Mit dem am 1. August 2004 in Kraft getretenen novellierten EEG hat die Stromerzeugung aus Biomasse erhebliche Anreize zum Einsatz insbesondere naturbelassener Biomassen, innovativer Technologien und der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erhalten. Vor diesem Hintergrund hat das Bundesumweltministerium (BMU) ein Projektteam unter der Federführung des Institutes für Energetik und Umwelt gGmbH (IE) beauftragt, die Auswirkungen des EEG für den Zeitraum 2005/2006 zu erfassen und auszuwerten. Die Untersuchungen und Ergebnisse dieses Monitoring sind unter www.erneuerbare-energien.de/inhalt/36204/20049 veröffentlicht.
Zusammenfassend zeigt sich, dass die installierte Leistung zur Stromerzeugung aus Biomasse im Betrachtungszeitraum 2005/2006 von knapp 4 auf über 5,2 GWel gesteigert werden konnte und damit im Jahr 2006 Strom aus Biomasse mit ca. 12 TWh/a etwa 2,3 % des deutschen Strombedarfs bereitstellte.
Strom aus Biomasse wird in Deutschland aus festen, flüssigen und gasförmigen Bioenergieträgern bereitgestellt. Dabei sind folgende Nutzungspfade von wesentlicher Bedeutung:
- * Als fester Bioenergieträger wird Holz in Verbrennungsprozessen eingesetzt, mit nachfolgender Stromerzeugung vorwiegend in Dampfkraftprozessen. ORC-Prozesse und Pilotanlagen zur Vergasung haben in den vergangenen zwei Jahren zusätzlich eine gewisse Bedeutung erlangt. Altholz, Industrierestholz und Sägenebenprodukte stellen den wesentlichen Rohstoff dar. Waldrestholz und Landschaftspflegeholz werden in geringerem Umfang eingesetzt, während Energiepflanzen (z. B. Kurzumtriebsholz) bisher keine Rolle spielen. Die Erzeugung von gasförmigen Bioenergieträgern erfolgt über die biochemische Umwandlung vor allem landwirtschaftlicher Substrate zu Biogas und anschließender Stromerzeugung in BHKW. Wesentliche Rohstoffe sind neben Gülle verschiedene Energiepflanzen (so genannte Nachwachsende Rohstoffe - NawaRo), die hauptsächlich in Form Silage Verwendung finden. Wegen der hohen Ertragserwartungen wird vielfach Mais eingesetzt.
- Als flüssige Bioenergieträger werden Pflanzenöl auf Basis von Raps sowie importiertes Palm- und Sojaöl in BHKW verstromt. Sie haben den geringsten Anteil bei der Stromerzeugung aus Biomasse, zeigen aber im Betrachtungszeitraum hohe Zuwachsraten.
Infolge des novellierten EEG sind deutlich differenzierte Trends bei der Stromerzeugung aus Biomasse hervorgetreten, die sowohl den Bereich der Einsatzstoffe als auch die verwendeten Technologien und deren Leistungsbereiche berühren:
- Im Bereich der Biogaserzeugung wurde die deutlichste Anreizwirkung erzielt, so dass die Stromerzeugung aus Biogas mit Ende 2006 mit der Stromerzeugung aus festen Bioenergieträgern gleichauf ist.
- Es wurde ein umfassender Anreiz zum Einsatz von angebauten Biomassen (Energiepflanzen) gesetzt, dieser kommt insbesondere bei der Stromerzeugung aus Biogas und Pflanzenöl zum Tragen.
- Auch zum verstärkten Einsatz von Kraft-Wärme gekoppelten Anwendungen (KWK) wurde ein deutlicher Anreiz gesetzt, der über 50 % der Neuanlagen erreicht hat. Jedoch werden nach wie vor in erheblichem Umfang Anlagen zur alleinigen Stromerzeugung installiert.
Mit der verstärkten Nutzung von Energiepflanzen hat die Stromerzeugung aus Biomasse auch für die Nutzung von Ackerflächen eine neue Bedeutung erhalten: Wurde im Jahr 2004 nur eine Ackerfläche von weniger als 25.000 ha/a in Anspruch genommen, hat sich der inländische Flächenbedarf im Jahr 2006 fast verzwanzigfacht. Damit werden gegenwärtig knapp 4 % der gesamten deutschen Ackerfläche von 11,4 Mio. ha/a zur Stromerzeugung aus Biomasse genutzt.
Zusätzlich geht mit dem Einsatz von Palmöl ein weiterer Flächenbedarf von etwa 100.000 ha/a (Palmölplantagen in tropischen Regionen) einher, der in der Regel vom Anlagenbetreiber nicht lokalisiert werden kann. Damit gehen neben unsicheren Umweltwirkungen auch erhebliche Rechtsunsicherheiten einher, da z.B. die Nachweise für den Erhalt des NawaRo-Bonus gegenüber dem Netzbetreiber nur unzureichend erbracht werden können.
