Umweltwirkungen der Bioenergienutzung

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Am 15.Mai 2012 fand in Leipzig der 7. Em-Power-Anwenderkurs mit dem Thema “Bioenergie” statt, ich durfte dort mit einem Vortrag zum Thema Umweltwirkungen teilnehmen. An dieser Stelle möchte ich mich nochmals bei den Veranstaltern sowie allen weiteren Teilnehmern für das Interesse und die regen Diskussionen bedanken.

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  • Ozonabbau – Abbau der strahlungsabsorbierenden Schicht in der Stratosphäre Versauerung - „saurer Regen“ durch Lösung von Abgasen in der Atmosphäre Eutrophierung- Nährstoffeintrag ins Ökosystem, vor allem Phosphate Photosmog – Bildung von bodennahem Ozon durch Abgase
  • Umweltwirkungen der Bioenergienutzung

    1. 1. Lupulo Beratung für erneuerbare Energien und fairen Wissenstransfer Sebastian Brauer Umweltwirkungen bei der BioenergienutzungEmPower Anwenderkurs „Bioenergie“ Leipzig, 15. Mai 2012
    2. 2. InhaltEinführungQuantifizierte Umweltwirkungen – Ökobilanzen Methodik Einige Beispielergebnisse SchlussfolgerungenNicht quantifizierte Umweltwirkungen Warum wesentlich? Einige Beispiele SchlussfolgerungenZusammenfassung und Schlussfolgerungen 2
    3. 3. Über michStudium an der TU Bergakademie Freiberg, ÖkologischeProduktentwicklung (Umweltengineering)seit dem Studium Beschäftigung mit erneuerbarenEnergien, speziell BiomassenutzungDBFZ (Prozesssimulation, Biokraftstoffe)German ProfEC GmbH (internationale Dienstleistungenzu nachhaltiger Energiegewinnung), Projektarbeit inHondurasseit 2009 freiberuflich tätig (Projektplanung, Rechercheund Gutachten, Informationsarbeit,Gebäudeenergieberatung) 3
    4. 4. Einführung – Warum Bioenergie? Neuorientierung bei der Energiebereitstellung notwendig aus zwei Hauptgründen Zunehmende Knappheit Endliche vertretbare Menge an endlicher Ressourcen, Klimagasen, um Klimawandel insbesondere Erdöl kontrollierbar zu halten „Peak Oil“ „Globale Erwärmung“ + zusätzlich zu beiden Aspekten müssen möglichst alle weiteren Umweltwirkungen betrachtet werdenBildquellen: www.ammocity.com, www.luftwaermepumpe.eu 4
    5. 5. Einführung - ProblemstellungWunsch:Erfassung aller wesentlichen Umweltwirkungen in übersichtlicher Form als AuswahlkriteriumProblematik:bei Biomasse Verknüpfung von Technologie mit Land-/ Forstwirtschaft, komplex und fehleranfälligmanche Umweltwirkungen sind schwer oder nicht quantifizierbar im Rahmen einer ÖkobilanzErgebnisse abhängig von Systemgrenzen und Fragestellung, nicht immer vergleichbareinige Umweltwirkungen nur indirekt wirksam 5
    6. 6. InhaltEinführungQuantifizierte Umweltwirkungen – Ökobilanzen Methodik Einige Beispielergebnisse SchlussfolgerungenNicht quantifizierte Umweltwirkungen Warum wesentlich? Einige Beispiele SchlussfolgerungenZusammenfassung und Schlussfolgerungen 6
    7. 7. Ökobilanzierung - MethodikZiel: Analyse der Umweltwirkungen eines Produkts entlang des gesamten Lebenswegs (DIN ISO 14040)Schritte:Sachbilanz ( Stoff- und Energieströme innerhalb Systemgrenzen)Zuordnung zu UmweltwirkungskategorienInterpretation Bildquelle: http://www.ibp.fraunhofer.de 7
    8. 8. Ökobilanz - WirkungskategorienOft reduziert auf die ersten beiden Wirkungen: Quelle: IFEU/Rettenmaier 2011 8
    9. 9. Ökobilanz: THG Wärme, Mobilität9 Quelle: WBGU, Bioenergie und nachhaltige Landnutzung, 2009
    10. 10. Ökobilanz: THG Elektrizität10 Quelle: WBGU, Bioenergie und nachhaltige Landnutzung, 2009
    11. 11. Ökobilanz - Weitere Wirkungen Zusammenstellung für Biokraftstoffe Ohne negative Werte Landnutzungsänderung! bedeuten Vorteil gegenüber fossilen Kraftstoffen viele Probleme resultierend bzw. entsprechend konventioneller LandwirtschaftQuelle: IFEU, Reinhardt, Ökobilanzen Biokraftstoffe, 2003 11
