Die Berechnungen zur Energieproduktion zeigen, dass durch den Einsatz von Kosubstraten der Methanertrag um bis zu 46 % gesteigert werden kann. Jedoch ist die Steigerung des Methanertrages je nach Kosubstrat unterschiedlich hoch. Die höchsten Methanerträge liefert der Einsatz von Kosubstraten aus dem Futterbau, gefolgt von Getreide. Die geringsten Methanerträge liefern die Kulturen Raps, Hanf und Topinambur. Silage liefert etwas höhere Methanerträge als Frischfutter.
Die zusätzlichen Erlöse durch die erzielte Steigerung des Methanertrages durch Kosubstrate sind mit den alternativen Erlösen aus der konventionellen Nutzung der Kulturpflanzen vergleichbar. Den Erlösen müssen die durch den Einsatz von Kosubstraten zusätzlich verursachten Kosten gegenüber gestellt werden. Diese werden anhand der spezifischen (elektrischen) Energiekosten bzw. Stromge-stehungskosten verglichen. Tendenziell verursachen Kosubstrate aus dem Futterbau geringere Gestehungskosten pro kWh. Allerdings können die untersuchten Getreidesorten mit vergleichbaren Kosten pro kWh aufwarten. Der vorab ange-deutete Wettbewerbsvorteil der Silage zeichnet sich ebenfalls bei den Stromge-stehungskosten ab.
Auf die Höhe der Stromgestehungskosten wirken einerseits die Trocken-masseerträge, die Bereitstellungskosten, sowie die spezifischen Gasausbeuten der Kosubstrate ein (Abb. 1). Andererseits zeigen die errechneten Werte, das die Investitionen der Biogasanlage bei weitem den größten Einfluss auf die Höhe der Stromgestehungskosten haben. Die Ergebnisse zeigen außerdem, wie sich eine
Erhöhung des Trockensubstanzanteils aus Kosubstraten auf die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von Kosubstraten in Biogasanlagen auswirkt. Bei einem Trocken-substanzanteil von 12 % liegen alle Kulturen bis auf Luzerne Frischfutter, Hanf, Raps und Topinambur im Gewinnbereich. Das Potenzial durch eine Steigerung des Trockensubstanzanteils eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit zu erzielen, ist insbesondere bei Maissilage, Luzerne Silage, Gerste Silage, Weidelgras Silage und Weidelgras Frischfutter aus extensivem Anbau hoch.
Nach Hoffstede (2002) ist ein wirtschaftlich neutrales Ergebnis mit land-wirtschaftlichen Biogasanlagen im Kostenbereich von € 0,10 bis € 0,11 je kWh zu erzielen. Daraus kann man schließen, dass unter der Annahme von durch-schnittlichen Erträgen, Bereitstellungskosten, Gasausbeuten und Investitionen sich die Mehrheit der Kosubstrate in einem wirtschaftlich neutralen Bereich befindet, und die Kosubstrate Maissilage, Luzerne Silage, Gerste Silage, Weidelgras Silage und Weidelgras Frischfutter aus extensivem Anbau sogar in einem wirtschaftlich positiven Bereich liegen. Für die Wettbewerbsfähigkeit von Kosubstraten in Biogasanlagen ist jedoch entscheidend, ob der zusätzlich zu erwartende Gewinn aus dem Einsatz von Kosubstraten dem Gewinn bei einer konventionellen Nutzung der Kulturpflanzen entspricht oder übersteigt. Bei den berechneten Anlagen liegen die gestehungskosten ohne Kofermentation bei € 0,10 pro kWh. Nur bei Strom-gestehungskosten unter diesem Wert ist ein Mehrgewinn aus der Kofermentation zu erzielen. Dies trifft unter durchschnittlichen Bedingungen für Maissilage, Luzerne Silage, Gerste Silage, Weidelgras Silage und Weidelgras Silage und Frischfutter aus extensivem Anbau zu.
Die Streuweiten der wirtschaftlichen Ergebnisse weisen beachtliche Unter-schiede zwischen den einzelnen Kosubstraten auf. Zu erkennen ist ebenfalls, dass sich bei den einzelnen Kosubstraten unterschiedlich hohe Anteile der Streuweiten im Gewinnbereich befinden. Bei Kosubstraten aus dem Futterbau als Silage aus extensiven Anbauverfahren, Maissilage und Ganzpflanzensilage aus Gerste liegen die Spannweiten überwiegend im Gewinnbereich. Dagegen befinden sich die Spannweiten bei Raps, Hanf und Topinambur überwiegend im negativen Bereich.
