Energetische Nutzung von Holz Chancen und Grenzen - Prof. Dr. Drs. h. c. Albrecht Bemmann, TU Dresden Dr. habil. Denie Gerold, OGF mbH
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Energetische Nutzung von Holz
–
Chancen und Grenzen
Prof. Dr. Drs. h. c. Albrecht Bemmann, TU Dresden
Dr. habil. Denie Gerold, OGF mbH
Praxisseminar „Holz – Brand – aktuell“
• DECHEMA-Tagung
Bautzen, 2. April 2014
• Frankfurt, 5. November 2013
Folie 1
Gliederung des Vortrages: 1. Stoffliche und energetische Nutzung von Holz 2. Was ist Energieholz ? 3. Potentiale an Energieholz 4. Kommunale Wertschöpfungsketten 5. Chancen und Grenzen (Folgerungen)
1. Stoffliche und energetische
Nutzung von Holz
Rohholz-Herkunft und Holz-Verwendung in Deutschland
Wald
aktuell - traditionell
Schnittholz
Zellstoff / Papier
Holzwerkstoffe
Rohholz
aktuell
Wärme / Strom
(Kraftstoffe)
zukünftig
Grundchemikalien
(‚Rohstoffersatzwirtschaft‘)
Plantage
Folie 4
Stoffliche und energetische Holzverwendung in Deutschland
-Gesamtholzverbrauch-
in Mio. m³
90
80 stoffliche Verwendung
70 energetische Verwendung
60
50
40
30
20
10
0
1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012 2015
Quelle: Mantau 2012
Folie 5
Entwicklung der energetischen Holzverwendung in
Deutschland
in Mio. m³ - kumulativ
80
Holzenergieprodukte
70
BTL
60 BMA < 1MW
BMA > 1MW
50
Haushalte
40
30
20
10
0
1987 1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015
Quelle: Mantau 2012
Folie 6
Holzmarktentwicklung in Deutschland, Februar 2014
Marktverlauf im Monat Februar Künftige Marktentwicklung (etwa 3 M.)
Nachfrage war…
Institut für Internationale Preis war… ProfessurNachfrage
Forst- und Holzwirtschaft, wird…
für Forst- und Nachfrage
Holzwirtschaft wird…
Osteuropas
diverse Holzarten
Waldhackschnitzel 36% 64% 16% 69% 79% 14% 100%
Buche
Stammholz 60% 40% 18% 82% 29% 69% 94%
Industrieholz 32% 63% 11% 84% 80% 11% 95%
Faserholz 38% 63% 21% 76% 16% 81% 90%
Brennholz 44% 50% 7% 87% 58% 30% 70% 23%
Kiefer
Stammholz lang 35% 65% 32% 68% 23% 71% 86%
Abschnitte 47% 53% 35% 65% 35% 59% 87%
Industrieholz 50% 50% 41% 59% 26% 68% 87%
Douglasie
Stammholz lang 42% 58% 24% 76% 22% 74% 18% 82%
Abschnitte 38% 58% 23% 77% 21% 71% 17% 83%
Industrieholz 50% 46% 35% 65% 27% 64% 23% 77%
Fichte
Stammholz lang 50% 50% 32% 68% 30% 67% 17% 80%
Abschnitte 44% 56% 87% 31% 69% 87%
Palettenholz 43% 57% 27% 73% 26% 74% 15% 85%
Papierholz 53% 48% 30% 70% 41% 59% 19% 81%
Industrieholz F/K 58% 43% 32% 68% 43% 58% 87%
Quelle: nach LÜCKGE (2014)
Folie 7
Steigender Holzbedarf in Deutschland kann zunehmend
- aber n i c h t unbegrenzt (!) -
gedeckt werden durch:
• Erhöhung des Holz-Angebotes in Deutschland
Kurzfristig (< 10 Jahre)
>> Mobilisierung vorhandener, nachhaltig nutzbarer Waldholz-Potenziale
Mittelfristig (5 … 20 Jahre)
>> Anbau / Nutzung von Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen
Langfristig (> 50 Jahre)
>> Veränderung Waldbaustrategie zur nachhaltigen Erzeugung von Dendromasse
• Erhöhung des Holz-Importes nach Deutschland
>> Verringerung Wertschöpfung in Deutschland
>> Holz aus nicht nachhaltig bewirtschafteten Wäldern
>> Transport / Energie
oder
• Holz-Nachfrage in Deutschland wird an das gegenwärtige
Holz-Angebot angepasst
>> Kein weiterer Ausbau bzw. Abbau von Kapazitäten
>> Verlagerung von Kapazitäten in das Ausland
Folie 8
Folie 9
Die 3-Stadien-Theorie der Holzverwendung
1. Stadium 2. Stadium 3. Stadium
weitgehend weitgehend rückläufig
unersetzbar austauschbar austauschbar
(‚Rohstoffersatzwirtschaft‘)
Persönlicher Bedarf teilweise
Holzverdrängung
Abhängigkeit vom Holz
Aber:
Entwicklung
zahlreicher
neuer Holzprodukte
- Holzschliff Reproduzierbare,
- Zellstoff vielseitige Roh- und
- Holzwerkstoffe Werkstoffe gewinnen an
Bedeutung;
Chemiegrundstoffe,
energetische Nutzung
Früh- 1850 1980 - 2100
zeit
Quelle: verändert nach Schulz 1993
Folie 10Region Oberlausitz: (stofflicher und energe-
tischer Holzkreislauf)
Legende:
Klausner Sägewerke
Holzpellet / Hackschnitzel
Biomasse – Heizkraftwerke
Holzwerkstoffindustrie2. Was ist Energieholz ?
