ExpRessBio | Betriebswirtschaftliche und volkswirtschaftliche Bewertung von Treibhausgaseinsparpotenialen in der forstlichen Produktion sowie der energetischen und stofflichen Nutzung von Holz (Expertengruppe Ressourcenmanagement Bioenergie in Bayern)

Die Aufgaben des Klima- und Ressourcenschutzes stellen die bayerische Land- und Forstwirtschaft bei gleichzeitiger Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit vor besondere Herausforderungen. Um bestehende und zukünftige Potenziale zu realisieren, sich auf dem Markt zu etablieren und auf breite gesellschaftliche Akzeptanz zu stoßen, bedarf es einer ökologischen und ökonomischen Charakterisierung und Einordnung bestehender Produktionsverfahren bzw. in Entwicklung befindlicher Konzepte. Für eine aussagekräftige Analyse und Bewertung von Produktions- und Verarbeitungsverfahren sind vollständige Prozessketten („Lebenszyklen“) zu betrachten. Diese Lebenszyklen umfassen die jeweilige Rohstoffbereitstellung, Erst- und Weiterverarbeitung bis hin zur Bereitstellung von Produkten in entsprechenden Anlagen. Weiterhin sind die anfallenden Koppelprodukte sowie die Abfallbewirtschaftung einzubeziehen.
Um die Land- und Forstwirtschaft bei der Bewältigung dieser Herausforderungen zu unterstützen, wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten im Jahr 2012 im Rahmen der Umsetzung des bayerischen Energiekonzepts „Energie Innovativ“ (Bayerische Staatsregierung, 2011) die „Expertengruppe Ressourcenmanagement Bioenergie in Bayern – ExpRessBio“ ins Leben gerufen.

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Das übergeordnete, langfristige Ziel, das durch die Expertengruppe ExpRessBio bearbeitet und dessen Umsetzung unterstützt werden soll, ist die Reduktion der Treibhausgas-Emissionen (THG-Emissionen) in Abwägung mit anderen wichtigen Umweltwirkungen in Bayern. Zu diesem Zweck werden Energie- und Stoffströme der land- und forstwirtschaftlichen Produktion von Biomasse zur Bereitstellung von Rohstoffen für die Energieumwandlung und die stoffliche Nutzung analysiert. Auf Basis dieser Analysen werden Handlungsempfehlungen zur Optimierung der genannten Produktionsketten erarbeitet. Gleichzeitig soll auch eine volks- und betriebswirtschaftliche Bewertung der untersuchten Verfahrensketten auf unterschiedlichen Betrachtungsebenen erfolgen, sodass eine möglichst nachhaltige Nutzung land- und forstwirtschaftlicher Ressourcen in Bayern sichergestellt werden kann.

In der ersten Projektphase wurden dazu folgende Arbeiten durchgeführt:
• Abstimmung und Harmonisierung der Methoden zur Bilanzierung ökologischer und ökonomischer Wirkungen von land- und forstwirtschaftlichen Produktsystemen innerhalb der Expertengruppe und mit (inter)nationalen Arbeitsgruppen unter Berücksichtigung gültiger Normen, Verordnungen und Richtlinien.
• Erhebung relevanter Daten – regionalspezifisch, einzelbetrieblich, modellhaft – für Anbau, Transformation, Konversion und Nutzung von Biomasse.
• Aufbau und Pflege des bayerischen Datenpools.
• Definition von Fallbeispielen (Standort, Betriebszweige, Fruchtfolgen, Baumartenzusammensetzung, Bewirtschaftungsformen, Umtriebszeiten etc.).
• Berechnung der THG-Emissionen und anderer Umweltwirkungen für Fallbeispiele (Biomasse aus Land- und Forstwirtschaft im festen, flüssigen und gasförmigen Aggregatzustand zur Verwendung als Rohstoff und zur Bereitstellung von Bioenergie (Wärme, Strom, Kraftstoff)) unter Berücksichtigung regionaltypischer und modellbetrieblicher Einflüsse.
• Volks- und betriebswirtschaftliche Bewertung (CO2-Minderungskosten, Kostenanalyse für THG-optimierte Produktion).
• Ableitung von Maßnahmen zur Reduktion der THG-Emissionen der Land- und Forstwirtschaft in Bayern.
• Erstellung von Handlungsempfehlungen für Produzenten, Verbraucher und Entscheidungsträger

Ausführliche Ergebnisse der Analyse und Bewertung ausgewählter ökologischer und ökonomischer Wirkungen von Produktsystemen aus land- und forstwirtschaftlichen Rohstoffen finden sich auf den Projekt-Seiten des TFZ (tfz.bayern.de/nachhaltigkeit/140218/index.php).

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die gewählten Systemgrenzen und methodischen Freiheiten bei der Bewertung von Umweltwirkungen die Ergebnisse in großem Maße beeinflussen und Vergleiche erschweren. Aus diesem Grund wird empfohlen, die harmonisierte ExpRessBio-Methode für die Analyse und Bewertung land- und forstwirtschaftlicher Produktsysteme in Bayern als Standardmethode zu verwenden. Durch diese Anleitung können insbesondere auch die Beschreibung der Produktsysteme sowie die Dokumentation der Daten verbessert und dadurch die Transparenz und somit die Vergleichbarkeit der Ergebnisse erhöht werden.

