Vortrag Prof. Dr. Peter Heck - Kanzlernet.de
Vortrag Prof. Dr. Peter Heck - Kanzlernet.de Vortrag Prof. Dr. Peter Heck - Kanzlernet.de
Stoffstrommanagement und Nachhaltigkeit Prof. Dr. Peter Heck Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Umweltcampus Birkenfeld Eberswalde, 12.9. 2008 © Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
- Seite 2 und 3: Lageplan Umweltcampus © Institut f
- Seite 4 und 5: Beispiel SSM: Zero Emission Campus
- Seite 6 und 7: Das IfaS • Sitz am Umwelt-Campus
- Seite 8 und 9: Versorgungssicherheit • Abhängig
- Seite 10 und 11: Ersatzinvestitionen: erneuerbar ode
- Seite 12 und 13: Szenarien globaler Stoffströme ©
- Seite 14 und 15: Auswirkungen der Bioenergie auf Kli
- Seite 16 und 17: Regionale Wertschöpfung durch die
- Seite 18 und 19: Wo bleibt das Geld? • Gewinne nac
- Seite 20 und 21: Akteursmanagement • Akteure finde
- Seite 22 und 23: Abwasser als Gemisch unterschiedlic
- Seite 24 und 25: ...und Entsorgungskosten Wert der R
- Seite 26 und 27: Biomassepotenziale LK Bitburg-Prüm
- Seite 28 und 29: Beispiel Grünschnittverwertung Gr
- Seite 30 und 31: Beispiel Gebäudeheizung: Ist-Zusta
- Seite 32 und 33: Arbeitplatzschaffung Bereitstellung
- Seite 34 und 35: Bewertung der Kosten in €Cent/KWh
- Seite 36 und 37: Ansprüche an die Kulturlandschaft
- Seite 38 und 39: Landwirtschaft: Biomassepotenzial -
- Seite 40 und 41: Flächennutzung © Institut für an
- Seite 42 und 43: Ökologischer Ausgleich durch landb
- Seite 44 und 45: Potenziale von Biomasse 50 liter He
- Seite 46 und 47: Kostenvergleich Einzelhaushalt © I
- Seite 48 und 49: Nutzung von Biomasse Biomasse homö
- Seite 50 und 51: Neue Wege • Regionale Stoffstromm
Stoffstrommanagement und Nachhaltigkeit<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Dr</strong>. <strong>Peter</strong> <strong>Heck</strong><br />
Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS)<br />
Umweltcampus Birkenfeld<br />
Eberswal<strong>de</strong>, 12.9. 2008<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Lageplan<br />
Umweltcampus<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
•Zero Emission Campus weil Strom<br />
und Wärme aus Biogas und Holz,<br />
•100% Regenwassernutzung (Mul<strong>de</strong>n,<br />
Rigolen, Zisternen, Teiche)<br />
•Passiv und NE Stu<strong>de</strong>ntenwohnheime,<br />
•PV und ST,<br />
Der „Null-Emissions-Campus“<br />
•Erdwärme und –kälte,<br />
•Campus als Biotop (standortgerechte<br />
Pflanzen nachhaltige Pflege)<br />
•Konversionsstandort<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Beispiel SSM: Zero Emission Campus Birkenfeld<br />
Campus<br />
HHHKW<br />
Biogas<br />
Dünger<br />
Organischer<br />
Hausmüll<br />
A1-A4 Holz<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Abwasser als Rohstoff<br />
Teilstrom<br />
Gelbwasser<br />
(Urin)<br />
Braunwasser<br />
(Fäkalien)<br />
Grauwasser<br />
(Duschwasser etc.)<br />
Regenwasser<br />
Verfahren<br />
Fällungs- o<strong>de</strong>r<br />
Trocknungsverfahren<br />
Anaerobe-<br />
Verfahren<br />
Trocknung<br />
Kompostierung<br />
Pflanzenkläranlage<br />
Membran-<br />
Technologie<br />
Infiltration<br />
Produkt<br />
Dünger<br />
Bewässerung<br />
Wie<strong>de</strong>rverwertung<br />
Biogas<br />
Bo<strong>de</strong>nverbesserer<br />
Wie<strong>de</strong>rverwertung<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Das IfaS<br />
