Nach den Vorgaben der RED II muss die THG-Reduzierung für die Produktion von Wärme und Strom aus Biomasse-Brennstoffen in Anlagen, die ab dem Jahr 2021 in Betrieb genommen wurden, bei 70% liegen. Dies bedeutet, dass durch die Nutzung von Biomasse-Brennstoffen im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen wie Diesel bei der Strom- und Wärmeerzeugung mindestens 70% eingespart werden müssen. Für Anlagen, die nach dem 1. Januar 2026 in Betrieb treten, wird dieser Mindestwert auf 80% angehoben. Die THG-Emissionen, die bei der Produktion von Biomasse-Brennstoffen sowie bei der Erzeugung von Strom und/oder Wärme entstehen, müssen gemäß einer bestimmten Formel der THG-Bilanz bei SURE-EU berechnet werden.
Abbildung 1: Formel zur Berechnung der Gesamtemissionen
Die Menge der Treibhausgase wird in einer Maßeinheit gemessen, die als Gramm CO2-Äquivalent pro Megajoule (gCO2eq/MJ) bezeichnet wird. Diese Einheit wird sowohl für die Biomasse-Brennstoffe als auch für den Strom oder die Wärme verwendet, die daraus erzeugt werden.
Erzeugt ein Biomasse-Brennstoff sowohl Wärme als auch Strom, teilen Nutzer die Menge der Treibhausgase zwischen beiden auf. Dabei ist es unerheblich, ob die Wärme zum Heizen oder Kühlen dient.
Um zu berechnen, wie viel Treibhausgase durch Biomasse-Brennstoffe oder den daraus erzeugten Strom oder die Wärme eingespart werden, kann man verschiedene Methoden nach SURE-EU verwenden:
Wenn Standardwerte bei SURE-EU verwendet werden, erhält man diese von einem bestimmten Punkt in der Produktionskette. Dann muss der Lieferant dem nächsten in der Kette nur sagen, dass er den Standardwert verwendet, und vielleicht auch, wie weit der Transport ist.
Diese Standardwerte gelten nur für bestimmte Teile der Produktionskette. Wenn sie bis zum Ende verwendet werden, muss das auf den Lieferpapieren stehen.
Beim Anbau und Ernten von Rohstoffen sowie bei der Herstellung von Chemikalien entstehen Treibhausgase (THG). Um diese Emissionen (eec) für SURE-EU zu berechnen, müssen Daten zu Düngern, Chemikalien, Kraftstoffverbrauch, Stromverbrauch, Rohstoffen und Ernteertrag gesammelt werden.
Bei Landnutzungsänderungen (umgewidmeten Flächen), die ab dem Stichtag 1. Januar 2008 stattgefunden haben und auf denen die Erzeugung von Biomasse nach RED II zulässig ist, müssen die durch die Landnutzungsänderung anfallenden akkumulierten THG-Emissionen berechnet und zu den übrigen Emissionswerten addiert werden. Unter Landnutzungsänderungen versteht man den Wechsel in Bezug auf die Bodenbedeckung. Zu diesen Bodenbedeckungen, gehören bewaldete Flächen, Feuchtgebiete, Ansiedlungen und sonstige Flächen. Kulturflächen und Dauerkulturen gelten als eine Landnutzung. Es gibt bestimmte Flächen, die 2008 als Grünland galten oder später dazu wurden. Man muss herausfinden, ob sie von selbst Grünland bleiben würden oder nicht, wenn niemand eingreift. Das kann Grünland sein, das viele verschiedene Pflanzen und Tiere hat. Auf solchem Grünland darf man kein Material für Bio-Kraftstoffe anbauen. Das bedeutet so viel wie, dass eine Umwandlung von beispielsweise bewaldeten Flächen oder Grünland in eine Kulturfläche eine Landnutzungsänderung darstellt, während die Umstellung einer Kultur (z.B. Mais) auf eine andere (z.B. Raps) keine Landnutzungsänderung wäre. Wen nachgewiesen wird, dass die landwirtschaftliche Anbaufläche zum 01.01.2008 als landwirtschaftliche Anbaufläche ausgewiesen war und nach dem Stichtag keine Änderungen der Landnutzung stattgefunden hat, ist el gleich „0“.
