BIOENERGIE - POTENZIALATLAS Nordrhein-Westfalen - Agentur für Erneuerbare Energien
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POTENZIALATLAS
t f a l e n
r h e i n -Wes
l : N o r d
il k a p i te
Te
BIOENERGIE
in den Bundesländern
POTENZIALE VOR ORT: FLÄCHENBEDARF AUSBLICK
ENERGIEPFLANZEN, FÜR BIOENERGIE: BIS 2020:
ENERGIEHOLZ UND NUR NOCH MAIS UND STROM, WÄRME,
RESTSTOFFE MONOKULTUREN? BIOKRAFTSTOFFE
www.unendlich-viel-energie.de
| Was ist Bioenergie?
Bioenergie – die Energie der kurzen Wege
Die Bioenergie ist unter den Erneu- Biomasse fällt vielerorts an, z.B. in Form von Reststoffen in
der Landwirtschaft oder bei der Produktion von Lebensmitteln.
erbaren Energien der Alleskönner: Biomasse wird auch eigens angebaut, um sie für die Strom-,
Wärme- und Kraftstoffproduktion zu nutzen. Man spricht dann
Strom, Wärme und Treibstoffe können von Energiepflanzen. Nicht zuletzt stammt ein großer Teil der
Biomasse, die energetisch genutzt wird, aus dem Wald bzw.
aus fester, flüssiger und gasförmiger aus der holzverarbeitenden Industrie. Diese Biomasse wird
unter dem Begriff Energieholz zusammengefasst bzw. die
daraus bereitgestellte Energie als Holzenergie. Die geerntete
Biomasse gewonnen werden. Die Viel-
oder als Reststoff anfallende Biomasse wird oft nicht unmittel-
bar in einer Bioenergieanlage eingesetzt, sondern zunächst zu
falt der Nutzungsmöglichkeiten wird in diesem Zweck umgewandelt in einen Bioenergieträger. So wird
z.B. aus geernteten Energiepflanzen nach der Vergärung im
Deutschland gerade erst entdeckt. Fermenter einer Biogasanlage erst der Energieträger Biogas.
Nutzungspfade von der Ernte zum Endverbraucher
4 Potenzialatlas Bioenergie in den Bundesländern
Einleitung | Was ist Bioenergie?
Dieser Bioenergieträger kann anschließend in Bioenergie-
anlagen, z.B. in einem Biogas-Blockheizkraftwerk zu Strom Abkürzungen
und Wärme umgewandelt werden. Damit wird die letzte Stufe
des Nutzungspfades erreicht: die Bereitstellung von Endener- BHKW – Blockheizkraftwerk, dient der kombinierten Strom-
gie in Form von Strom, Wärme oder Kraftstoffen (Biodiesel, und Wärmeerzeugung in Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
Bioethanol, Biomethan, Pflanzenöl) für Endverbraucher. Konv. Kraftw. – konventionelle Kraftwerke, z.B. Kohle-
kraftwerke, in denen Biomasse als zusätzlicher Brennstoff
Biomasse und Bioenergieträger wechseln innerhalb der Nut- mitverbrannt werden kann
zungspfade möglicherweise mehrmals ihren Aggregatzustand. KUP – Kurzumtriebsplantagen (Pappeln, Weiden und andere
Sie lassen sich sowohl fest, flüssig als auch gasförmig nutzen. schnellwachsende Hölzer aus Kurzumtriebsplantagen)
MVA – Müllverbrennungsanlage
Welche Nutzungspfade die unterschiedlichen Arten von Bio- Die unterschiedlichen Bioenergieanlagen werden im Kapitel
masse von der Ernte bis zum Endverbraucher typischerweise „Wie Bioenergie genutzt wird“ ab S. 18 detailliert vorgestellt.
durchlaufen, zeigt die folgende Übersicht.
Was ist Bioenergie? 5| Was leistet Bioenergie?
Bioenergie bedeutet Versorgungssicherheit
Bioenergie kann sowohl Strom, Wärme als auch Kraftstoffe zur Verfügung stellen. Heimische Bioenergieträger lieferten daher den
mit Abstand größten Anteil zum Angebot Erneuerbarer Energien in Deutschland 2011.
Karte 4.8.2 Karte 4.8.2
Bedeutung der Bioenergie für die Anteile der Bioenergie innerhalb der
Energieversorgung 2011 Erneuerbaren Energien 2011
Strom Wärme Kraftstoff Strom Wärme Kraftstoff
20,3 % 11,0 % 5,5 % 123,2 Mrd. kWh 143,5 Mrd. kWh 34,2 Mrd. kWh
Solarenergie Geothermie
3,2 % 4,4 %
Geothermie Solarenergie
‹ 0,1 % 3,9 %
Windenergie Bioenergie
8,1 % Solarenergie
15,7 % 100 %
Bioenergie
91,7 %
Geothermie Windenergie
0,5 % 39,7 %
Solarenergie
0,4 %
Wasserkraft Bioenergie
3,0 % 10,1 %
Wasserkraft
14,7 %
Bioenergie
6,1 % Bioenergie
5,5 % Bioenergie
29,9 %
Quelle: BMU, Stand: 7/2012 Quelle: BMU, Stand: 7/2012
Bioenergie deckt 6,1 Prozent des Bruttostromverbrauchs (7,6 der Erneuerbaren Energien aus Biomasse. Bei der Wärme-
Prozent des Nettostromverbrauchs). 10,1 Prozent des deut- und Kraftstoffversorgung ist Bioenergie bisher die mit Abstand
schen Wärmeverbrauchs werden durch Bioenergie gedeckt. 5,5 wichtigste bzw. einzige erneuerbare Energiequelle. Durch den
Prozent des Kraftstoffverbrauchs sind Biokraftstoffe. Wenn über Beitrag von Bioenergie zur Strom-, Wärme- und Kraftstoffversor-
Erneuerbare Energien gesprochen wird, dann steckt dahinter gung mussten weniger fossile Energieträger nach Deutschland
größtenteils Bioenergie. Wird der gesamte Energieverbrauch importiert werden. Insgesamt vermied Bioenergie im Jahr 2011
Deutschlands betrachtet, also nicht nur Strom, sondern auch Importkosten in Höhe von rund 7 Mrd. Euro für Erdgas, Erdöl und
Wärme und Kraftstoffe, dann stammen zwei Drittel des Anteils Steinkohle.
Mit Bioenergie gewinnen die Regionen Karte 4.8.2
Wertschöpfungseffekte typischer Bioenergieanlagen
zur Stromerzeugung
Ein dezentraler Ausbau der Bioenergienutzung kann insbeson- während 20 Jahren Anlagenbetrieb
dere die regionale Wertschöpfung stärken: Die Bioenergie bietet
Einkommen durch Gewinne Steuern an die
der Landwirtschaft ein zusätzliches Standbein. Statt die Ener- Beschäftigung Kommune
gierechnung bei russischen Erdgas-Konzernen und arabischen Millionen Euro pro Anlage
Biogas-
Ölscheichs zu bezahlen, bleiben die Ausgaben für Energie dann Kleinanlage (0,3 MW) 2,1 Mio. Euro
in der Region. Werden lokale Synergien erschlossen und Kreis- Biogas-
6,2 Mio. Euro
Großanlage (1 MW)
läufe geschlossen, kann die Nutzung von Bioenergie zum Motor 36,8 Mio. Euro
Holzkraftwerk
der ländlichen Entwicklung werden und gleichzeitig zur Senkung (5 MW)
5 10 15 20 25 30 35
der Energiekosten beitragen. Immer mehr Bioenergiedörfer und
Quelle: IÖW, 8/2010
-Regionen machen es vor.
Karte 4.8.2 Klimaschützer Bioenergie
Vermiedene Treibhausgas-Emissionen durch die
Vermiedene Treibhausgas-Emissionen durch die
Nutzung Erneuerbarer Energien in Deutschland 2011
Nutzung Erneuerbarer Energien in Deutschland 2011 Bioenergie – einschließlich der verschiedenen Formen von
Bioenergie Windenergie Geothermie / Umweltwärme Biokraftstoffen – macht heute mehr als die Hälfte des Klima-
Wasserkraft Solarenergie schutz-Beitrags der Erneuerbaren Energien in Deutschland aus.
in Mio. t CO2-Äq.
Bioenergie hat 2011 bei uns 66,2 Mio. Tonnen Treibhausgase ver-
Kraftstoffe 4,8 mieden – mehr als die gesamten Emissionen Schwedens. Allein
1,2 0,5
Wärme 37,3 39,0 0,01
Biokraftstoffe reduzierten 2011 die Treibhausgas-Emissionen um
Strom 4,8 Mio. Tonnen – etwa so viel wie Hannover jährlich ausstößt.
24,1 14,1 35,2 12,8 86,3
Wer die internationalen Klimaschutz-Ziele erreichen will, muss
0 20 40 60 80 100
Quelle: BMU, 8/2012
auch die Nutzung der Bioenergie massiv voranbringen.
6 Potenzialatlas Bioenergie in den BundesländernEinleitung | Was leistet Bioenergie?
Karte 4.8.2 Beschäftigung durch Bioenergie
Beschäftigte
Beschäftigte in in
denden Bereichen
Bereichen Bioenergie
Bioenergie und
konventionelle Energieversorgung
und konventionelle Energieversorgung Die Nutzung von Bioenergie schafft Arbeitsplätze und sichert
Bioenergie konventionelle Energieversorgung
(Strom, Erdgas, Fernwärme, Mineralölwirtschaft)
Beschäftigung in der Land- und Forstwirtschaft. Die Bruttobe-
300.000 schäftigung durch die Produktion und Errichtung von neuen Bio-
energieanlagen, durch Betrieb und Wartung der Anlagen sowie
250.000 aus der Brenn- und Kraftstoffbereitstellung belief sich im Jahr
*Prognose 2011 auf insgesamt rund 124.000 Beschäftigte. Damit konnte die
200.000 Beschäftigtenzahl innerhalb eines Jahrzehnts mehr als vervier-
facht werden, während in der konventionellen Energiewirtschaft
150.000 die Beschäftigtenzahl stagniert. Jeder dritte landwirtschaftli-
che Betrieb hatte 2010 eine Einkommensalternative zur reinen
100.000 landwirtschaftlichen Produktion aufgebaut, z.B. Fremdenver-
kehr, Forstwirtschaft oder Verarbeitung und Direktvermarktung
50.000 eigener Erzeugnisse. Das mit Abstand wichtigste zusätzliche
Standbein bildeten Bioenergie und andere Erneuerbare Ener-
0
1991 2000 2002 2004 2006 2010 2030*
gien. Bundesweit nannten 37.370 landwirtschaftliche Betriebe
Einkommen im Zusammenhang mit Erneuerbaren Energien als
Quelle: Stat. Bundesamt; BDEW, BBE; Stand: 11/2011, ab 2000 einschließlich Mineralölverarbeitung
wichtigstes „Zubrot“.
Der zuverlässige Teamplayer Karte 4.8.2
Erneuerbare Stromversorgung benötigt die
Wer auf Erneuerbare Energien setzt, muss keine Stromausfälle flexibel einsetzbare Bioenergie
befürchten. Wind- und Solarstromerzeugung sind zwar wetterab-
hängig, doch können ihre Schwankungen mit meteorologischen Deckung des Verbrauchs durch ...
Wasserkraft/Pumpspeicher Windenergie Stromverbrauch
Berechnungen sehr präzise prognostiziert werden. Übernehmen
Solarenergie Bioenergie Export
Erneuerbare Energien den Großteil der Stromversorgung, steigt
der Bedarf an Anlagen, die schnell und über einen größeren Di. Mi. Do. Fr. Sa. So. Mo.
Zeit
Zeitraum Schwankungen ausgleichen können. Traditionell 0 Uhr 0 Uhr 0 Uhr 0 Uhr 0 Uhr 0 Uhr 0 Uhr
übernehmen Wasserkraftanlagen und Pumpspeicherkraftwerke Solarstrom deckt Export bzw. Stromerzeugung
Spitzenbedarf zur Speicherung von aus Windenergie
diese Aufgabe. Sie speichern Strom, wenn zeitlich befristet ein Mittagszeit Überangebot schwankt stark
Erneuerbaren Energien
Überangebot auftritt bzw. erzeugen genau dann Strom, wenn es
Stromerzeugung aus
gilt, Lücken zwischen Angebot und Nachfrage zu schließen. Eine
Vielzahl von dezentralen, regional breit gestreuten Bioenergie-
anlagen kann ebenso zuverlässig rund um die Uhr einspringen.
So lässt sich z.B. Biogas optimal vor Ort oder in den vorhandenen
Gasnetzen speichern. Das Regenerative Kombikraftwerk, ein
Projekt von Forschungseinrichtungen und Erneuerbare-Ener-
gien-Branche, zeigt, wie jederzeit eine bedarfsgerechte Strom-
Stromerzeugung aus Bioenergie
versorgung mit 100 Prozent Erneuerbaren Energien möglich gleicht Schwankungen der Solar-
und Windstromproduktion aus
ist. Über Deutschland verteilte Wind- und Solaranlagen werden
zusammengeschaltet. Biogas-BHKW und Pumpspeicher sprin- Quelle: www.kombikraftwerk.de
gen dann ein, wenn Windflaute herrscht und keine Sonne scheint.
Karte 4.8.2 Investitions- und Exportmotor Bioenergie
Umsätze deutscher Hersteller von
Bioenergieanlagen
Umsätze deutscher Hersteller von Bioenergieanlagen
Bandbreiten zukünftiger Gesamtumsätze heimische Umsätze Exportanteil (min.-max.) Vor allem Privatpersonen, Landwirte und kommunale Energie-
in Mrd. Euro
1,7-5,0 versorger haben in den vergangenen Jahren in Biogasanlagen,
5 2,1-4,7 1,8-4,9
Holzkraftwerke und Holzzentralheizungen investiert. Mit dem
4 2,2-3,7
Anlagenpark konnte auch eine Branche von Anlagenherstel-
lern wachsen, die vor allem von kleinen und mittelständischen
3
2,5
Unternehmen geprägt ist. In Zukunft können sich die Investiti-
onen in Bioenergieanlagen und deren industrielle Produktions-
2
kapazitäten in Deutschland nach optimistischen Schätzungen
1
bei anhaltendem Zuwachs auf bis zu 6,3 Mrd. Euro im Jahr 2020
19% 21-
annähernd verdoppeln. Die Umsätze deutscher Hersteller von
18-
0
25% 25-
33%
21-
33% 30% Bioenergieanlagen werden im Jahr 2020 in einer Bandbreite von
2,1 bis 4,7 Mrd. Euro liegen (nur Biogasanlagen, Holzkraftwerke
2010 2015 2020 2025 2030 und Holzzentralheizungen, ohne Biokraftstoffanlagen u.a.). Ein
Die Bandbreiten zukünftiger Gesamtumsätze deutscher Hersteller von Bioenergieanlagen
ergeben sich aus unterschiedlichen Annahmen: Das Minimum bezieht sich auf die Viertel bis ein Drittel des Gesamtumsatzes erwirtschaften die
Ausbauziele der Bundesregierung (Minimum, Quelle: EWI/Prognos 2010), das Maximum
auf die Ausbauziele der Erneuerbare-Energien-Branche (Maximum, Quelle: BEE 2011).
Hersteller durch Exporte. Deutsche Anbieter profitieren als Vor-
Quelle: EuPD/DCTI/Wuppertal-Institut, Stand: 2/2012
reiter von einem starken Heimatmarkt und können daher auch
im Ausland große Marktanteile gewinnen.
Was leistet Bioenergie? 7| Bioenergie-Potenziale
Was sind Bioenergie-Potenziale?
Seitdem Deutschland und die Euro- Angesichts der Vielfalt unterschiedlicher Biomassen fällt es im
Vergleich zu Sonne und Wind umso schwerer, das Potenzial der
päische Union sich für eine stärkere Bioenergie räumlich und zeitlich abzuschätzen. Es kann nicht das
Bioenergie-Potenzial schlechthin geben. Bioenergie-Potenziale haben
ihre Grenzen, doch sind diese schwer zu definieren – schließlich muss
Nutzung von Bioenergie einsetzen,
eine Vielzahl von Abhängigkeiten geklärt werden:
versuchen Wissenschaft, Politik und Wie viel Biomasse kann geerntet werden?
Schon am Beginn des Nutzungspfades gibt es zahlreiche Variablen, die
Öffentlichkeit abzuschätzen, welche Einfluss auf die Menge der Biomasse haben. Am offensichtlichsten ist
die Frage nach dem Umfang der Anbaufläche für Energiepflanzen: In-
Bedeutung diese erneuerbare Ener- wiefern können und wollen Landwirte in welchen Regionen und in wel-
chem Zeithorizont neben ihren Flächen für die Futter- und Nahrungs-
giequelle in Zukunft für unsere Ener- mittelproduktion Anbauflächen für Energiepflanzen bereitstellen? Sind
diese Annahmen geklärt, können sich wiederum große Unterschiede
gieversorgung einnehmen kann. Zu ergeben in Abhängigkeit vom Energiepflanzenmix, der dort in Zukunft
wachsen soll – schließlich gibt es je nach Region und Anbaukonzept
Recht wird die Frage gestellt, ob und sehr große Unterschiede bei den Erträgen von Mais, Sonnenblumen
& Co. Um das Potenzial zu erweitern, muss nicht zwangsläufig mehr
wie viel Biomasse vorhanden ist, um Anbaufläche bereitgestellt werden. Es kann in vielen Fällen auch mehr
Biomasse vom selben Hektar gewonnen werden.
die wachsende Nachfrage zu bedie-
Ebenso komplex ist die Abschätzung der Potenziale von Energieholz: Zu
nen. Denn im Gegensatz zu Sonne und welchen Kosten wird die Nutzung von welchen Mengen Industrierestholz
attraktiv? Wie entwickelt sich der Zuwachs von Waldholz unter welchen
Wind, die praktisch unbegrenzt zur klimatischen Bedingungen? In welchem Umfang schränken Naturschutz-
gebiete die Holznutzung ein? Wird der Wald nachhaltig genutzt?
Verfügung stehen, greifen die Nut-
Soll das Potenzial von Reststoffen ermittelt werden, müssen ebenso
zungspfade der Bioenergie stets auf umfangreiche Rahmenbedingungen geklärt werden: Wo wird Bioabfall
getrennt gesammelt, wie stark sinkt das Bioabfallaufkommen mit dem
nachwachsende Biomasse zurück. Bevölkerungsrückgang? Wo fällt wie viel Gülle an und wie entwickeln
sich die Viehbestände in der Landwirtschaft?
Dieser erneuerbare Brennstoff muss
Welche Biomasse wofür einsetzen?
zunächst durch Anbau, Ernte oder Aus der geernteten oder eingesammelten Biomasse können unter-
schiedliche Bioenergieträger für unterschiedliche Bioenergieanlagen
Einsammeln gewonnen und als Bio- gewonnen werden, um Endenergie in Form von Strom und/oder Wärme
bzw. Kraftstoff bereitzustellen. Wenn das Potenzial der Bioenergie
energieträger aufbereitet werden. abgeschätzt wird, ist auch die Frage entscheidend, wie die Biomasse
auf die verschiedenen Nutzungsformen Strom, Wärme und Kraftstoffe
aufgeteilt wird: Sollen z.B. die Rapssamen, nachdem aus ihnen in der
Ölmühle Pflanzenöl gewonnen wurde, zur Strom- und Wärmeproduk-
tion in einem Pflanzenöl-BHKW eingesetzt werden oder zu Biodiesel
weiterverarbeitet werden?
Auch die Nutzung der beim Produktionsprozess anfallenden Koppel-
produkte wie Rapsschrot muss berücksichtigt werden. Dieses dient
z.B. als hochwertiges Futtermittel in der Viehzucht. Glyzerin, das bei
der Biodieselproduktion anfällt, wird als Rohstoff in der chemischen
Industrie weiterverwendet.
Wie effizient wird Biomasse eingesetzt?
Wenn das Potenzial der Bioenergie abgeschätzt wird, muss geklärt
werden, welche Verluste zunächst bei der Gewinnung von Bioenergie-
trägern und anschließend bei deren Nutzung in den unterschiedlichen
Bioenergieanlagen anfallen. Ob durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in
Blockheizkraftwerken gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt wird, ist
für den Beitrag von Biogas zur Energieversorgung sehr wichtig. Wird
die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme nicht genutzt, wird
ein großer Teil des Potenzials verschwendet.
8 Potenzialatlas Bioenergie in den BundesländernEinleitung | Bioenergie-Potenziale
Ein Terajoule entspricht 277.778 Kilowattstunden
Das entspricht dem Energiegehalt der Das entspricht dem Energiegehalt
jährlichen Gülleproduktion von 100 Rindern. von 6 Hektar Mais.
Wird die Gülle genutzt, um Biogas zu gewinnen, können Wird Mais genutzt, um Biogas zu gewinnen, können damit
damit knapp 30 Durchschnittshaushalte ein Jahr lang mit knapp 30 Durchschnittshaushalte ein Jahr lang mit Strom
Strom versorgt werden. versorgt werden.
Welchen Verbrauch soll die Biomasse decken?
Wie hoch dann der Anteil der Bioenergie am Strom-, Wärme- Anteile des Gesamtverbrauchs abdecken. Wenn auf den Straßen
und Kraftstoffverbrauch ausfällt, wird wiederum beeinflusst immer mehr Fahrzeuge mit hohem Kraftstoffverbrauch rollen,
von der angenommenen Verbrauchsmenge: Unter der Voraus- wird es umso schwerer, größere Anteile des Gesamtverbrauchs
setzung, dass z.B. ein Großteil der Wohngebäude vorbildlich durch ein gleichbleibendes oder gesteigertes Angebot von Bio-
gedämmt ist, kann Bioenergie im Wärmebereich umso höhere kraftstoffen abzudecken.
Wie Bioenergie-Potenziale abgegrenzt werden können
Wenn über die Bedeutung der Bioenergie diskutiert wird, kommt Anschließend werden, dann jedoch in Bezug auf das jeweilige
es auf den jeweiligen Bezugsrahmen an. Die unten eingefügte Bundesland, die technischen Brennstoffpotenziale nochmals
Tabelle macht deutlich, auf welcher Stufe des jeweiligen Nut- anhand von Karten präsentiert. Damit lässt sich nachvollziehen,
zungspfades welches Bioenergie-Potenzial dargestellt werden in welchen Regionen im jeweiligen Bundesland welche Potenzi-
kann. Um Verzerrungen und Fehlannahmen zur Bedeutung der ale bereitstehen.
Bioenergie ausschließen zu können, muss klar sein, welche
Potenziale auf welcher Ebene diskutiert werden. Die Bundesländer-Kapitel geben abschließend den möglichen
Anteil der Bioenergie am Endenergieverbrauch des Bundeslan-
Dieser Potenzialatlas stellt zunächst die Frage, wie viel Biomasse des im Jahr 2020 an. Dazu wird angenommen, dass
geerntet bzw. gesammelt werden kann. Im folgenden Kapitel die landeseigenen technischen Brennstoffpotenziale in vier
„Bioenergie-Potenziale in Deutschland“ werden daher auf den Szenarien in unterschiedlichen Bioenergieanlagen unter be-
Seiten 10-15 die unterschiedlichen Biomassen dargestellt sowie stimmten Wirkungsgradverlusten zu Strom und/oder Wärme
die sich daraus ergebenden technischen Brennstoffpotenziale, und/oder Biokraftstoffen umgewandelt werden. Die zu nutzende
d.h. wie viel Energie in den (teilweise aufbereiteten) Bioenergie- Endenergie, d.h. das technische Bioenergiepotenzial, wird hier
trägern steckt. Dieser Energiegehalt wird in der Größeneinheit nur im Verhältnis zum modellierten Endenergieverbrauch in
Terajoule (TJ) angegeben und bezieht sich auf ganz Deutschland. Prozentwerten ausgewiesen.
Nutzungspfad Potenzialbegriff Definition Fragen
Erdoberfläche theoretisches Potenzial (innerhalb einer Region physikalisch
= Obergrenze theoretisch nutzbares Energieangebot der
gesamten vorhandenen Biomasse)
Biomasse (Ertrag von Flächen mit technisches Potenzial (theoretisches Potenzial der Biomasse abzüg- Wie viel Biomasse kann geerntet
Energiepflanzen, von Reststoffen = Obergrenze lich der gesellschaftlichen, ökologischen und werden?
und Energieholz) abzüglich Restriktionen strukturellen Begrenzungen)
Bioenergieträger technisches Brennstoffpotenzial (Energiegehalt der als Bioenergieträger Welche Biomasse soll wofür
= technisches Potenzial aufbereiteten Biomasse) eingesetzt werden?
nach Aufbereitung
Bioenergieanlagen (Bei Einsatz von Bioenergieträgern in Wie effizient wird Biomasse
Bioenergieanlagen kommt es zu Wirkungs- eingesetzt?
gradverlusten, die das technische Brennstoff-
potenzial reduzieren.)
zu nutzende Endenergie technisches Bioenergiepotenzial (Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Bio- Welchen Verbrauch soll die
= technisches Brennstoffpotenzial energieträgern abzüglich Verluste bei der Biomasse decken?
abzüglich Wirkungsgradverluste Umwandlung der Bioenergieträger in den
Bioenergieanlagen)
Bioenergie-Potenziale 9| Bioenergie-Potenziale in Deutschland
Bioenergie-Potenziale in Deutschland
Welche Biomasse kann in welchem Dieser Atlas unterscheidet Biomasse nach den drei Ober-
begriffen Energiepflanzen, Energieholz und Reststoffe.
Umfang in Deutschland als Bioenergie
genutzt werden? Das folgende Kapitel
Energiepflanzen
stellt die Annahmen und Rahmen-
Das Potenzial der Energiepflanzen umfasst alle landwirt-
schaftlichen Kulturen, die zum Zweck der Strom-, Wärme-
bedingungen vor, unter denen das oder Biokraftstoffproduktion auf Ackerflächen angebaut
werden. Energiepflanzen sind der wichtigste Einsatzstoff für
Deutsche Biomasseforschungs- Biogas-, Biodiesel- und Bioethanolanlagen. Außerdem kann
auch der Ertrag von Grünlandflächen, d.h. Gras, in Bio-
zentrum (DBFZ) in dem bisher gasanlagen genutzt oder verbrannt werden. Entscheidend
für das Potenzial der Energiepflanzen sind der Umfang der
umfangreichsten Forschungsprojekt dafür zur Verfügung stehenden Acker- und Grünlandflächen
und deren Bodenqualität. Werden auf diesen Flächen vor
die regionalen Biomasse-Potenziale allem ertragreiche Energiepflanzen angebaut, kann das
Bioenergie-Potenzial nochmals gesteigert werden. Bei der
für das Jahr 2020 in unterschiedlichen Abschätzung des Potenzials der Energiepflanzen wird von
einem bestimmten Anbaumix ausgegangen. Neben sehr
Szenarien berechnet hat. Die hier bun- ertragreichen Energiepflanzen wie Mais und schnellwach-
senden Hölzern aus Kurzumtriebsplantagen (KUP) werden
desweit angegebenen Daten werden Getreide und Raps sowie in geringerem Umfang Zuckerrü-
ben und Sonnenblumen angebaut.
für jedes Bundesland anschließend als
Karten veranschaulicht.
Energiepflanzen
2020 in Terajoule (TJ)
unter 500 TJ
unter 1.000 TJ
unter 2.000 TJ
unter 3.000 TJ
unter 4.000 TJ
unter 6.000 TJ
unter 8.000 TJ
keine / k.A.
Methodik und Berechnungsgrundlagen zur Ermittlung
der Bioenergie-Potenziale durch das Deutsche Biomas-
seforschungszentrum (DBFZ) werden detailliert dokumen-
tiert im umfassenden Endbericht des Projektes:
DBFZ: Globale und regionale räumliche Verteilung von
Biomassepotenzialen. Status Quo und Möglichkeit der
Präzisierung. Anhang I – Regionale Biomassepotenziale.
Leipzig, März 2010.
Die Ergebnisse der Studie können – wie dieser Potenzial-
atlas – über die Internetseite der Agentur für Erneuerbare
Technisches Brennstoffpotenzial von Energiepflanzen 2020 in Terajoule (TJ)
Energien (AEE) heruntergeladen werden:
Ackerfläche 521.500 TJ
www.unendlich-viel-energie.de
Grünlandfläche + 20.400 TJ
Fläche für den Anbau von Energiepflanzen 2,7 Mio. ha
10 Potenzialatlas Bioenergie in den BundesländernEinleitung | Bioenergie-Potenziale in Deutschland
Bei der Abschätzung der Energiepflanzen-Potenziale der Land- Das Bioenergie-Potenzial aus dem Aufwuchs von Grünland
kreise werden deren Anbaubedingungen berücksichtigt, d.h. wurde vom DBFZ abgeleitet und aktualisiert auf Grundlage
ihre durchschnittlichen Ernteerträge, die örtliche Bodenquali- von Ergebnissen des Projektes „Identifizierung strategischer
tät, Niederschläge, der spezifische Anbaumix und das Verhält- Hemmnisse und Entwicklung von Lösungsansätzen zur
nis von Acker- und Grünlandflächen. Für die Zukunft werden Reduzierung der Nutzungskonkurrenzen energetischer Bio-
in Abhängigkeit von diesen Anbaubedingungen aufgrund von massenutzung“. Damit kann auch eine detaillierte Abschätzung
verbesserten Anbauverfahren und Fortschritten bei der Ener- des technischen Brennstoffpotenzials von Grünlandaufwuchs,
giepflanzenzüchtung Ertragssteigerungen angesetzt. Grund- d.h. von Gras, auf der Ebene der Bundesländer gegeben wer-
sätzlich wird die Versorgung Deutschlands mit Nahrungs- und den. Die regional variierenden Potenziale werden durch die
Futtermitteln durch den zusätzlichen Energiepflanzenanbau Nachfrage nach Tierfutter beeinflusst. In den Ländern Schles-
nicht in Frage gestellt. Insgesamt würden im Szenario des wig-Holstein und Niedersachsen ergeben sich theoretisch
DBFZ bis zu 2,7 Mio. Hektar Anbaufläche für Energiepflanzen negative Potenziale des Grünlandaufwuchses. Aufgrund der
zur Verfügung stehen, was einem eher konservativen Ansatz relativ hohen Viehdichte ist hier der damit verbundene Futter-
entspricht. Andere Szenarien rechnen mit 4 Mio. Hektar Anbau- mittelbedarf rechnerisch höher als die für die Futtermittelpro-
fläche und mehr. duktion bereit stehende heimische Grünlandfläche. Tatsächlich
decken hier – wie in anderen Bundesländern auch – Futter-
Die Fläche der Naturschutz- und Überschwemmungsgebiete mittelimporte die Nachfrage der Viehzucht. Es wird davon
kommt nicht für den Energiepflanzenanbau in Frage. Gibt es in ausgegangen, dass kein Umbruch von Grünland zu Ackerland
einem Landkreis Wasserschutzgebiete oder Biosphärenreser- stattfindet.
vate, so wird angenommen, dass auf diesen Flächen ein exten-
siver Anbau betrieben wird, der zu Ertragsminderungen führt.
Energiepflanzen
Biomasse
Getreide Zucker- Mais Gras Sonnen- Raps KUP
rüben blumen
Bioenergie-
Biogas Pflanzenöle Holzhackschnitzel
träger
(Rapsöl u.a.)
Bioenergie-
anlagen
Bio- Biogas- Bio- Pflan- Bio- Pflan- Holzkraft- Holz- Holz- Holzver-
ethanol- BHKW methan- zenöl- diesel- zenöl- werke, heiz- hack- gaser-
anlagen Aufberei- BHKW anlagen mühlen Beifeue- werke schnit- anlagen
tungs- rung in zelhei-
anlagen MVA/konv. zungen
Kraftw.
Endenergie
Bio- Strom, Bio- Strom, Bio- Pflanzenöl Strom, Wärme Wärme Strom,
ethanol Wärme methan Wärme diesel (Reinkraftstoff) Wärme Wärme
kursiv gesetzte Begriffe (z.B. „Heizkraftwerke“) = Nutzungs- gewerbliche/landwirtschaftliche Bioenergieanlage bei
Strom Wärme Kraftstoff
pfade vor der breiten Markteinführung, die zukünftig jedoch Bioenergieanlage Endverbrauchern
an Bedeutung gewinnen werden
Bioenergie-Potenziale in Deutschland 11| Bioenergie-Potenziale in Deutschland
Energieholz Waldfläche
Energieholz ist der Oberbegriff für forstwirtschaftliche Biomasse
(Waldholz, Waldrestholz und ungenutzter Holzzuwachs), die im
Wald geerntet wird, sowie für Industrierestholz und Altholz,
das während oder nach der stofflichen Nutzung von Holz anfällt,
z.B. im Sägewerk.
Forstwirtschaftliche Biomasse
Das Potenzial der forstwirtschaftlichen Biomasse umfasst das
energetisch nutzbare Waldholz, das nachhaltig von den Wald-
flächen des Bundeslandes gewonnen werden kann. Ein Teil der
jährlichen Holzernte fließt neben der stofflichen Nutzung (z.B.
für Baumaterialien, Möbel, Holzwerkstoffe, Papier) bereits jetzt
in die Strom- und Wärmeerzeugung. Diese Menge, bereits ener-
getisch genutztes Waldholz, bildet den Grundstock des Poten-
zials forstwirtschaftlicher Biomasse. Bei der Holzernte und bei
der Durchforstung fällt regelmäßig Waldrestholz an. Darunter
wird Schlagabraum, vor allem aus dem Ast- und Kronenbereich
zusammengefasst, der aus Sicht der stofflichen Nutzung außen
vor bleibt, weil Durchmesser und Krümmung nicht für eine
höherwertige Aufarbeitung und Vermarktung ausreichen. Dieses Technisches Brennstoffpotenzial von forst-
Waldrestholz ergänzt das Potenzial forstwirtschaftlicher Bio- wirtschaftlicher Biomasse in Terajoule (TJ) 511.400 TJ
masse, das aus Sicht der Bioenergie erschlossen werden kann. davon:
… bereits energetisch genutztes Waldholz: 245.600 TJ
… Waldrestholz: 164.700 TJ
Ein weiteres Potenzial ergibt sich aus dem ungenutzten Holzzu- … ungenutzter Holzzuwachs: 101.100 TJ
wachs, d.h. der Biomasse, die im Wald jährlich nachwächst, aber
bisher weder stofflich noch energetisch genutzt wird. Der bisher
ungenutzte Holzzuwachs kann nur unter bestimmten Bedingun- Bei der Abschätzung der Potenziale forstwirtschaftlicher Bio-
gen für die energetische Nutzung in Aussicht gestellt werden. So masse werden die spezifischen Baumarten- und deren Alters-
muss der Zuwachs von Holz auf Naturschutzflächen abgezogen klassenverteilungen in den Bundesländern berücksichtigt. Somit
werden, weil dort keine oder nur eine eingeschränkte Nutzung lassen sich auf Basis laufender und prognostizierter Holzzu-
möglich ist. Zur Sicherstellung einer nachhaltigen Forstwirt- wächse bzw. Holzeinschläge die länderspezifischen Potenziale
schaft muss ein Anteil von 10 Prozent des jährlichen Holzzu- für die energetische Nutzung berechnen. Für jedes Bundesland
wachses ungenutzt bleiben. Außerdem wird angenommen, dass werden spezifische Nutzungseinschränkungen (z.B. Fläche der
ein Teil des gewachsenen Holzvorrats jährlich als Totholz im Naturschutzgebiete, technisch schwer erschließbare Waldflä-
Wald verbleibt. Um den Nährstoffhaushalt und die Biodiversität chen) von den ermittelten Potenzialen abgezogen. Da einige
des Ökosystems Wald zu erhalten, kann ein bestimmter Anteil Faktoren für die Abschätzung der Potenziale nur auf Ebene des
von Bäumen bzw. Teile von Bäumen absterben und zu Humus Bundeslandes vorliegen, wird auf die Darstellung auf Ebene der
zersetzt werden. Landkreise verzichtet.
Altholz
Altholz ist bereits stofflich genutztes Holz, das am Ende seines beim Potenzial von Industrierestholz ergeben sich starke regi-
Nutzungsweges steht. Altholz fällt z.B. im Bausektor an (Reno- onale Ungleichheiten, da ein Im- und Export über die Grenzen
vierungen, Abriss), als Verpackungsmaterial oder als Altmöbel, von Bundesländern verbreitet ist. Da die Datengrundlage im
die in den Sperrmüll gegeben werden. Altholz wird bereits zu Fall von Altholz teilweise lückenhaft ist und die Stoffströme sich
großen Teilen in Holzkraftwerken für die Strom- und Wärmepro- nur schwer abschätzen lassen, ist das ermittelte Potenzial mit
duktion verwendet oder zur Beifeuerung in Müllverbrennungs- großen Unsicherheiten verbunden.
anlagen (MVA) oder konventionellen Kraftwerken genutzt.
Ein kleiner Teil des Altholzes wird wiederum stofflich genutzt
in der holzbe- und verarbeitenden Industrie. Nach Abzug
dieser Mengen kann das Potenzial von Altholz im Bundesland
geschätzt werden. Dabei wird angenommen, dass sich das Technisches Brennstoffpotenzial von Altholz in Terajoule (TJ)
Aufkommen von Altholz bis 2020 weitgehend stabil bleibt. Wie Altholz 116.600 TJ
12 Potenzialatlas Bioenergie in den BundesländernEinleitung | Bioenergie-Potenziale in Deutschland
Industrierestholz
Waldholz fließt – falls es nicht direkt energetisch genutzt wird Industrierestholzes werden wiederum weiter stofflich genutzt,
– üblicherweise zunächst in die stoffliche Nutzung. Sägewerke z.B. für die Herstellung von Spanplatten. Der nach Abzug dieses
und anderen nachfolgenden Betrieben verarbeiten das Waldholz stofflichen Verbrauches verbleibende Anteil an Industrierestholz
weiter z.B. zu Baumaterialien, Möbeln, Holzwerkstoffen oder bildet das energetisch zu nutzende Potenzial im Bundesland.
Papier. Dabei fallen in den Sägewerken, in der Zellstoffindustrie Da die holzbe- und verarbeitenden Betriebe das Wald- und
und bei der Möbelproduktion zahlreiche Reststoffe an. Sägespä- Industrierestholz auch über die Grenzen ihres Bundeslandes
ne und Sägemehl, Holzhackschnitzel, aber auch Schwarzlauge, hinweg im- und exportieren, können sich in einzelnen Bundes-
Rinde und sonstige Reststoffe der Papierherstellung können ländern rechnerisch negative Potenziale von Industrierestholz
für die Strom- und Wärmeproduktion genutzt werden, z.B. in ergeben.
den Kraftwerken der Zellstoffindustrie, die selbst einen hohen
Wärmebedarf hat, oder z.B. in Holzkraftwerken und Holzpellet- Altholz ist zwar ebenfalls als Industrierestholz einzuordnen,
heizungen. wird jedoch im Folgenden separat hinsichtlich seines Potenzials
in den Bundesländern untersucht. Das Potenzial von Altholz
Entscheidend für die Abschätzung des Potenzials von Industrie- wird daher stets getrennt dargestellt.
restholz ist der Rohstoffbedarf der holzbe- und verarbeitenden
Industrie im Bundesland. Für die unterschiedlichen Zweige der
Säge-, Holzwerkstoff- und Zellstoffindustrie werden spezifische
Technisches Brennstoffpotenzial von Industrierestholz in Terajoule (TJ)
Anteile von Restholz angenommen, das während des jeweiligen
Industrierestholz 57.000 TJ
Produktionsprozesses zurückbleibt. Rund zwei Drittel dieses
Energieholz
Forstwirtschaftliche
Biomasse (Waldholz) Industrierestholz
Biomasse
Roh- Wald- Landschafts- Sägespäne, Schwarzlauge, Altholz
holz restholz pflegeholz -mehl Rinde u.a.
Bioenergie-
Holzhackschnitzel Scheitholz Holzpellets Holzbriketts Schredder-
träger
holz
Bioenergie-
anlagen
Holzkraft- Holz- Holz- Holzver- Scheit- Beifeue- Holzver- Holz- Scheit- Kraft- Holzkraft- Holz-
werke, heiz- hack- gaser- holzöfen rung in gaser- pellet- holzöfen werke werke, heiz-
Beifeue- werke schnit- anlagen u. -kamine, MVA/konv. anlagen heizungen u. -kamine der Zell- Beifeue- werke
rung in zelhei- Scheitholz- Kraft- stoff- rung in
MVA/konv. zungen heizungen werken industrie MVA/konv.
Kraftw. Kraftw.
Endenergie
Strom, Wärme Wärme Strom, Wärme Strom, Strom, Wärme Wärme Strom, Strom, Wärme
Wärme Wärme Wärme Wärme Wärme Wärme
kursiv gesetzte Begriffe (z.B. „Heizkraftwerke“) = Nutzungs- gewerbliche/landwirtschaftliche Bioenergieanlage bei
Strom Wärme Kraftstoff
pfade vor der breiten Markteinführung, die zukünftig jedoch Bioenergieanlage Endverbrauchern
an Bedeutung gewinnen werden
Bioenergie-Potenziale in Deutschland 13| Bioenergie-Potenziale in Deutschland
Reststoffe Stroh 2020
in Terajoule (TJ)
unter 100 TJ
Unter dem Oberbegriff der Reststoffe wird hier höchst unter- unter 200 TJ
unter 400 TJ
schiedliche Biomasse zusammengefasst. Gemeinsam ist allen unter 600 TJ
Reststoffen, dass sie als Nebenprodukt in einem Nutzungspfad unter 800 TJ
unter 1.000 TJ
anfallen, der ursprünglich nicht auf die Bereitstellung von Ener- unter 1.500 TJ
gie abzielt. Die Berechnungsgrundlagen des Deutschen Biomas- keine / k.A.
seforschungszentrums (DBFZ) berücksichtigen aller-
dings nur Stroh, tierische Exkremente sowie Bio- und Grünabfäl-
le. Reststoffe wie Klärschlamm, Hausabfall, Altfett und tierische
Fette wurden in der zugrunde gelegten Studie des DBFZ nicht er-
fasst und können daher in diesem Potenzialatlas nicht dargestellt
werden. Diese Reststoffe können aktuell und in Zukunft einen
Beitrag zur Energieversorgung leisten, der je nach den regiona-
len Potenzialen zusätzlich in Betracht zu ziehen wäre.
Stroh
Beim Anbau von Getreide und Raps fällt als Ernterückstand
Stroh an. Stroh kann in Heizkesseln und Heizkraftwerken für die
Strom- und Wärmeproduktion genutzt werden sowie in Biogas-
anlagen mit eingesetzt werden. Verfahren zur Nutzung von Stroh
für die Produktion von Bioethanol sind in der Markteinführung. Technisches Brennstoffpotenzial von Stroh 2020 in Terajoule (TJ)
Das Potenzial von Stroh wird maßgeblich durch den Umfang der Stroh 103.100 TJ
Ackerflächen und deren Bodenqualität bestimmt.
züchtung wiederum Ertragssteigerungen angesetzt. Das daraus
Wie bei der Abschätzung der Energiepflanzen-Potenziale der ermittelte Potenzial von Stroh kann jedoch nur zu 20 Prozent
Landkreise werden deren Anbaubedingungen für Getreide und energetisch genutzt werden. Es wird angenommen, dass der
Raps berücksichtigt, d.h. ihre durchschnittlichen Ernteerträge, größte Anteil als Einstreu in der Tierhaltung zum Einsatz kommt
Niederschläge und der spezifische Anbaumix von Raps, Weizen, oder auf dem Feld verbleibt. Auch in Zukunft soll der Landwirt
Roggen, Gerste, Hafer und Triticale. Für die Zukunft werden in eine ausreichende Menge von verbleibendem Stroh unterpflügen
Abhängigkeit von diesen Anbaubedingungen aufgrund von verbes- können, um die Humus- und Nährstoffqualität des Ackerbodens
serten Anbauverfahren und Fortschritten bei der Energiepflanzen- zu sichern.
Tierische Exkremente
2007 in Terajoule (TJ) Tierische Exkremente
unter 100 TJ
unter 250 TJ Tierische Exkremente bilden ein wichtiges Potenzial für die
unter 500 TJ
unter 1.000 TJ Strom- und Wärmeproduktion von Biogasanlagen. Neben Gülle
unter 1.500 TJ von Rindern, Schweinen und Hühnern zählt auch Mist zu diesem
unter 2.000 TJ
unter 2.500 TJ Potenzial. Die Anzahl der in den Landkreisen gehaltenen Nutz-
keine / k.A. tiere beeinflusst maßgeblich den Umfang des Potenzials. Die
Abschätzung des Potenzials beruht auf den Viehbeständen des
Jahres 2007. Erst 10 bis 15 Prozent des ermittelten Potenzials
werden im Jahr 2011 in Biogasanlagen verwertet. Je nach zukünf-
tiger Entwicklung der Viehbestände kann das Potenzial tierischer
Exkremente zu- oder abnehmen.
Einschränkend wird angenommen, dass erst ab einem Bestand
von 50 Rindern bzw. 100 Schweinen die Sammlung und Nutzung
von Gülle wirtschaftlich betrieben werden kann. Tierische Exkre-
mente von landwirtschaftlichen Betrieben mit kleineren Viehbe-
ständen bleiben ebenso unberücksichtigt wie die Exkremente von
Schafen, Ziegen und Pferden.
Technisches Brennstoffpotenzial von tierischen Exkrementen 2007
in Terajoule (TJ)
Tierische Exkremente 87.700 TJ
14 Potenzialatlas Bioenergie in den BundesländernEinleitung | Bioenergie-Potenziale in Deutschland
Bio- und Grünabfälle
Bio- und Grünabfälle 2020 in Terajoule (TJ)
unter 10 TJ
Das Potenzial von Bio- und Grünabfällen umfasst eine Vielzahl unter 25 TJ
unter 50 TJ
von Reststoffen, die für die Strom- und Wärmeproduktion genutzt unter 100 TJ
werden können, z.B. in Biogasanlagen oder durch Beifeuerung unter 200 TJ
unter 400 TJ
in Müllverbrennungsanlagen und konventionellen Kraftwerken. unter 1.000 TJ
Bioabfälle umfassen alle Reststoffe im Sinne der Bioabfallver- keine / k.A.
ordnung aus Haushalten und Gewerbe wie z.B. Küchenabfälle
und Reststoffe der Lebensmittelindustrie. Grünabfälle umfassen
Grünschnitt aus der Garten-, Landschafts- und Parkpflege.
Um das Potenzial der Bio- und Grünabfälle abzuschätzen, wird
ein durchschnittliches Bio- und Grünabfallaufkommen pro Kopf
berechnet. Auf Grundlage der jeweiligen Energiegehalte der
angenommen Abfallbestandteile kann das Potenzial auf Ebene
der Landkreise ermittelt werden. Je nach örtlicher Bevölke-
rungsentwicklung bis zum Jahr 2020 steigt oder fällt auch das
Aufkommen von Bio- und Grünabfällen in den Landkreisen. Nicht
berücksichtigt werden können die spezifischen Sammelquoten
in den Landkreisen, d.h. ob und in welchem Umfang Bio- und
Grünabfälle getrennt eingesammelt werden und damit direkt für
die energetische Nutzung bereit stehen.
Die Abfallverordnung schreibt ab 2015 eine getrennte Erfassung
von Bioabfällen vor. Bioabfälle können für die energetische Nut-
zung damit besser erfasst werden, was möglicherweise positive Technisches Brennstoffpotenzial von Bio- und Grünabfällen 2020
in Terajoule (TJ)
Auswirkungen auf die Mobilisierung des Potenzials von Bio- und
Bio- und Grünabfälle 22.500 TJ
Grünabfällen hat.
Reststoffe
Biomasse
tierische Bio- und Stroh Klär- Haus- Altfett,
Exkre- Grünabfälle, schlamm abfall tierische
mente Erntereste Fette
Bioenergie-
Deponie-
träger
Biogas Klärgas
gas
Bioenergie-
anlagen
Biogas- Bio- Heiz- Heiz- Bio- Klärgas- Bio- Beifeue- Deponie- Bio- Bio-
BHKW methan- kraft- werke ethanol BHKW methan- rung in gas- methan- diesel-
Aufberei- werke anlagen Aufberei- MVA/konv. BHKW Aufberei- anlagen
tungs- tungs- Kraft- tungsan-
anlagen anlagen werken lagen
Endenergie
Strom, Bio- Strom, Wärme Bio- Strom, Bio- Strom, Strom, Bio- Bio-
Wärme methan Wärme ethanol Wärme methan Wärme Wärme methan diesel
kursiv gesetzte Begriffe (z.B. „Heizkraftwerke“) = Nutzungs- gewerbliche/landwirtschaftliche Bioenergieanlage bei
Strom Wärme Kraftstoff
pfade vor der breiten Markteinführung, die zukünftig jedoch Bioenergieanlage Endverbrauchern
an Bedeutung gewinnen werden
Bioenergie-Potenziale in Deutschland 15| Über diesen Potenzialatlas
Welche Antworten gibt der Atlas, welche nicht?
Dieses Kapitel erklärt, welche Wie unterscheiden sich Bioenergie-Potenziale?
Dieser Potenzialatlas unterscheidet Biomasse systematisch
Annahmen, Quellen und Rechenwege nach Energiepflanzen, Energieholz und Reststoffen. Er stellt die
unterschiedlichen Bioenergieträger vor und erläutert, in welchen
gewählt wurden um bestimmte Bioenergieanlagen diese zu welcher Endenergie (Strom, Wärme,
Kraftstoffe) umgewandelt werden (siehe Kapitel „Was ist Bioener-
Aussagen treffen zu können. gie?“, Seite 4-5). Nutzungspfade oder Anlagentechnologien, die
noch in der Markteinführung sind oder über nur wenige kommer-
zielle Referenzanlagen in Deutschland verfügen, konnten jedoch
nicht ausführlich berücksichtigt werden.
Wie viele Bioenergieanlagen stehen in einem Bundesland?
Jedes Bundesland wird in einem eigenen Kapitel portraitiert. Der
Potenzialatlas gibt zunächst an, wie viele der unterschiedlichen
Bioenergieanlagen bereits in einem Bundesland errichtet wurden.
Während die Datenlage für Strom erzeugende Bioenergieanlagen
sowie für Biokraftstoffanlagen überwiegend gut ist, sind für die
Vielzahl von dezentralen Bioenergieanlagen, die Wärme erzeugen,
häufig keine Angaben oder nur grobe Schätzungen möglich. Die
ausführlichen Quellenangaben finden Sie am Ende dieses Poten-
zialatlas.
Eine Verortung konkreter Einzelanlagen und ihrer Betriebsergeb-
nisse ist nicht möglich. Die Anonymisierung und Aggregation ist
nicht nur aus Datenschutzgründen geboten, sondern auch, um
eine grafisch unübersichtliche Darstellung zu vermeiden.
Wie viel Prozent des Energiebedarfs der Bundesländer
wird durch Bioenergie gedeckt?
Der Beitrag von Bioenergie zur Deckung des Endenergiebedarfs,
d.h. des Strom-, Wärme- und Kraftstoffbedarfs der Bundesländer,
kann für das Jahr 2011 lediglich auf Grundlage von bundesweiten
Durchschnittswerten grob abgeschätzt werden. Zugrunde gelegt
wird jeweils die installierte elektrische bzw. thermische Leistung
von Bioenergieanlagen im Bundesland. Mangels landesspezifischer
Erhebungen wird diese mit der bundesweiten durchschnittlichen
Volllaststundenzahl multipliziert, um die jeweils erzeugten Strom-
und Wärmemengen abzuschätzen. Die Schätzungen für Wärme
aus Bioenergieanlagen beruhen auf Daten, die freundlicherweise
durch den Länderarbeitskreis (LAK) Energiebilanzen bereitgestellt
wurden. Bei der Produktion von Biokraftstoffen wird jeweils die
bundesweite durchschnittliche Anlagenauslastung angenommen
und nur der Einsatz von heimischer Biomasse berücksichtigt. Die
Ergebnisse weisen daher eine große Ungenauigkeit auf. Aufgrund
mangelnder Datenbasis wurde auf eine ausführliche Darstellung
für die Stadtstaaten Berlin, Bremen und Hamburg verzichtet.
Wie groß sind die Bioenergie-Potenziale der Bundesländer?
Es gibt nie das eine, endgültige Potenzial. Aussagen zum zukünf-
tigen Umfang von Bioenergie-Potenzialen sind abhängig von einer
Vielzahl von Variablen:
• Bevölkerungsentwicklung
• angenommene Nachfrage konkurrierender Nutzungspfade
wie Futter- und Nahrungsmittelproduktion oder stoffliche
Nutzung z.B. der Holzwerkstoffindustrie
• angenommene Ertragssteigerungen und Anbaumix in der
Landwirtschaft
• Einfluss des Klimawandels auf Land- und Forstwirtschaft
• Fleischkonsum und Flächenbedarf der Futtermittelproduktion
• Flächenbedarf von Naturschutzflächen
16 Potenzialatlas Bioenergie in den BundesländernEinleitung | Über diesen Potenzialatlas
Der Potenzialatlas kann daher immer nur ein mögliches Szena- Strom- und Wärmeerzeugung in Bioenergieanlagen mit
rio als Modell der Zukunft entwerfen. Die wichtigsten Annahmen, Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) eingesetzt. Die Nutzung von
die die Berechnung der unterschiedlichen Bioenergie-Potenziale Biomasse in Biokraftstoffanlagen entfällt hier.
in den Bundesländern maßgeblich beeinflussen, wurden im vor-
herigen Kapitel beschrieben. Einschränkungen und Unsicherhei- • 4. Szenario: „Biokraftstoffe“: Im vierten Szenario fließen
ten, z.B. im Zusammenhang mit der Abschätzung des Potenzials jene Potenziale, die dafür technisch in Frage kommen, in die
von Altholz, wurden dabei benannt. Schon kleinere Variationen Biokraftstoffproduktion, während die übrigen Potenziale in
der Annahmen können große Unterschiede bei den Bioenergie- Bioenergieanlagen mit KWK genutzt werden. Damit lässt
Potenzialen der Bundesländer zur Folge haben. sich ein maximaler Wert für den Beitrag zur Deckung des
zukünftigen Kraftstoffbedarfs des Bundeslandes ausweisen.
Liegen in den Bundesländern möglicherweise weitere und
detailliertere Erhebungen zu Bioenergie-Potenzialen vor, so Der Potenzialatlas kann und will keine Empfehlung für Auswahl
wird eine Auswahl dieser landesspezifischen Quellen zusätzlich oder Ausschluss bestimmter Nutzungspfade geben. Sinnvoll er-
genannt. Damit können Leser mögliche Bandbreiten der Poten- scheint eine nachhaltige Nutzung der landeseigenen Potenziale,
ziale besser abschätzen. Möchten Leser regionale Potenziale um Anteile des Strom-, Wärme- und Kraftstoffbedarfs abdecken
erheben, so liefert dieser Potenzialatlas erste Anhalts- und Ver- zu können.
gleichspunkte als Grundlage. Eine detaillierte Erhebung unter
Berücksichtigung der örtlichen Rahmenbedingungen ist jedoch Der Potenzialatlas bietet damit eine fundierte Orientierung,
unverzichtbar, um zuverlässige Aussagen auf regionaler Ebene welche Beiträge die Bioenergie im Bundesland maximal im Jahr
treffen zu können. Aufgrund mangelnder Datenbasis wurde auf 2020 leisten kann. So werden die Bandbreiten der zukünftigen
eine ausführliche Darstellung für die Stadtstaaten Berlin, Bre- Bedeutung von Bioenergie deutlich – unter der Voraussetzung,
men und Hamburg verzichtet. dass die dargestellten Bioenergie-Potenziale vollständig in
einem bestimmten Park von Bioenergieanlagen eingesetzt wer-
In welchem Umfang kann Bioenergie in Zukunft zur Energie- den. Die weiteren Schritte für den ausgewogenen Einsatz ihrer
versorgung der Bundesländer beitragen? Potenziale müssen die Bundesländer selbst unternehmen.