• Sitz am Umwelt-Campus Birkenfeld<br />
• Gegrün<strong>de</strong>t 2002 als Non <strong>Prof</strong>it In-Institut <strong>de</strong>r<br />
FH Trier<br />
• 6 <strong>Prof</strong>essoren, 30 feste Mitarbeiter (+ 10<br />
freie Mitarbeiter), 2,2 Mio. € Umsatz (2006),<br />
CEO <strong>Peter</strong> <strong>Heck</strong><br />
• Schwerpunkte:<br />
• Regionales<br />
Stoffstrommanagement<br />
• Stoffstromanalysen<br />
• Energieeffizienz, Erneuerbare Energien<br />
und „Null Emissionsstrategien“<br />
• Kommunalberatung<br />
• Mittelstandsför<strong>de</strong>rung und<br />
Exportstrategien<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Projekte IFAS (Auswahl)<br />
• Biomassemasterpläne LK Cochem Zell, Ahrweiler, Kusel,<br />
Mayen, Mainz, Koblenz<br />
• ZEV Weilerbach und LK Kaiserslautern<br />
• Bioenergiedörfer (Grimburg, Bollewick)<br />
• Stoffstrommanagement Landkreis Barnim<br />
• SSM Beratung RLP<br />
• Ökocheck Sportvereine und Microcontracting<br />
• Nahwärmenetze, PV Anlagen, Solare Prozesswärme,<br />
Holzheizungen, Biogasanlgen<br />
• CO 2 Han<strong>de</strong>l (VER, CER)<br />
• Agenda 21/Unternehmen 21<br />
• EU Forschung: z.Bsp Grasraffinerie, Nachhaltige Stadt,<br />
Nachhaltige Energiesysteme, Virtuelles Kraftwerk<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Versorgungssicherheit<br />
• Abhängigkeit von politisch instabilen Herkunftslän<strong>de</strong>rn<br />
• Maximum <strong>de</strong>r För<strong>de</strong>rung von Erdöl - und später auch von Erdgas -<br />
absehbar (beim Öl evtl. bereits erreicht)<br />
Die Hinweise mehren sich,<br />
dass ein Maximum <strong>de</strong>r<br />
Ölför<strong>de</strong>rung bald erreicht ist<br />
(siehe z.B. nebenstehen<strong>de</strong><br />
Grafik, nach Campbell<br />
1996)<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Entwicklung <strong>de</strong>r Preise für Importenergie<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Ersatzinvestitionen: erneuerbar o<strong>de</strong>r fossil/nuklear?<br />
Quelle: DIW 2007<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Externe Kosten fossiler Energien<br />
Ca. 500 Mrd. bis 1 Trillion US $ kostet<br />
<strong>de</strong>r Irak Krieg bisher<br />
(Quelle: US Kongress, 2006)<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Szenarien globaler Stoffströme<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Riesiges Potenzial an Solarenergie<br />
weniger als 4 % <strong>de</strong>r Fläche <strong>de</strong>r Sahara wür<strong>de</strong> benötigt<br />
um <strong>de</strong>n weltweiten Energiebedarf zu <strong>de</strong>cken<br />
Ein Gebiet von 600km x 600km<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Auswirkungen <strong>de</strong>r Bioenergie auf<br />
Klimaschutz und Ökonomie<br />
• CO 2 -Einsparung 2007: 53,44 Mio. t (+18 % gegenüber 2006, EE gesamt >110<br />
Mio. t)<br />
- Biokraftstoffe 13,82 Mio. t<br />
- Biowärme 18,46 Mio. t<br />
- Biostrom 21,16 Mio. t<br />
• Beschäftigte 2006: 91.900<br />
• Gesamtumsatz: 8,13 Mrd. € (2,87 Mrd. € Neuinvestitionen, 5,26 Mrd. €<br />
Anlagenbetrieb)<br />
• Exportquote 2006: ca. 10 %; Ten<strong>de</strong>nz steigend<br />
Quelle: BBE 2008; BMU 2008<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Derzeitige Stoff-/Energieströme (ohne SSM)<br />
