Einsatz von Pflanzenölkraftstoffen in der Landwirtschaft sowie

Einsatz von Pflanzenölkraftstoffen in der Landwirtschaft
sowie Flächenkonkurrenz und
Möglichkeiten der nachhaltigen Rohstoffbereitstellung
Forum Bioenergie auf der enertec 2009, Leipzig, 27.01.2009, Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Umfragen unter Landwirten in Sachsen und Thüringen
•
Umfragen bei Landwirten der TLL und des LfULG 2006 – 2008
•
Daten von mehr als 330 Betrieben
Fragen:
• Biokraftstofferzeugung und Einsatz?
•
Bezugsquellen?
•
Verwendung der Nebenprodukte?
•
Eigenverbrauchstankstellen?
•
Maschinenschäden?
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Ergebnisse der Umfragen in 2006 (LfULG+TLL)
•
334 Betriebe = mit insgesamt 68.000 ha Rapsfläche (28%)
•
etliche Betriebe (43 Betriebe = 13%) planten den Bau von Ölpressen,
knapp die Hälfte wurde realisiert
•
Bau neuer Eigenverbrauchstankstellen geplant:
Æ Biodiesel 13%
Æ Rapsölkraftstoff 12%
Presskuchen zur Fütterung von Milchkühen und zur Rindermast
(23% der Viehbetriebe)
Maschinenschäden Æ meist vermeidbare Schäden!
Biodiesel = 3,6 %
Rapsöl = 3,9 %
Rapsöleinsatz vorrangig in Schlüsselmaschinen
(Selbstfahrer/schwere Bodenbearbeitung Æ min. 130 PS + X)
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Biokraftstoffanteil am Gesamtkraftstoffverbrauch
in der Landwirtschaft in Sachsen und Thüringen
Quelle:
Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Umfrage in Sachsen - Gründe gegen Biokraftstoffeinsatz
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Gründe für die Erzeugung und den Einsatz von
Rapsölkraftstoff in der Landwirtschaft
Verringerung der Kraftstoffkosten
Substitution von Sojaschrot (Kostenersparnis)
Erhöhung der eigenen Wertschöpfung
Aufbau betriebsinterner Nährstoffkreisläufe (Kostenersparnis)
Überzeugung und Willen
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Umfrage TLL-Biokraftstoffberatung 02/2008
Anteil der Biokraftstoffe
am Gesamtverbrauch?
32,2 %
Basis 45.000 Hektar Raps = 35 % der
Rapsanbaufläche in Thüringen
Erfurt
16,1 %
49,6 %
46,5 %
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Torgau, Oschatz
Delitzsch
Leipzig
Hoyerswerda
Riesa-Großenhain
Kamenz
Muldentalkreis
Leipziger Land
Döbeln
Meißen
LöbauZittau
Sächsische
Schweiz
Weißeritzkreis
Mittweida
Freiberg
Chemnitzer Land
Görlitz
Bautzen
Dresden
Zwickauer Land
Niederschlesischer
Oberlausitzkreis
Chemnitz
Zwickau
Mittlerer Erzgebirgskreis
Stollberg
Annaberg
Plauen / Vogtlandkreis
AueSchwarzenberg
Ölmühlen
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Biokraftstoffeinsatz in Abhängigkeit von der Betriebsgröße
in der Landwirtschaft in Sachsen und Thüringen (2008)
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Probleme und Lösungsansätze
Technik:
• Tauglichkeit der Umrüstungen oft baureihenspezifisch
Æ keine Universalumrüstung mit Erfolgsgarantie
• Gewährleistung des Fahrzeugherstellers erlischt bei Rapsöleinsatz
• Gewährleistung des Umrüsters meist auf den Umrüstsatz beschränkt
• bis Mitte 2008 keine Rapsölschlepper ab Werk am Markt
• Maschinenbruchversicherung beschneidet die Rentabilität
Recht:
• bleibt die Steuerentlastung dauerhaft erhalten?
• deutlich zunehmende Behinderung des Reinkraftstoffmarktes
Æ Vertrauen in deutsche Biokraftstoffpolitik ist nachhaltig beschädigt
Ökonomie:
• Marktentwicklung ist schwer überschaubar (Diesel, Rapssaat, Weizen, etc.)
