Biogas im (Klima-) Wandel
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Biogas im (Klima-) Wandel Betrachtung der Potenziale und Perspektiven von Biogas an der deutschen Ostseeküste unter dem Einfluss des Klimawandels Cindy Dengler RADOST-Berichtsreihe Bericht Nr. 35 ISSN: 2192-3140 Kooperationspartner REPORT GEOTHERMIE IM (KLIMA-) WANDEL BETRACHTUNG DER POTENZIALE UND PERSPEKTIVEN GEOTHERMISCHER ENERGIENUTZUNG AN DER DEUTSCHEN OSTSEEKÜSTE UNTER DEM EINFLUSS DES KLIMAWANDELS Cindy Dengler GICON – Großmann Ingenieur Consult GmbH RADOST-Berichtsreihe Bericht Nr. 10 ISSN: 2192-3140 Rostock, März 2012 REPORT BIOGAS IM (KLIMA-) WANDEL BETRACHTUNG DER POTENZIALE UND PERSPEKTIVEN VON BIOGAS AN DER DEUTSCHEN OSTSEEKÜSTE UNTER DEM EINFLUSS DES KLIMAWANDELS Cindy Dengler GICON – Großmann Ingenieur Consult GmbH RADOST-Berichtsreihe Bericht Nr. ISSN: 2192-3140 Rostock, Juli 2014 Biogas im (Klima-) Wandel Inhalt Vorwort................................................................................................................................. 9 1 Einleitung ...................................................................................................................12 2 Biogas ........................................................................................................................14 2.1 Das natürliche Potenzial von Biogas .......................................................................14 2.2 Das technische Potenzial von Biogas .....................................................................15 2.2.1 Technik.................................................................................................................................15 2.2.2 Rechtliche Rahmenbedingungen .......................................................................................16 2.3 3 Klima und Klimawandel ............................................................................................19 3.1 4 Klima und Klimawandel an der deutschen Ostseeküste ..........................................20 3.1.1 Bisherige Klimaveränderungen ..........................................................................................20 3.1.2 Mögliche Klimaänderungen bis 2100.................................................................................21 Entwicklung der Potenziale von Biogas unter dem Einfluss des Klimawandels ..24 4.1 Einfluss des Klimawandels auf die Parameter des natürlichen Potenzials ...............25 4.2 Einfluss des Klimawandels auf die Parameter des technischen Potenzials .............27 4.2.1 Technik.................................................................................................................................27 4.2.2 Rechtliche Rahmenbedingungen .......................................................................................27 4.3 5 Das wirtschaftliche Potenzial von Biogas ................................................................17 Einfluss des Klimawandels auf die Parameter des wirtschaftlichen Potenzials ........28 Zusammenfassung....................................................................................................29 Literaturverzeichnis ...........................................................................................................31 5 Biogas im (Klima-) Wandel Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Potenzialdefinitionen für erneuerbare Energien [vgl. WM M-V 2011] .............10 Abbildung 2: Einfluss- bzw. Restriktionsbereiche bei der Nutzung erneuerbarer Energien .11 Abbildung 3: Entwicklung des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch in Deutschland ..................................................................................................12 Abbildung 4: Struktur der Strombereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2013 (gesamt: 152,6 TWh) ................................................................13 6 Biogas im (Klima-) Wandel Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Klimaänderungen an der deutschen Ostseeküste bis heute (2009) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) ..................................................21 Tabelle 2: Mögliche Änderungen der Temperatur an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) ...................................................................................................22 Tabelle 3: Mögliche Änderungen des Niederschlags an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) ...................................................................................................22 Tabelle 4: Mögliche Änderungen der Luftfeuchte an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (19611990) .............................................................................................................22 Tabelle 5: Mögliche Änderungen der Windverhältnisse an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) ...................................................................................................23 Tabelle 6: Mögliche Änderungen der Bewölkung an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (19611990) .............................................................................................................23 Tabelle 7: Parameter mit Einfluss auf die Potenziale von Biogas ...................................24 7 Biogas im (Klima-) Wandel 8 Biogas im (Klima-) Wandel Vorwort Die Vorkommen der fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas verringern sich kontinuierlich. In absehbarer Zeit werden diese Energieträger verbraucht sein. Um die verbleibenden Ressourcen so effizient wie möglich zu nutzen, werden Anpassungsstrategien wie gesteigerte Energieeffizienz, Energieeinsparungen und der Umstieg auf andere Energiequellen entwickelt. Aufgrund der Endlichkeit der fossilen Energieträger, aber auch aus Sicht des Klima- und Umweltschutzes wird langfristig eine 100%ige Energieversorgung aus erneuerbaren Energiequellen angestrebt. In diesem Sinn wird im Bereich der erneuerbaren Energien viel in die Forschung nach effizienten und innovativen Techniken sowie in die Anpassung rechtlicher Regelungen und technischer Richtlinien investiert. Die erneuerbaren Energien stellen nach menschlichen Maßstäben unerschöpfliche Energiequellen dar. Dennoch können von ihrem natürlichen Dargebot bisher nur wenige Promille (Solarstrahlung, Wind) bis Prozente (Biomasse, Erdwärme) tatsächlich in Form von Strom oder Wärme genutzt werden. Die Potenziale der erneuerbaren Energien werden beeinflusst durch technischen Fortschritt und sich verändernden Rahmenbedingungen in Politik und Wirtschaft. Im Bereich der erneuerbaren Energien spricht man daher unter anderem von natürlichen, technischen und wirtschaftlichen Potenzialen der Energien. Als natürliches Potenzial erneuerbarer Energien wird das innerhalb einer Region und einem bestimmten Zeitraum theoretisch nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten nutzbare Energieangebot eines Energieträgers (Erdwärme, Wind, Sonneneinstrahlung oder Biomasse) bezeichnet. Synonym sind auch die Bezeichnungen theoretisches oder physikalisches Potenzial im Gebrauch. Mittels physikalischer Gesetze oder auch Naturgesetze werden Zustände und deren Änderungen eines physikalischen Systems (z.B. Klimasystem) mittels messbarer, eindeutig definierter physikalischer Größen bzw. Parameter oder Variablen beschrieben. Im Bezug auf den Klimawandel sind als Parameter z.B. Lufttemperatur, Niederschlag oder Windgeschwindigkeit zu nennen. Das technische Potenzial umfasst den Anteil am natürlichen Potenzial, der hinsichtlich der aktuell besten am Markt verfügbaren Technik sowie unter Berücksichtigung struktureller und ökologischer Restriktionen sowie gesetzlicher Vorlagen nutzbar ist. Die wirtschaftliche Machbarkeit bleibt dabei unberücksichtigt. Technische Restriktionen ergeben sich aus den Grenzen für Wirkungsgrade, Anlagengrößen und dem technischen Entwicklungspotenzial der jeweiligen Nutzungstechnologien. Strukturell ergeben sich Nutzungseinschränkungen beispielsweise durch Ortsgebundenheit (Erdwärme) oder einem begrenztem Transportradius (Biomasse) der Energiequelle. Trotz ihrer Vorteile stellen Anlagen zur Nutzung der erneuerbaren Energien auch Eingriffe in die Natur und Landschaft dar, aus denen sich Beeinträchtigungen für diese ergeben können. Zum Schutz der Natur und Landschaft wird die Nutzung der Erneuerbaren durch ökologische Restriktionen eingeschränkt. Dies erfolgt hauptsächlich