Stoff-/ Energieströme<br />
Finanzielle Mittel<br />
Potenziale<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Regionale Wertschöpfung durch die Nutzung<br />
von Holzenergie<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Herausfor<strong>de</strong>rung einer Energieversorgung mit regionaler<br />
Wertschöpfung<br />
Geldstrom für fossile Energie aus Deutschland heraus: (Quelle: LZU<br />
RLP 2005)<br />
• In 2000: 44 Mrd Euro<br />
• In 2004: 76 Mrd Euro<br />
• In 2005: 91 Mrd Euro<br />
Übertragen auf Einwohnergleichwerte im LK Mayen-Koblenz:<br />
Im Landkreis MYK in 2000: ~ 126,7 Millionen Euro<br />
Im Landkreis MYK in 2005: ~ 262,1 Millionen Euro<br />
(bezogen auf 213.667 Einwohner zum Stand 31. Dezember 2005,<br />
Statistisches Lan<strong>de</strong>samt Rheinland-Pfalz )<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Wo bleibt das Geld?<br />
• Gewinne nach Steuern <strong>de</strong>r großen Energieversorger<br />
in Deutschland (2007; 3.Quartal)<br />
• EON : 4,2 Milliar<strong>de</strong>n €<br />
• RWE (VSE): 2,8 Milliar<strong>de</strong>n €<br />
• Vattenfall: 1,4 Milliar<strong>de</strong>n €<br />
• EnBW: 1,1 Milliar<strong>de</strong>n €<br />
• -------------------------------------------------------<br />
• Gesamt ca. 9,5 Mrd €<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Stoff-/Energieströme durch SSM<br />
Stoff-/ Energieströme<br />
Finanzielle Mittel<br />
Potenziale<br />
Stoff-/ Energieströme<br />
Finanzielle Mittel<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Akteursmanagement<br />
• Akteure fin<strong>de</strong>n<br />
• Akteure motivieren<br />
• Akteure vernetzen<br />
• Projektgruppen organisieren<br />
• Stoffstrommanagement-Rat initiieren<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Regionale Stoff-/Energieströme - Potenziale<br />
z.B.<br />
• Wasser, Abwasser, Abfall<br />
• Fossile Energie<br />
• Waldholz, Resthölzer,...<br />
• Landwirtschaftliche Produkte<br />
• Landwirtschaftliche Reststoffe<br />
• Sonnenenergie<br />
• zur Stromgewinnung<br />
• zur Warmwasserbereitung<br />
• zur Lufterwärmung<br />
• Win<strong>de</strong>nergie<br />
• Erdwärme<br />
• Grünschnitt, Straßenbegleitgrün, ...<br />
• Pflanzliche und tierische Altfette<br />
• etc.<br />
Regionale Energieressourcen sind<br />
erneuerbar und klimafreundlich!<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Abwasser als Gemisch unterschiedlicher<br />
Ressourcen<br />
N, P, K<br />
H 2 O<br />
"Problemstoffe"<br />
Organik (CSB)<br />
Effekte:<br />
- Verunreinigung <strong>de</strong>s Wassers<br />
- Verdünnung von Ressourcen<br />
- Verteilung von Problemstoffen<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Ökonomischer Wert <strong>de</strong>r Ressourcen<br />
(Ten<strong>de</strong>nz: steigen<strong>de</strong> Weltmarktpreise)<br />
Ressource<br />
Marktwert<br />
Phosphor (P)<br />
0,78 €/kg P<br />
Stickstoff (N)<br />
0,54 €/kg N<br />
Kalium (K)<br />
0,38 €/kg K<br />
Org. Stoffe (CSB)<br />
0,08 €/kg CSB<br />
Quelle: Dockhorn<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
...und Entsorgungskosten<br />
Wert <strong>de</strong>r<br />
Ressourcen<br />
44,7 Mrd. €/a<br />
495 Mrd. €/a<br />
Entsorgungskosten<br />
(bei 75 €/EW*a)<br />
für herkömmliche<br />
Abwasserreinigung<br />
