Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland Tschechien

Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien Schwerpunkt Stromerzeugung Ulrich Goethe & Julius Richter am 13. 6. 2002 TU Berlin, Fakultät III, Fachgebiet Energiesysteme, Veranstaltung „Neue Entwicklung auf den Energiemärkten“ Bei Prof. Dr. Erdmann, Dipl. Ing. Grübel & Dr. Theobald Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien

Themenübersicht • Übersicht Biomasse • Rechtliche Situation in den Ländern • Potentiale Biomasse • Preise • Entwicklungstrends Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 2

Warum Ausbau der regenerativen Energien • Kyoto : – Verringerung Ausstoß Treibhausgase • Bundesregierung und EU: – mindestens Verdopplung Anteil regenerative Energien an Gesamtenergieverbrauch bis 2010 Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 3

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Warum ist Biomasse regenerativ • geschlossener CO 2 -Kreislauf • Gleiche CO 2 -Bilanz bei Deponierung/ Verrottung und energetischer Nutzung • Nachwachsender Rohstoff (Vorraussetzung: nachhaltige Bewirtschaftung) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 5

Bereitstellung von Energie aus Biomasse Energiepflanzen Rückstände Nebenprodukte Abfälle Ernten, Verfügbarmachen, etc. Lagerung Transport Thermochemische Umwandlung Verkohlung gasung Festbrennstoffe Gase Pyrolyse Aufbereitung Physikal. -Chemische Biochemische Umwandlung Pressung/Extraktion Alkohol- Anaerob. Aerober Veresterung gärung Abbau Flüssigbrennstoffe Verbrennung Kraft Wärme Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 6

EEG • Inkrafttreten: 29. 03. 2000 unter Ablösung des Stromeinspeisegesetzes • Förderung von Strom aus erneuerbaren Energien durch Mindestvergütungen und Abnahmepflicht Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 7

Vergütungssätze für Biomasse gemäss EEG Anlagen bis €-Cent/k. Wh 0, 5 MW 10, 1 (20 Pf. ) 5 MW 9, 1 (18 Pf. ) 20 MW 8, 6 (17 Pf. ) - für 20 Jahre nach Inbetriebnahme - jährliche Senkung der Beträge um 1% - technik- und marktabhängige Anpassung der Vergütungs- und Degressionssätze (alle 2 Jahre) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 8

Biomasseverordnung • Inkrafttreten: 01. 06. 2001 • Aufbau – Anwendungsbereich Stoffe – Anwendungsbereich Verfahren – Umweltanforderungen Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 9

Was ist Biomasse Anbau von Pflanzen tierische und pflanzliche Nebenprodukte und Abfälle aus Biogase Bioalkohole aus Vergasung, esterung von Pyrolyse Pflanzen. Anaerober ölen Vergärung Land-, Forst-, Fischwirtschaft Stroh, Gülle, Mist Rapsfelder, Durchforstungsholz, Energiewälder, Grünschnitt, . . . Altholz Bioabfälle Holzreste, je nach gebrauchte Biomasse Erzeugnisse Biodiesel, . . . nur „Abfälle“ Kreislaufwirtschafts-Abfallgesetz (Kr. W-Abf. G) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 10

§ 6. Stoffliche und energetische Verwertung (Kr. W- / Abf. G): (1) Abfälle können a) stofflich verwertet werden oder b) zur Gewinnung von Energie genutzt werden. Vorrang hat die bessere umweltverträgliche Verwertungsart. . (2) Soweit der Vorrang einer Verwertungsart nicht in einer Rechtsverordnung nach Abs. 1 festgelegt ist, ist eine energetische Verwertung. . . (als Ersatzbrennstoff) nur zulässig, wenn 1. der Heizwert des einzelnen Abfalls, ohne Vermischung mit anderen Stoffen, mindestens 11. 000 k. J/kg beträgt, 2. ein Feuerungswirkungsgrad von mindestens 75% erzielt wird, 3. entstehende Wärme selbst genutzt oder an Dritte abgegeben wird und 4. die im Rahmen der Verwertung anfallenden weiteren Abfälle möglichst ohne weitere Behandlung abgelagert werden können. . Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 11

Abfall / Ersatzbrennstoff Hu > 11. 000 k. J/Kg Deponie energetische Verwertung Hu < 11. 000 k. J/Kg thermische Beseitigung stoffliche Verwertung Energie Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 12