    12. 12. Ökobilanz - Weitere Wirkungen Zusammenstellung für Strom aus Biogas (Anbau- Biomasse) negative Werte bedeuten Vorteil gegenüber fossilen Kraftstoffen vergleichbar mit Grafik zu BiokraftstoffenQuelle: IFEU2008/Rettenmaier 2011 12
    13. 13. Ökobilanzierung - SchlussfolgerungenBioenergieanwendungen weisen ökologische Vor- und Nachteile aufgemeinsame Vorteile sind: Klimagaseinsparungen (möglicherweise Umkehrung infolge von Landnutzungsänderungen), Einsparung endlicher RessourcenNachteile sind in Zusammenhang mit den Anbau zu sehen und vergleichbar mit denen aus intensiver LandwirtschaftVerbesserungspotenzial liegt in der Nutzung von land- und forstwirtschaftlichen Reststoffen (begrenzt) sowie anderen Landwirtschaftsformen (ökologischer Landbau) 13
    14. 14. InhaltEinführungQuantifizierte Umweltwirkungen – Ökobilanzen Methodik Einige Beispielergebnisse SchlussfolgerungenNicht quantifizierte Umweltwirkungen Warum wesentlich? Einige Beispiele SchlussfolgerungenZusammenfassung und Schlussfolgerungen 14
    15. 15. Nicht quantifizierte UmweltwirkungenNicht quantifiziert heißt nicht: unwesentlich!Beispiel für zunehmende Quantifizierung: Berücksichtigung von Landnutzungsänderungen in Ökobilanzierungen (direkt und indirekt)Beispiele:Veränderung des Bodenhaushalts (Humusgehalt)Beeinflussung der BiodiversitätVerminderung von Gefährdungen (Öltanker)(Weiterhin)Reststoffnutzung = AbfallvermeidungRelokalisierung = regionale Verantwortung 15
    16. 16. Humusabbau - EinführungMessgrößeHumusgehalt, berechenbar aus organischem KohlenstoffgehaltGrünland: 8 – 10 Prozent in oberen 10 cm→ Ackerland (typisch): 1 – 2 Prozent in der KrumeSchwer quantifizierbar, da abhängig von vielen Faktoren, fruchtfolgenabhängigUrsachen für AbbauUmbruch von Wald und DauergrünlandFalsche Bewässerung, AusspülungIntensive Bodenbearbeitung, besonders PflügenBlanke Bodenteile in Monokulturen 16
    17. 17. Humusabbau - LandwirtschaftWesentlich für den Humusaufbau neben organischer Substanz: Bodenorganismen!→ Boden ist kein technisches, sondern biologisches System! 1 h a W ie s e n f lä c h e 3 0 t B o d e n o r g a n is m e n 2 Kühe (6 0 G V E ) (2 G V E )Schadfaktoren: Verdichtung, KunstdüngerKönnen auch nicht durch organische Düngung ausgeglichen werden! Bildquelle:flickr.com 17
    18. 18. Humusabbau - LandwirtschaftEnergiepflanzen sind oft Humuszehrer, auch in Fruchtfolge Energiepflanzen(Biogas, Kraftstoffe) Quelle: kompost.de, 2009Auswege: organische Düngung, Extensivierung, MehrfruchtsystemeNutzung von Grünlandpflanzen, z. B. Kleegrasmahd 18
    19. 19. Biodiversität - KUPVorteile für Bodenhaushalt und Biodiversität gegenüber EnergiepflanzenanbauGründe: längere Bodenruhe, weniger Chemikalienentrag, Erosionsschutz ähnlich HeckenEntsprechung bzw. Weiterführung aus Ökolandbau/Permakultur: Agroforstsysteme Quellen: Projekt NOVALIS (DBU), NABU, http://www.bioenergie.de, www.ttz-bremerhaven.de 19
    20. 20. Biodiversität - Mittelwaldwirtschafttraditionelle Form der Waldbewirtschaftung, in Leipziger Auelandschaft bis ins 19. Jahrhundert praktiziertVerringerung von Nutzungskonkurrenz Bauholz/Brennholz, Erhöhung der Biodiversität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Schädlingenteilweise Wiedereinführung aufgrund verstärkter lokaler Holznachfrage, z. B. Unterfranken, Schweiz Quellen: http://www.leipzig.de/de/buerger/freizeit/leipzig/stadtwald/geschichte/02961.shtml, http://www.waldbau.wzw.tum.de/?id=81 20