Quelle: Dockhorn<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Kurzfristig verfügbare Biomassepotenziale pro Jahr<br />
ausgedrückt in Heizöläquivalenten<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Biomassepotenziale LK Bitburg-Prüm<br />
Gesamtpotenziale Landkreis Bitburg<br />
Prüm nach Stoffgruppen<br />
Theoretisch<br />
in MWh<br />
Technisch in<br />
MWh<br />
Verfügbar in<br />
MWh<br />
Erdöl-Äquvivalent in<br />
Liter <strong>de</strong>r<br />
verfügbaren<br />
Potenziale<br />
Holzartige Biomasse 1.378.000 994.000 203.000 20.253.000<br />
Nicht-holzartige Pflanzen 1.674.000 1.329.000 141.000 14.124.000<br />
Nicht-holzartige sonstige Biomassen 1.916.000 1.338.000 86.000 8.568.000<br />
Gesamt 4.968.000 3.661.000 430.000 42.945.000<br />
Prozentuale Verteilung <strong>de</strong>r Biomassepotenziale im LK<br />
Bitburg Prüm<br />
33%<br />
Nicht-holzartige<br />
sonstige Biomassen<br />
Holzartige Biomasse<br />
42.945.000 l Heizöl / Jahr<br />
= 15.030.750 € / Jahr<br />
(bei 0,35 €/l)<br />
47%<br />
20%<br />
Nicht-holzartige<br />
Pflanzen<br />
= 21.472.500 € / Jahr<br />
(bei 0,50 €/l)<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
SSM in RLP - Übersicht<br />
• Zero-Emission-Village (seit 2001)<br />
• Verbandsgemein<strong>de</strong> Weilerbach<br />
• Landkreis Kaiserslautern<br />
• Qualifizierung & Beratung SSM (2004-2006):<br />
• 13 Verbandsgemein<strong>de</strong>n<br />
• Stadt Worms<br />
• Einzelberatung SSM<br />
• OG Kell am See<br />
• OG Kanzem<br />
• Kompetenznetzwerk SSM (ab 2007)<br />
• VG Guntersblum<br />
• VG Neuerburg<br />
• VG Hillesheim<br />
• ggf. VG Nierstein-Oppenheim (Anfrage)<br />
• N.n.<br />
• Masterpläne SSM / Biomasse (seit 2005)<br />
• Westerwaldkreis (abgeschlossen)<br />
• Stadt Pirmasens (abgeschlossen)<br />
• Landkreis Cochem-Zell (abgeschlossen)<br />
• Landkreis Ahrweiler (abgeschlossen)<br />
• Landkreis Kusel (laufend)<br />
• Landkreis Mayen-Koblenz (Beginn 1. Februar 2007)<br />
• EU- / BMU-Projekte<br />
• BioRegio (LK TR, LK BIR, LK WIT)<br />
• Rubin (LK BIT, LK TR)<br />
• RECORA (VG Weilerbach) Nicht aufgeführt sind<br />
Einzelprojekte /<br />
Machbarkeitsstudien<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Beispiel Grünschnittverwertung<br />
Grünschnitt<br />
Hackschnitzel<br />
Anlieferung<br />
• Kostensenkung für <strong>de</strong>n Landkreis<br />
• Senkung klimarelevanter CO 2 -Emissionen<br />
• Schaffung von Arbeitsplätzen vor Ort<br />
Beheizung Schule<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Beispiel Gebäu<strong>de</strong>heizung: Ist-Zustand<br />
Fossile Energie<br />
Brennstoffkosten<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Beispiel Gebäu<strong>de</strong>heizung: Ist-Zustand<br />
Regionale<br />
Energiepotenziale in<br />
kommunaler Hand<br />
kommunaler<br />
Grünschnitt<br />
Entsorgungskosten<br />
min<strong>de</strong>rwertiges<br />
Schwachholz<br />
(Kommunalwald)<br />
kaum Nutzung<br />
(unwirtschaftlich)<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Beispiel Gebäu<strong>de</strong>heizung: Optimierung<br />
Regionaler Brennstoff<br />
Brennstoffkosten<br />
kommunaler<br />
Grünschnitt<br />
Aufbereitungskosten<br />
min<strong>de</strong>rwertiges<br />
Schwachholz<br />
(Kommunalwald)<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Arbeitplatzschaffung<br />