Æ Wirtschaftlichkeit der Erzeugung und des Einsatzes ist kaum
kalkulierbar, oft nur quartalsweise vorhanden
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Probleme und Lösungsansätze
Technik:
Rapsölschlepper ab Werk mit voller Gewährleistung
Æ Fendt - Vario Greentec
Æ Deutz - Natural Power
Æ John Deere - ?
Recht:
langfristige, verbindliche Rechtslage
Æ Bekenntnis zum Reinkraftstoffmarkt durch Änderung von
Biokraftstoffquotengesetz und Energiesteuergesetz
Ökonomie:
Betrachtung der gesamtbetrieblichen Ökonomie
Æ Substitution von Diesel und Sojaschrot
Æ maximale Nährstoffrückführung, Vorteile in der Fruchtfolge
Æ Kleinstanlagen/Gemeinschaftsanlagen zur Selbstversorgung
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Rapsöleinsatz in Landwirtschaftsmaschinen –
Erfahrungen aus der Beraterpraxis
- Steuerbefreiung nach § 57 EnergieStG ist zeitlich unbegrenzt!!!
- Basis für zukünftige Investitionen in Umrüstungen,
Eigenverbrauchstankstellen oder Pöl-Schlepper ab Werk
- keine Mengenbeschränkung bei der Steuerentlastung
- DIN V 51605 gerechtes Rapsöl einsetzen
Rückstellproben entnehmen
- Mischung von DK mit Rapsöl ohne Umrüstung Æ von uns nicht empfohlen
- „man muss es wollen“
Æ alle Beteiligten sollten gut informiert sein
Æ Beteiligung der Fahrer am Einspareffekt als Anreiz
- Einsatzbereich von Rapsölkraftstoff ist zwar eingeschränkt
aber es gibt kaum einen Betrieb ohne geeignete Maschine !!!
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Ökonomie des Einsatzes von Rapsölkraftstoff
Generell gilt:
• jedes Fahrzeug einzeln auf Rentabilität prüfen
•
erst ab einem Verbrauch pro Maschine
von 10.000 l/a umrüsten
•
Einsatzbereich prüfen (Lastabnahme Æ 1-Tank / 2-Tank)
•
Kaltstarthäufigkeit prüfen (Verteilung DK/Pöl bei 2-Tank-System)
•
Bezugsmöglichkeiten und Kosten für Rapsölkauf prüfen
Æ Mindestdifferenz Diesel/Rapsöl = 0,10 €
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Ökonomie des Einsatzes von Rapsölkraftstoff
Deutz Agrotron 165 (1-Tank-System)
DK
Rapsöl
Kraftstoffkosten
€/Bh
22,60
19,97
Motorölkosten
€/Bh
0,15
0,25
Umbausatz (6500€)
AfA (auf 6 Jahre)
€/Bh
0
1,08
Kraftstoff.- + Ölkosten + AfA €/Bh
22,75
21,30
Differenz
€/a
1.449
Rechengrundlage Deutz:
1000 Bh, 20 l/Bh, Mehrverbrauch = 4%, halbiertes Ölwechselintervall mit
preiswertem 15W40, Wartungskosten etc. inkl., Kraftstoffkosten netto
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Einspareffekt am
Fahrzeugbeispiel:
(ohne Maschinenbruchversicherung)
John Deere 7810
(170 PS, 1000 Bh, 26
l/Bh) ~ 2000€/a
Fendt 926
(230 PS, 1000 Bh, 35
l/Bh) ~ 3000 €/a
MD Claas Lexion 480
(400 PS, 500 Bh, 51
l/Bh) ~ 2200€/a
Quelle: Wolf, Grunert, Graf, 2008
Zusammenfassung
Einsatz von Rapsölkraftstoff in der Landwirtschaft
kann wesentlich ausgeweitet werden
Für den Erhalt der reinen Biokraftstoffe ist eine langfristige und verlässliche
Sicherheit der Steuerentlastung nötig!
bei richtigem Verhalten ist Angst vor Schäden unberechtigt
Werksschlepper nutzen!
Herstellung und Einsatz von Rapsölkraftstoff finden in der Landwirtschaft
ein ideales Umfeld !