Verbesserte landwirtschaftliche Bewirtschaftungspraktiken können zu Emissionseinsparungen durch Anreicherung von Kohlenstoff im Boden beitragen Zu diesen Bewirtschaftungspraktiken gehören unter anderem die Umstellung auf eine reduzierte Bodenbearbeitung oder eine Nullbodenbearbeitung, eine verbesserte Fruchtfolge, eine verbesserte Düngemittelwirtschaft und der Einsatz natürlicher Boden Verbesserer, wie z.B. Kompost. Eine Nutzung von Gülle/Mist als Substrat für die Erzeugung von Biogas und Biomethan gilt ebenso als verbesserte landwirtschaftliche Bewirtschaftung, da diffuse Feldemissionen vermieden werden. Emissionseinsparungen aus esca sind nur anwendbar, wenn die Maßnahmen der Verbesserung der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung nach Januar 2008 vorgenommen wurde.
Die Emissionen, die beim Transport und der Lagerung der Biomasse entstehen, müssen auch berechnet werden. Wenn es mehrere Transportschritte gibt, muss jeder einzeln betrachtet werden. Tatsächliche Transportemissionen können nur bestimmt werden, wenn alle die Schnittstelle betreffenden Informationen zu den Transportschritten aufgezeichnet sind und entlang der Herstellungskette konsistent weitergegeben werden. Bereits bei der Erzeugung und Anbau des Rohstoffs berücksichtigten Emissionen müssen hier nicht erneut betrachtet werden. Die letzte Schnittstelle in der Kette ist dafür verantwortlich, die Emissionen zu berechnen. Als „letzte Schnittstelle“ werden zertifizierte Betriebe bezeichnet, die feste oder gasförmige Biomasse-Brennstoffe in Strom oder Wärme umwandeln und in den Geltungsbereich der RED II Artikel 29 fallen.
Jede Verarbeitungsstätte muss garantieren, dass sämtliche THG-Emissionen aus der Verarbeitung (ep) bei der THG-Emissionsberechnung berücksichtigt werden. Dies umfasst Emissionen aus der Verarbeitung selbst, Abfälle, Leckagen und die Herstellung der während des Prozesses verwendeten Chemikalien oder Produkte. Dabei werden auch CO2-Emissionen, die dem Kohlenstoffgehalt fossiler Einsatzstoffe entsprechen, einbezogen – unabhängig davon, ob sie im Verlauf des Vorgangs verbrannt werden oder nicht.
Bei der Berechnung der THG-Emissionen nach SURE-EU aus der Verarbeitung (ep) werden folgende Daten vor Ort aus betrieblichen Dokumenten bezogen:
Für die Emissionsberechnung müssen nach SURE-EU die Daten gemessen oder auf den Anlagenspezifikationen basieren. Bei bekannten Emissionsbereichen für ähnliche Anlagen wird der höchste Wert genutzt. Echte Emissionswerte werden nur festgestellt, wenn alle Emissionsinformationen erfasst und konsistent weitergegeben werden. Zusätzliche Emissionen müssen dem ep hinzugefügt werden.
Die Emissionseinsparung durch CO2-Abscheidung und -ersetzung (eccr) gemäß der Richtlinie (EU) 2018/2001 bezieht sich direkt auf die Biomasse-Brennstoffproduktion. Sie beschränkt sich auf Emissionen, die durch die Abscheidung von CO2 aus Biomasse vermieden werden und bei der Produktion von Produkten und Dienstleistungen statt CO2 fossilen Ursprungs genutzt werden. Wenn der Einsatz von fossilem Kohlenstoff in Produkten oder Dienstleistungen üblich ist, gilt nach SURE-EU der Ersatz durch biogenen Kohlenstoff als erfüllt und ein Nachweis ist nicht erforderlich. Dennoch müssen Beweise für die erzeugten Mengen an biogenem CO2 vorgelegt werden, die tatsächlich gewerblich verwendet werden. Nachweise für die erste Menge fossilem CO2 durch Biogenes könnten folgendermaßen aussehen:
Zur Emissionsberechnung (eccr) sind zu beachten:
Zur CO2-Aufbereitung müssen weiterhin ermittelt werden:
Folgende Anlagen könnten von der Abscheidung des CO2s profitieren:
Für alle Anlagen wäre es wichtig, über die geeignete Infrastruktur und Technologie zu verfügen, um CO2 effizient abzuscheiden, zu Lagern oder zu Nutzen.