durch die Gesetzgebung (z.B. Raumplanung oder Schutzgesetze). Das wirtschaftliche Potenzial umfasst den Anteil des technischen Potenzials, der wirtschaftlich konkurrenzfähig genutzt werden kann. Es ist abhängig von konkurrierenden Systemen sowie vom vorherrschenden Energiepreisgefüge und stellt im Idealfall die KostenNutzen-Situation ohne Berücksichtigung von Fördermaßnahmen dar. Im Bereich der erneuerbaren Energien sind zum Ausgleich der vergleichsweise hohen Gesamtkosten (Investition, Betrieb und Entsorgung) noch Fördermaßnahmen (z.B. EEG-Einspeise- 9 Biogas im (Klima-) Wandel vergütung) notwendig. In den meisten Fällen ergibt sich daher das wirtschaftliche Potenzial aus der Konkurrenzfähigkeit der gewinnbaren Energie inklusive der aus energiepolitischen Gründen vollzogenen Fördermaßnahmen. Nach Abzug aller bisher genannten Restriktionen verbleibt das ausschöpfbare Potenzial der erneuerbaren Energien. Dieses wird jedoch selten vollständig realisiert, da zunächst noch subjektive Hemmnisse und Zeitverzögerungen die Ausnutzung vermindern. Subjektive Hemmnisse bzw. soziale Akzeptanzprobleme treten besonders deutlich bei der Diskussion um Windkraftanlagen und Landschaftsbild hervor. So wurden bereits Projekte aus landschaftsästhetischen Gründen nicht realisiert. Zeitverzögerungen entstehen u.a. durch die Prioritätensetzung von Investoren, die sich meist zuerst auf die Projekte mit maximalem Gewinn fokussieren. Abzüglich dieser Komponenten verbleibt das erschließbare Potenzial als der tatsächlich zu erwartende Beitrag zur Energieversorgung. Abbildung 1: Potenzialdefinitionen für erneuerbare Energien [vgl. WM M-V 2011] Anhand dieser Potenzialdefinitionen ist zu erkennen, dass die Möglichkeiten zur Nutzung der erneuerbaren Energien von vielen Parametern beeinflusst bzw. begrenzt werden. Diese Parameter lassen sich in die Bereiche Natur, Technik, Recht und Wirtschaft einordnen. Die technischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Parameter sind das Ergebnis gesellschaftlicher Entscheidungen. So kann z.B. ein heute noch potenzieller aber verbotener Anlagenstandort durch Gesetzesänderungen morgen schon für die Nutzung wieder freigegeben werden oder andersrum. Wie viel vom erschließbaren Energiedargebot tatsächlich erschlossenen wird, richtet sich vor allem nach der Höhe der Nachfrage. Die Parameter, die das natürliche Potenzial der erneuerbaren Energien bestimmen, unterliegen physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die vom Menschen nicht bzw. nur im geringen Maße bewusst verändert werden können. Der Klimawandel und die dadurch hervorgerufenen Veränderungen der Umweltbedingungen sind laut derzeitigem Wissenstand 10 Biogas im (Klima-) Wandel zwar zum größten Teil die Folge menschlichen Handelns, sie entziehen sich jedoch vollkommen der menschlichen Kontrolle. Die Veränderung von Umweltbedingungen bzw. -parametern kann sich direkt auf das natürliche Potenzial der erneuerbaren Energien auswirken. Aber auch indirekt kann der Klimawandel die Nutzung der Erneuerbaren beeinflussen. Um sich an unvermeidbare Veränderungen anpassen zu können, ist es wichtig zu wissen in wie weit der Klimawandel Auswirkungen auf die Potenzialparameter der erneuerbaren Energien und damit auf ihre Nutzungsmöglichkeiten haben wird. Abbildung 2: Einfluss- bzw. Restriktionsbereiche bei der Nutzung erneuerbarer Energien Zielstellung in der Bearbeitung des Fokusthemas Erneuerbare Energien ist es, die Auswirkungen veränderter Umweltbedingungen (Klimawandel) auf die Potenziale einiger erneuerbaren Energieformen (Geothermie, Photovoltaik, Windenergie, Biogas) und damit auf die Möglichkeiten ihrer Nutzung zu prognostizieren und ggf. erforderlich werdende strategische Anpassungsempfehlungen zu erarbeiten. Besonderes Augenmerk soll dabei auf die Erzielung von Synergieeffekten bei möglichen Kombinationen der Nutzung Erneuerbarer Energien mit technischen Anlagen aus thematisch völlig anderen Bereichen gelegt werden. Durch das Aufzeigen der zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Erneuerbaren Energienutzungen wird es Planern und Entwicklern in der Region ermöglicht, die Ergebnisse gerade bei langfristigen Planungsleistungen in ihre Planungen mit einzubeziehen bzw. eigene Strategien daraus abzuleiten. Dies betrifft nicht nur den Bereich der Erneuerbaren Energien. Ziel ist es, auch Planern und Projektentwicklern aus regional sehr typischen Wirtschaftszweigen, wie z.B. dem Küstenschutz oder maritimen Tourismus die Möglichkeit aufzuzeigen, wie durch eine innovative Herangehensweise die Nutzung der Erneuerbaren Energien von vornherein mit in die Projektplanungen (wie z.B. Küstenschutzanlagen bzw. touristischen Einrichtungen) einbezogen werden können. Hierfür wird insbesondere das Anwendungsprojekt zur Nutzung von Geothermie bei der Planung von Küstenschutzanlagen unter Einbeziehung von touristischen Einrichtungen initiiert und dabei regionale Planer als Dritte mit einbezogen. 11 Biogas im (Klima-) Wandel 1 Einleitung Mit der in 2011 beschlossenen Energiewende in Deutschland wurde auch der beschleunigte Ausbau der erneuerbaren Energien vereinbart. Bis zum Jahr 2050 soll die Stromerzeugung von rund 80% aus fossiler Energie und Kernenergie auf 80% aus erneuerbaren Energien steigen. Im Jahr 2013 konnten mit 25,4% (152,6 TWh) erstmals mehr als ein Viertel des gesamtdeutschen Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Energiequellen regeneriert werden. Abbildung 3: Deutschland Entwicklung des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch in Die Windenergie nimmt mit 8,9% (53,4 TWh) den größten Anteil ein. Die Stromerzeugung durch Photovoltaik ging auf 30 TWh im Jahr 2013 und damit auf 5% zurück. Auch die Stromerzeugung aus Biomasse ging im Vergleich zum Vorjahr zurück. Ihr Anteil am Bruttostromverbrauch betrug für 2013 nur noch 8% (48 TWh). Wasserkraft trug in 2013 mit rund 21,2 TWh 3,5% zur Bruttostromerzeugung bei. Abbildung 4 zeigt, dass Biogas mit 18,3% an dritter Stelle hinter Windenergie und Photovoltaik steht und damit eine der größten erneuerbaren Energiequellen für die Stromerzeugung darstellt. 12 Biogas im (Klima-) Wandel Abbildung 4: Struktur der Strombereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2013 (gesamt: 152,6 TWh) Einheimische Biomasse wird in Deutschland zukünftig als zentrale Säule zur Energieversorgung beitragen. Bis zu 23% des Bedarfs an Wärme, Strom und Kraftstoffen kann sie 2050 decken [FNR 2013]. Holz, Energiepflanzen, Stroh sowie Rest- und Abfallstoffe bieten das Potenzial für die nachhaltige Erzeugung eines erheblichen Teils der benötigten Energie. Hinsichtlich der Reduzierung der CO2-Emissionen ist die Bereitstellung von Energie aus Biogas aktuell umstritten, da auch bei der Biogaserzeugung CO2-Emmissionen entstehen. Die Klimagasemissionen pro kWh elektrischer Energie aus Biogas unterscheiden sich je nach Anlagenkonzept erheblich. Grundsätzlich wird aber im Vergleich zu fossilen Energien bei der Nutzung von Energie aus Biogas eine deutliche Vermeidung treibhauswirksamer Emissionen erreicht. Eine Verringerung der Treibhausgasemissionen trägt wesentlich zur Verringerung des Klimawandels bei. Die Nutzung von Biogas hat also Auswirkungen auf den Klimawandel. Andersherum könnte der Klimawandel aber auch die Biogaserzeugung beeinflussen. Wie sich die Potenziale von Biogas unter dem Einfluss des Klimawandels entwickeln, soll hier näher betrachtet werden. Der vorliegende Bericht befasst sich mit der Analyse und Prognose der Potenziale von Biogas an der deutschen Ostseeküste. Dabei wurde folgende Vorgehensweise gewählt. 