IEA Bioenergy Task 37: Newsletter Juli 2021

Aufgelassenes Ackerland könnte Biokraftstoffe erzeugen

In Norwegen untersuchen Forscher der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) eine Möglichkeit, den Druck auf die Nahrungsmittelproduktion und die Tier- und Pflanzenwelt zu verringern, indem sie auf stillgelegten Ackerflächen mehrjährige Gräser zur Erzeugung von Biokraftstoffen anbauen und den Umfang der für diese Art des Grasanbaus verfügbaren Flächen berechnen. Bisher hat noch niemand berechnet, wie groß die für diese Art des Grasanbaus verfügbaren Flächen sind. Das NTNU untersuchte diese Frage anhand von Satellitenbildern aus aller Welt. Sie fanden 83 Millionen Hektar oder 830 000 Quadratkilometer an Flächen, die bis vor kurzem noch für die Nahrungsmittelproduktion genutzt wurden, dies aber nun nicht mehr tun. Diese Gebiete entsprechen in etwa der Fläche Schwedens und Norwegens zusammen oder fünf Prozent der derzeit weltweit für die Nahrungsmittelproduktion genutzten Fläche.

Es handelt sich um Gebiete, die vom Menschen stark beeinflusst wurden, so dass viele Arten bereits verschwunden sind. Die Grasproduktion könnte die Artenvielfalt erhöhen. Die Forschungsgruppe ist der Ansicht, dass die meisten dieser Flächen für den Anbau von mehrjährigen Gräsern für Biokraftstoffe genutzt werden können, anstatt sie vom Menschen ungenutzt zu lassen. Allerdings gibt es große Unterschiede in Bezug auf die Deckung des künftigen Biokraftstoffbedarfs. Die Forscher schätzten, dass die Biokraftstoffproduktion auf stillgelegten Anbauflächen das Energieäquivalent von 6 bis 39 Exajoule pro Jahr liefern könnte. Dies entspricht zwischen 11 und 68 Prozent des heutigen Bioenergiebedarfs und 2 bis 47 Prozent der erwarteten Biokraftstoffproduktion im Jahr 2050. Wie viel Biokraftstoff die Menschen anbauen können, hängt von vielen lokalen Faktoren und von der Bewirtschaftung der Flächen ab. Negative Umweltauswirkungen müssen gegen den Energiebedarf abgewogen werden. Schätzungen zufolge könnten jährlich etwa 20 Exajoule produziert werden, wenn der Anstieg der Anbaufläche auf 3 Prozent und der Wasserverbrauch auf 8 Prozent begrenzt wird.

Klimavorteile von landwirtschaftlichem Biogas größer als bisher angenommen

Ein Bericht der Universität Aarhus für die dänische Energieagentur kommt zu dem Schluss, dass der Klimaeffekt von Biogas im landwirtschaftlichen Sektor größer ist als bisher angenommen. Der Bericht enthält mehrere aktualisierte Ergebnisse zu den Auswirkungen und bietet eine Beschreibung und Quantifizierung aller relevanten Umwelt- und Klimaauswirkungen der Biogaserzeugung, einschließlich Energieerzeugung, Treibhausgasemissionen, Stickstoffauswaschung, Ammoniakverdampfung, Nährstoffverwertung und Geruchsbelästigung durch die Anwendung.

In dem Bericht werden die Auswirkungen von fünf Biomassezusammensetzungen untersucht. Der Bericht der Universität Aarhus kommt zu dem Schluss, dass die Entgasung insgesamt einen Nutzen für Umwelt und Klima hat. Bei einer Verweilzeit von mehr als 45 Tagen erhöht sich der Nutzen von Biogas nur geringfügig". Der Effekt hängt laut der Studie insbesondere von der Menge an gut verstoffwechselbaren organischen Stoffen in der Zusammensetzung der Biomasse ab. In dem Bericht wird auch festgestellt, dass die Methanemissionen aus Rindergülle höher sind als bisher berechnet, während die Emissionen aus Schweinegülle niedriger sind. Das bedeutet, dass insbesondere die Entgasung von Rindergülle ein größeres Potenzial zur Reduzierung von Methan bietet und dass der Klimaeffekt von Biogas in der Landwirtschaft größer ist als bisher angenommen.