Bedingt durch den großen Nachfragezuwachs nach Energiepflanzen zur Stromerzeugung wie auch durch zusätzliche Nachfrage, z.B. aus dem Bereich der Biokraftstoffe, und saisonale Effekte konnten im Betrachtungszeitraum teilweise erhebliche Preissteigerungen bei den landwirtschaftlichen Rohstoffen festgestellt werden. Damit stellen sich die Anlagen zur Stromerzeugung aus Biomasse heute vor allem bei günstigen Standortvoraussetzungen, geringen Rohstoffpreisen, ausreichender Anlagengröße und umfassender Wärmenutzung wirtschaftlich dar. Mit der degressiven EEG-Vergütung und den gleichzeitigen Preissteigerungen auf der Rohstoffseite wird der Anspruch an diese Anforderungen künftig voraussichtlich noch steigen.
Bei den genannten Preisunsicherheiten ist die Abschätzung der weiteren Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse gegenwärtig unsicher. Für das Jahr 2007 wird insgesamt ein Zubau von etwa 400 – 450 MWel erwartet (55-65 MWel für feste Bioenergieträger, 250 – 300 MWel für Biogas und ca. 100 MWel für Pflanzenöl). Damit dürfte die Stromerzeugung aus Biomasse weiter deutlich zulegen, allerdings mit geringeren Ausbauraten als in 2005 und 2006. Mittelfristig sind in Hinblick auf Anlagengrößen, Betreiber und Betriebsformen wie auch dem verstärkten Einsatz von innovativen Technologien noch deutliche qualitative Veränderungen der Stromerzeugung aus Biomasse möglich.
Gärresteverwertung: Die Gärrestverwertung erfolgt in der Regel auf landwirtschaftlichen Flächen zur Düngemittelsubstitution in Form der ausgegorenen Biogasgülle. Aufgrund der Tatsache, dass mit dem zunehmenden Einsatz von NawaRo die Transportentfernungen sowohl für die Substrate, die immer mehr auch zugekauft werden, als auch für die Transporte für die Gärreste steigen, werden immer häufiger Verfahren zur Verminderung der Gärrestemasse eingesetzt. Hier steht derzeit die Fest-Flüssig-Trennung im Vordergrund. Es wird i. d. R. eine feste Gärrestefraktion erzeugt, die mit üblicher Ausbringungstechnik als Düngemittel auf die Fläche gebracht werden kann. Der flüssige Gärrest kann entweder einer weitergehenden Aufbereitung als Brauchwasser unterzogen oder verregnet werden.
Anbau von NawaRo: Der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen für die energetische und industrielle Verwertung hat erheblich zugenommen. Mit der 2005 in die Praxis umgesetzten „Reform der gemeinsamen Agrarpolitik“ wurde bis auf wenige Ausnahmen eine Entkopplung der Direktzahlungen von der Produktion (Betriebsprämie) eingeführt und eine Verknüpfung von Standards in den Bereichen Umwelt- und Tierschutz sowie Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit mit den Direktzahlungen (Cross Compliance) geschaffen.
Nachwachsende Rohstoffe können somit auf der gesamten Ackerfläche des Betriebes, inklusive der Stilllegungsfläche angebaut werden. Zusätzlich kann für den Anbau von Energiepflanzen auf nicht stillgelegten Flächen eine „Beihilfe für Energiepflanzen“ die so genannte Energiepflanzenprämie in Höhe von 45 €/ha beantragt werden. Von den insgesamt 1.561 Mio. ha NawaRo-Anbau in 2006 entfielen 360.000 ha auf Flächen mit Energiepflanzenprämie und 369.000 ha auf Flächen mit Stilllegung.
Einsatz von NawaRo: Die Auswirkungen des Erneuerbaren Energien Gesetzes auf die Landwirtschaft sind fast ausschließlich im „Biogasbereich“ zu finden. Das betrifft sowohl den Bau und Betrieb von Biogasanlagen, als auch den Anbau von nachwachsenden Rohstoffen. Die Flächen zeigen vor allem bei Mais, Ganzpflanzengetreide, Getreide und Gräsern eine erhebliche Anbauausdehnung.
Zu beachten ist dabei, dass im beschriebenen Zeitraum die Rinderbestände als Hauptverwerter von Mais von 15.5 Mio. auf 13 Mio. Tiere abgenommen haben.
Kosten und Preise für NawaRo: Für die Kosten von NawaRo werden Spannbreiten angegeben. Diese liegen zwischen 20 bis 36 €/t FM (Ø 26 bis 30 €/t FM) bei Maissilage, 18 bis 46 €/t FM (Ø 29 bis 33 €/t FM) bei Grassilage, 22 bis 28 €/t FM (Ø 25 bis 27 €/t FM) bei der Getreide-GPS sowie 78 bis 130 €/t FM (Ø 85 bis 101 €/t FM) bei Getreide.