3. Waldrestholz
3. Waldrestholz
Energieholz aus dem Wald
3. Potentiale an Energieholz
Region Oberlausitz
Waldfläche: 155.324 ha
Hoyerswerda Privatwald: 62,9 %
Waldbesitzer: 25.000 Pers.
Hauptbaumarten:
Kiefer: 47 %
Fichte: 25 %
Bautzen Holzpotential: 600.000 fm/a
Görlitz
Einschlag: 500.000 fm/a
Dresden Bundeswald
Landeswald
Zittau Körperschaftswald
Kirchenwald
Privatwald (einschl. TRW)Waldrestholz
Tabelle 1: Jährliches Holzpotential in der Modellregion
Holzarten- Holzein- Hauptsortiment Waldrest-
Gruppe schlag (fm/a) holz
fm/a/ha fm/a L/LAS IS/BR Summe (rm/a)
Kiefer/Lärche 3,3 261.000 104.400 156.600 261.000 34.800
Fichte/SoNd 5,4 205.000 143.500 61.500 205.000 8.786
Buche/Eiche 3,2 45.000 11.250 33.750 45.000 4.500
Birke/SoLb 3,7 89.000 8.900 80.100 89.000 7.417
Summe/Durch. 3,9 600.000 268.050 331.950 600.000 55.502Nutzung im Kleinprivatwald Sachsens Tab. 1: Nutzung im Kleinprivatwald Sachsens (Schätzung 2006). Verhältnis energetische : stoffliche Verwertung: 80 % zu 20 % Hauptsächlich Eigenverbrauch der Waldbesitzer (Hausbrand) Geht nicht in offizielle Holzkreisläufe ein
Potenzialanalyse (Wald) in Erzgebirgsregion
Theoretisches 28.734 fm/a bzw. 56.634 MWh/a
Potenzial:
Technisches Potenzial: 10.936 fm/a bzw. 21.555 MWh/a
Wirtschaftliches 8.202 fm/a bzw. 16.166 MWh/a
Potenzial:
Folie 20Potenzialanalyse (KUP) in Erzgebirgsregion
Theoretisches 28.613 tatro/a bzw. 143.067 MWh/a
Potenzial:
Technisches Potenzial: 25.752 tatro/a bzw. 128.760 MWh/a
Wirtschaftliches 11.452 tatro/a bzw. 57.262 MWh/a
Potenzial:
Folie 21Potenzialanalyse (offene Landschaft) in Erzgebirgsregion
Theoretisches 15.849 tatro/a bzw. 31.238 MWh/a
Potenzial:
Technisches Potenzial: 15.057 tatro/a bzw. 29.676 MWh/a
Wirtschaftliches 4.969 tatro/a bzw. 9.793 MWh/a
Potenzial:
Annahmen
• Studie: Natur- und bodenschutzgerechte Nutzung von
Biomasse-Dauerkulturen (LfULG 2009)
FG 6.545 tatro/a
MEK 4.186 tatro/a
ANA 3.273 tatro/a
STL 1.845 tatro/a
• 5 % nicht erschließbar (Bergung)
• 2/3 unwirtschaftlich (Transportkosten etc.)