JD 6830 mit VWP
Case CVX 130 mit Grubersystem
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Verwendung des Aufwuchses bei Winterraps
Kornertrag 35 dt/ha, dezentrale Verarbeitung
Stroh
5.100 kg/ha
87 GJ/ha
oberirdischer Auswuchs
8.300 kg/ha
172 GJ/ha
Presskuchen
2.000 kg/ha
40 GJ/ha
Korn
3.200 kg/ha
84 GJ/ha
Öl
1.200 kg/ha
45 GJ/ha
6
Bodenfruchtbarkeit
Eiweißfuttermittel Speiseöl oder Kraftstoff
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Effektive Flächenkonkurrenz von Kulturarten und Nutzungsvarianten
nachwachsender Rohstoffe im Vergleich zum Nahrungs-/Futtermittelanbau
(% der im oberirdischen Aufwuchs enthaltenen Energie)
MJ/ha
200.000
food
Humus
non food
100,00
Flächenkonkurrenz
100
%
90
80
70
150.000
70,00
60
50
100.000
40
30
34,27
50.000
26,03
0,00
20
0,00
10
0,00
0
Raps-Speiseöl
R
i öl
Rapsölkraftstoff
R
öl
Stroh auf Acker Presskuchenverfütterung
Gülle auf Acker
Stroh auf Acker
Weizen
Weizenkorn => Silomais
Silomais Biogas
W i
W i
Sil
i
Sil
i
Nahrung
Ethanol
Verfütterung
Gärsubstrat auf
Stroh auf Acker SchlempeverGülle auf Acker Acker
fütterung
Gülle auf Acker
Stroh auf Acker
Erzielte Produkte (t Trockenmasse)
1,2 t Speiseöl 1,2 t Rapsöl14,4 t Silomais m3 Biogas
6,0 t Back2,0 t Ethanol
2 t Futtermittel Kraftstoff
3,9 t
weizen
2,0 t Futtermittel (3,5 t Gülle)
5,1 t Stroh
Gärsubstrat
2 t Futtermittel 4,8 t Stroh
4,8 t Stroh
5,1 t Stroh
(CO2)
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Pappel
P
l
Verbrennung
11 t Holz
0
Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland
ergänzt durch: Effektive Flächeninanspruchnahme
(Abzug der Koppelproduktnutzung)
Anbauumfang
Effektive Flächeninanspruchnahme:
Koppelprodukte für
food berücksichtigt
(ohne Stroh)
(Vergleich der
Verwertung der
derzeitigen gesamten
oberirdischen
Biomasseverwertung;
Stroh jeweils auf Acker)
Bezugsbasis: kg TM/ha
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Bereitstellung nachwachsender Rohstoffe
Möglichkeiten zu Verbesserung der Nachhaltigkeit (Auswahl)
Nutzung von Rest- und Abfallstoffen
- Verwertung von Neben-, Abfallprodukten, nicht marktfähigen Partien
Angepasste Anbauverfahren mit etablierten Kulturarten
- Ausrichtung: hohe Biomasseerträge, spezifische Qualitäten
- Sorte, Düngung, Pflanzenschutz, Ernte angepasst
- Getreide, Ölsaaten, Mais, Raps u.a.
Neue Kulturarten
- schnellwachsende Baumarten, Miscanthus
- Hirsen, Sudangras …..