1. Erläuterungen zu Biogas und den Potenzialparametern 2. Betrachtung des Klimas und des Klimawandels an der deutschen Ostseeküste 3. Ermittlung eventueller Veränderungen der Potenzialparameter durch den Klimawandel und Schlussfolgerung der Entwicklungsperspektiven der Biogaserzeugung aufgrund veränderter Potenzialparameter 13 Biogas im (Klima-) Wandel 2 Biogas Biogas ist ein aus organischen Substraten (Biomasse) gewonnener Brennstoff, welcher in ein Erdgasnetz eingespeist, in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Erzeugung von Strom und Wärme oder als Treibstoff in Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt werden kann. Das brennbare Gas wird in Biogasanlagen (BGA) durch den anaeroben mikrobiellen Abbau (Vergärung) von Biomasse produziert. Es entsteht jedoch auch auf Abfalldeponien, in Kläranlagen oder in Sümpfen und wird dementsprechend als Deponie-, Klär- oder Sumpfgas bezeichnet. In einer BGA läuft der natürliche Vergärungsprozess unter optimalen Bedingungen, kontrolliert und besonders effizient ab. Auf diesem Weg wird aus der Biomasse bzw. den Biogas-Substraten ein maximaler Biogas- und Methanertrag erzielt. Die für die Biogasgewinnung verwendbaren Substrate sind sehr vielfältig. In landwirtschaftlichen Anlagen dienen überwiegend tierische Exkremente (z.B. Rinder- und Schweingülle) und gezielt angebaute Energiepflanzen als Ausgangssubstrate. Daneben können aber auch sonstige vergärbare, biomassehaltige Reststoffe wie Klärschlamm, Bioabfall oder Speisereste zur Biogasproduktion genutzt werden. Der Substrateinsatz in den bundesweit betriebenen Biogasanlagen verteilt sich aktuell massenbezogen zu 2% auf kommunalen Bioabfall, zu 6% auf Reststoffe aus Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft, zu 44% auf Exkremente und zu 48% auf nachwachsende Rohstoffe (NawaRo). [DBFZ 2014] Die zur Biogasproduktion verwendeten Substrate sind also zu mindestens 92% landwirtschaftlicher Natur. Die Höhe der Ausbeute einer Biogasanlage hängt unter anderem von der zur Verfügung stehenden Masse und Qualität der Biomasse sowie den technischen Verfahren ab. 2.1 Das natürliche Potenzial von Biogas Das natürliche Potenzial von Biogas liegt im Ausgangssubstrat, der Biomasse. Die Herkunft der Biomasse ist wie oben beschrieben hauptsächlich die Landwirtschaft. Fast die Hälfte der Ausgangssubstrate wird extra zur Biogasproduktion angebaut. Der Rest sind Abfälle bzw. Nebenprodukte der Landwirtschaft. Das Abfallaufkommen wird vorwiegend durch menschliches Handeln bestimmt. Der erreichbare Ernteertrag von Energiepflanzen hängt jedoch stark von den vorherrschenden Standortbedingungen Boden und Klima bzw. von der am jeweiligen Standort vorherrschenden natürlichen Ertragsfunktion ab. Mit Bezug auf die Landwirtschaft kann hier auch von einem landwirtschaftlichen Rohstoffpotenzial gesprochen werden. Trotz des Anbaus von an den Standort angepassten Sorten sowie der Anwendung idealisierter Produktionsverfahren können die Pflanzenerträge infolge unbeständiger Bodenund Klimaverhältnisse stark schwanken. [FAL 2007] Angebaut werden vorwiegend Mais, Getreide, Gräser und Zuckerrüben. Der Mais beispielsweise ist eine wärmeliebende und frostempfindliche Pflanze mit relativ hohen klimatischen Ansprüchen. Er keimt erst ab 8°C Bodentemperatur und wächst zügig bei mehr als 10°C. Eine rasche Bodenerwärmung im Frühjahr begünstigt ein zeitiges Aussähen. Bei Temperaturen unter 6°C und über 30°C findet kein Wachstum statt. An den 14 Biogas im (Klima-) Wandel Boden stellt der Mais dagegen sehr geringe Ansprüche, solange die Erderwärmung nicht durch Staunässe oder schwere (Ton-) Böden behindert wird. Der Wasserbedarf von Mais ist geringer als der von Getreide. Jedoch führt auch bei Mais ein Wassermangel vor allem im Juli und August zu Ertragseinbußen. Getreidesorten haben unterschiedliche Standortansprüche. Weizen etwa ist sehr anspruchsvoll. Klimatisch geeignet sind wintermilde, sommerwarme und strahlungsintensive Klimate mit einer günstigen Niederschlagsverteilung während der Vegetationsperiode. So ist der Wasserbedarf in der frühen Wachstumsphase sowie auch in der Reifephase relativ hoch. Während der Massenentwicklung, kurz vor der Ernte führen starke Niederschläge jedoch zu Ertragseinbußen. Entscheidend für hohe Kornerträge sind darüber hinaus fruchtbare Böden mit ausgeglichenem Wasser- und Lufthaushalt und einer hohen nutzbaren Feldkapazität. Roggen ist vergleichsweise anspruchslos. Er ist sehr kälteresistent und reagiert eher empfindlich auf hohe Temperaturen. Zudem besitzt er dank der hohen Leistungsfähigkeit seines Wurzelsystems eine hohe ökologische Anpassungsfähigkeit an verschiedenste Bodenverhältnisse. Dauergrünland ist in Norddeutschland vorwiegend grasreich. Für den Ertrag ist die Wasserund Nährstoffversorgung bedeutend. Höchsterträge werden vor allem in warmen Frühjahren und feuchten Sommern erwirtschaftet. Umgekehrt führen kalte Frühlinge und trockene Sommer zu Ertragseinbußen. Parameter des natürlichen Potenzials von Biogas Die natürliche Ertragsfunktion bzw. das landwirtschaftliche Rohstoffpotenzial ist der wichtigste, klimaabhängige Parameter des natürlichen Potenzials von Biogas. Es wird im Wesentlichen durch folgende Parameter beeinflusst: 2.2 Klimatische Verhältnisse Bodenverhältnisse Das technische Potenzial von Biogas Das technische Potenzial von Biogas ist der Anteil des natürlichen Potenzials, der unter Berücksichtigung der Grenzen der Nutzungstechnologien sowie infrastruktureller und ökologischer Restriktionen tatsächlich nutzbar gemacht werden kann. 2.2.1 Technik Bei der Biogasgewinnung kommen verschiedene Anlagenkonzepte zur Anwendung. Sie unterscheiden sich nach Verfahrensmerkmalen wie Trockensubstanzgehalt, Art der Beschickung, Anzahl der Prozessphasen oder der Prozesstemperatur. Hinsichtlich des Trockensubstanzgehaltes kann zwischen Nass- und Trockenvergärung unterschieden werden, wobei die Nassvergärung bisher bei den meisten BGA angewandt wird. Der Biogaserzeugung in einer BGA liegt der natürliche, biologische Prozess des Verfaulens zu Grunde. Die biochemische Umwandlung der organischen Substrate in Biogas verläuft in 15 Biogas im (Klima-) Wandel den vier Phasen Hydrolyse, Versäuerung, Essigsäurebildung und Methanbildung. Diese Phasen können zeitlich und räumlich nebeneinander in einem Prozessbehälter (Fermenter) stattfinden. Das Biogas entsteht dabei als ein Stoffwechselprodukt von Bakterien, die unter bestimmten Lebensbedingungen (z.B. sauerstofffreie (anaerobe) Umgebung, konstante Prozesstemperaturen) die feuchte Biomasse zersetzen. Für eine möglichst große Ausbeute an hochwertigem, das heißt methanhaltigem Biogas, müssen die Lebensbedingungen für die am Prozess beteiligten Bakterien optimal gestaltet werden. Dies wird durch den Einsatz verschiedener, auf das Ausgangssubstrat abgestimmter Anlagen- und Verfahrenstechniken in einer BGA angestrebt. Alle Komponenten, einer meist schlüsselfertig gebauten BGA, sind genau aufeinander abgestimmt und überwiegend automatisiert. Das Kernstück jeder BGA ist ein luftdicht abschließbarer Behälter aus Kunststoff, Stahl oder Beton (Fermenter). In ihm wird die Biomasse vergoren und das Biogas gewonnen. Der Fermenter ist wärmeisoliert und wird beheizt. Über eine Beschickungsanlage mit Wiegesystem wird er geregelt mit Substrat befüllt. Ein Rührwerk durchmischt konstant die Biomasse, damit sie sich nicht entmischt und das entstandene Biogas leichter aus dem Substrat entweichen kann. Über Gasleitungen wird das gewonnene Biogas in Gasspeicher weitergeleitet. Anschließend kann es entweder zur unmittelbaren Energieproduktion in einem BHKW genutzt oder nach der Biogasaufbereitung (z.B. Entwässerung, Entschwefelung) in ein vorhandenes Erdgasnetz eingespeist oder als Motorentreibstoff eingesetzt werden. 2.2.2 Rechtliche Rahmenbedingungen Die Errichtung und der Betrieb einer BGA in Deutschland unterliegen einer Vielzahl rechtlicher Anforderungen. Es bedarf wie bei jeder Errichtung oder Änderung einer baulichen Anlage im Mindestfall einer baurechtlichen Genehmigung. Die baurechtliche Zulässigkeit einer BGA ist von den bauplanungs- und bauordnungsrechtlichen Regelungen des Baugesetzbuches (BauGB) und den von den Ländern erlassenen Landesbauordnungen (LBauO) abhängig. Die bauordnungsrechtlichen Regelungen der LBauO stellen Anforderungen an die Gestaltung einer BGA z.B. bezüglich des Brandschutzes oder der Arbeitssicherheit. Neben den baurechtlichen Bestimmungen sind bei der Errichtung und dem Betrieb einer BGA auch die immissionsschutzrechtlichen Anforderungen nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) zu beachten. Gleichwohl das Genehmigungsverfahren für eine BGA unter bestimmten Umständen entweder nach dem BauGB (Baugenehmigung) oder nach dem BImSchG (immissionsschutzrechtliches Genehmigungsverfahren) abzulaufen hat. Laut den Anforderungen des BImSchG ist eine BGA so zu errichten und zu betreiben, dass von ihr keine schädlichen Umweltauswirkungen ausgehen können. Als schädliche Umweltauswirkung gelten Immissionen (z.B. Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen, Licht, Wärme, Strahlen u.ä.) die nach Art, Ausmaß oder Dauer geeignet sind, Gefahren, erhebliche Nachteile oder erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft herbeizuführen. Bei einer BGA handelt es sich in diesem Sinne vorwiegend um Lärm- oder Geruchsimmissionen. Richt- und Grenzwerte zu Lärm- und Geruchsimmissionen werden in den Technischen Anleitungen (TA) zu Lärm und Luft sowie in der Geruchsimmissionsrichtlinie (GIRL) vorgegeben. 