Einsparungen von Emissionen durch die Abtrennung und geologische Lagerung (eccs), die nicht in ep einfließen, betreffen nur die Emissionen, die durch die Abtrennung und Bindung des freigesetzten CO2 verhindert wurden. Diese sind direkt mit der Extraktion, Beförderung, Verarbeitung und Distribution des Biomasse-Brennstoffs verknüpft.
Für die Kalkulation dieser Emissionseinsparungen (eccs) sollten berücksichtigt werden:
Bei der CO2-Aufbereitung (Verdichtung und Umwandlung in flüssiges Kohlendioxid) sind ebenfalls folgende Punkte zu beachten:
Die Berücksichtigung von Emissionseinsparungen durch die Abtrennung und geologische Lagerung von CO2 (eccs) erfordert einen validen Nachweis über die tatsächliche Abscheidung und sichere Lagerung. Bei direkter Lagerung muss überprüft werden, ob der Speicher dicht und konform mit der Richtlinie 2009/31/EG ist.
Einsparungen durch eccs, die nicht in ep eingeschlossen sind, beschränken sich auf die durch Abscheidung und Lagerung verhinderten Emissionen. Diese sind direkt mit der Herstellung, Beförderung, Verarbeitung und Verteilung von Biokraftstoffen verknüpft, vorausgesetzt, die Lagerung entspricht der Richtlinie 2009/31/EG.
Die Bewertungsperiode für eccs muss mit der Treibhausgasbewertungsperiode des Hauptproduktionspfads (Biomasse-Brennstoff) nach SURE-EU übereinstimmen.
Die Abscheidung und geologische Speicherung von Kohlendioxid (eccs– “Emissionseinsparungen durch Abscheidung und geologische Speicherung”) und die Abscheidung und Ersetzung von CO2 (eccr – “Emissionseinsparungen durch Abscheidung und Ersetzung”) haben unterschiedliche technologische, wirtschaftliche und regulatorische Herausforderungen und Vorteile. Einige Gründe, warum eccs möglicherweise nicht so häufig betrieben wird wie eccr, sind:
Es ist wichtig zu betonen, dass sowohl eccs als auch eccr ihre eigenen Vorzüge und Herausforderungen haben und beide Technologien im Kontext der globalen Bemühungen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen wertvoll sein können. Der tatsächliche Einsatz dieser Technologien kann je nach regionalen, wirtschaftlichen und technologischen Gegebenheiten variieren.
Momentane eccs Projekte finden sich überwiegend im skandinavischen Raum wie Norwegen zum Beispiel, da diese über die nötige Technologie verfügen.
Um nun die Gesamtemissionen die bei der Produktion des Biomasse-Brennstoffs vor der Energieumwandlung zu berechnen, werden die Werte, die man zuvor ermittelt hat.
Eec=0 gCO2eq/MJ
El= 0 gCO2eq/MJ
Ep= 5,9 gCO2eq/MJ
Etd= 0,8 gCO2eq/MJ
Esca= -97,6 gCO2eq/MJ
E= 0 gCO2eq/MJ + 0 gCO2eq/MJ + 5,8 gCO2eq/MJ + 0,8 gCO2eq/MJ – 97,6 gCO2eq/MJ
Ergebnis = -91gCO2eq/MJ
Anhand der oben gegeben Formel, können die Werte nun eingetragen werden. Die Werte sind Standardwerte aus der RED II. Mit den Standardwerten kommt man auf eine Einsparung von -91gCO2eq/MJ.
