4.1 Effizienz von Stoffströmen
4.1.4 Bewertung der Methodik
Ziel des Forschungsansatzes war es, mit der Methodik „Effizienz von Stoffströmen“ einen gesamten Bioenergie-Nutzungspfad aus ökonomischer, ökologischer und sozialer Perspektive standardisiert be-werten zu können. Mit dem vorgestellten Bewertungsansatz sowie der vier durchgeführten Fallstudien konnte dies praxisnah erprobt werden. Die Ergebnisse ermöglichen eine sachliche Diskussion der Effi-zienz aus verschiedenen Blickwinkeln.
Die Ergebnisse der Fallstudien von Heizkraftwerken und Biogasanlagen machen die Unterschiede zwi-schen einzelnen Technologien deutlich. Merkmal der betrachteten Heizkraftwerke ist beispielsweise eine grundsätzlich sehr hohe ökologische Effizienz, da kein Rohstoffanbau nötig ist. Die untersuchten Biogasanlagen erreichen hier insbesondere bei den Indikatoren „Kaskadennutzung“ und „extensive Bewirtschaftung“ niedrige Werte, da ein Großteil des stoffgebundenen Energieinputs zumeist aus
kon-de zwischen Stoffströmen kon-der gleichen Technologie. Dies ermöglicht einen unmittelbaren Vergleich kon-der Vorzüge einzelner Stoffströme. So ist z.B. eine hohe Beschäftigung je kWh aus sozialer Perspektive sehr positiv einzuschätzen, hat jedoch ggf. höhere Gestehungskosten je kWh zur Folge. Dieser Zusammen-hang geht sehr gut aus den HKW-Fallstudien hervor.
Mit der Methode lässt sich ermitteln, wo Stärken und Schwächen bei der Effizienz der Stoffströme lie-gen. Dies wird einerseits über die jeweiligen Indikatorwerte als auch an den aggregierten Werten deut-lich, da dies unmittelbar einen Rückschluss auf das Erreichen der Zielwerte erlaubt. Dabei stehen die in der Literatur bereits häufig verwendeten Effizienzansätze Klimaeffizienz, ökologische Effizienz, Energie-effizienz, Ressourceneffizienz und soziale Effizienz im Fokus. Entsprechend ihrer jeweiligen Zielstellung beeinflussen sich einige der Indikatoren jedoch auch negativ. Diese Zusammenhänge, vor allem zwi-schen den Bereichen Ökologie und Soziales, fehlen in einer rein ökonomizwi-schen Bewertung und werden durch den ganzheitlichen Bewertungsansatz für Bioenergiestoffströme nun greifbar.
Durch die Nutzung der jährlichen Gesamtenergieerzeugung als funktionelle Einheit, hängen die Ergeb-nisse mehrerer Indikatoren nicht nur vom eigentlichen Messwert, sondern auch vom Energieoutput auf Ebene IV ab. Dies verdeutlicht die Sensitivitätsanalyse am Beispiel der Fallstudie von BGA 1. Hierfür wurde der Kennwert „Wärmenutzung“ variiert und die übrigen Stoffstromdaten von BGA 1 übernom-men. Abbildung 46 zeigt auf, wie sich die Ergebnisse verändern, wenn einerseits 0 % und andererseits 100 % der Wärme genutzt würde. Auf die Änderung der Wärmenutzung reagieren vier Indikatoren sensi-tiv. Würde keine Wärmeauskopplung stattfinden, so hätte dies eine Verringerung der Effizienz der
„Energieintensität“ und der „THG-Emissionen“ auf 0 zur Folge. Dies bedeutet, dass dann einerseits der spezifische Energieaufwand pro erzeugter kWh bei über 3 kWh sein würden und ebenfalls die THG-Emissionen über denen der fossilen Referenz lägen. Weniger stark, aber ebenfalls verringern würde sich die Effizienz des Indikators „Flächenbedarf“, da dann die gleiche beanspruchte Fläche weniger Energieoutput gegenübersteht. Im Bereich Soziales zeigt sich eine steigende Effizienz des Indikators
„Beschäftigung“, wenn weniger Wärme abgesetzt wird, weil so dem gleichen Personalaufwand weniger Energieoutput gegenübersteht.
Abbildung 46: Sensitivitätsanalyse der Effizienz von Stoffströmen am Beispiel der Fallstudie von BGA 1. Variation der Wärme-nutzung.