§ 6. Stoffliche und energetische Verwertung (Kr. W- /Abf. G): . . . Abfälle aus nachwachsenden Rohstoffen können energetisch verwertet werden, wenn die in Satz 1 Nr. 2 bis 4 genannten Voraussetzungen vorliegen. . 2. ein Feuerungswirkungsgrad von mindestens 75% erzielt wird, 3. entstehende Wärme selbst genutzt oder an Dritte abgegeben wird und 4. die im Rahmen der Verwertung anfallenden weiteren Abfälle möglichst ohne weitere Behandlung abgelagert werden können. Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 13

Was ist keine Biomasse • fossile Brennstoffe (Ausnahme: falls notwendig für Zünd- und Stützfeuerung) • Torf • Altholz – mit mehr als 0, 005 Gewichtsprozent PCB/PCT – mit mehr als 0, 0001 Gewichtsprozent Quecksilber – Abfall zur Beseitigung gemäß Kr. W-/Abf. G Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 14

Was ist keine Biomasse • • • gemischte Siedlungsabfälle Papier, Pappe, Karton Textilien Deponiegas, Klärgas (bis zu 10% zulässig) Klärschlamm Hafenschlick und sonstige Gewässerschlämme/sedimente • Tierkörper und tierische Erzeugnisse gemäß Tierkörperbeseitigungsgesetz Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 15

Altholz • Holzreste aus der Holzbe- und Holzverarbeitung (Industrierestholz) • Verpackungsholz • Baustellenhölzer – Bauholz – Abbruchholz • Möbel, Sperrmüll • Hölzer aus dem Aussenbereich Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 16

Altholzklassen (nach Altholz. V ab vorrauss. 2003) A I: naturbelassenes Holz (nur mechanisch bearbeitet) A II: verleimtes, gestrichenes, beschichtetes, lackiertes, . . . Holz (keine halogenorganischen Verbindungen) A III: Holz mit halogenorganischen Verbindungen in der Beschichtung A IV: mit Holzschutzmitteln behandeltes Holz PCB/PCT-Altholz: z. B. Dämm-, Schallschutzplatten Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 17

Sonderregelung Nur in Anlagen, die bis Juni 2004 genehmigt worden sind, sind zulässig – Holz der Klassen III und IV (nur in Anlagen gemäß 17. BIm. Sch. V -> Abfallverbrennung) • Kein Aufbau von Überkapazitäten • Fortentwicklung der Umwelttechnologien – Pflanzenölmethylester Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 18

Technische Verfahren sind insbesondere • Feuerungsanlagen in Kombination mit Dampfturbinenanlagen, etc. • Verbrennungsmotoren • Gasturbinen • Brennstoffzellen Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 19

Umweltanforderungen Geltende Vorschriften des öffentlichen Rechts bezüglich der jeweiligen Anlagen und der betreffenden Stoffe (BIm. Sch. G, Kr. W-Abf. G) Insbesonders bzgl. Altholz • AI: 1. BIm. Sch. V (Kleinfeuerungsanlagen) • AII: 1. bzw. 4. BIm. Sch. V • AIII: 17. BIm. Sch. V (Abfallverbrennung) • AIV: 17. BIm. Sch. V (Abfallverbrennung) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 20

Sonderregelungen für belastetes Altholz und daraus hergestelltes Gas Mindestwirkungsgrade für die Stromerzeugung über 5 MW aus Holz der Klassen III und IV ohne Wärme-nutzung in Dampfturbinenprozessen 5 – 10 MW 25% 10 – 15 MW 27% 15 – 20 MW 29% Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 21

Probleme und Anmerkungen • keine Pflicht zur KWK • keine eindeutige Festlegung bezüglich des Kr. W-Abf. G • umweltbezogene Rechtsverhältnisse sollen ausschließlich zivilrechtlich ausgestaltet werden; somit keine Einschaltung von Überwachungsbehörden erforderlich Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 22

Tschechien allgemein • Fläche CZ 79. 000 km² – (BRD 358. 000 km²) • CZ 130 EW/km² – (BRD 230 EW/km²) • Waldfläche CZ 32% – (BRD 29%) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 23