16 Biogas im (Klima-) Wandel Neben der planungsrechtlichen Zulässigkeit einer BGA an einem bestimmten Standort sind bei der Standortwahl weitere Kriterien zu prüfen. So sind durch eine naturschutzrechtliche Vorprüfung des Standortes mögliche Beeinträchtigungen von Schutzgebieten zu erfassen und abzuwägen. Ausgeschlossen sind beispielsweise die Errichtung und der Betrieb einer BGA in Natura 2000-Gebieten. Den wasserrechtlichen Anforderungen an den Standort entsprechend, sind die Errichtung und der Betrieb einer BGA in Wasserschutz-, Wassereinzugs- und Überschwemmungsgebieten i.d.R. nicht erlaubt. Weiterhin ist zu ständig wasserführenden Gewässern ein Mindestabstand von 50 m einzuhalten. Die Unterkante des tiefsten Bauteils soll mind. 1 m über dem höchsten zu erwartenden Grundwasserspiegel liegen. Der Abstand zu bestehenden Brunnen, die der privaten Trinkwasserversorgung dienen, muss mind. 50 m betragen. Parameter des technischen Potenzials von Biogas Das technisch nutzbare Potenzial von Biogas wird vor allem von folgenden Parametern beeinflusst: Verfügbarkeit von Ausgangssubstraten Angewandtes Verfahren zur Biogasgewinnung Anlagentechnik Optimierter Anlagenbetrieb rechtliche Standortplanung 2.3 Bundesbaugesetz (BauG), Landesbaugesetze (LBauG) Raumordnungsgesetz (ROG) Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG), Landesnaturschutzgesetze (LNatSchG) Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) Wasserhaushaltsgesetz (WHG) … Das wirtschaftliche Potenzial von Biogas Wesentlichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit bzw. auf das wirtschaftliche Potenzial von Biogasanlagen (BGA) haben die Kosten und Einnahmen, die durch Errichtung und Betrieb der Anlage entstehen. Wenn die laufenden Kosten, die eine BGA verursacht, niedriger als die durch sie erzielten Einnahmen sind, spricht man von einem rentablen Betrieb der Anlage. Kosten entstehen einerseits durch die Investition und andererseits durch den Betrieb einer BGA. Die Investitionskosten für eine BGA hängen stark von der Anlagengröße ab. Sie verringern sich deutlich mit zunehmender Anlagengröße und damit einhergehender Zunahme des Automatisierungsgrades. Für den Bau einer kleinen landwirtschaftlichen BGA (< 150 kW el) ist mit spezifischen Investitionskosten von 5.000 bis 7.000 € pro kW installierter elektrischer Leistung zu rechnen. Bei einer größeren Nassvergärungsanlage liegen die Kosten bei rund 2.000 bis 3.000 € / kW el. [FNR 2012] Die Betriebskosten setzen sich i.A. zusammen aus den Abschreibungen, Zinsen, Versicherungsbeiträgen, Reparatur- und Wartungskosten sowie den Erzeugungs- und/oder 17 Biogas im (Klima-) Wandel Beschaffungskosten für die notwendigen Betriebsstoffe bzw. Biogassubstrate. Die Substratkosten nehmen einen großen Teil der Nebenkosten ein. Preisschwankungen und besonders Preissteigerungen können die Wirtschaftlichkeit einer BGA stark beeinträchtigen. Diese Kosten können mitunter gemindert werden, wenn bei der Standortauswahl darauf geachtet wird, dass mögliche Substratlieferanten in unmittelbarer Nähe zum Anlagenstandort angesiedelt sind. Dies gilt ebenfalls für die Abnehmer der Endprodukte Strom, Wärme und Dünger. Eine möglichst vorhandene und gut ausgebaute Infrastruktur und kurze Wege wirken sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage aus. Für den wirtschaftlichen Erfolg einer BGA sind neben der Kostenkontrolle und –reduzierung ebenso die technische Optimierung, die Effizienzsteigerung und Maximierung der Erlöse wichtig. Zusätzliche Erlöse können durch eine umfassende Nutzung der beim BHKW-Betrieb anfallenden Wärme, aber auch durch Direktvermarktung sowie gewinnbringende Nutzung der Gärreste erzielt werden. Im Sinne einer wirtschaftlichen Betriebsweise sind die Regelungen des EEG unerlässlich. Als effektives Förderinstrument der Bundesregierung im Hinblick auf den weiteren Ausbau des Anteils der Erneuerbaren Energien an der Stromproduktion bietet es den Anlagenbetreibern finanzielle Unterstützung in Form von Einspeisevergütungen und Bonuszahlungen. Der Hauptteil des Gewinns ist jedoch vom Biogasertrag der BGA abhängig. Die Steigerung der Anlageneffizienz und vor allem die Optimierung des Anlagenbetriebes und des biologischen Prozesses sind von grundlegender Bedeutung für einen wirtschaftlichen Anlagenbetrieb. Ein störungsfreier Anlagenbetrieb sowie eine hohe Volllaststundenzahl des BHKW tragen ebenso zur rentablen Bewirtschaftung bei. Parameter des wirtschaftlichen Potenzials von Biogas Das wirtschaftliche Potenzial von Biogas wird vor allem von folgenden Parametern beeinflusst: Kosten Investitionskosten Nebenkosten (insb. Substratkosten) Einnahmen hauptsächlich abhängig vom Biogasertrag, der variiert je nach Anlagengröße Anlagenkonzept Anlagenbetrieb Anlagenstandort 18 Biogas im (Klima-) Wandel 3 Klima und Klimawandel Der Deutsche Wetterdienst (DWD) definiert das Klima als die Zusammenfassung aller Wettererscheinungen, die den durchschnittlichen Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort bzw. in einer Region charakterisieren. Es wird repräsentiert durch die statistischen Gesamteigenschaften (Mittelwerte, Extremwerte, Häufigkeiten, Andauerwerte u.a.) von Wetterelementen über einen genügend langen Zeitraum (ca. 30 Jahre). Als Wetteroder auch Klimaelemente gelten u.a. die physikalischen Parameter Lufttemperatur, -feuchtigkeit und Luftdruck, solare Strahlung, Niederschlag, Windgeschwindigkeit und Bewölkung. Die Mittelwerte der Klimaelemente aus dem Zeitraum 1961 – 1990 werden als "Normalwerte" bezeichnet. Dieser Zeitraum wurde von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) als international gültige Referenzperiode festgelegt. [DWD] Der Begriff „Klimawandel“ ist ein von den Medien unserer Zeit geprägter Begriff. Unter ihm wird die Änderung des Klimas verstanden, die direkt oder indirekt aus den Aktivitäten der Menschen, die Zusammensetzung der Erdatmosphäre verändernd, resultiert. Zusätzlich kommen die über vergleichbare Zeiträume beobachteten natürlichen Klimaschwankungen hinzu. [IPPC 2007] Der Klimawandel zeigt sich bisher in ungewöhnlich stark veränderten Durchschnittswerten und Variabilität von Klimaelementen. Am deutlichsten ist dies anhand des Anstiegs der globalen Mitteltemperatur um 0,8°C seit dem Jahr 1990 zu erkennen. Aus diesem Grund wird im Zusammenhang mit dem Klimawandel häufig auch von der globalen Erwärmung gesprochen. Um der anthropogen verstärkten globalen Erwärmung entgegenzuwirken und potenzielle Folgen abzumildern oder zu verhindern, wurde bisher intensiv Klimaschutz (Mitigation) betrieben. Eine sehr bekannte Klimaschutzmaßnahme ist z.B. die Minderung von Treibhausgasemissionen durch die Nutzung von erneuerbaren Energien statt fossiler Energieträger. Da nach dem derzeitigen Stand wissenschaftlicher Erkenntnisse der Klimawandel nicht mehr aufzuhalten ist, sind Maßnahmen zur Anpassung (Adaption) notwendig um die Schäden für die natürlichen und anthropogenen Systeme so gering wie möglich zu halten. Für die Entwicklung und Durchführung entsprechender Anpassungsmaßnahmen müssen die zu erwartenden Klimafolgen und ihre Auswirkungen auf wichtige Bereiche wie die Wasserwirtschaft, Land- und Forstwirtschaft, Küsten- und Hochwasserschutz, Biodiversität und Naturschutz, Gesundheit, Energie etc. bekannt sein. Welche Klimaveränderungen und deren Folgen uns in Zukunft noch erwarten, versucht man mittels einer Vielzahl an Bemessungen, Berechnungen und Klimamodellierungen (z.B. REMO, WETTREG) herauszufinden. Jedoch sind nahezu alle bisherigen Prognosen über die zukünftige Entwicklung des Klimas mit großen Unsicherheiten behaftet. Diese Unsicherheiten resultieren zum einen aus der begrenzten Kenntnis über das Klimasystem sowie der externen Einflussfaktoren auf das Klima. Zum anderen sind sie in den Defiziten von Klimamodellen begründet. Trotz dieser Unsicherheiten lassen sich auf der Grundlage bisheriger Erfahrungen sowie der gegenwärtigen Klimasituation jedoch u.a. folgende Tendenzen des Klimawandels erkennen und ableiten: ansteigende Temperaturen der erdnahen Atmosphäre sowie der Meere bzw. Oberflächengewässer 19 Biogas im (Klima-) Wandel veränderte Niederschlagsverhältnisse (langfristig abnehmender Sommerniederschlägen; zunehmende Winterniederschläge) Anstieg des Meeresspiegels u.a. aufgrund schmelzender Gletscher und Eisschilde häufigere und intensivere Extremwetterereignisse Starkregenereignisse, Hitzewellen, Tornados etc. 3.1 Trend (High-Impact-Weather) bei z.B. Klima und Klimawandel an der deutschen Ostseeküste Das Gesamtgebiet von Deutschland gehört zum warm-gemäßigten Regenklima der mittleren Breiten. Die Jahresdurchschnittstemperatur beträgt 8,2°C und die durchschnittliche Sonnenscheindauer 1.528 Stunden im Jahr. Die überwiegend westlichen Winde bringen ganzjährig feuchte Luftmassen vom Atlantik heran und damit Niederschlagsmengen bis zu 789 l/m² im Jahr. Der ozeanische Einfluss sorgt in der Regel für milde Winter und nicht zu heiße Sommer. Das Klima in Mecklenburg-Vorpommern ist sehr kontinental geprägt. Im Landesinneren herrschen relativ große Temperaturunterschiede zwischen Winter und Sommer. An der Küste ist der Jahresgang der Temperaturen hingegen gedämpft, wobei die Temperaturminima und -maxima verzögert sind. Das Klima in Schleswig-Holstein ist auf Grund der Lage zwischen Nord- und Ostsee stark ozeanisch geprägt mit relativ geringen Temperaturjahresgängen. Die Temperaturminima und -maxima treten verhältnismäßig spät auf. Die Niederschlagsmengen sind sehr hoch. Vor allem im Herbst sorgen die warmen Meeresflächen für kräftigen Feuchtenachschub und entsprechende Regenfälle. Hinsichtlich der vorherrschenden Temperaturen liegt die Ostseeküste im bundesweiten Mittelfeld. Allerdings gehört die Ostseeküste zu den sonnenreichsten Gegenden Deutschlands. Mit durchschnittlich 1.648 Sonnenstunden lag Mecklenburg-Vorpommern z.B. im Jahr 2009 an erster Stelle. Im Jahr 2010 war mit insgesamt 1.827 Sonnenstunden die Greifswalder Oie der sonnigste Ort in Deutschland. [DWD] Grund für die Wolkenarmut an der Ostseeküste ist zum einen die Tatsache, dass Tiefdruckgebiete meist sehr schnell über die Ostseeregion hinweg ziehen. Die in Küstengebieten durchschnittlich stärkeren Winde lassen Wolkendecken auch schnell wieder aufreißen. Zudem haben sich Regenwolken schon häufig im Westen abgeregnet. Im Winter wirkt sich die Nähe zu skandinavischen Hochdruckgebieten so aus, dass sich Wolken weiträumig auflösen. Im Sommer verdunstet aus dem kühlen Meer weniger Wasser. Deshalb bilden sich in der Ostseeregion weniger Wolken als im Binnenland. 3.1.1 Bisherige Klimaveränderungen Wie sehr sich das Klima in Deutschland und insbesondere in M-V und S-H verändert hat, geht aus den langjährig dokumentierten Messdaten des Deutschen Wetterdienstes hervor. So ist z.B. zu erkennen, dass in der deutschen Ostseeregion die Klimaerwärmung bisher weniger stark ausgeprägt ist als in anderen Regionen Deutschlands. Mit 0,4°C ist der Temperaturanstieg in Mecklenburg-Vorpommern einer der geringsten. Der Temperaturanstieg in Schleswig-Holstein beträgt 0,8°C und liegt damit genau im Trend der weltweiten mittleren Erwärmung. Infolge der Erwärmung stieg auch die Anzahl der Sommertage sowie der tropischen Nächte. Die Anzahl der Frosttage nahm ab. Im Vergleich 20 Biogas im (Klima-) Wandel zu den 1940er Jahren wurden in den letzten Jahren bis zu 10 Sommertage mehr und bis zu 20 Frosttage weniger gezählt. Wie die Temperaturen so haben auch die durchschnittlichen Niederschlagsmengen in Deutschland zugenommen. Deutschlandweit betrug die Zunahme bisher 8%. SchleswigHolstein liegt mit 10 bis 13% weit über dem bundesweiten Durchschnitt. In MecklenburgVorpommern ist dagegen mit 1,5% eine sehr geringe Zunahme zu verzeichnen. Insgesamt nimmt der Niederschlag besonders in den Wintermonaten zu. In den Sommermonaten bleiben die Niederschläge relativ konstant oder zeigen leicht abnehmende Tendenzen. In Schleswig-Holstein ist dagegen auch im Sommer eine Zunahme an Niederschlägen zu verzeichnen. Tabelle 1: Klimaänderungen an der deutschen Ostseeküste bis heute (2009) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) Klimaelemente BRD M-V S-H durchschnittliche Temperatur +0,8°C +0,4°C +0,8°C absolute Niederschlagsmenge +8% +1,5% +10-13% keine Änderungen keine Änderungen keine Änderungen zunehmend zunehmend zunehmend Windverhältnisse Sonnenscheindauer Quelle: zusammengestellt aus Daten des DWD Eine systematische Veränderung der Windverhältnisse in Deutschland bzw. an der deutschen Ostseeküste konnte bisher nicht festgestellt werden. Die Sonnenscheindauer erfährt dagegen deutschlandweit seit den 1990er Jahren einen relativ starken Aufwärtstrend. Besonders auffällig ist die sehr geringe Anzahl von Jahren ab 1990 in denen die durchschnittliche Sonnenscheindauer unter dem Referenzwert von 1960-1990 (ca. 1.520 h) liegt. [DWD 2010] 3.1.2 Mögliche Klimaänderungen bis 2100 Deutschlands Küstenregionen von Nord- und Ostsee erwarten bis zum Ende des 21. Jahrhunderts einen vergleichsweise geringen Temperaturanstieg von 2,1 bis 4,8°C. Ursache dafür ist die Nähe zum Meer und das relativ ausgeglichene und gemäßigte Küstenklima. Allerdings wird sich die Häufigkeit so genannter Temperaturkenntage (Eistage, Frosttage, Sommertage, Tropennächte) zum Teil deutlich verändern. In den Sommermonaten kann es aufgrund der Erwärmung zu einem Anstieg der Sommertage um bis zu 38 Tage kommen. Ebenso steigt vermutlich die Anzahl der Tropennächte um bis zu 23 Nächte. In den Wintermonaten führt die Erwärmung an der Ostseeküste zu einem Rückgang der Frosttage um 18 bis mögliche 50 Tage. 21 Biogas im (Klima-) Wandel Tabelle 2: Mögliche Änderungen der Temperatur an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) Temperatur Jahr Frühling Sommer Herbst Winter min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max Ø Temperatur [°C] +2,1 +3 +4,8 +1,5 +2,7 +4,6 +1,9 +3 +5,1 +2,3 +3,2 +4,7 +1,9 +3,4 +4,8 Sommertage +7,4 +16,8 +38,3 0 +1,5 +3,5 +5,7 +12,2 +30,3 +0,9 +2,6 +5,5 0 0 0 heiße Tage +2,1 +5,8 +14,7 +0,1 +0,3 +0,6 +1,6 +4,9 +12,7 +0,1 +0,5 +1,8 0 0 0 tropische Nächte +1,2 +8,9 0 +0,2 +0,8 +1,2 +7,8 +19,1 +0,1 +0,9 +3,1 0 0 0 Frosttage -17,9 -34,5 -50,1 -3,5 -7,4 -11,8 0 0 0 -1,3 -3,8 -6,1 -12,3 -24,5 -33,2 Eistage -8,1 -0,6 -1,7 -2,9 0 0 0 -0,1 -0,9 -1,8 -6,9 -15,6 +23 -24 -12,7 -21 Quelle: zusammengestellt aus Daten des Norddeutschen Klimabüros, Stand05/ 2011 Laut Klimaberechnungen werden die jährlichen Niederschlagsmengen an der Ostseeküste um bis zu 14% zunehmen. Insbesondere in den Wintermonaten werden die Niederschläge um 15 bis zu 64% intensiver. Eine starke Abnahme um bis zu 38% ist dagegen bei den sommerlichen Niederschlägen zu erwarten. In deren Folge wird mit zunehmend außergewöhnlichen Trockenheiten in den Frühjahrs- und Sommermonaten zu rechnen sein. Tabelle 3: Mögliche Änderungen des Niederschlags an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) Niederschlag Jahr Frühling Sommer Herbst Winter min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max Regen [%] 0 +7 +14 +1 +12 +27 -6 -17 -38 -2 +8 +19 +15 +30 +64 Regentage -12,1 -3 +3,3 -1,6 +1,1 +5 -2,3 -7,9 -17,2 -4,3 -0,6 +1,5 +1,5 +4,5 +8,1 Schnee [%] -61 -82 -92 -35 -72 -98 0 0 0 -9 -67 -96 -64 -83 -96 Schneetage -0,2 -3,1 -4,8 -0,1 -0,5 -0,7 0 0 0 -0,2 -0,1 0 -0,1 -2,4 -3,9 Quelle: zusammengestellt aus Daten des Norddeutschen Klimabüros, Stand05/ 2011 Tabelle 4: Mögliche Änderungen der Luftfeuchte an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) Luftfeuchte Jahr Frühling Sommer Herbst Winter min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max relative Luftfeuchte [%] -1 0 +1 +1 +1 +2 -2 -1 +1 -1 0 0 -2 -1 +1 bodennaher Wasserdampf gehalt [%] +17 +22 +26 +16 +20 +25 +14 +19 +22 +18 +23 +29 +19 +28 +30 Quelle: zusammengestellt aus Daten des Norddeutschen Klimabüros, Stand05/ 2011 Seit Aufzeichnung der Wetterdaten sind für die Windverhältnisse in Deutschlands Küstenregionen keine systematischen Veränderungen zu erkennen. Trotzdem ist es laut Klimaberechnungen möglich, dass vor allem im Winter die durchschnittlichen 22 Biogas im (Klima-) Wandel Windgeschwindigkeiten um bis zu 15% und damit auch die Sturmstärken bis zu 14% zunehmen können. Die Anzahl der Sturmtage bleibt dagegen relativ stabil. Tabelle 5: Mögliche Änderungen der Windverhältnisse an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) Wind Jahr Frühling Sommer Herbst Winter min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max mittlere Windgeschwin digkeit [%] +1 +2 +4 +1 +2 +6 -10 -1 +2 -2 +2 +4 0 +5 +15 Sturmintensität [%] 0 +2 +4 -2 +2 +5 -8 -1 +2 -3 +2 +5 0 +5 +14 Sturmtage +2,2 +3 +4,6 -0,1 +0,2 +0,6 -0,3 0 +0,6 +0,7 +1,3 +2,1 +0,5 +1,5 +3 windstille Tage -0,2 -0,6 -1,3 -0,2 -0,4 -0,7 -0,2 +0,1 +0,3 -0,3 -0,1 0 -0,5 -0,3 0 Quelle: zusammengestellt aus Daten des Norddeutschen Klimabüros, Stand05/ 2011 Die jährlich durchschnittliche Sonnenscheindauer wird im Vergleich zu heute (1961-1990) bis Ende des 21. Jahrhunderts generell um 5 bis 7% abnehmen. Hauptsächlich infolge zunehmender Bewölkung ist vorwiegend in den Wintermonaten mit bis zu 27% weniger Sonnenstunden zu rechnen. Tabelle 6: Mögliche Änderungen der Bewölkung an der deutschen Ostseeküste bis Ende des 21. Jahrhunderts (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode (1961-1990) Bewölkung Jahr Frühling Sommer Herbst Winter min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max min Ø max Sonnenschein dauer [%] -5 -6 -7 -8 -14 -16 -5 0 +6 -4 -3 0 -12 -20 -27 Bedeckungsgrad [%] -6 0 +2 -5 +1 +4 -13 -5 +1 -5 -1 +1 -1 +1 +5 Quelle: zusammengestellt aus Daten des Norddeutschen Klimabüros, Stand05/ 2011 23 Biogas im (Klima-) Wandel 4 Entwicklung der Potenziale von Biogas unter dem Einfluss des Klimawandels Im Kapitel 2 wurden die Parameter mit Einfluss auf die Potenziale von Biogas kurz erläutert. In der folgenden Tabelle 77 werden die Parameter noch einmal sowohl den Potenzialdefinitionen als auch nach Themenbereichen zugeordnet. Wie sich diese Parameter unter dem Einfluss des Klimawandels verhalten könnten, wird in diesem Kapitel betrachtet. Ziel ist es mögliche Entwicklungsperspektiven der Potenziale der erneuerbaren Energien unter dem Einfluss des Klimawandels aufzuzeigen. Dabei werden im Folgenden Thesen aufgestellt, die auf der Interpretation vorhandener Daten und bekannter Zusammenhänge basieren. Die Auflistung der Thesen erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Sie sollen vor allem als Anstöße zu Diskussionen und evtl. tiefergehenden Forschungen dienen. Tabelle 7: Parameter mit Einfluss auf die Potenziale von Biogas natürliches Potenzial Kategorie technisches Potenzial Natürliche Ertragsfunktion, abhängig von Natur Technik wirtschaftliches Potenzial Parameter Klimatischen Verhältnissen Bodenverhältnissen Verfügbarkeit von Ausgangssubstraten Angewandtes Verfahren zur Biogasgewinnung Anlagentechnik Optimierter Anlagenbetrieb rechtliche Standortplanung Recht Bundesbaugesetz (BauG), Landesbaugesetze (LBauG) Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG), Landesnaturschutzgesetze (LNatSchG) Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Kosten Wirtschaft Raumordnungsgesetz (ROG) Investitionskosten Nebenkosten (insb. Substratkosten) Einnahmen hauptsächlich abhängig vom Biogasertrag, der variiert je nach Anlagengröße Anlagenkonzept Anlagenbetrieb Anlagenstandort 24 Biogas im (Klima-) Wandel 4.1 Einfluss des Klimawandels auf die Parameter des natürlichen Potenzials Das natürliche Potenzial liegt wie in Kapitel 2.1 beschrieben in der Landwirtschaft als Hauptproduzent von Substraten zur Biogaserzeugung. Der Ertrag von für die Biogasproduktion verwendeten Energiepflanzen wie Mais, Getreide und Gras hängt stark von Faktoren wie Bodenfruchtbarkeit, Wasserdargebot und klimatischen Bedingungen ab. Die Landwirtschaft ist wie kaum ein anderer Wirtschaftszweig vom Wetter und Klima abhängig und damit unmittelbar vom Klimawandel betroffen. Die Bodenfruchtbarkeit wird unter anderem durch stärkere Erosionsereignisse infolge von zunehmenden Starkniederschlägen und höheren Windgeschwindigkeiten beeinträchtigt. Durch die zunehmende Erwärmung kommt es bei ausreichender Bodenfeuchte zur beschleunigten Mineralisierung und Zersetzung der organischen Bodensubstanz und dadurch zum Abbau von Humus. Im Klimabericht Rheinland-Pfalz von 2007 wird bis 2100 [MKULNV 2007] mit einem Rückgang der Bodenfruchtbarkeit zwischen 20 bis 30% gerechnet. Bedingt durch die höhere Mineralisation steigt der verfügbare Stickstoffgehalt im Boden. Stickstoff findet in der Landwirtschaft als Dünger Einsatz um hohe Pflanzenerträge zu erzielen. Jedoch birgt ein Überschuss an Stickstoff, wie es auf landwirtschaftlich genutzten Flächen in Deutschland oft der Fall ist, Gefahren für die Umwelt. Unter anderem kann es zur Bodenversauerung und damit verbunden zur Veränderungen der Bodenstruktur und der Lebensbedingungen für Bodenmikroorganismen kommen. In der Folge hat dies Einfluss auf die Bodenfruchtbarkeit und auf die Erträge und die Qualität der pflanzlichen Produkte. Für einen zusätzlichen Düngeeffekt sorgt der Klimawandel durch die erhöhte atmosphärische CO2-Konzentration. Kohlendioxid (CO2) wirkt als Dünger, der bei ausreichender Wasser- und Nährstoffversorgung die Photosynthese anregt und damit die Biomassebildung steigert. Eine bessere Kohlendioxidversorgung bewirkt zudem eine Verringerung des verdunstungsbedingten Wasserverlustes bzw. der Blatttranspiration was bei heißem, trockenen Wetter oder Dürren das Pflanzenwachstum begünstigt. Der CO2Düngeeffekt würde vor allem den sogenannten C3-Pflanzen, also den traditionellen landwirtschaftlichen Kulturen (Getreide, etc.) mit Ausnahme von Mais (C4-Pflanze) zu Gute kommen. Das Ausmaß des CO2-Düngeeffektes konnte noch nicht ausreichend erforscht werden und fällt eventuell geringer als bisher geschätzt aus. Zudem zeigen Versuche, dass eine höhere CO2-Versorgung zu Veränderungen in den Gehalten an Makro- und Mikroelementen sowie sonstiger Inhaltsstoffe (z. B. Zucker, Vitamine, sekundäre Pflanzenstoffe) führen. Beispielsweise sinkt der Stickstoff(N)-Gehalt sowohl in vegetativen Organen als auch in Früchten, Samen bzw. Körnern. Bei Wintergerste nahm beispielsweise der Proteingehalt im Stroh und im Korn um mehr als 10 % ab. Dieses Ergebnis deutet also auf einen negativen Einfluss der CO2-Erhöhung auf die Qualität hin. [FAL 2005] Wasserversorgung sowie Temperatur haben enormen Einfluss auf den Pflanzenertrag. Stress durch extreme Hitze, Kälte, Nässe führen zu Ertragsausfällen bei Pflanzen, die gemäßigtere Standortbedingungen gewohnt sind. Der optimale Temperaturbereich variiert je nach Pflanzensorte. Wird er jedoch über- bzw. unterschritten, erfolgt häufig ein abrupter Rückgang in Wachstum und Ertrag. Hohe Temperaturen bei eingeschränkter Wasserversorgung gerade in den ertragsbildenden Phasen der Kulturpflanzen führen zu Ertragsrückgängen. Auf der anderen Seite begünstigen milde Winter bei gleichzeitig guter Wasserversorgung die Entwicklung der Pflanzen vor Winter. Das Ertragspotential solcher 25 Biogas im (Klima-) Wandel Pflanzen ist höher als das von Pflanzen die schwach entwickelt in die Vegetationsruhe gehen. Ein moderater Temperaturanstieg bei ausreichender Wasserversorgung würde sich also positiv auf das Ertragspotenzial vieler Pflanzensorten auswirken. Als Beispiel ist hier Schleswig-Holstein zu nennen, wo sich im Gegensatz zu Brandenburg durch die hohen Temperaturen im Jahr 2003 Ertragssteigerungen in Höhe von 8% ergeben haben [UBA]. In den Küstenregionen der Nord- und Ostsee ist aufgrund der Nähe zum Meer und des relativ ausgeglichenen und gemäßigten Küstenklimas ein vergleichsweise geringer bzw. ein moderater Temperaturanstieg zu erwarten. Mildere Winter und weniger Frosttage führen im Frühjahr zu einer Verlängerung der Vegetationsperioden. Viele Pflanzen treiben früher aus und blühen früher, werfen ihre Blätter aber erst später im Jahreszyklus ab. In Deutschland beginnen die Vegetationsphasen der natürlichen Vegetation sowie der landwirtschaftlich angebauten Pflanzen (z.B. Winterroggen) und Obstbäume (z.B. Apfel- und Kirschbäume) heute um etwa acht Tage früher als noch Ende der 80er Jahre. Durch längere Vegetationsphasen wäre auch der Anbau von Zweitkulturen nach der Ernte denkbar. Die jährliche Niederschlagssumme für die Ostseeregion wird sich voraussichtlich nicht relevant verändern, sich aber saisonal umverteilen. Generell gehen die Prognosen von mehr Niederschlag in den Winter- und weniger in den Sommermonaten aus. Zusätzlich ist aber mit atypischen Extremwetterereignissen zu rechnen. Zu geringe Niederschläge wirken sich im Allgemeinen negativ sowohl auf die Erntemengen als auch auf die Qualität wie etwa die Energiegehalte von Maissilagen aus. Andererseits können auch Starkniederschläge zu Ertragseinbußen führen. Zum Beispiel reagiert Mais auch bei Staunässe mit Ertragseinbußen. Große Niederschlagsmengen zur Erntezeit von Getreide führen ebenfalls zu Ernteausfällen bzw. Einbußen bei der Qualität. Zu indirekten Auswirkungen des Klimawandels auf den Pflanzenertrag kann es durch klimawandelbedingte Veränderungen im qualitativen und quantitativen Auftreten von Krankheiten und Schädlingen kommen. Mildere Temperaturen in den Herbst- und Wintermonaten