Bereitstellung 1<br />
Umschlag & Transport 2<br />
[€]<br />
Lager-,<br />
Sammelplatz<br />
[€]<br />
[€] 3<br />
4 Transport<br />
[€]<br />
Konversionslanlage<br />
[€€]<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Bewertung <strong>de</strong>r Kosten in € Cent/KWh<br />
frei Energieanlage – holzartige Biomassen<br />
• Landschaftspflegeholz – 1,3 €Cent/KWh<br />
• Landschaftspflegeholz – 1,5 €Cent/KWh<br />
• Waldholz –<br />
1,6 €Cent/KWh<br />
• Grünschnitt (holzartig) – 0,512 €Cent/KWh<br />
Vergleichswert<br />
Holzhackschnitzel<br />
(Na<strong>de</strong>lholz):<br />
1,5 – 4,9 €Cent/kWh<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Bewertung <strong>de</strong>r Kosten in €Cent/KWh<br />
frei Energieanlage – grasartige Biomassen<br />
• Heu (Qua<strong>de</strong>rballen),<br />
inkl. Zwischenlagerung<br />
2,04 €Cent/KWh<br />
• Heu (Rundballen),<br />
Feldlagerung<br />
1,35 €Cent/KWh<br />
• Grassilage (Fahrsilo),<br />
zentrale Lagerung an <strong>de</strong>r Anlage<br />
1,91 €Cent/KWh<br />
• Grassilage (Siloballen), Feldlagerung<br />
1,455 €Cent/KWh<br />
Vergleichswert Praxis:<br />
>2 €Cent/kWh<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Beispiel Landschaftspflegematerial<br />
Ist-Situation<br />
Kosten bei<br />
Entsorgung <strong>de</strong>s<br />
Materials in<br />
Kompostieranlagen<br />
164 Euro<br />
Erntekosten mit<br />
Abtransport<br />
holzartiger<br />
Biomasse<br />
1.644 Euro<br />
1000 SRM<br />
Soll-Situation<br />
Erlöse durch die<br />
energetische<br />
Verwertung<br />
200 Euro (5 €/Srm)<br />
Gewinn/Verlust<br />
- 1.808 Euro<br />
Einsparpotenzial<br />
durch die<br />
energetische<br />
Verwertung<br />
364 Euro<br />
o<strong>de</strong>r<br />
20%<br />
Gewinn/Verlust<br />
- 1.444 Euro<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Ansprüche an die Kulturlandschaft<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Anbaufläche NawaRo<br />
Quelle: BMELV, BLE, FNR<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Landwirtschaft: Biomassepotenzial –<br />
inländische Energiepflanzenproduktion<br />
Landwirtschaft<br />
11,4 Mio. ha<br />
Nahrungsmittel<br />
8,9 Mio. ha<br />
Energie<br />
Ca 2 Mio. ha<br />
stoffliche Verwertung<br />
0,5 Mio. ha<br />
Grafik Quelle BMU 2006<br />
Wärme: vernachlässigbar<br />
Strom: 0,22 Mio. ha<br />
Kraftstoffe: 1,02 Mio. ha<br />
Ölpflanzen 0,35 Mio. ha<br />
Stärkepflanzen 0,13 Mio. ha<br />
Arznei-, Färberpflanzen 0,007 Mio. ha<br />
Verschie<strong>de</strong>ne Expertenschätzungen beziffern mittelfristig einen<br />
Anteil von rund 30% <strong>de</strong>r LNF für Nawaros/EE<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Langfristiges Bioenergiepotenzial<br />
Energieträger<br />
Holz<br />
Energiepflanzen vom Acker<br />
(2,5 – 5 Mio. ha)<br />
Grünland (1 Mio. ha)<br />
Stroh<br />
Gülle/ Mist<br />
Sonstige Reststoffe<br />
Summe<br />
Bruttoenergiepotenzial<br />
300 – 400 PJ<br />
450 – 1.150 PJ<br />
100 PJ<br />
275 PJ<br />
90 PJ<br />
185 PJ<br />
1.400 – 2.200 PJ<br />
Dies entspricht 15,2 % <strong>de</strong>s <strong>de</strong>rzeitigen Primärenergieverbrauchs in Deutschland<br />
(14.464 PJ in 2006)!<br />
Sinkt <strong>de</strong>r Energieverbrauch in Zukunft, wovon auszugehen ist, fällt <strong>de</strong>r<br />