Die Rolle erneuerbarer Verkehrskraftstoffe bei der Dekarbonisierung des Straßenverkehrs

Angesichts des Klimawandels ist es dringend notwendig, unsere Gesellschaft zu dekarbonisieren. Der Straßenverkehrssektor stellt eine besondere Herausforderung dar, da die Verkehrsnachfrage steigt und damit auch die Treibhausgasemissionen des Sektors. Die Elektromobilität, die mit erneuerbaren Energien betrieben wird, wird dieses Problem nicht allein lösen können, und es werden erneuerbare Verkehrskraftstoffe benötigt, um die Lücke zwischen den THG-Emissionsreduktionszielen und den prognostizierten tatsächlichen Emissionen zu schließen. Ein Expertenteam hat den Verkehrssektor und seine voraussichtliche Entwicklung bis 2030 und 2050 für eine Reihe von Ländern bewertet, darunter Deutschland, Schweden, Finnland, die USA und Brasilien. Die Arbeit wurde von zwei Technologie-Kollaborationsprogrammen der IEA, nämlich dem IEA Bioenergy TCP und dem Advanced Motor Fuels TCP, mit Unterstützung der Generaldirektion Energie der Europäischen Kommission initiiert und durchgeführt. Die Analyse basiert auf der aktuellen nationalen Politik, auf Prognosen für den Fahrzeugbestand und auf der Verfügbarkeit von erneuerbaren Kraftstoffen. Eine Kernaussage des Projekts ist, dass die Dekarbonisierung des Verkehrssektors nur mit einer Reihe von Maßnahmen und Kraftstoff-/Energieoptionen erreicht werden kann, von denen Biokraftstoffe einen wichtigen Teil darstellen. Es ist ausreichend Biomasse vorhanden, um die großflächige Einführung von Biokraftstoffen zu unterstützen, und die derzeitigen Fahrzeuge können diese Mengen aufnehmen.

CO₂-Emissionspolitik gefährdet den gewerblichen Verkehr

Das IRU hat in einem kürzlich erschienenen Bericht gezeigt, dass die Messung der CO2-Emissionen des gewerblichen Straßenverkehrs nur am Auspuffrohr, je nach Region, das wahre Kohlenstoffbild in zukünftigen Kraftstoffszenarien verdoppeln könnte. Schwere Nutzfahrzeuge, einschließlich Reisebusse und Lastkraftwagen, stoßen bei Anwendung des Tank-to-Wheel-Standards jährlich nur 950 Millionen Tonnen CO2 aus, was etwa 2,5 % der weltweiten Emissionen entspricht. Während Wasserstoff und Elektrizität oft fälschlicherweise als emissionsfreie Kraftstoffe angesehen werden, ergibt sich ein realistischeres Bild der Kohlenstoffbilanz dieser alternativen Kraftstoffe, wenn alle CO2-Emissionen berücksichtigt werden, einschließlich der Emissionen von der Tankstelle bis zum Tank. Allein in Europa, den USA und China würde der CO2-Ausstoß bei Strom im Durchschnitt um 45 % und bei Wasserstoff um 72 % höher ausfallen als bei herkömmlichem Diesel, wenn man den heutigen Energiemix zugrunde legt. Eine Umstellung auf Kraftstoffe wie Strom und Wasserstoff für schwere Nutzfahrzeuge ohne die Nutzung kohlenstoffarmer oder -freier Energiequellen würde daher zwischen 400 und 700 Millionen Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr nicht ausgleichen.

