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Energie aus biogenen Rest- und Abfallstoffen

Energie aus biogenen Rest- und Abfallstoffen
Projektteam:

Leible, Ludwig (Projektleitung); Andreas Arlt; Beate Fürniß; Stefan Kälber; Gunnar Kappler; Stefan Lange; Eberhard Nieke; Christine Rösch; Detlev Wintzer

Förderung:Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft (BMVEL)
Starttermin:

2000

Endtermin:

2003

Forschungsbereich:

Nachhaltigkeit und Umwelt

Beschreibung des Projekts

Aktuelle politische Ziele und Vorgaben auf nationaler und EU-Ebene zielen darauf ab, den Anteil erneuerbarer Energieträger an der Energieversorgung deutlich zu erhöhen. Hohe Erwartungen werden hierbei v.a. an die energetische Nutzung von Biomasse - insbesondere an biogene Reststoffe und Abfälle - geknüpft. Hierbei stehen Bemühungen zur Verringerung der Emission treibhausrelevanter Gase im Vordergrund. Vor diesem Hintergrund wurde von ITAS - im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMVEL) - eine systemanalytische Untersuchung mit der Zielsetzung durchgeführt, die Chancen einer energetischen Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen zu analysieren und nach einer Bewertung entsprechende Empfehlungen für eine Veränderung der gegebenen Rahmenbedingungen und Förderstrategien abzuleiten. Folgende Rest- und Abfallstoffe standen hierbei im Mittelpunkt: Gülle, Getreidestroh, Waldrestholz, Industrierestholz, Altholz, Küchenabfälle, Bioabfall aus der Biotonne, Klärschlamm und Restmüll (Hausmüll).

Zunächst wurden in der Studie Abschätzungen zum Aufkommen und zur Zusammensetzung der für eine energetische Nutzung verfügbaren biogenen Reststoffe und Abfälle in Deutschland - ergänzt um entsprechende Analysen zu Ländern der EU - durchgeführt. Mit Blick auf die Bereitstellung (Erfassung, Konditionierung, Lagerung, Transport) der biogenen Rest- und Abfallstoffe wurden bei der Systemanalyse mehr als 50 verschiedene Verfahren berücksichtigt. Hinsichtlich ihrer energetischen Nutzung gingen rd. 40 verschiedene Technologien der Wärme- und Stromerzeugung in die Analysen ein, von der Bio- und Klärgasgewinnung, über die Verbrennung bis hin zur Vergasung. Als Referenz wurden Verfahren einbezogen, die fossile Energieträger (Heizöl, Erdgas, Steinkohle) einsetzen.

In Deutschland - abgeschätzt auf der Basis des Jahres 1999 - beträgt das jährlich verfügbare Aufkommen an biogenen Reststoffen und Abfällen, das potenziell für eine energetische Nutzung zur Verfügung steht, rd. 75 Mio. Mg an organischer Trockensubstanz (oTS), v. a. bestimmt durch Waldrestholz, Industrie- und Altholz, Getreidestroh und Gülle. Darüber hinaus könnten weitere 5 bis 15 Mio. Mg oTS in der Landwirtschaft und im produzierenden Gewerbe erschlossen werden. Das Aufkommen von 75 bzw. 90 Mio. Mg oTS entspricht rd. 9 bzw. 11 % des derzeitigen Primärenergiebedarfs und ist somit keinesfalls als gering einzustufen.

Beim Vergleich der verschiedenen Technologien wird deutlich, dass die derzeitigen Produktionskosten für Wärme und Strom aus biogenen Reststoffen und Abfällen gegenüber den fossilen Alternativen i.d.R. noch nicht wettbewerbsfähig sind. Neben der Co-Verbrennung und Co-Vergasung in Steinkohlekraftwerken sind es zunächst die großen Biogas- und Klärgasanlagen, die die Wettbewerbsfähigkeit erreichen können.

Im Vergleich zu anderen Maßnahmen der CO2-Minderung stellen sich die erzielbaren CO2-Minderungskosten bei den in der Studie betrachteten Verfahren der Bio- und Klärgasnutzung bzw. der Verbrennung und Vergasung von biogenen Reststoffen und Abfällen als sehr interessant dar. Die erzielbaren Beschäftigungseffekte sind zwar als positiver Nebeneffekt anzuerkennen, können jedoch nicht als Hauptmotiv für die Förderung der energetischen Nutzung der biogenen Reststoffe und Abfälle angeführt werden.

Die Bearbeitung der Studie wurde im Juli 2003 mit der Veröffentlichung des Abschlussberichts abgeschlossen.

Bibliografische Angaben:
Leible, L.; A. Arlt; B. Fürniß; S. Kälber; G. Kappler; S. Lange; E. Nieke; Ch. Rösch; D. Wintzer:
Energie aus biogenen Rest- und Abfallstoffen. Bereitstellung und energetische Nutzung organischer Rest- und Abfallstoffe sowie Nebenprodukte als Einkommensalternative für die Land- und Forstwirtschaft - Möglichkeiten, Chancen und Ziele. Karlsruhe: Forschungszentrum 2003 (Wissenschaftliche Berichte, FZKA 6882), 278 Seiten

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Publikationen

Kontakt

Dr. Ludwig Leible
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-24869
E-Mail