Spezielle Anbausysteme
- Zwei-Kultur-Anbau, Arten- und Sortenmischungen
- „Energie-Fruchtfolgen“, Streifenanbau
Generelle Möglichkeiten:
- Fruchtfolge-Optimierung
- Nutzung von Grenzstandorten mit angepassten Arten und Sorten
- Möglichkeiten für „low-Input-Anbau“
- Nutzung Schadstoff-belasteter Flächen
- optimale Rückfuhr von Nährstoffen, humuswirksamen Bestandteilen
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Fruchtfolge
Vorteilswirkungen einer sinnvollen Fruchtfolge:
- Nutzung von Gratiseffekten der optimierten Abfolge der Kulturarten
- Reduzierung des Schädlings-, Krankheits-, Unkrautdruckes ohne zusätzlichen Aufwand
Unterbrechung der Infektionsketten von Krankheiten/Schädlingen
- Reduzierung der Zeiträume ohne Bodenbedeckung (incl. Zwischenfruchtanbau)
Senkung des Risikos für Erosion und Nährstoffverlagerung
- Erhalt und Nutzung von Nährstoffen, Bodengare
- betriebs- und arbeitswirtschaftliche Optimierung
- Erhalt der Bodenfruchtbarkeit und des Humusgehaltes
- Reduzierung des Aufwandes
- Steigerung des Ertrages
⇒ Wesentliches Mittel zur nachhaltigen Gestaltung des Anbaus
ökonomisch und ökologisch
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Winterraps: Anbaufläche, Ertrag, Pflanzenschutz in Sachsen
Fläche
(Tha)
160
140
Ertrag
(dt/ha)
Pflanzenschutz
(Behandlungsumfang)
3
60
50
Anbaufläche
Ertrag
Insektizide
Fungizide/MBP
2,5
Herbizide
120
40
2
100
30
1,5
80
20
1
60
10
0,5
40
0
0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Quelle für PSM-Maßnahmen: Schaderregerüberwachung LfULG, Ref. 74 (ca. 45 Schläge/a, „zufällig“ ausgewählte „normale“ Betriebe)
Raps: sehr positive Wirkung vor allem in getreidereichen Fruchtfolgen:
- hinterlässt gute Bodengare, Möglichkeit der reduzierten Bodenbearbeitung
- günstig für Unkrautbekämpfung
- arbeitswirtschaftlich
- viel organische Reststoffe, positive Humusbilanz
- lange Bodenbedeckung
aber: enge Winterrapsfruchtfolgen können zu erhöhtem Schädlings-/Krankheitsbefall führen
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Pflanzennährstoffe, Düngung
Landwirtschaftlicher Anbau erfordert pflanzenverfügbare Nährstoffe:
- Nährstoffzufuhr durch Düngung oder
- Freisetzung aus dem Boden oder organischen Rückständen
Berechnung der erforderlichen Nährstoffzufuhr u.a. nach Entzug,
verfügbarem Gehalt im Boden, Ernährungszustand der Pflanzen.
Anforderungen aus Sicht der Nachhaltigkeit (Auswahl):
- Erhalt der Bodenfruchtbarkeit, des Humus- und Nährstoffgehaltes
- begrenzte Lagerstätten insbesondere an Phosphor
- Bilanzüberschüsse minimieren
- Ausbringung entsprechend des konkreten zeitlichen Bedarfs
- gasförmige Emissionen senken (z.B. nach Ausbringung)
- mineralische Düngung (insbes. N) verschlechtert
Energie- und Treibhausgasbilanz erheblich
gestiegene Nährstoffpreise
maximale Rückführung der in der Biomasse enthaltenen
Nährstoffe in pflanzenverfügbarer Form
- Berücksichtigung bei Energie-/Treibhausgasbilanzierung
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Nährstoffrückführung (% des Entzuges durch Korn und Stroh)
bei unterschiedlicher Verwendung der Weizen-Ernteprodukte
Kornertrag 70 dt/ha
100
Nährstoffentzug (kg/ha)
N
P
K
Korn
126,7 24,5
35,0
Stroh
28,0
7,3
65,0
Gesamt 154,7 31,8 100,0
%
90
80
Stickstoff
70
Phosphor
60
Kalium
50
40
30
20
10
0
Korn=>Ethanol
Schlempeverfütterg, Biogasgülle auf Acker
Stroh auf Acker
Korn=>Ethanol
Schlempevergärung, Gärsubstrat auf Acker
Stroh auf Acker
Korn=>Ethanol Saatverkauf
Kuchenverbrennung ohne
Aschenutzung
Stroh auf Acker Stroh auf Acker
Korn=>Ethanol Saatverkauf
Schlempeverfütterg, Biogasgülle auf Acker
Entnahme 70 % des Strohs
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Energetische
Verwertung
Ganzpflanze
ohne Aschenutzg
Silierung
Ganzpflanze,
Gärsubstrat auf
Acker
(80% Ertrag)
Entzug und Rückführung von Stickstoff (kg N/ha)
bei unterschiedlicher Verwendung von Rapskorn und -stroh
bei 35 dt/ha Kornertrag
200
Summe Nährstoffabfuhr
Verkauf Stroh
Verluste Vergärung
Verwertung Milchkühe
Biogasgülle
150
kg N/ha
100
Rapskuchenverbrennung
Verkauf Rapssaat
Verluste Futter u.ä.