Bioenergieanteil noch höher aus!<br />
Quelle: Entwurf nBAP<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Flächennutzung<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Bun<strong>de</strong>sweiter Trend zur Potenzialvernichtung<br />
Anhalten<strong>de</strong>r Ressourcenverbrauch von Freifläche (überwiegend LN) zugunsten von<br />
Siedlungs- & Verkehrsfläche in <strong>de</strong>r BRD:<br />
• Landwirtschaftlich genutzte Fläche (LN) 2006:<br />
Insgesamt LN 16.951.000 ha (zu 2005 -84.000 ha), davon<br />
Ackerland 11.866.000 ha (zu 2005 -37.000 ha) und<br />
Dauergrünland 4.881.000 ha (zu 2005 -48.000 ha) (Statistisches Bun<strong>de</strong>samt 2007)<br />
• Zunahme Siedlungs- & Verkehrsfläche<br />
2004: 131 ha/Tag = 47.815 ha/Jahr + A.&E. (Statistisches Bun<strong>de</strong>samt 2006),<br />
2005: 118 ha/Tag = 43.070 ha/Jahr + A.&E. (Statistisches Bun<strong>de</strong>samt 2007)<br />
• Ø-Verbrauch 2000 – 2004: 115 ha/Tag (Statistisches Bun<strong>de</strong>samt 2006)<br />
• Ziel <strong>de</strong>r Bun<strong>de</strong>sregierung 2020: Reduktion auf 30 ha/Tag<br />
• Bilanz 10 Jahreszeitraum: <strong>de</strong>utlich über 400.000 ha Verlust für S.&V. +<br />
vermutlich zusätzlich rund 400.000 ha Verlust für A.&E. (bun<strong>de</strong>sweit statistisch nicht erfasst<br />
– daher konservativ geschätzt; vgl. sog. „doppelter Flächenverlust“) von überwiegend LN:<br />
ca. 800.000 ha - ein dramatischer Wert für eine begrenzte Ressource<br />
• Mancherorts führt <strong>de</strong>r Verlust von LN zur Aufgabe landwirtschaftlicher Betriebe<br />
(Pachtflächenausstattung bis zu 80%)<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Ökologischer Ausgleich durch landbauliche<br />
Nutzung<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Welternährung und Bioenergie<br />
Produktionsschritt Anteil am Verbraucherpreis (€)<br />
Reisbauer Thailand 0.07<br />
Weiterverarbeitung 0.13<br />
Transport und Verladung 0.11<br />
Zoll in Europa 0,21<br />
Verpackung 0,23<br />
Marge Importeur 0,52<br />
Marge Einzelhan<strong>de</strong>l 0,43<br />
Mehrwertsteuer 0,11<br />
Quelle: Financial Times 9.4.08<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Potenziale von Biomasse<br />
50 liter Heizöl and 600 kg<br />
Dünger o<strong>de</strong>r Abfall?<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Eisengießerei<br />
Zementwerk<br />
Kläranlagen<br />
Beispiel SSM: Innovatives Klärschlammverwertungskonzept<br />
Klärschlammtrocknung<br />
Landwirtschaftliche<br />
Betriebe<br />
Biogasanlage(n)<br />
Legen<strong>de</strong>:<br />
Abwasser<br />
Klärschlamm<br />
Wärme<br />
Getrockneter Klärschlamm<br />
Biologische landwirtschaftliche Abfälle<br />
Biogas<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Kostenvergleich Einzelhaushalt<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Regionale Wertschöpfung in Grimburg<br />
• 4 Mill. Euro Invest in Biogasanlage und<br />
Nahwärmenetz mit Übergabestationen<br />
• 16.000 – 132.000 weniger Kosten für Energie pro<br />
Jahr<br />
• Anstieg <strong>de</strong>r Energiekosten geringer als fossile<br />
Energiekosten<br />
• Neue Energiegesellschaft im Ort mit ca. 450.000 €<br />
Umsatz im Jahr<br />
• Ca 500 t CO 2 Einsparung pro Jahr<br />
• Langfristige Nutzung von ca. 230 ha Ackerflächen<br />