Die Preise für Getreide sind 2006 auf dem Markt erheblich angestiegen. So war z.B. bei Brotweizen ein Anstieg von 95 €/t (Dezember 2005) auf 135 €/t (Dezember 2006) zu verzeichnen. Noch drastischer fielen die Preissteigerungen bei Braugerste aus. Die im Vergleich zu den Vorjahren relativ hohen Preise werden auf eine unterdurchschnittliche Ernte in der Welt, aber vor allem auf die steigende Nachfrage nach nachwachsenden Rohstoffen zurückgeführt.
So haben die USA eine Produktionskapazität für 16 Mrd. l Ethanol errichtet, für die 40 Mio. t Mais benötigt werden. Diese Menge entspricht ca. der deutschen Getreideernte eines Jahres. Die Kapazität soll bis 2007 auf eine Verarbeitungsmenge von 65 Mio. t Mais ausgedehnt werden. Bedingt durch die wachsende Nachfrage schätzt die OECD bei einem Rohölpreis von 60 US$/Barrel den Anstieg der Weltmarktpreise auf 15 % bei Weizen und 28 % bei Ölsaaten. Diese Angaben belegen den Trend zu höheren Getreidepreisen auf dem Weltmarkt.
Für Silagen existieren keine Marktpreise. Die Preise, sowohl bei einem Verkauf als auch bei einer innerbetrieblichen Verwendung, werden zunehmend als Nutzungskosten im direkten Vergleich zu den Getreidepreisen bestehen müssen. Dies bedeutet, dass absehbar hohe Getreidepreise einen Anstieg der Silagepreise zur Folge haben. Reinhold (2007) ermittelte Nutzungskosten von ca. 31,3 €/t Silage bei einem Vergleichspreis von 100 €/t Getreide. Bei einem Anstieg der Getreidepreise auf über 130 €/t müssten die Silagepreise danach auf über 36 €/t steigen.
Steigende, vom Biogasproduzenten nicht beeinflussbare Rohstoffpreise und steigende statt fallende Investitionskosten (€/kWel) könnten zukünftig zu erheblichen Problemen bei der Wirtschaftlichkeit der Biogasanlagen führen. Eine sehr bedeutende Möglichkeit für einen Betreiber, dieser Entwicklung gegenzusteuern, besteht in der verstärkten Nutzung bzw. Vermarktung von Wärme/Kälte als zusätzliche Einnahmequelle.
Nutzung von Garten- und Parkabfällen: Hier ist im Bericht als Anregung für Rechtsänderungen vermerkt, dass eine Zurücknahme des NawaRo- Bonus für Reststoffe aus der Grünflächenpflege zu überlegen sei, da diese Stoffe sich gut zur Kompostierung eignen und dort auch verwertet werden. Tatsächlich sind bestimmte Anteile an Grüngutabfällen für die Kompostierung als Strukturbildner erforderlich.
Dieser Stoffstrom wird dem bestehenden Verwertungspfad über die Kompostierung wegen des Bonus zum Teil entzogen. In der Dokumentation des Workshops zur Erarbeitung des Monitoringberichtes vom 14. und 15. Juni 2005 hieß es hierzu, dass „Fehlentwicklungen dieser Art“ zu vermeiden seien, um „eine sinnvolle stoffliche Verwertung von Bioabfällen nicht durch Fördermaßnahmen dieser Verwertung zu entziehen“.
Nutzung von Landschaftspflegebiomassen: Die energetischen Erträge von Stoffströmen aus der Landschafts- und Naturschutzpflege sind sehr gering und die technische Nutzbarmachung (Verwertung in Energieerzeugungsanlagen) mit hohen Aufwendungen verbunden. Halmgutartige Biomasse, die häufig einen hohen Verholzungsgrad aufweist, ergibt i. d. R. geringe Gaserträge. Darüber hinaus sind in Abhängigkeit der Anlagentechnologie technische Probleme mit den langfaserigen Biomassen zu erwarten.
Von einer wirtschaftlichen Nutzung kann praktisch nicht ausgegangen werden. In der Regel verbleiben die Biomassen am Ort des Aufwuchses. Nur an sehr vereinzelten Standorten mit sehr hohem Biomasseanfall und sehr homogenen Pflegeflächen wird von der Wirtschaftlichkeit von Anlagen zur energetischen Nutzung der anfallenden Biomassen ausgegangen. In diesen Fällen sind die Kosten für die Erfassung und Bereitstellung der Biomasse als Haupteinflussgröße für die Machbarkeit von besonderer Bedeutung.
Der vom BMU herausgegebene rund 150-Seiten umfassende Bericht des Instituts für Energetik und Umwelt kann auf der Website des BMU unter www.erneuerbare-energien.de/inhalt/36204/20049 angesehen und als PDF heruntergeladen werden. (KE)
Quelle: H&K 1/2007, S.33