Straßentransportunternehmen brauchen Gewissheit, wenn sie weiter an der enormen Herausforderung arbeiten, ihre Flotten und ihren Betrieb effektiv zu dekarbonisieren, und keine undurchführbaren Fantasieoptionen. Die IRU fordert die politischen Entscheidungsträger auf, den umfassenderen Well-to-Wheel-Standard zu nutzen, um Investitionen und Anreize für die Dekarbonisierung zu bewerten und zu planen. Dies wird es kommerziellen Straßenverkehrsbetreibern ermöglichen, so effektiv und schnell wie möglich zu dekarbonisieren.

Fortschrittliche Biokraftstoffe zur Dekarbonisierung des europäischen Verkehrs: Märkte, Herausforderungen und Politik

Die Politik in Europa strebt nach Energiesicherheit und schrittweiser Dekarbonisierung in stark verschmutzenden Sektoren wie dem Verkehr durch Innovation und verbesserte Wertschöpfungsketten. Trotz der raschen Zunahme von Elektrofahrzeugen auf dem europäischen Markt entfallen jedoch immer noch fast drei Viertel der CO2-Emissionen im Verkehr auf leichte und schwere Straßenfahrzeuge, während die Emissionen aus dem Luft- und Schiffsverkehr weiter steigen (IEA, 2020). Fortschrittliche Biokraftstoffe sind daher für den Übergang zu einem kohlenstofffreien Verkehr unerlässlich. Die Analyse der am besten informierten europäischen Politikwissenschaftler zeigt erneut, dass der künftige Einsatz dieser Kraftstoffe in Marktanteilen, die zu den gewünschten Dekarbonisierungsniveaus führen können, noch weitgehend von der Integration maßgeschneiderter politischer Maßnahmen abhängt, mit denen Herausforderungen überwunden und vor- und nachgelagerte Leistungen verbessert werden können. Die vorgestellte Arbeit zielt darauf ab, i) über politisch relevante Herausforderungen zu informieren, die die flexible, zuverlässige und kosteneffiziente Markteinführung nachhaltiger, fortschrittlicher Biokraftstoffe für den Verkehr einschränken, und ii) politische Maßnahmen hervorzuheben, die ein großes Potenzial zur Überwindung der Herausforderungen haben und für die aktuelle Politik, den Green Deal und die Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) relevant sind. Zu den betrachteten Technologien gehören Bio-CNG und Bio-LNG aus Siedlungsabfällen, Klärschlamm, tierischem Dünger, landwirtschaftlichen Reststoffen oder Energiepflanzen.

Einweihung eines ersten katalytischen Methanisierungsreaktors

Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der EPFL in der Schweiz wurde ein neuer katalytischer Methanisierungsreaktor mit einer hohen CO2-Umsetzungsrate (> 99,5%) und einer sehr kompakten Bauweise entwickelt. Das aus Wasserstoff und CO2 aus der Industrie erzeugte Methan in der Größenordnung von 0,72 kg/h (11 kWh) wird direkt in das Verteilungsnetz eingespeist.

Außerdem wird die vom Elektrolyseur und vom Methanisierungsreaktor abgeführte Wärmeenergie vollständig zurückgewonnen, um das Gas vor seiner Expansion vorzuwärmen. Die Dimensionierung der Anlage wurde so festgelegt, dass fast das ganze Jahr über synthetisches Methan als Bandenergie produziert werden kann, d.h. 79'000 kWh, und gleichzeitig eine Einsparung von ca. 140'000 kWh an Energie für die Gasvorwärmung möglich ist. Auf der Grundlage der Projektergebnisse hat der Gasnetzbetreiber Gaznat beschlossen, einen neuen Methanisierungsreaktor zu entwickeln, dessen Leistung 20 Mal höher ist als die des in Sion in Betrieb befindlichen Reaktors, d.h. 200 kW, und der in großem Maßstab vermarktet werden soll, da seine CO2-Umwandlungsrate und sein Wirkungsgrad die derzeit auf dem Markt erhältlichen Konkurrenzprodukte weit übertreffen.