    21. 21. Vermeidung von Ölunfällen Quelle: wikipedia.de (verändert) Freigesetzt Datum Bezeichnung Ort Gefahrstoff Ursache (Tonnen) Diesel und Sabotage in01.02.2010 Ölpest in Norditalien Bei Monza, Italien 500 Heizöl einer Raffinerie Rohöl mit Deepwater Ölpest im Golf von 500.000 bis20.04.2010 Golf von Mexiko hohem Horizon Mexiko 1.000.000 Gasanteil Blowout01.05.2010 Bunga Kelana 3 Straße von Singapur 2500 Rohöl Tankerunglück 27.000 bis Leck einer01.05.2010 Ölpest im Nigerdelta Nigerdelta, Nigeria Rohöl 95.500 Erdöl-Pipeline 1.500 bis Pipeline-01.07.2010 Ölteppich von Dalian Hafen von Dalian Rohöl 60.000 Explosion Nightingale Island, Frachtschiff,16.03.2011 Oliva 1500 Schweröl Tristan da Cunha aufgelaufen Ölplattform Gannet Leckage an01.08.2011 Nordsee 200 Erdöl Alpha Rohrleitung. Ölkatastrophe vor aufgelaufenes01.10.2011 Bay Of Plenty 350 Schweröl Neuseeland 2011 Frachtschiff Undichtes Bohrloch vor undichtes01.11.2011 Brasilien 360 Erdöl Brasilien 2011 Bohrloch Unfall auf20.12.2011 Unfall im Bonga-Ölfeld Küste vor Nigeria 5000 Rohöl Verladestation25.03.2012 Elgin Wellhead Platform Nordsee ? Erdgas Blowout 21
    22. 22. Vermeidung von ÖlunfällenUmweltwirkungenÖlpest: Ökosystemzerstörung, damit langfristige Schädigung von Wasserversorgung, Fischerei, TourismusBrände: massive LuftverschmutzungenFreisetzung durch Unfälle im Durchschnitt jährlich 100.000 Tonnenentspricht 1.200.000 MWh bzw. Jahresstrom-verbrauch von 240.000 MusterhaushaltenVermeidungspotenzial durch erneuerbare Energien inklusive Bioenergie: ca. 90 Prozent (Energiesektor) 22
    23. 23. Schlussfolgerungennicht quantifizierte Umweltwirkungen sind ebenso wesentlich wie quantifiziertezunehmend werden diese ansatzweise quantifiziert, wie etwa LandnutzungsänderungenAber: oft ist nicht quantifizierte Umweltwirkung Überbegriff für weitere Problemfelder (z. B. Humusverlust)Liste mit möglichen Umweltwirkungen ließe sich beinahe unendlich erweitern (soziale Aspekte, Regionalentwicklung, gesellschaftliche Veränderung usw.)→ Eine vollständige Quantifizierung wird nie stattfinden. 23
    24. 24. InhaltEinführungQuantifizierte Umweltwirkungen – Ökobilanzen Methodik Einige Beispielergebnisse SchlussfolgerungenNicht quantifizierte Umweltwirkungen Warum wesentlich? Einige Beispiele SchlussfolgerungenZusammenfassung und Schlussfolgerungen 24
    25. 25. Einordnung nach Endenergie W ä rm e E le k tr iz itä t M o b ilitä t R e s s o u rc e n s c h o n u n g K lim a g a s w ir k u n g K lim a g a s w ir k u n g E u tr o p h ie r u n g P o s it iv e U m w e lt w ir k u n g N e g a t iv e U m w e lt w ir k u n g V e rs a u e ru n g U n t e r s c h ie d lic h e W ir k u n g N ic h t q u a n t if iz ie r t O zonabbau E in f lu s s B io d iv e r s it ä tE in f lu s s B io d iv e r s it ä t V e r a n t w o r t u n g d u r c h R e lo k a lis ie r u n g E in f lu s s H u m u s - H a u s h a lt V e r m e id u n g Ö lu n f ä lle T e n d e n z ie ll z u n e h m e n d e Z e n tra lis ie r u n g d e r T e c h n o lo g ie n 25
    26. 26. SchlussfolgerungenAlle Bioenergieformen weisen positive und negative Umweltwirkungen aufDiese können nicht ohne weiteres erfasst und quantifiziert werden, differenzierte Betrachtung je nach Anwendung nötigTendenziell nehmen negative Umweltwirkungen mit zunehmender Zentralisierung der Technologie zuEs lassen sich Anforderungen an Bioenergieprojekte formulieren, um Nachhaltigkeit und positive Gesamtwirkung wahrscheinlich zu machen 26
    27. 27. Anforderungen an BioenergieprojekteNutzung von Reststoffen an Stelle Energiepflanzenanbau Vermeidung von Flächenkonkurrenzen, Monokulturen, Abfällen Kreislaufschlüsse in bestehenden SystemenRegionaler Bezug, „Kleinmaßstäblichkeit“ detailliertere Planung durch konkrete Gegebenheiten möglich Vorhandensein einer „regionalen Verantwortung“ bei Wärme: sinnvolle Übertragung möglich (?) bei Strom: gut regelbare, bedarfsorientierte Anlagen nutzen Speicherfähigkeit von Biomasse am besten ausAnlagenflexibilität Verringerung der Forderung nach MonokulturenLangfristige Planung Integration einer Anlage in bestehende Zusammenhänge Rückzahlung fossiler Aufwendungen bei Anlagenerrichtung 27
    28. 28. Kontakt Sebastian Brauer LupuloBeratung für erneuerbare Energien und fairen Wissenstransfer An der Schmiede 4, 04425 Taucha Telefon: 0341-2197998 E-Mail: s.brauer@lupulo.de Web: www.lupulo.de 28

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