Biogas-Presskuchen
Strohdüngung
50
0
-50
-6
-80
-50
-117
-117
-146
-100
-150
Rapsölkraftstoff
Kuchenverfütterung, Biogasgülle auf Acker
Stroh auf Acker
Rapsölkraftstoff
Kuchenvergärung, Gärsubstrat auf Acker
Stroh auf Acker
Rapsölkraftstoff Saatverkauf
Rapsölkraftstoff Saatverkauf
KuchenverfütteKuchenverbrenrung, Biogasnung ohne
Aschenutzung
gülle auf Acker
Stroh auf Acker Stroh auf Acker
Entnahme 70 % des Strohs
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Humus
umfasst die gesamte organische Substanz im Boden
Funktionen:(Oemichen, 1983):
- Nährstoffspeicherung, ständig fließende Nährstoffquelle durch Mineralisation
- Ernährung der Mikroorganismen
- Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften Wasserspeicherung und
-leitfähigkeit, Gefügestabilität, Durchlüftung
- Produktion von CO2 durch Bodenatmung
Auswirkungen auf:
- Boden-, Grundwasser-, Gewässer- und Emissionsschutz
- Erträge und Wirtschaftlichkeit
Humusgehalt muss kurz- und langfristig erhalten bleiben
- ausgeglichene Humusbilanz in der Fruchtfolge
Bilanzwerte (kg Humus-C/ha) für
- Anbau von Kulturarten
- Ausbringung/Verbleib von Koppel-/Nebenprodukten
- Ausbringung/Verbleib von organischen Düngemitteln und Reststoffen
Bilanzwerte werden derzeit in den Nachhaltigkeitsberechnungen nicht berücksichtigt
(nur bei Nutzungsänderung, wie z.B. Waldrodung, Grünlandumbruch).
=> Wäre eine Anrechnung in CO2-Äquivalenten evtl. sinnvoll?
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Humusbilanz verschiedener Energiepflanzen
und Nutzungsalternativen (kg Humus-C/ha)
Reproduktionskoeffizienten nach VDLUFA (KÖRSCHENS u. a., 2004)
Anbau
Strohdüngung
Gärsubstrat Schlempe Verfütterung
Gärsubstrat Ganzpflanzensilierung
Umrechnung in CO2: negativer Wert = Bindung im Boden; positiv = Freisetzung
Bilanz
kg Hum us-C/ha
800
600
354
328
400
315
200
49
0
-92
-200
-102
-280
-400
- 1202
kg CO2
-600
+ 1026
kg CO2
- 179
kg CO2
Weizenkorn=>Eth Weizen,
Weizen, Silierung
anol, Schlempever- Energetische
Ganzpflanze,
fütterung, Biogas- Verwertung
Gärsubstrat auf
gülle auf Acker
Ganzpflanze ohne Acker
Stroh auf Acker Aschenutzg
(80% Ertrag)
Weizen: 70 dt/ha Korn
+337
kg CO2
Maisanbau
45 t/ha, 32 % TS,
Silierung, Vergärung, Gärsubstrat
auf Acker
- 1297
kg CO2
Rapsölkraftstoff
Kuchenverfütterung, Biogasgülle auf Acker
Stroh auf Acker
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
- 1154
kg CO2
Rapspressung
Kuchenvergärung,
Gärsubstrat auf
Acker
Stroh auf Acker
Raps 35 dt/ha Korn
-+374
kg CO2
Raps
Saatverkauf
Entnahme 70 %
des Strohs
Humusbilanz von Raps
bei unterschiedlicher Verwendung von Rapskorn und -stroh,
Reproduktionskoeffizienten nach VDLUFA (KÖRSCHENS u. a., 2004), für Kornertrag 35 dt/ha
700
kg Humus-C/ha
Rapsanbau
595
600
595
595
595
Strohdüngung
Gärsubstrat von Presskuchenverfütterung
Gärsubstrat von Presskuchenvergärung
Umrechnung in CO2:
Bilanz
negativer Wert = Bindung im Boden
positiv
= Freisetzung aus dem Boden
315
500
429
400
354
315
300
179
200
179
114
100
39
39
0
-63
-100
-102
-200
-300
-280
- 1297
kg CO2
-280
- 1572
kg CO2
Rapspressung
Rapspressung
Kuchenverfütte- Kuchenvergärung, Biogasrung, Gärsubgülle auf Acker strat auf Acker
Stroh auf Acker Stroh auf Acker
-280
- 1154
kg CO2
Rapspressung
Kuchenverbrennung ohne
Aschenutzung
Stroh auf Acker
-280
- 1154
kg CO2
Saatverkauf
Stroh auf Acker