Bei der nachfolgenden Betrachtung wird der Einfluss der einzelnen Faktoren analysiert. Für die Wirtschaftlichkeit der Biogasanlage sind jedoch letztlich nicht die einzelnen Faktoren, sondern die Summe der Faktoren entscheidend. Die Spann-weiten werden hauptsächlich von der Höhe der Investitionen bestimmt. Diese entscheiden grundlegend ob der Betrieb mit oder ohne Kosubstraten wirtschaftlich ist. Die Steigerung der Flächenerträge hat insbesondere bei Maissilage, Roggen, Gerste, Hanf und Raps einen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit. Einen großen Anteil an der Gesamtabweichung haben die Bereitstellungskosten insbesondere bei Weidelgras Frischfutter, Roggen Silage, Hanf und Raps.
gestehungskosten und zusätzlic
Dt. Weidelgras int. (Frischfutter) Dt. Weidelgras int. (Silage) Dt. Weidelgras ext. (Frischfutter) Dt. Weidelgras ext. (Silage) Luzerne (Frischfutter)
0,074
Abb. 1. Strom her Gewinn pro Hektar in Abhängigkeit von Trockenmasseertrag, Trockensub-stanzanteil, Bereitstellungskosten, Gasausbeute und Investitionen
Eine Optimierung der Methanausbeute ist vor allem bei Weidelgras, Luzerne, Maissilage, Roggen und Gerste für eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit entscheidend. Der Einfluss des Trockensubstanzanteils aus Kosubstraten auf das wirtschaftliche Ergebnis ist insbesondere bei Silage aus Weidelgras, Luzerne, Mais, Gerste und Hanf von Bedeutung.
Hanf
Abb. 2. Stromgestehungskosten und zusätzlicher Gewinn pro Hektar in Abhängigkeit von der Anlagengröße
Abschließend ist zu prüfen, inwieweit eine Degression der Betriebskosten bei steigenden Anlagendimensionen die Wirtschaftlichkeit von Kosubstraten beeinflusst.
Bei dieser Betrachtung wird deutlich, dass der Einsatz von Roggen und Triticale Ganzpflanzensilage, Weidelgras Frischfutter aus intensivem Anbau, Luzerne Frischfutter, Hanf, Raps und Topinambur unter durchschnittlichen Verhältnissen bei Anlagen bis zu 3000 m³ Fermentervolumen oder ca. 480 kW gegenüber einer konventionellen Nutzung wirtschaftlich unattraktiv ist. Das Diagramm macht deutlich, dass die Unterschiede zwischen den verschiedenen Kosubstraten weitaus größer sind als die durch eine Kostendegression zu erschließenden Potenziale. So liegt die Silage aus Weidelgras und Gerste in jedem Fall im Gewinnbereich, während bei Luzerne Silage, Maissilage und Weidelgras Frischfutter nur bei Anlagen über 160 kW installierter elektrischer Leistung ein Gewinn zu erwarten ist.
Diskussion
Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass beim Einsatz von landwirtschaftlichen Kosubstraten in Biogasanlagen aus wirtschaftlicher Sicht eine äußerst sorgfältige Auswahl getroffen werden muss, um wirtschaftliche Risiken zu verringern und
vorhandene Gewinnpotenziale auszuschöpfen. Die Analysen weisen tendenziell auf eine Vorzüglichkeit von Silage aus Futterbaupflanzen sowie Getreide aus extensivem Anbau hin. Weniger vorteilhaft erscheinen aus wirtschaftlicher Sicht die Ackerbau-kulturen Raps, Hanf und Topinambur.
Im Vergleich zu dem Kostenfaktor Investitionen beeinflussen die Faktoren Trockenmasseertrag, Bereitstellungskosten und spezifische Gasausbeuten wesent-lich geringer die Wirtschaftwesent-lichkeit des Einsatzes von Kosubstraten in Biogasanlagen.
Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen müssen an erster Stelle kostengünstige Anlagenmodelle entwickelt und umgesetzt werden. An zweiter Stelle müssen die Bereitstellungskosten der Kosubstrate beispielsweise durch extensive Anbauverfahren bei konstantem Ertrag und Qualität gesenkt werden. Schließlich ist eine Steigerung des Trockensubstanzanteils aus Kosubstraten und der Gasaus-beuten wünschenswert. Dies könnte durch verfahrenstechnische Maßnahmen und technische Innovationen erreicht werden. Dabei ist die Kostenneutralität der Maßnahmen anzustreben. Abschließend gilt im Sinne einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Biogasgewinnung durch den Einsatz von landwirtschaftlichen Kosubstraten, dass die gebotenen Potenziale nur umgesetzt werden können, wenn durch entsprechende Anreize die Investitionstätigkeit in diesem Bereich gesteigert werden kann.
Danksagung
Die Autoren danken Herrn Frank Melcher für die wertvollen Hinweise zur Ermittlung der Berechnungsgrundlagen, Frau Helen Jacobs und Frau Ines Ficht für die tech-nische Unterstützung.
Literaturverzeichnis
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