für <strong>de</strong>n Energiegetrei<strong>de</strong>anbau<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Nutzung von Biomasse<br />
Biomasse homöopathisch einsetzen!<br />
1. Optimierung <strong>de</strong>s Nutzers: Verbrauchsreduktion,<br />
Energieeffizienz<br />
2. Nutzung von Solarenergie (Sonne - Biomasse<br />
Kopplung)<br />
3. Effizienter Einsatz von Biomasse in Kraft Wärme<br />
Kopplung<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
BHKW-Containeranlage für Pflanzenölbetrieb<br />
BHKW<br />
• Motor Scania, Generator Leroy-<br />
Somer<br />
• Wahlweise 200 o<strong>de</strong>r 350 kW<br />
elektrische Leistung, entsprechend<br />
200 bzw. 350 kW thermische<br />
Leistung, bis zu 4.000 kW möglich<br />
Brennstoff<br />
• Pflanzenöl, nachwachsen<strong>de</strong>r<br />
Rohstoff gemäß EEG, wahlweise<br />
Rapsöl, Sojaöl o<strong>de</strong>r Palmöl<br />
• Beheizter Tank mit 35 cbm<br />
Kapazität, Reichweite je nach<br />
Betriebsdauer und BHKW-Leistung<br />
etwa ein Monat<br />
Biokraftstoffinitiative:<br />
Initiative zum Import<br />
nachhaltiger<br />
Biomasse!<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Neue Wege<br />
• Regionale Stoffstrommanagementmasterpläne<br />
• Null Emissions Städte und Dörfer (ZEV)<br />
• Alternative Landnutzungskonzepte als<br />
ökologischer Ausgleich<br />
• (Bio)- Energiedörfer<br />
• Nutzung von Rohstoffen und Biomasse im<br />
Abwasser<br />
• energetische Nutzung von (Bio)Abfällen<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Finanzierungsproblem<br />
Investition<br />
Brennstoffkosten<br />
Brennstoffbezug<br />
Konventionelle<br />
Systeme<br />
Über-regional<br />
Erneuerbare<br />
Systeme<br />
regional<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Umsetzung <strong>de</strong>s ZEV-Konzepts<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
m²<br />
Photovoltaikpotenziale<br />
Theoretisches Potenzial<br />
aller Dachflächen in <strong>de</strong>r VG<br />
geschätzt anhand von<br />
Luftbil<strong>de</strong>rn<br />
180.000 m²<br />
Anzahl pro Dachflächentyp<br />
25 m²<br />
10 5 1<br />
1 4<br />
50 m²<br />
1<br />
80 80 40 25 100 m²<br />
150 m²<br />
750<br />
200 m²<br />
200<br />
300 m²<br />
400 m²<br />
500 m²<br />
700 m²<br />
800 m²<br />
1.000 m²<br />
1.500<br />
1.200 m²<br />
3.000 m²<br />
Potenziale <strong>de</strong>r Dächer<br />
<strong>de</strong>r öffentlichen<br />
Gebäu<strong>de</strong> in <strong>de</strong>r VG<br />
15.000 m²<br />
9.000<br />
8.000<br />
7.000<br />
6.000<br />
5.000<br />
4.000<br />
3.000<br />
2.000<br />
1.000<br />
0<br />
56% 16%<br />
Südfläche<br />
Süd-Ost-<br />
Fläche<br />
3%<br />
Süd-West-<br />
Fläche<br />
12% 13%<br />
Westfläche<br />
Ostfläche<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Bsp. ZEV: Szenario Strom<br />
Ist-Situation Verbrauch Erzeugung<br />
Strom<br />
CO2<br />
(MWh) (Mg CO2 / a)<br />
Jahr 1999 42.300 26.811<br />
Soll-Szenario Erzeugung Investitions- Eingespartes Eingespartes Invest pro Mg<br />
Strom kosten CO2 CO2 (20 Jahre) eingespartes CO2<br />
(MWh) (€) (Mg CO2 / a) (Mg CO2 / 20 a) (€ / Mg CO2) **<br />
Windkraft (6x2 MW) 23.000 16.800.000,00 € 14.597 291.933 57,55 €<br />
PV (5 MW) 4.200 25.000.000,00 € 2.665 53.310 468,96 €<br />
BHKW (1,5 MW) 12.000 1.500.000,00 € 7.616 152.313 9,85 €<br />