Tschechien allgemein • EU Beitritt geplant für 2003/4 – Welche EU Direktiven müssen im Energiesektor umgesetzt werden: • No. : 96/92/EC (gemeinsame Vorschriften für den Elektrizitätsbinnenmarkt) • No. : 98/30/EC (gemeinsame Vorschriften für den Erdgasbinnenmarkt). – Geschehen im New Energy Act (458/2000) und dem New Energy Economy Act (406/2000) • Tschechien hat dem Kyoto Protokoll zugestimmt, aber noch nicht ratifiziert. Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 24

Vergütungssätze nach Verordnung 1/2002 des Energy Regulatory Office Erzeugungsart Preis CSK/KWh Preis €/KWh Wasserkraft 1, 50 0, 05 Windkraft 3, 00 0, 10 Biomasse & -gas 2, 50 0, 08 Geothermal 3, 00 0, 10 Photovoltaik 6, 00 0, 20 KWK 0, 97 0, 03 Umrechnungskurs €: CSK ~ 1: 30, 5 Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 25

Einspeisevergütung in Tschechien Grundlage Energy Act 458/2000 des Ministeriums für Industrie & Handel Section 1 Object of Regulation This Act provides the conditions for business activities, performance of public administration and regulation in the energy sectors, including electricity, gas and heat, as well as the rights of and obligations of individuals and legal entities related thereto. Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 26

Entscheidende Paragraphen für Erneuerbare Energien im Energy Act (458/2000) • Section 25: Distribution System Operator (12) The distribution system operator shall, as far as technically possible, buy electricity from renewable sources as referred to in Section 31 Subsection 1 and from sources of combined generation of electricity and heat, doing so in quantities specified according to Section 32 Subsection 2 in the manner specified in the implementing legal regulation. • Section 17: Energy Regulatory Office and the Authority Thereof (3) The mission of the Energy Regulatory Office is to support economic competition and protect consumers’ interests in energy sector areas where competition is impossible, aiming to meet all reasonable requirements for energy supply. Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 27

Verordnung 252/2001 Ministerium für Industrie & Handel über Prozedere Decree no. 252 of the Ministry of Industry and Trade on the method of buying electricity from renewable sources and from sources of combined generation of electricity and heat: Regelt lediglich: • Netznutzungsgebühren • Anschlussgebühren. • Ausgleichszahlungen für Netzbetreiber. • Prozedere Abrechnung Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 28

Gesetz über Preisregulierungen (Act 526/1990, Act 265/1991 & Act 135/1994) • ACT 526/1990: – Definition Vorgehensweise Preisliberalisierung und deren Hemmnisse. Generelles Rahmenwerk – spricht keine Branchen etc. speziell an. • Im Gesetz No. 265/1991 in der Fassung von No. 135/1994 wird festgelegt: – „. . . the only body of price regulation is the Ministry of Finance, which can delegate regulation to district and local bodies in certain cases. “ • Reguliert sind z. B. noch Preise für: – Wärme, Strom, Wasser, öffentlicher Nahverkehr, Telekommunikation und Postdienstleistungen. Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 29

Fazit Einspeisevergütung in Tschechien • Kompetenz des ERO muss entschieden werden. • ERO Direktor Pavel Brychta: noch gerichtlich – „The ERO has the right to set the respective prices and this right arrises from the act of prices (526/1990) not from the Energy act“ – „If an independent court were to rule that the ERO was not authorised by the operation of law to introduce these solutions and abolished the particular price decisions, it would mean the end of the support for these sources. . . “ Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 30

Fazit Einspeisevergütung II • Investoren können nicht auf Rechtssicherheit vertrauen! • Jetzige rechtliche Regelung sei nicht transparent & diskriminierungsfrei. • Nicht kompatibel mit neuer wettbewerbsorientierter Ordnung des Energie Sektors. (Kommentar Tschechische Energieagentur) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 31

Pendant zum Kr. W-Abf. G? Eine Gesetzgebung zur Kreislauf-Abfallwirtschaft existiert nicht. Lediglich im ACT 125/1997 über Abfallmanagement: • § 7 Obligations in the treatment, use and disposal of waste – (5) Wastes may be used for energy generation or disposed of by incineration or by othermochemical methods in installations built for such purposes and meeting the requirements provided in special regulations. 12) In installations which have orignally not been built for burning wastes these can only be incinerated when all requirements provided by special regulations 12) have been met, and provided administrative authorities have given their approval. 11) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 32