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
-280
+231
kg CO2
-280
+374
kg CO2
Rapspressung
Saatverkauf
Kuchenverfütterung, Biogasgülle auf Acker
Entnahme 70 % des Strohs
Bodenerosion
Erhebliches Risiko für
- Bodenfruchtbarkeit
- Gewässerschutz
- Nachhaltigkeit
Sehr differenziertes Gefahrenpotenzial je nach:
- Bodenart und -struktur
- Hangneigung
- Flächengröße und -strukturierung
- Kulturart und Fruchtfolge
- Art der Bodenbewirtschaftung (Bodenbearbeitung, Technik …)
⇒ Vielzahl von Einflussmöglichkeiten durch den Landwirt
z.B.: speziell im Bereich nachwachsende Rohstoffe:
- Anbau mehrjähriger Kulturarten
- Streifenanbau von schnellwachsenden Baumarten
- Zwischenfruchtanbau z.B. für Verwertung in Biogasanlagen
- Mischkulturen
- reduzierte Bodenbearbeitung
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Foto: LfULG, Ref. 72
Wasserinfiltration und Bodenabtrag auf gepflügter und
langjährig konservierend bearbeiteter Fläche
(Sächsisches Lößhügelland, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten)
2,0
Infiltrationsraten
Pflug:
55 %
Konservierend:
93 %
1,8
Infiltration [mm]
1,6
1,4
1,2
Bodenabtrag
Pflug:
Konservierend:
1,0
0,8
246 g/m²
36 g/m²
0,6
0,4
0,2
P-Austragsminderung
durch kons. BB: ~ 90%
Pflug
Konservierend
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
0,0
Quelle: LfULG, Ref. 72
Beregnungsminute
Umstellung auf dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und Direktsaat
erfordert eine Systemumstellung im Acker- und Pflanzenbau !
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Kraftstoffeinsatz senken
Verfahrenstechnische Maßnahmen
- z. B. Grundbodenbearbeitung weglassen
(Einsparpotenzial 10 bis 30 l/ha)
Maschinentechnische und verhaltensspezifische Maßnahmen
- Breitreifen, geringer Reifeninnendruck (bis etwa 20 %)
- ruhiger, ausgeglichener Fahrstil (bis etwa 20 %)
Bei Neuanschaffungen beachten:
- z. B. keine Übermotorisierung
Alternativ-Kraftstoffe verwenden (RME, Rapsöl)
Quelle: Brückner, 2008 aus KTBL, 2007
⇒ Ökonomie: Kosteneinsparung
⇒ Ökologie: günstigere Treibhausgas- und Energiebilanz
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Energetische Verwertung von Biomasse
Kurzcharakterisierung von Verwertungslinien (Auswahl)
Landwirtschaftliche Grundlagen berücksichtigen!
Strom/Wärme aus fester Biomasse
Pappel
Holzhackschnitzel
11
Getreidestroh
/ha
GJ/ha
Biogas aus Biomasse
Silomais
5,4
Landschaftspflegematerial
(3,5)
11 t TM
204
5,4 TM
93
3,5 t TM
61
9.426 m³
176
zusätzlich genutzte
Nebenprodukte
t TM/ha
0,22 t
Asche 1)
0,32 t
Asche 1)
0,25 t
Asche 1)
3,8 t Gärrückstand 3)
Nährstoffrückführung
auf Acker möglich?
teilweise 2)
teilweise 2)
teilweise 2)
ja
+ 9)
0/- 10)
+
Rohstoff
t Trockenmasse/ha
Hauptprodukt
Humusbilanz 8)
Gülle
14
0 11)
-
Biokraftstoffe
Rapsöl aus
Rapssaat
3,2
Bioethanol
aus
Getreidekorn
6
Biomass to
Liquid aus
Pappel
11
1.480 l
51
2.700 l
57
bis 4.000 l 15)
bis 134 15)
5,4 t Stroh 4)
Gärrück- 5,1 t Stroh 4)
2,0 t Schlempe5)
stand 3) 1,8 t Schrot5)
1,9 t CO2 7)
ja
- 12)
ja
+ 13)
ja
- 14)
+ 13)
offen
offen
- 14)
+ 9)
Quellen: Leitfaden Bioenergie, FNR 2006; Biokraftstoffe Basisdaten, FNR 2008; Biogas Basisdaten, FNR 2008; LfULG
TM = Trockenmasse
+: positiv -: negativ 0: ausgeglichen
1) nicht bei Hochtemperaturvergasung/-verbrennung
2) pflanzenverfügbar ca. 70% P, 100% K, 0% N; nicht bei Hochtemperaturvergasung/-verbrenng.