Einsparung 10 % *** 4.200 12.600.000,00 € 2.665 53.310 236,36 €<br />
Gesamt: 43.400 55.900.000,00 € 27.543 550.865 101,48 €<br />
Überschuß*: 1.100 -732<br />
angenommene Laufzeit für alle Maßnahmen: 20 Jahre<br />
* Durch die vollständige Nutzung <strong>de</strong>r vorhan<strong>de</strong>nen Biomassen können zusätzlich bis<br />
zu 5.000 MWh Strom erzeugt wer<strong>de</strong>n<br />
** Investitionskosten (€) / Mg CO2 in 20 Jahren<br />
*** Annahme: nur Durchführung von Maßnahmen mit max. Kosten pro eingesparte kWh von 0,145 €<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Bsp. ZEV: Szenario Wärme<br />
Ist-Situation<br />
Verbrauch<br />
Wärme<br />
(MWh)<br />
Jahr 1999 105.000<br />
Soll-Szenario Erzeugung Investitions-<br />
Wärme kosten<br />
(MWh) (€)<br />
Biomasse 34.300<br />
davon Altfett 12.000 s. Strom<br />
davon Holz 5.600 800.000,00 €<br />
sonstige* 16.700 n.n.<br />
ST (8000 m2) 3.200 25.000.000,00 €<br />
Wärmepumpen** 24.400 3.660.000,00 €<br />
Einsparung 40 % *** 42.000 84.000.000,00 €<br />
Gesamt: 103.900 113.460.000,00 €<br />
Überschuß -1.100<br />
angenommene Laufzeit für alle Maßnahmen: 20 Jahre<br />
* Kurzfristig verfügbare Potenziale ohne techn. Konzept<br />
** Der zum Betrieb <strong>de</strong>r Wärmepumpen benötigte Strom wird durch <strong>de</strong>n Überschuß<br />
aus <strong>de</strong>r Stromproduktion ge<strong>de</strong>ckt<br />
*** Annahme: nur Maßnahmen mit max. Kosten pro eingesparte kWh (in 20 Jahren) von 0,10 €<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Umsetzung ZEV Weilerbach: Ergebnisse<br />
Windkraft<br />
(10 MW, ~ 19.000 MWh/Jahr) ~ 13.900.000 €<br />
Photovoltaik<br />
(~ 5.000 m², 450.000 kWh/Jahr) ~ 2.500.000 €<br />
Solarthermie<br />
(~ 1.200 m², 570.000 kWh/Jahr) ~ 1.440.000 €<br />
Nahwärme Palmenkreuz<br />
(~ 150 Bauplätze, HHS-HZ/Erdgas) 1.300.000 €<br />
Nahwärme Reichenbacher-Weg<br />
(~ 240 Bauplätze, HHS-HZ/Erdgas) ~ 1.700.000 €<br />
Nahwärme Sennsmannswiese<br />
18 Bauplätze, HHS-HZ) ~ 170.000 €<br />
Gebäu<strong>de</strong>dämmung Schulen ~ 500.000 €<br />
GESAMT ~ 21.510.000 €<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Landkreis Barnim: Gesamtenergiebilanz<br />
Ist-Situation<br />
Soll-Szenario<br />
Stromverbrauch Haushalte<br />
[MWh/a]<br />
Erzeugung<br />
Strom<br />
[MWh/a]<br />
266.000<br />
Investitionskosten<br />
[€]<br />
Windkraft<br />
(150 Anlagen mit<br />
200 MW) 400.000 260.000.000 €<br />
PV (7 MW) 9.100 45.000.000 €<br />
Biogasanlagen<br />
(3 MW el.<br />
) 22.500 11.000.000 €<br />
Einsparung 10 % 26.600 79.800.000 €<br />
Gesamt: 458.200 395.800.000 €<br />
Überschuß +192.200<br />
Ist-Situation<br />
Soll-Szenario<br />
Biomasse:<br />
Wärmeverbrauch<br />
Haushalte [MWh/a]<br />
Erzeugung<br />
Wärme<br />
[MWh/a]<br />
865.000<br />
Investitionskosten<br />
[€]<br />
• Biogas (2,3 MW Th.<br />
) 26.250 s. Strom<br />
• Holz 195.570 40.000.000 €<br />
• sonstige 147.106 n.n.<br />
Solarthermie<br />
(10.000m²) 4.000 40.000.000 €<br />
Einsparung 40 % 346.000 692.000.000 €<br />
Gesamt: 758.926 812.000.000 €<br />
Überschuss -106.074<br />
Ca 1,2 Milliar<strong>de</strong> EUR Invest<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.
Vielen Dank für Ihre<br />
Aufmerksamkeit!<br />
Noch Fragen?<br />
© Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.