Folie 22Potenzialanalyse (Dendromasse gesamt)
Aufkommensbereich Theoretisches Potenzial Technisches Potenzial Wirtschaftliches
Potenzial
MWh/a MWh/a MWh/a
Wald 56.634 21.555 16.166
KUP 143.067 128.760 57.262
Offene Landschaft 31.238 29.676 9.793
SUMME 230.939 179.991 83.221
Folie 234. Kommunale Wertschöpfungsketten
Kommunale Wertschöpfung durch Energieholznutzung
Energetische Verwertung
Energiekosten-
einsparung
Eigenverwertung
Waldbesitzende Kommune
Holzvermarktung
Einnahmen aus dem
Verkauf von Säge- u.
Industrieholz
Stoffliche VerwertungKommunale Wertschöpfung durch Energieholznutzung
Spezifische Wirkungs- Wärmebe-
Wärme- Energie-
Brennstoff Brennstoff- grad des darf inkl.
bedarf kosten
kosten Kessels Verluste
Cent/kWh kWh/a % kWh/a €/a
1 2 3 4 5 6
Hackschnitzel 2,4 96.425 85 113.441 2.723
Heizöl 9,1 96.425 95 101.500 9.237
Erdgas 6,3 96.425 95 101.500 6.395
Flüssiggas 9,4 96.425 95 101.500 9.541
Tab. 1: Energiekostenkalkulation für ein kommunales Objekt in der Bioenergie-Region.*
*) Bei der Ermittlung der spezifischen Brennstoffkosten für Hackschnitzel wurden durchschnittliche Bereitstellungskosten
von 14,75 EUR/Sm³ (Ernte, Hackung, Trocknung und Transport) veranschlagt.
Optimales Logistikkonzept erforderlich (kurze Transportwege etc.) !!!5. Chancen und Grenzen
(Folgerungen)Folgerungen zur stofflichen
Holzverwertung
Durchsetzung der Kaskadennutzung ist automatisch nicht gewähr-
leistet
Es gibt keine zusätzlichen Quellen für Holz zur stofflichen Verwer-
tung
Die Quellen der stofflichen Nutzung sind damit primär nicht zu ver-
ringern, es sei denn ??
Akzeptanz des Nebeneinanders von überregionalen und regionalen
Wertschöpfungsketten müssen die stofflichen Verwerter akzeptierenFolgerungen zur energetischen
Holzverwertung
Verhältnis energetische zu stoffliche Verwertung in Oberlausitz:
Holzeinschlag: 34% zu 66%; Holzbedarf: 16% zu 84%
Realistische Einschätzung der wirklichen Energieholzpotentiale für
offizielle Stoffkreisläufe (nicht Hausbrand) ist dringendes Erfordernis
(nicht 1,0 fm/a/ha sondern 0,2 bis 0,4 fm/a/ha (5% bis 15%)
Der Eigenverbrauch für den Hausbrand nimmt mit fast 30% eine
erhebliche Größenordnung ein (kein offizieller Stoffkreislauf !!)
Versorgung der energetischen Holzverbraucher aus dem Wald ist
nachhaltig nicht gesichert (!! Preisrelationen beim Industrieholz)
Entscheidungen über Investitionen zu Heizkraftwerken müssen die
Versorgungssicherheit als zentralen Planungsbestandteil beinhalten
Der Entwicklung von Bereitstellungsketten bisher ungenutzter
Energieholzpotentiale kommt eine hohe Bedeutung zuWeitere Folgerungen zur ener-
getischen Holzverwertung
1. FSC – Zertifizierung von Forstbetrieben könnte Waldrest-
holzernte verhindern
2. Staatsbetrieb Sachsenforst ist zurückhaltend bei der Bereit-
stellung von Energieholz
3. Anlage von Kurzumtriebsplantagen geht „schleppend“ voran
(Landwirte sind zurückhaltend)
4. Kommunen mit Wald zum Teil schwer zu überzeugen
(Einstellung, Energieberater, Bürgermeister, Beförsterung)
5. Machbarkeitsstudien am Beginn dringend erforderlich
Folie 30Vielen Dank
für Ihre
Aufmerksamkeit
TU Dresden
Fakultät Umweltwissenschaften Ostdeutsche Gesellschaft für
Fachrichtung Forstwissenschaften Forstplanung mbH
NL Sachsen
Prof. Dr. Drs. h.c. Albrecht Bemmann Dr. habil. Denie Gerold
Pienner Straße 19 Zum Wiesengrund 8
D – 01737 Tharandt 01723 Kesselsdorf
Telefon: 035203 - 383 1287 Telefon: 035204 - 60536
FAX: 035203 - 383 1283 FAX: 035204 - 60562
E-Mail: E-Mail:
albrecht.bemmann@forst.tu- sachsen@ogf. de
dresden.de
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