3) Düngung
4) Düngung oder energetische Verwertung
5) proteinreiches Futtermittel
6) chemische Industrie, energetische Verwertung
7) Getränkeindustrie, technische Prozesse
8) untere Werte nach VDLUFA
9) Annahme, noch keine gesicherten Werte
10) je nach Umfang der Strohnutzung
11) mit Gärsubstratrückführung
12) ohne Gärsubstratrückführung
13) mit Güllerückführung nach Schrot/Schlempeverfütterung, ohne Strohnutzung
14) mit Güllerückführung nach Schrot/Schlempeverfütterung,
15) Planungsdaten
mit Nutzung des gesamten Strohs
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Richtlinienentwürfe für die Nachhaltigkeit von
Biomasseverwertungslinien
Schwachpunkte aus landwirtschaftlicher Sicht (Auswahl)
Richtlinienentwurf der EU vom 17.12.08 (Auswahl):
• „Beitrag von Biokraftstoffen, die aus Abfällen … zellulosehaltigem Non-Food-Material
und lignocellulosehaltigem Material hergestellt werden, zweimal höher gewichtet als der
sonstiger Biokraftstoffe“
Ziel:
Förderung Biokraftstoffe aus Nebenprodukten
Effekt: Überförderung von Biokraftstoffen aus Holz (Getreideganzpflanzen, Mais???)
maximale Abfuhr von Biomasse, hohe Nahrungsmittelkonkurrenz
• „bei Biokraftstoffherstellung werden sämtliche Nebenerzeugnisse berücksichtigt
(bilanziell), mit Ausnahme von Ernterückständen wie Stroh … Maiskolben …“
Effekt: - Verbleib von Ernterückständen auf Acker hat oft positive Humusbilanz, gleicht
negative Bilanzen anderer Anbauvarianten aus. Dies wird nicht berücksichtigt.
- Benachteiligung von z.B. Raps, Getreide
- Stroh steht als Rohstoff ohne CO2- Belastung zur Verfügung
• erheblicher Verwaltungsaufwand, hohe Kosten
• Derzeit wird eine automatische Belastung des Anbaus nachwachsender Rohstoffe mit
CO2-Werten aus indirekter Landnutzungsänderung diskutiert. Dies ist so abzulehnen.
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Zusammenfassung
- Nachhaltigkeit in Anbau und Verwertung nachwachsender
Rohstoffe wird Voraussetzung für Marktzugang
- zu beachten sind Ökologie, Ökonomie, Soziale Aspekte
- gravierende Unterschiede je nach Nutzungsart
zwischen und innerhalb der Kulturarten
- erhebliche Steuerungsmöglichkeiten für den Landwirt
Artenwahl (etablierte und neue Kulturarten), Fruchtfolge
Anbauverfahren (Bodenbearbeitung, Düngung, Pflanzenschutz …)
spezielle Anbausysteme
Nutzung von Nebenprodukten
Rückfuhr von Reststoffen auf den Acker
- dezentrale Verwertungslinien können erhebliche Vorteile bringen
- landwirtschaftliche Grundlagen sind in Systemen zur Bewertung
der Nachhaltigkeit zu berücksichtigen; hier gibt es in den
aktuellen Richtlinien-Entwürfen z.T. Nachholbedarf
- Keine Unterscheidung der Vorgaben und Auflagen für den Anbau von
Biomasse als Nahrungsmittel oder als nachwachsender Rohstoff!
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
www.smul.sachsen.de/lfulg
www.biokraftstoff-portal.de
Dr. Michael Grunert (0341) 9174-147
[email protected]
Enertec 2009: Stand C 37 „Fachkompetenz Bioenergie Mitteldeutschland“
Leipzig, 27.01.2009
Dr. Michael Grunert
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie