BioRest : Verfügbartkeit und Nutzungsoptionen biogener Abfall- und Reststoffe im Energiesystem (Strom-, Wärme- und Verkehrssektor) : Abschlussbericht / von Horst Fehrenbach, Jürgen Giegrich, Susanne Köppen (ifeu, Heidelberg), Bernhard Wern, Joachim Pertagnol, Frank Baur (IZES, Saarbrücken), Katja Hünecke, Günter Dehoust, Winfried Bulach, Kirsten Wiegmann (Öko-Institut, Darmstadt) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Durchführung der Studie: ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung GmbH, IZES - Institut für Zukunftsenergie- und Stoffstromsysteme gGmbH, Öko - Institut e.V. ; Redaktion: Fachgebiet V 1.3 Erneubare Energien Dr. Katja Hofmeier

Abstract

Biomasse als relevanter Beitrag zur Bereitstellung erneuerbarer Energie steht vor allem aufgrund der knappen Ressource Fläche nur begrenzt zur Verfügung. Die Diskussion hat sich daher auf die bevorzugte Nutzung von biogenen Abfällen und Reststoffen verlagert. Mit diesem Vorhaben sollte untersucht werden, mit welchem Potenzial diese Stoffgruppe dem Energiesystem zur Verfügung gestellt werden kann, wenn insgesamt anspruchsvolle ökologische und stoffwirtschaftliche Restriktionskriterien angewendet werden und welches die zu priorisierenden Einsatzpfade sind. Im ersten Schritt wurden insgesamt 24 biogene Reststoffe und Abfälle in einer Literaturstudie betrachtet. Insgesamt ergibt sich aus der restriktiven Analyse ein jährliches Potenzial von maximal rund 210 Mio. t biogener Abfälle und Reststoffe mit einem Energiegehalt von maximal rund 920 PJ. Im zweiten Schritt wurden 19 Technologien daraufhin betrachtet, die Abfälle und Reststoffe unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Stoffeigenschaften am besten energetisch nutzbar zu machen. Im dritten Schritt wurden die Stoffe und Technologien zunächst nach technischer Eignung zu sinnvollen Einsatzpfaden zusammengeführt und dabei auch zugeordnet, welcher Teil des Energiesystems damit jeweils bedient werden kann. Welche Kombinationsmöglichkeiten aus Einsatzpfaden und Energieprodukten zu priorisieren sind, wurde zum Schluss anhand ökologisch, ökonomisch und technischer Kriterien bewertet. Das Ergebnis ist ein Gesamtnutzungskonzept für Abfälle und Reststoffe über Technologien zu Energieprodukten, welches einen schwerpunktmäßigen Einsatz der Abfälle und Reststoffe zur Nutzung für Prozesswärme, zu gewissen Anteilen auch als Kraftstoff für den Flug- und Schiffverkehr empfiehlt. Der Stromproduktion werden wenig Abfall- und Reststoffe zugesprochen. Dieses Konzept ist als eine Art Allokationsplan für die ökologisch sinnvolle Nutzung der verfügbaren biogenen Abfall-/Reststoffe im Energiesystem zu verstehen, stellt jedoch kein integriertes Szenario für das Energiesystem dar.

Biomass as a relevant contribution to renewable energy is only available to a limited extent due to the scarcity of land. The discussion has therefore shifted to the preferred use of biogenic waste and residues. The objective of this project was to investigate the potential with which this group of substances can be made available to the energy system if ambitious environmental restriction criteria and criteria for material management are applied overall and which are the pathways to be prioritised. In a first step, a total of 24 residues and wastes were considered in a literature study. Overall, the restrictive analysis shows an annual potential of a maximum of around 210 million tonnes of biogenic waste and residues with an energy content of a maximum of 920 PJ. 19 technologies (incineration, gasification, fermentation, fermentation and transesterification) were considered. In a second step, 19 technologies were considered to make waste and residues usable in the most energy-efficient way, taking into account their respective material properties. In the third step, the materials and technologies were first combined according to their technical suitability into meaningful application paths and then assigned which part of the energy system (electricity, heat, transport) can be served by them. The possible combinations of input paths and energy products to be prioritised were finally evaluated on the basis of ecological, economic and technical criteria. The result is an overall utilisation concept for waste and residues using technologies to produce energy products, which recommends a focus on the use for process heat in some proportions also as fuel for aviation and sea transport. Small shares are attributed to the production of electricity. This concept is kind of an allocation plan for the ecologically sensible use of available biogenic waste/residues in the energy system, but does not represent an integrated scenario for the energy system.