Alles in allem zeigt die Sensitivitätsanalyse, dass allein durch eine Optimierung des Wärmeabsatzes im Anlagenbetrieb drei Indikatoren bessere Ergebnisse erzielen würden (siehe Abbildung 46). Die Effizienz eines Indikators würde jedoch sinken. Am stärksten reagiert dabei der Indikator „Energieintensität“.
Darüber hinaus wirkt sich auch die Variation anderer Faktoren auf mehrere Indikatoren aus. Insbeson-dere der Rohstoffanbau für Biogasanlagen hat dabei einen weitreichenden Einfluss auf nahezu alle Indikatoren.
Die Komplexität des Bewertungsverfahrens verdeutlicht ebenfalls die Herausforderung einer vollständi-gen Datenbasis sowie einer guten Datenqualität. Zwar lievollständi-gen für einige Prozessschritte auch Literatur-werte vor, welche bei Datenlücken stellvertretend herangezogen werden können (wie etwa zu Zeit- und Energieaufwand der Pflanzenproduktion). Jedoch sind stets stoffstromspezifische Daten vorzuziehen.
Die Ergebnisse der Fallstudien beruhen teilweise auf Schätzungen der Befragten oder Annahmen der Begleitforschung und sind damit zunächst als Orientierungswerte zu verstehen.
Es hat sich gezeigt, dass die Anlagenbetreiber als Datenlieferanten übersichtliche und einfach struktu-rierte Fragebögen vorziehen. Die Möglichkeit, unmittelbar das EXCEL-Modell zur Datenerhebung zu ver-wenden, wurde nicht angenommen, obwohl hier zahlreiche Hinweise und Literaturwerte integriert sind, sowie die Möglichkeit besteht, sich die Ergebnisse sofort anzeigen zu lassen.
Das EXCEL-Modell zur Berechnung der Indikatorwerte kann aktuell für Stoffströme von Heizwerken, Heizkraftwerken und Biogasanlagen genutzt werden. Es beinhaltet die Datenblätter zur Eingabe aller benötigten Informationen, die Zielwerte sowie die Beschreibung und Berechnung aller Indikatoren. Als Zusammenfassung sind darin ebenfalls alle Ergebnisse sowie die Diagramme dargestellt (siehe hierzu Anhang A 9). Um für weitere Technologien die Stoffstromeffizienz zu berechnen, ist es nötig, das Modell dahingehend weiterzuentwickeln. Ebenfalls ist es empfehlenswert, weitere Biomassen und Aufberei-tungsverfahren mitsamt Literaturwerten einzufügen, um den Nutzern die Möglichkeit zu geben, ggf.
eigene Annahmen zu treffen.
Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, einzelne Indikatoren weiterzuentwickeln. Beispielsweise haben beim Indikator THG-Emissionen die Gutschriften (Verwertung tierischer Exkremente) oder die mit dem Zusatzenergieaufwand verbundenen Emissionen einen großen Einfluss auf das Endergebnis. Das Ver-fahren der THG-Bilanzierung befindet sich in einem fortwährenden Entwicklungsprozess, was entspre-chend bei der Weiterentwicklung des Indikators Berücksichtigung finden sollte. Auch wird aktuell das Zündöl in BHKW als Zusatzenergie gewertet, wobei es ebenfalls als stoffgebundener Energieeinsatz zugerechnet werden könnte.
Mit den Indikatoren sollten ebenfalls die Zielwerte und Referenzen weiteren Prüfungen unterworfen werden. Nicht nur für die THG-Bilanz des fossilen Referenzsystems kann mit der Zeit Anpassungsbedarf entstehen, auch weitere Mindest- und Zielwerte – etwa für „Partizipationsniveau“ oder „extensive Nut-zung“ – könnten mit fortschreitenden Anwendungserfahrungen anzupassen sein.
Letztlich ist eine breit angelegte Anwendung in der Praxis mit entsprechend hoher Fallzahl empfehlens-wert, um weitere Rückschlüsse hinsichtlich Optimierungs- und Anpassungsmöglichkeiten der Methodik zur Bewertung der Stoffstromeffizient zu ermitteln. Der derzeitige Entwicklungsstand erlaubt dies be-reits für die Stoffströme von Biogasanlagen und Heizkraftwerken.