begünstigen die Etablierung bestimmter Viren. Blattläuse und andere Überträger von Viren infizieren die Pflanzen bis in den Spätherbst. Blattläuse überwintern zum Teil als lebende Tiere (normalerweise erfolgt die Überwinterung im Eistadium) und können so im Frühjahr die Infektionen weiter tragen. Bestimmte Pilzkrankheiten wie Septoria tritici, parasitärer Halmbruch oder Fusariumarten infizieren ausgehend von der Getreidestoppel die jungen Pflanzen im Herbst. Bei milder Herbst und Winterwitterung bildet sich ein hohes Ausgangspotential für massive Infektionen im Frühjahr. Bei wärmeren Temperaturen erschließen sich bestimmte Schädlinge neue Lebensräume. So wird z. B. die Ausbreitung des Maiszünslers, einer der bedeutendsten Schädlinge im Maisanbau von den warmen Regionen Deutschlands in die kühleren nördlichen Regionen beobachtet. Wobei warme, frostfreie Winter entgegen der allgemeinen Meinung das Auftreten von Schadinsekten hemmen, da deren unterschiedliche Überwinterungsformen von verschiedene Krankheiten und Pilzen dezimiert werden. Bestimmte nicht heimische Wildpflanzen (invasive Arten) breiten sich aus und konkurrieren als schwer bekämpfbare Unkräuter mit den Kulturpflanzen. [Chmielewski 2007] Ohne Anpassungsmaßnahmen wird der Klimawandel langfristig voraussichtlich zur Verschlechterung der landwirtschaftlichen Produktionsleistung führen. In dessen Folge kann es zu Beeinträchtigungen des natürlichen Potenzials der Biogaserzeugung kommen. 26 Biogas im (Klima-) Wandel 4.2 Einfluss des Klimawandels auf die Parameter des technischen Potenzials Die Höhe der Biogasausbeute wird maßgebend von der Quantität und Qualität der verfügbaren Biomasse, aber auch von der Leistungsfähigkeit bzw. dem Wirkungsgrad der Biogasanlage bestimmt. Technische und rechtliche Faktoren, die den Bau und Betrieb einer Biogasanlage betreffen, bestimmen das technische Potenzial der Biogasproduktion. 4.2.1 Technik Der erreichbare Wirkungsgrad einer Biogasanlage hängt zum einen vom aktuellen Stand der Technik ab. Zum anderen ist zur Erreichung des bestmöglichen Wirkungsgrades ein optimierter und störungsfreier Betriebsablauf die Voraussetzung. Neben der Funktion aller technischen Anlagenteile ist bei der Biogasproduktion der biochemische Prozess der Vergärung der Substrate entscheidend. Dieser Prozess reagiert sehr empfindlich auf Störungen der Milieubedingungen (Schwankungen von Sauerstoff, Temperatur, pH-Wert, etc.) und wird daher weitgehend von Umwelteinflüssen abgeschottet und technisch überwacht. Eine Störung dieser Prozesse ist möglich durch die Störung des technischen Betriebsablaufs oder durch das Einwirken extremer Temperaturen (Hitze, Kälte). Das vermehrte Auftreten von Extremwetterereignissen stellt hier ein erhöhtes Risiko für Schäden an der Biogasanlage sowie dem damit einhergehenden Biogasertragsverlust dar. Zunehmende Extremwetterereignisse erhöhen nicht nur das Schadenspotenzial für die technischen Anlagen. Sie können weiterhin zu Ertragsausfällen in der Landwirtschaft und damit zu einer unzureichenden Versorgung der Biogasanlagen mit Biogassubstraten führen! Betroffen sind hier die Produktionsverfahren in der Landwirtschaft, die ebenfalls zu den Faktoren des technischen Potenzials gezählt werden können. Durch den Klimawandel kann es zu Beeinträchtigungen zum Beispiel beim Einsatz von landwirtschaftlichen Geräten und Fahrzeugen kommen. Durch die Zunahme winterlicher Niederschläge oder durch zunehmende Starkregenereignisse wird besonders auf schweren Böden oder bei hoch anstehendem Grundwasser die Bodenbewirtschaftung erschwert. 4.2.2 Rechtliche Rahmenbedingungen Bei der Planung als auch beim Betrieb von Biogasanlagen sind vielfältige rechtliche Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Baurechtliche sowie naturschutzrechtliche Aspekte begrenzen die potenziellen Bauflächen für Biogasanlagen So ist die Errichtung einer Biogasanlage innerhalb von Wasser- oder Naturschutzgebieten ausgeschlossen bzw. stark reglementiert. Klimawandelbedingt könnten sich die Grenzen solcher Schutzgebiete verändern und damit neue Baugebiete für BGA eröffnen oder aber auch potenzielle Flächen wegfallen. Dies gilt ebenfalls beim Anbau von für die Biogasproduktion bestimmten Energiepflanzen. Hier besteht seit längerem eine starke Konkurrenz zwischen landwirtschaftlichen Flächen zum Anbau von Energiepflanzen zur Erzeugung von Bioenergie und dem Anbau von Nahrungs- und Futtermittelpflanzen. Der Klimawandel wird diesen Konflikt voraussichtlich verschärfen, da sich klimawandelbedingt die Bodenfruchtbarkeit auf vielen Flächen verringern wird. 27 Biogas im (Klima-) Wandel Als Folge des Klimawandels ist mit zunehmenden Extremwetterereignissen zu rechnen, in dessen Folge es zu Prozessstörungen in der Biogasanlage sowie auch zu Störungen in der landwirtschaftlichen Produktion kommen kann. Der Konkurrenzkonflikt um die nur begrenzt zur Verfügung stehenden Anbauflächen sowie um potenzielle Biogasanalgenstandorte wird durch den Klimawandel voraussichtlich verschärft. Klimawandelbedingt wird es voraussichtlich zu Beeinträchtigungen des technischen Potenzials der Biogaserzeugung kommen. 4.3 Einfluss des Klimawandels auf die Parameter des wirtschaftlichen Potenzials Das wirtschaftliche Potenzial umfasst den Anteil des technischen Potenzials, der wirtschaftlich konkurrenzfähig (wettbewerbsfähig) genutzt werden kann. Es ist abhängig von konkurrierenden Systemen sowie vom vorherrschenden Energiepreisgefüge und stellt im Idealfall die Kosten-Nutzen-Situation ohne Berücksichtigung von Fördermaßnahmen dar. Bei allen ökonomischen Berechnungen für Biogasanlagen stellen die Rohstoffkosten den ertragsbestimmenden Faktor dar. Die wachsende Nachfrage nach Energiepflanzen, aber auch nach Nahrungsmitteln lässt den Bedarf an Agrarflächen steigen. Eine Konkurrenz um die nur begrenzt zur Verfügung stehenden Anbauflächen besteht nicht nur zwischen der Bioenergie und dem Nahrungsmittelsektor. Auch Aspekte des Naturschutzes müssen weiterhin betrachtet werden. Die bereits jetzt angespannte Situation wird durch die Folgen des Klimawandels voraussichtlich noch verschärft. Knapper werdende verfügbare Anbauflächen sowie verminderte landwirtschaftliche Erträge infolge der Erderwärmung sowie durch zunehmende Extremwetterereignisse werden die Preise für die NaWaRo stark in die Höhe treiben und damit die Wirtschaftlichkeit der Biogasproduktion stark beinträchtigen. Weiterhin birgt der Klimawandel durch Auslösung von Prozessstörungen Risiken für die Biogaserzeugung in der Biogasanlage. Prozessstörungen liegen vor, wenn der anaerobe Abbau in der Biogasanlage negativ beeinflusst ist und somit suboptimal abläuft. Die eingesetzten Substrate können nur unzureichend abgebaut werden. Zunehmende Extremwetterereignisse sind potenziell die häufigste Ursache für klimawandelbedingte Störungen der Betriebs- und Prozessabläufe. Entweder durch mechanische Einwirkung in Form von starken Hagelschauern, Stürmen, Überschwemmungen, etc. oder durch Veränderung der Milieubedingungen (starke Hitze, Kälte) kann es zu Prozessstörungen kommen. Unabhängig von deren Ausmaß, wirken sie sich immer negativ auf die Wirtschaftlichkeit der Biogasanlage aus. Infolge des Klimawandels wird es voraussichtlich zur Verknappung von NawaRo-Produktionsflächen und damit zur Erhöhung von Rohstoffkosten sowie zu Ertragsverlusten durch Prozessstörungen in den Biogasanlagen infolge zunehmender Extremwetterereignissen kommen. Diese Klimawandelfolgen können zu Beeinträchtigungen des wirtschaftlichen Potenzials der Biogaserzeugung führen. 28 Biogas im (Klima-) Wandel 5 Zusammenfassung Der vorliegende Bericht ist das Ergebnis des Arbeitspaketes 1.7.6 des Fokusthemas Erneuerbare Energien im Forschungsprojekt Radost – Regionale Anpassungsstrategien für die deutsche Ostseeküste. Ziel dieses Berichts war die Analyse und Prognose der Potenziale von Biogas an der deutschen Ostseeküste unter dem Einfluss des Klimawandels. Dabei wurde folgende Vorgehensweise gewählt. 