Die geerntete oder eingesammelte Biomasse kann in einer
Vielzahl von Nutzungspfaden in einer Vielzahl von Bioenergie- Welche Bioenergie-Potenziale können die Bundesländer zu
anlagen unterschiedlich verwertet werden, um am Ende Strom, welchen Kosten erschließen?
Wärme oder Kraftstoffe bereitzustellen. Darum variiert jede Der Potenzialatlas kann keine konkreten Aussagen treffen, in-
Aussage über zukünftige Anteile der Bioenergie an der Ener- wieweit die Bioenergie-Potenziale in den Bundesländern bereits
gieversorgung notwendigerweise. Die Entscheidung, welche erschlossen sind. Ebenso sind keine Aussagen zu den Kosten
Biomasse zukünftig in welchen Anlagen eingesetzt wird, kann möglich, die mit dem Erschließen der Bioenergie-Potenziale
das Ergebnis stark beeinflussen. entstehen.
Um für jedes Bundesland (mit Ausnahme der Stadtstaaten Der Potenzialatlas gibt keine Empfehlungen zur Nutzung oder
Berlin, Bremen und Hamburg) einen zukünftig möglichen Anteil Vernachlässigung bestimmter Bioenergie-Potenziale oder Nut-
der Bioenergie am Strom-, Wärme- und Kraftstoffverbrauch zungspfade. Für eine möglichst weitgehende Versorgung mit Er-
angeben zu können, wird angenommen, dass die Bioenergie-Po- neuerbaren Energien und einen hohen Beitrag zum Klimaschutz
tenziale eines Bundeslandes schwerpunktmäßig auf bestimmte ist grundsätzlich eine nachhaltige Nutzung aller Bioenergie-
Nutzungspfade und Anlagen aufgeteilt werden. Potenziale wünschenswert – in Abhängigkeit der jeweiligen
regionalen Potenziale und Rahmenbedingungen. Bürger und
• 1. Szenario: „Strom aus Biomasse“: In einem ersten Szenario Verantwortliche vor Ort müssen selbst planen und entscheiden.
wird die landeseigene Biomasse vollständig für die Strom-
erzeugung genutzt. Auf die Wärme- und Kraftstoffproduktion Erfüllen die Bundesländer ihre selbstgesteckten Ausbauziele
wird verzichtet. Damit wird lediglich ein maximaler Wert für Bioenergie?
für den Beitrag der Bioenergie zur Deckung des berechne- Diese Frage kann der Atlas nicht beantworten. Die ermittel-
ten Strombedarfs des Bundeslandes im Jahr 2020 angege- ten aktuellen und zukünftigen Anteile der Bioenergie an der
ben. Realistischer ist, dass auch in Zukunft Biomasse sowohl Energieversorgung eines Bundeslandes lassen sich nicht mit
für die Wärme- als auch für die Biokraftstoffproduktion politischen Ausbauzielen von Landesregierungen oder Landes-
eingesetzt wird. energieprogrammen vergleichen, da davon auszugehen ist, dass
diese Ausbauziele mit unterschiedlichen Annahmen, Zeithori-
• 2. Szenario: „Wärme aus Biomasse“: In einem zweiten zonten und Bezugsgrößen gewählt wurden.
Szenario wird die Biomasse des Bundeslandes ausschließ-
lich in Bioenergieanlagen eingesetzt, die Wärme produzie-
ren. Eine Strom- und Biokraftstoffproduktion wird hier nicht
angenommen, um den maximalen Beitrag der landeseigenen
Potenziale zur Wärmeversorgung des Bundeslandes im Jahr
2020 anzugeben.
• 3. Szenario: „KWK mit Biomasse“: In einem dritten Szena-
rio wird die Biomasse schwerpunktmäßig für die kombinierte
Über diesen Potenzialatlas 17| Wie Bionenergie genutzt wird
Bioenergieanlagen in Deutschland
Dieses Kapitel erklärt, welche Der Bundesländer-Potenzialatlas zeigt den Stand der Nutzung
von Bioenergie in jedem Bundesland und die Potenziale für eine
Bioenergieanlagen wie Strom, Wärme zukünftige Nutzung von Bioenergie. Dabei werden neben der
aktuellen Anzahl auch die Standorte von Anlagen dokumentiert.
oder Kraftstoff aus Biomasse Diese setzen unterschiedliche Bioenergieträger ein, um Strom,
Wärme oder Biokraftstoffe zu erzeugen.
erzeugen.
Zur Bedeutung der folgenden, typischen Bioenergieanlagen
finden Sie die wichtigsten Kennzahlen in jedem der folgenden
Bundesland-Kapitel.
So funktioniert ein Holzheizkraftwerk
Biomasse-Heizkraftwerk Die jährliche CO2-Reduktion gegenüber der Verbrennung
Bei einem Verbrauch von 40 000 Tonnen Holz oder anderer Biomasse fossiler Brennstoffe beträgt rund 40 000 Tonnen.
erzeugt ein Heizkraftwerk der 5-MW-Klasse jährlich rund
30 Millionen Kilowattstunden Strom und 50 Millionen Kilowattstunden Wärme.
Ein solches Kraftwerk funktioniert vom Prinzip her wie ein Kohlekraftwerk.
Schornstein
Verbrennungsgase
Rauchgas-
reinigung
Wärmetauscher
Die heißen
Verbrennungsgase
erhitzen das
Speisewasser,
dabei entsteht
Hochdruckdampf
Hochdruck-
dampf
Brennkammer Generator
mit Rsstfeuerung
Rostfeuerung Kondensations-
Dampfturbine
LagerLager für
für Biomasse
(z. B.Holzhackschnitzel
Holzhackschnitzel) Förderband
Hochdruck-
dampf
Speisewssser
Speisewasser
Strom
Hochdruckkessel Restwärme jährlich rund 30 Millionen
Kilowattstunden
Wärme
Speisewssser
Speisewasser jährlich rund 50 Millionen
Kilowattstunden
z. B. als Fernwärme nutzbar
Holz(heiz-)kraftwerke
Holzkraftwerke sind Anlagen, die Holz zur Stromerzeugung
nutzen. Wird neben Strom gleichzeitig Wärme in Kraft-Wärme- Holz(heiz-)kraftwerke in Deutschland 2011
Kopplung (KWK) erzeugt, spricht man von Holzheizkraftwerken. 360 Anlagen (ca. 440 Anlagen mit EEG-Vergütung einschl. kleiner
Es handelt sich dabei um Anlagen mit mehreren Megawatt (MW) Holzvergaseranlagen über 10 kW)
installierter elektrischer Leistung, die üblicherweise im Rah- 1.505 MW Leistung (elektrisch)
- davon ca. 220 MW Leistung von Kraftwerken der Zellstoffindustrie
men des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) Strom in das - davon ca. 23 MW Leistung von Holzvergaseranlagen
Stromnetz einspeisen. Holzvergaseranlagen erzeugen häufig in 8,9 Mrd. kWh Strom, 13,9 Mrd. kWh Wärme
gewerblichen Anwendungen Strom und Wärme und können hier + 1,7 Mrd. kWh Strom aus Kraftwerken der Zellstoffindustrie
auf Grundlage einer nicht vollständigen Zuordnung teilweise be- genutzte Bioenergieträger:
rücksichtigt werden. Kleinst-KWK-Anlagen (unter 10 kW) wurden - Schredderholz aus Altholz
- Holzhackschnitzel aus Waldrestholz, Landschaftspflegeholz oder
nicht berücksichtigt. Wenn in einem Bundesland auch Kraftwer-
Kurzumtriebsplantagen
ke der Zellstoffindustrie in Betrieb sind, die Schwarzlauge, Rin- - Kraftwerke der Zellstoffindustrie: Schwarzlauge, Rinde, Reststoffe der
de oder andere Reststoffe der Papierherstellung zur Strom- und Papierherstellung
Wärmeerzeugung nutzen, so werden diese jeweils mit aufgeführt. - Holzpellets (kleinere Anlagen)
18 Potenzialatlas Bioenergie in den BundesländernSie können auch lesen