Studie bestätigt: RNG im Verkehr ist effizienter als Elektrizität

Carbon 4, das erste unabhängige Beratungsunternehmen, das sich auf kohlenstoffarme Strategien und die Anpassung an den Klimawandel spezialisiert hat, hat RNG als den effizientesten alternativen Kraftstoff für Pkw und Lkw bezeichnet. Für alle Fahrzeugtypen wird bioNGV (RNG) im Jahr 2021 in Europa ganz oben auf dem Siegertreppchen stehen. In Frankreich beträgt der CO2-Fußabdruck, der die Herstellung, die Nutzung und das Ende des Lebenszyklus eines Fahrzeugs einschließt, für das B-Segment (Lkw) nur 71 gCO2e/km, verglichen mit 81 g für Elektrofahrzeuge, 170 g für CNG (Erdgas), 172 g für E85, 180 g für einfache Hybride und 222 g für Benzinmotoren.

Jahresbericht 2020 des EBA veröffentlicht

Der Europäische Biogasverband (EBA) hat kürzlich eine erweiterte Ausgabe des EBA-Statistikberichts veröffentlicht. Diese Veröffentlichung enthält die neuesten Daten und Statistiken über die Entwicklung des europäischen Biogas- und Biomethanmarktes sowie potenzielle Wachstumsprognosen für die kommenden Jahre. Der Biogassektor produziert derzeit 167 TWh oder 15,8 Mrd. m³ Biogas und 26 TWh oder 2,43 Mrd. m³ Biomethan. Ende 2019 waren europaweit insgesamt 18.943 Biogasanlagen und 725 Biomethananlagen in Betrieb. Diese Zahlen zeigen, dass Biogas und Biomethan einen wesentlichen Beitrag zur dringend benötigten Dekarbonisierung des Gassektors leisten können, indem sie erneuerbare Gase für Verkehr, Industrie und Heizung verfügbar machen.

Die Biomethanproduktion ist 2019 im Vergleich zum Vorjahr um 15 % gestiegen. Frankreich ist führend bei der Entwicklung des Biomethanmarktes mit über 1.000 Biomethaneinspeiseprojekten in verschiedenen Entwicklungsstadien im Lande. 2013 begann die Entwicklung weg von Energiepflanzen, hin zu landwirtschaftlichen Reststoffen, Bio- und Siedlungsabfällen und Klärschlamm. Seit 2017 wurden fast keine neuen Anlagen mehr errichtet, die mit Energiepflanzen betrieben werden. Der Statistische Bericht des EBA hat erstmals das Wachstumspotenzial für Biogas und Biomethan aus verschiedenen Studien zusammengefasst. Es besteht ein starker Konsens darüber, dass sich die Produktion von Biogas und Biomethan bis 2030 fast verdoppeln und bis 2050 mehr als vervierfachen kann. Die für 2030 berechnete potenzielle Biogas- und Biomethanproduktion könnte bis zu 44 Mrd. m³ erreichen, was 467 TWh entspricht.

Zweiter TYNDP-Bericht

Der zweite gemeinsame Zehnjahresnetz-Szenariobericht für Strom und Gas von ENTSO-E und ENTSOG entwickelte drei Szenarien für Europa. Die Arbeit an den Szenarien ist der erste wichtige Schritt, um die Wechselwirkungen zwischen dem Gas- und dem Elektrizitätssystem zu erfassen, und ist daher von entscheidender Bedeutung, um die beste Bewertung der Infrastruktur in einem Hybridsystem zu liefern. Szenarien sind keine Vorhersagen; sie zeigen eine Reihe möglicher Zukunftsszenarien auf, um den Bedarf an Strom- und Gasinfrastruktur und entsprechende Projekte zu testen. Die Szenarien sind ehrgeizig, da sie ein kohlenstoffarmes Energiesystem für Europa bis 2050 vorsehen. ENTSO-E und ENTSOG haben glaubwürdige Szenarien entwickelt, die sich an technisch soliden Pfaden orientieren und gleichzeitig die Besonderheiten der einzelnen Länder berücksichtigen, so dass eine gesamteuropäische kohlenstoffarme Zukunft erreicht wird.