Da auch regionalspezifische Gegebenheiten wie zum Beispiel Boden, Klima und Betriebsstruktur Einfluss auf die Umweltwirkungen sowie die Produktionskosten bzw. Gestehungskosten land- und forstwirtschaftlicher Produktsysteme nehmen, müssen diese für die Ableitung gezielter Optimierungsansätze berücksichtigt werden. Aufgrund der regionalen Bedeutung der Bioenergieerzeugung und der unterschiedlichen THG-Vermeidungsleistungen und -kosten in Abhängigkeit der gewählten Referenzsysteme sollte für die Berechnung stets das tatsächlich substituierte Referenzsystem dem Biomassesystem gegenübergestellt und immer separat ausgewiesen werden. Die Wechselwirkungen zwischen Biomasse-, Bioenergie- und Nahrungserzeugung (Marktfruchtbau, Tierhaltung) werden infolge der methodischen Berechnungsvorgaben in der EU-RED zu gering bewertet oder bleiben gänzlich unberücksichtigt (Fruchtfolgewirkungen). Diese Wechselwirkungen treten jedoch in der landwirtschaftlichen Praxis de facto auf. Deshalb wird empfohlen, die Bewertung des THG-Minderungspotenzials landwirtschaftlicher Rohstoffe, bei deren Erzeugung Koppelprodukte entstehen, die typischerweise keiner energetischen Nutzung zugeführt werden, ausschließlich oder zumindest zusätzlich zur Energie-Allokationsmethode mit der Substitutionsmethode zu bewerten. Für die Entwicklung von Ressourcenstrategien müssen weitere Umwelt- sowie soziale und ökonomische Wirkungen und Stoffstrom- und Potenzialanalysen erfolgen. Erste Berechnungen für Bayern zeigen beispielsweise, dass die energetische Holznutzung einen überaus wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leistet. Aktuell kann von einer THG-Einsparung von ca. 6,4 Mio. t CO2-Äquivalenten pro Jahr durch die Substitution fossiler Energieträger bei der Wärmebereitstellung in Bayern ausgegangen werden (bei Gesamt-THG-Emissionen der Wärmebereitstellung durch alle Energieträger von ca. 49,6 Mio. t CO2-Äquivalente pro Jahr). Allerdings führt eine zusätzliche Erhöhung der Energieholznutzung zu keinen weiteren substanziellen THG-Minderungen bezogen auf den Wärmemix Bayerns. Eine 15 %ige Steigerung der Energieholzmenge würde lediglich zu einer zusätzlichen THG-Reduktion von 2 % der Gesamt-THG-Emissionen der Wärmebereitstellung in Bayern führen, wobei eine gleichzeitige Erhöhung der Feinstaubemissionen um 12 % zu erwarten ist (Wolf et. al., 2016). Die dargestellten Feinstaubemissionen bilden jedoch den zugrunde gelegten Anlagenbestand (und nicht die beste verfügbare Anlagentechnik im Jahr 2016) ab. Die Novelle der 1. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) wird die Wärmebereitstellung aus Scheitholz und Hackschnitzel allerdings deutlich beeinflussen. Sollte es zu der erwarteten Modernisierung oder Stilllegung ineffizienter Feuerungsanlagen (insbesondere für Scheitholz) kommen, könnte dies in Zukunft bei gleichbleibender Holznutzung für Wärme zu einer Reduzierung der Feinstaubemissionen um ca. 50 % führen (Wilnhammer et. al., 2016). Darüber hinaus ist eine Verringerung des Wärmebedarfs in den Haushalten (durch Dämmung, Niedrigenergiehäuser etc.) mittelfristig zwingend erforderlich. Bei einer weiteren Verschiebung von der stofflichen zur energetischen Holznutzung sind keine Nettoeffekte hinsichtlich einer THG-Emissionsminderung, aber größere negative Auswirkungen auf Beschäftigung und Wertschöpfung zu erwarten (Weber-Blaschke et.al., 2015). Eine nachhaltige Weiterentwicklung der energetischen neben der stofflichen Holznutzung ist anzustreben. Förderinstrumente sind hierbei maßvoll einzusetzen. Der aktuelle Stand mit ca. 50 % stofflicher und 50 % energetischer Nutzung der Holzverbraucher der 1. Absatzstufe erscheint gegenwärtig für den Klimaschutz durch die Substitution sowohl fossiler Energieträger als auch aufwändig produzierter Nicht-Holz-Produkte (insbesondere energieintensiver Baustoffe) eine sinnvolle Aufteilung zu sein. Im Rahmen der Kaskadennutzung lässt sich zudem durch eine stoffliche Erstnutzung und eine anschließende energetische Nutzung prinzipiell ein Mehrwert erzielen (Höglmeier et. al., 2015).

Quelle

Der vorliegende Text ist ein Auszug aus der Kurzfassung des Ergebnisberichtes in: DRESSLER et al. (2016). Kosteneffiziente Treibhausgas-Minderung verschiedener Bioenergien. TFZ Wissen 4/2016. Technologie und Förderzentrum  –  TFZ (Herausgeber). Straubing.
Literatur kann bei der Projektleitung angefordert werden.

Projektleitung

Prof. Dr. Peter Lorenz Zerle (Koordination)
T +49 8161 71-4337
peter.zerle [at]hswt.de Mail

Teilprojektleitung


Projektbearbeitung

Wolfram Schöberl
Wissenschaftszentrum Straubing Link

Projektmitwirkung extern




Projektdauer

01.04.2012 - 30.09.2016

Projektpartner

Projektförderung

Hinweis

Die Herausforderungen und Aufgaben für den Freistaat Bayern, die mit einer Umstellung auf erneuerbare, klimaschonende Energieträger einhergehen, sind im bayerischen Energiekonzept „Energie Innovativ“ umfassend dargestellt. Das beantragte Vorhaben ist die Umsetzung der vom Ministerrat im Energiekonzept „Energie Innovativ“ beschlossenen Einrichtung der „Expertengruppe Bioenergie“ am Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe in Straubing.