1. Erläuterungen zu Biogas und seinen Potenzialparametern 2. Betrachtung des Klima und des Klimawandels an der deutschen Ostseeküste 3. Ermittlung eventueller Veränderungen der Potenzialparameter durch den Klimawandel und Schlussfolgerung der Entwicklungsperspektiven der Biogaserzeugung aufgrund veränderter Potenzialparameter Grundlage für die Betrachtungen in diesem Bericht bildeten unter anderem die Ergebnisse der Arbeitspakete 1.7.1 „Bericht über die Umweltparameter der erneuerbaren Energien“ und 1.7.2 „Matrix der Umweltparameter der erneuerbaren Energien“. Die wichtigsten Erkenntnisse aus der Analyse und Prognose der Potenziale der Biogaserzeugung unter dem Einfluss des Klimawandels lauten folgendermaßen: Natürliches Potenzial Wesentliche Grundlage für die Biogasproduktion ist die Landwirtschaft als ein Lieferant von Ausgangssubstraten z.B. durch den Anbau von Energiepflanzen. (NawaRo). Für die Produktion von Biogas wird hauptsächlich Mais als Substrat verwendet. Daneben kommen auch Getreide- und Grassilagen sowie Gülle zum Einsatz. Die Landwirtschaft und auch Forstwirtschaft ist wie kaum ein anderer Wirtschaftszweig vom Wetter und Klima abhängig und damit unmittelbar vom Klimawandel betroffen. Die Auswirkungen des Klimawandels in diesem Bereich sind vielfältig. Temperaturerhöhung, Veränderung der Niederschlagsverhältnisse und zunehmende extreme Wetterereignisse bergen die Gefahr von zunehmenden Bodenerosionen, Überflutungen, Waldbränden, usw. Temperaturerhöhungen führen zu Hitzestress und damit zu Ertragsausfällen bei Pflanzen, die gemäßigtere Standortbedingungen gewohnt sind. In Verbindung mit abnehmenden sommerlichen Niederschlägen besteht die erhöhte Gefahr von Dürren, welche ebenfalls Ertragseinbußen zur Folge haben können. Nährstoffe sind bei geringer Bodenfeuchte schlechter verfügbar und die Anfälligkeit gegenüber Winderosion nimmt zu. Im Winter dagegen führen die zunehmenden Niederschläge zur Auswaschung von Nährstoffen und zu einer erhöhten Erosion durch Wasser. Zudem beeinträchtigen zunehmend (stau-) nasse Böden die Bearbeitung durch landwirtschaftliches Gerät. Obwohl in den Küstenregionen der Nord- und Ostsee aufgrund der Nähe zum Meer und des relativ ausgeglichenen und gemäßigten Küstenklimas ein vergleichsweise geringer Temperaturanstieg zu erwarten ist, wird bei fehlender Anpassung auch hier mit verminderten Ernteerträgen zu rechnen sein. Andererseits scheint der Klimawandel auch Chancen für die Landwirtschaft zu bieten. Voraussichtlich mildere Winter und weniger Frosttage führen im Frühjahr zu einer Verlängerung der Vegetationsperioden. Bei einem moderaten Temperaturanstieg und 29 Biogas im (Klima-) Wandel ausreichender Wasserversorgung würde dies sogar ein höheres Ertragspotenzial für viele Pflanzensorten bedeuten. Eine erhöhte atmosphärische CO2-Konzentration kann einen positiven Einfluss auf das Pflanzenwachstum haben, da CO2 als Dünger wirkt, der die Photosynthese anregt und damit die Biomassebildung steigert. Technisches Potenzial Der erreichbare Wirkungsgrad einer Biogasanlage hängt zum einen vom Stand der Technik ab. Zum anderen ist zur Erreichung des bestmöglichen Wirkungsgrades ein optimierter und störungsfreier Betriebsablauf die Voraussetzung. Neben der Funktion aller technischen Anlagenteile ist bei der Biogasproduktion der biochemische Prozess der Vergärung der Substrate entscheidend. Dieser Prozess reagiert sehr empfindlich auf Störungen der Milieubedingungen (Schwankungen von Sauerstoff, Temperatur, pH-Wert, etc.) und wird daher weitgehend von Umwelteinflüssen abgeschottet und technisch überwacht. Eine Störung dieser Prozesse ist möglich durch die Störung des technischen Betriebsablaufs. Das vermehrte Auftreten von Extremwetterereignissen stellt hier ein erhöhtes Risiko für Schäden an der Biogasanlage sowie dem damit einhergehenden Biogasertragsverlust dar. Zunehmende Extremwetterereignisse erhöhen das Schadenspotenzial für die technischen Anlagen. Sie können weiterhin zu Ertragsausfällen in der Landwirtschaft und damit zu einer unzureichenden Versorgung der Biogasanlagen mit Biogassubstraten führen! Wirtschaftliches Potenzial Ein zunehmendes Problem für Biogasanlagenbetreiber werden die steigenden Preise für die nachwachsenden Rohstoffe. Die wachsende Nachfrage nach Energiepflanzen, aber auch nach Nahrungsmitteln lässt den Bedarf an Agrarflächen steigen. Eine Konkurrenz um die nur begrenzt zur Verfügung stehenden Anbauflächen besteht nicht nur zwischen der Bioenergie und dem Nahrungsmittelsektor. Auch Aspekte des Naturschutzes müssen weiterhin betrachtet werden. Die bereits jetzt angespannte Situation wird durch die Folgen des Klimawandels voraussichtlich noch verschärft. Knapper werdende verfügbare Anbauflächen sowie verminderte landwirtschaftliche Erträge infolge der Erderwärmung sowie durch zunehmende Extremwetterereignisse werden die Preise für die NaWaRo stark in die Höhe treiben und damit die Wirtschaftlichkeit der Biogasproduktion stark beinträchtigen. Durch den Klimawandel entsteht zudem ein erhöhtes Schadensrisiko für Biogasanlagen durch zunehmende Extremwetterereignisse. Zerstörung von Anlagenteilen sowie die Störung von Prozessabläufen führen zu Ertragseinbußen. Der Klimawandel wird folglich zu Beeinträchtigungen des wirtschaftlichen Potenzials der Biogaserzeugung führen. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien wie die oberflächennahe Geothermie, die Photovoltaik oder der Windenergie, wird die Biogasproduktion am empfindlichsten auf die Folgen des Klimawandels reagieren. Insbesondere durch die potenziellen Ertragsverluste in der Landwirtschaft haben die Potenziale des Biogases zu leiden. Hier sind Anpassungsmaßnahmen der Landwirte wie zum Beispiel den Anbau angepasster Pflanzen dringend notwendig. 30 Biogas im (Klima-) Wandel Literaturverzeichnis BDEW 26.06.12 Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V., OnlinePresseinformation vom 26.06.2012 mit dem Titel "Erneuerbare Energien liefern mehr als ein Viertel des Stroms", URL: http://www.bdew.de/internet.nsf/id/DE_Home Chmielewski 2007 Chmielewski, Frank-Michael (2007): Folgen des Klimawandels für Land- und Forstwirtschaft, erschienen in "Der Klimawandel - Einblicke, Rückblicke und Ausblicke" S. 75-85 DBFZ 2014 DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (2014): Stromerzeugung aus Biomasse (Vorhaben Iia Biomasse) Zwischenbericht Juni 2014 Dengler 2010 Dengler C. (2010): Umweltparameter erneuerbarer Energien - Ermittlung relevanter Umweltparameter für die erneuerbaren Energien: Geothermie, Photovoltaik, Windenergie, Biogas - RADOST-Berichtsreihe, Bericht Nr. 2, ISSN: 2192-3140 DWD Deutscher Wetterdienst, URL: www.dwd.de DWD 2010 Deutscher Wetterdienst (2010): Zahlen und Fakten zur DWD-Pressekonferenz am 27. April 2010 in Berlin DWD 2011 Deutscher Wetterdienst (DWD): Broschüre "Globalstrahlung - Die Energie der Sonne", Stand 05.2011 FAL 2005 Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Institut für Agrarökologie (2005): Mehr CO2 in der Atmosphäre: prima Klima für die Landwirtschaft? : Effekte auf Pflanzenwachstum und -qualität. Forschungsreport Verbraucherschutz, Ernährung Landwirtschaft (1):14-17 FAL 2007 Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Landbauforschung Völkenrode (2007): Analyse des Sachstands zu Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die deutsche Landwirtschaft und Maßnahmen zur Anpassung FNR 2012 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (2012): Broschüre Biogas FNR 2013 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (2013): Basisdaten Bioenergie Deutschland August 2013 MKULNV 2007 Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (2007): Klimawandel und Landwirtschaft, Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Entwicklung der Pflanzenproduktion in Nordrhein-Westfalen Norddeutscher Klimaatlas Norddeutscher Klimaatlas, Anbieter: Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH, URL: http://www.norddeutscherklimaatlas.de/ 31 Biogas im (Klima-) Wandel Norddeutsches Klimabüro 2011 Norddeutsches Klimabüro (2011): Regionale Klimaszenarien in der Praxis, Beispiel deutsche Ostseeküste, Stand Mai 2011, URL: http://www.norddeutschesklimabuero.de/ WM MV 2011 Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Mecklenburg-Vorpommern (2011): Aktionsplan Klimaschutz Mecklenburg-Vorpommern 2010, Teil A Grundlagen und Ziele 32 Biogas im (Klima-) Wandel Impressum Herausgeber Ecologic Institut gemeinnützige GmbH Pfalzburger Str. 43/44 10717 Berlin www.ecologic.eu Inhalt erstellt durch: GICON – Großmann Ingenieur Consult GmbH Carl-Hopp-Straße 4a 18069 Rostock http://www.gicon.de Web http://www.klimzug-radost.de Bildrechte Deckblatt: Fotos © Cindy Dengler ISSN 2192-3140 Das Projekt “Regionale Anpassungsstrategien für die deutsche Ostseeküste“ (RADOST) wird im Rahmen der Maßnahme „Klimawandel in Regionen zukunftsfähig gestalten“ (KLIMZUG) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert Biogas im (Klima-) Wandel 2