IEA: Eine Fülle von Energiestatistiken, Bilanzen und CO₂-Emissionsdaten

Das Energiedatenzentrum der IEA ist die weltweit zuverlässigste und umfassendste Quelle für globale Energiedaten. Im Februar begann die IEA mit der Veröffentlichung einer vorgezogenen Version ihrer vollständigen Angebots- und Nachfrage-Energiestatistiken, Energiebilanzen und CO2-Emissionsdaten. Die vorzeitige Veröffentlichung deckt mehr als 60 % der weltweiten Gesamtenergieversorgung und über 63 % der weltweiten CO2-Emissionen im Zusammenhang mit der Verbrennung von Brennstoffen ab. Neben wichtigen Mitgliedsländern wie Deutschland, dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten decken die Daten auch wichtige Schwellenländer wie China, Indien, Brasilien und Südafrika ab. Besuchen Sie die Webseite der IEA Daten und Statistiken, um mehr über die frühe Veröffentlichung und die Datenprodukte der IEA im Allgemeinen zu erfahren.

Forschungsbibliothek für die organische Recyclingindustrie fertiggestellt

NNFC hat bekannt gegeben, dass die Entwicklung einer Forschungsbibliothek für die organische Recyclingindustrie abgeschlossen ist. Die Forschungsbibliothek, eine Online-Plattform, die Forschungsergebnisse aus der Kompostierungs- und anaeroben Vergärungsindustrie zusammenstellt, konzentriert sich vor allem auf das letzte Jahrzehnt und auf Forschungsergebnisse, die für das Vereinigte Königreich von Bedeutung sind, und wurde gestartet. In der Bibliothek werden nicht nur die in den verschiedenen Branchen durchgeführten Forschungsarbeiten zusammengetragen, sondern es werden auch "Forschungslücken" aufgezeigt, d. h. Forschungsbereiche, die nur in begrenztem Umfang oder gar nicht vorhanden sind.

ENGIE produziert erneuerbares Gas aus festen, nicht wiederverwertbaren Abfällen

Ein Jahr nach der erfolgreichen Produktion von Biomethan aus Waldbiomasse hat die GAYA-Plattform mit der Produktion der ersten Kubikmeter erneuerbaren Gases aus festen Sekundärbrennstoffen (SRF) eine Weltpremiere und einen historischen Schritt nach vorn gemacht. Da es keine speziellen Recycling-Kanäle gibt, besteht diese Art von Brennstoff meist aus Holz-, Papier-, Karton- und Kunststoffabfällen, die bei wirtschaftlichen Aktivitäten anfallen. Der Demonstrator von ENGIE hat den integrierten Betrieb der gesamten Kette innovativer Technologien unter industriellen Bedingungen validiert. Diese Konfiguration maximiert die Produktion von erneuerbarem Gas. Auf der Grundlage der bereits durchgeführten Arbeiten plant ENGIE ab 2023 den Bau einer ersten industriellen Anlage in Le Havre, Frankreich, das Projekt SALAMANDRE. Damit können ab 2026 jährlich 70.000 Tonnen nicht wiederverwertbarer Abfälle zur Erzeugung von bis zu 150 GWh erneuerbarem Gas genutzt werden, was dem Verbrauch von 670 Stadtbussen entspricht.

Darüber hinaus wird das Multi-Energie-Verfahren die Erzeugung von 45 GWh erneuerbarer Wärme zur Deckung des städtischen und industriellen Bedarfs ermöglichen. Als Alternative zur Deponierung, die schrittweise abgeschafft werden soll, ist die GAYA-Kette der Referenzkanal für die Nutzung von nicht wiederverwertbaren Abfällen zur Erzeugung eines speicherbaren erneuerbaren Gases, das Erdgas ersetzen kann und als solches mehrere Endanwendungen hat: nachhaltige Mobilität, Industrie, tertiärer Sektor.