerung ca. 5% pro Jahr

bis 2015 dann 3% bis 2020

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

He

kta

r

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Ins

tall

iert

e e

lek

tr.

Le

istu

ng

Biogas Energiepflanzen Biogas Grünland anteilig insallierte Leistung

Prognose Biogasausbau

38


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