Die letzte Schnittstelle ermittelt die durch die Biomasse-Brennstoffe verursachten THG-Emissionen „E“ in gCO2eq/MJ Biomasse-Brennstoff und errechnet die für die Wärme und/oder Stromerzeugung durch die Biomassebrennstoffe verursachten THG-Emissionen in gCO2eq/MJ Endenergieprodukt (Strom, Wärme).
Die Treibhausgasemissionen von Biomasseanlagen, die ausschließlich Wärme erzeugen, werden wie folgt berechnet:
ECh= E /ƞh
Die Treibhausgasemissionen von Biomasseanlagen, die ausschließlich Elektrizität erzeugen, werden wie folgt berechnet:
ECel= E /ƞel
ECh,el = Gesamttreibhausgasemission durch das Endenergieprodukt
E = Gesamttreibhausgasemissionen des Biomasse-Brennstoffs vor dessen Endumwandlung
ηel = elektrischer Wirkungsgrad, definiert als die jährlich produzierte elektrische Leistung, dividiert durch den jährlich eingesetzten Brennstoff auf Grundlage des Energiegehalts
ηh = Wärmewirkungsgrad, definiert als die jährlich erzeugte Nutzwärme, dividiert durch den jährlich eingesetzten Brennstoff auf Grundlage des Energiegehalts
Bsp.: Würde man nun die Emissionen berechnen wollen, wie diese nach der Umwandlung wären, müsste man nun -91gCO2eq/MJ (oben berechnet) geteilt durch den elektrischen Wirkungsgrad gerechnet werden. Hier wurde ein Wirkungsgrad von 0,8 angenommen zu anschauungszwecken. Teilt man diese Werte nun, kommt man auf eine Gesamttreibhausgasemission durch das Endenergieprodukt von -113,75gCO2eq/MJ.
Wirtschaftsbeteiligte, die Biomasse-Brennstoffe aufnehmen, handeln, verarbeiten oder zur Erzeugung von Strom oder Wärme (Kälte) nutzen, sind im SURE-EU-System zu konkreten Angaben der im jeweiligen Betrieb entstehenden Treibhausgasemissionen und zur Weitergabe der Daten an die nachgelagerte Schnittstelle verpflichtet, sofern die Konversionsanlage, welche die Biomasse einsetzt, zu einer Treibhausgasbilanzierung gemäß den Vorgaben der EU-Richtlinie 2018/2001 verpflichtet ist. Solche Anlagen sind diejenigen, die Biokraftstoffen oder Brennstoffen produzieren. Jedoch kann eine THG-Bilanzierung auf freiwilliger Basis erstellt werden. Das bedeutet, dass eine THG-Bilanzierung im SURE-Sektor nicht zwingend erforderlich ist. Indessen impliziert dies keineswegs, dass eine derartige Regelung nicht zu einem späteren Zeitpunkt in Kraft treten könnte. Eine THG-Bilanzierung nach SURE erstellen zu lassen kann dabei natürlich für die Zukunft nützlich sein. Einige Gründe für diese Erstellung wären zum Beispiel:
Quellen
Systemgrundsätze für die Nutzung, Verarbeitung und den Handel von Biomasse Brennstoffen sowie ihre Konversion zu Strom und Wärme – https://sure-system.org/images/Systemdokumente_DE/Systemgrundsaetze/SSP-USE-de-1.3_NutzungBiomasse_final.pdf
Technische Anleitung für die Treibhausgas-Berechnung – https://sure-system.org/images/Systemdokumente_DE/TechnischeAnleitungen/TG-GHG-de-1.2_THG-Berechnung_final.pdf
Begriffsbestimmungen im SURE-System:
https://sure-system.org/images/Systemdokumente_DE/TechnischeAnleitungen/TG-DEF-de-1.3_Definitionen_final.pdf
RICHTLINIE (EU) 2018/2001 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 11. Dezember 2018 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (Neufassung)
EUR-Lex – 32018L2001 – EN – EUR-Lex (europa.eu)