Bioabfallbehandlung in CZ • Keine gesetzliche Regelung zur Behandlung von Bioabfällen – Kommunaler Bioabfall wird zusammen mit Haushaltsmüll auf Deponien abgelagert. – Verbrennung nur in Prag, Liberec & Brünn. – Klärschlamm wird deponiert oder als Dünger in der Landwirtschaft genutzt. Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 33

Rohholzaufkommen in CZ & BRD (1999) BRD CZ Zuwachs 57 Mio. m³/a 16, 6 Mio. m³/a Einschlag 38, 5 Mio. m³/a 14 Mio. m³/a Potenzieller 45 Mio. m³/a Einschlag 1 m³ ~ 0, 5 t Holztrockenmasse Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien ? 34

Aktivierbare Menge an Holzbrennstoffen in der BRD (Angaben in Mio t Trockenmasse) Gesamtmenge Energetische Nutzung bereits Gesamtmenge aktivierbar Waldrestholz 20, 0 2, 0 3, 0 5, 0 Sägerestholz (4, 8)+ 0, 5 0, 3 0, 8 Holzabfälle (4, 0)+ 3, 0 0, 5 3, 5 Altholz 8, 0 1, 6 1, 4 3, 0 Rinde 2, 0 0, 3 0, 5 0, 8 SUMME 30, 0 7, 4 5, 7 13, 1++ (31 TWh) (24 TWh) (55 Twh) Energiepotenzial 125 TWh + im Waldholz enthalten ++ bei stärkerer Aktivierung von Gebraucht – und Waldholz höhere Werte erreichbar Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 35

Entwicklungsprognose für den Holzbedarf der Holzwerkstoff- und der Papier- & Zellstoffindustrie in der BRD (in 10³m³/a) Verbrauchergruppe Holzschliff Zellstoff Spanplatte MDF OSB Gesamt 1999 3. 050 13. 950 5. 450 0 25. 500 2003+ 3. 300 6. 850 16. 650 7. 600 2. 100 36. 500 100% 143% >+10%/a Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 36

Trends aufgrund EEG • Holzverknappung besonders Altholz Umschwung von Entsorgungsgutschrift zu Aufpreis – Preistrend: Anfang 2000 Altholz noch umsonst, nun 15 -25 €/t. • Ausweg Holzimport – Transporte verschlechtern Ökobilanz, – kostenintensiv wegen niedriger Energiedichte (Faustregel Versorgungsradius zwischen 30 und 50 km, je nach Größe). • Längst nicht alle Anlagen werden gebaut werden – Ursprünglich allein 50 a 20 MW geplant. Schätzung geht nun noch von 20 -30 Anlagen aus. Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 37

Holz-Preise Deutschland/Tschechien Kategorie €/MWh. HU BRD Waldholz ~ 10, 8 (Hackgut) Industrierestholz ~3, 1 (Hackgut) Altholz 2, 8 - 4, 8 €/MWh. HU CZ 5 -7, 5 ~2, 3 Keine Preise • Preisangaben schwanken je nach Quelle sehr stark. • in Tschechien Maßangaben unklar. • Zum Vergleich Erdgas: 13. 6 €/MWh Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 38

Preise Technik Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 39

Übersicht über die spez. Kosten von Biomassekesseln Thermische Leistung in k. W 100 -500 150 -250 500 -1000 100 -200 1000 -5000 100 -250 5000 -30000 Automatisch beschickte biomassebefeuerte Kessel Spezifische Kosten in €/k. W 250 -400 fertig montiert, einschließlich Beschickung, Entaschung, Luft- und Rauchgassystem, Rauchgasreinigung Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 40

Extra Kosten der Technik von Biomasseanlagen • Lagerraum • Trocknung • aufwendigere Technik • Ascheentsorgung Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 41

Heizwertvergleich Holz vs. Fossile Energieträger Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 42

Investor • Strom oder KWK oder Wärme? • Standortsuche • Holzquellen • Akzeptanz Bevölkerung? Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 43

Logistik Deutschland/Tschechien • Deutschland – Biomassehöfe vor allem in Süddeutschland – Energieholzbörse • Tschechien – www. skladka. cz (bisher kaum Umsatz) Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 44

Ausblick • Zusätzliche Erlöse durch CO 2 Zertifikathandel • Fragen, Anmerkungen, Diskussion • Deutsche Gesetze zu finden unter: – www. biomasse-info. net – Erläuterungen zur Biomasseverordnung Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland & Tschechien 45