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Betriebsführung

Pflanzliche Substrate genau rechnen

von , am
02.04.2013

Kleine Biogasanlagen sind besonders bei großen Güllemengen als kostengünstige Energiequelle wirtschaftlich interessant. Wie diese Anlagen am rentabelsten laufen zeigen wir im folgenden Beitrag.

Auch kleine Biogasanlagen sind rentabel. © Kahnt-Ralle

Werden 100 % Gülle angestrebt, liegt der Bedarf z.B. mit rund 500 Rinder-GV (etwa 10.060 cbm) sehr hoch und setzt in der Regel einen erheblichen und "kostenpflichtigen" Einsatz von Fremdgülle voraus. Die Beschränkung der Gülle auf zumindest 80 % Gewichtsanteil ist mit einem wesentlich geringeren Güllebedarf (rund 200 Rinder-GV bei etwa 4.000 cbm Gülle) verbunden und somit bei der Investitionsentscheidung sicher eine interessante Alternative.
 
Die unterschiedlichen Möglichkeiten für die Bereitstellung des restlichen Anteils von maximal 20 % pflanzlichen Substraten bedarf jedoch einer eingehenden Prüfung. Auch der Einsatz von Festmist bietet sich je nach betrieblichen Voraussetzungen als Alternative an, zumal durch den Strohanteil und geringeren Wassergehalt eine höhere "Ausbeute" an Methangas je cbm Dung möglich ist. Der erhöhte Aufwand für Technik, Gebäude und Arbeit darf jedoch dabei nicht unterschätzt werden.

Je nach natürlichen Standortvoraussetzungen, Fruchtfolge, Pachtmöglichkeiten und sonstigen einzelbetrieblichen Voraussetzungen wird auch die Substratauswahl unterschiedlich erfolgen. Wesentlich sind dabei unter anderem folgende Faktoren:
  • Ertrag an Frischmasse sowie Silage in dt/ha
  • Energiegehalt in cbm Methangas/dt Frischmasse (FM)
  • Bedarf an Fläche
  • Kosten der Fläche: Pachtkosten oder alternative Nutzungskosten durch andere Nutzungsformen im Betrieb, z.B. Marktfruchtbau
  • Vollkosten des Substrats (z.B. Flächenkosten, Zinsanspruch, Lohnanspruch,
  • Festkosten der Technisierung, Silokosten, allgemeine flächenabhängige Kosten)
  • Entwicklung der Substratkosten während der 20jährigen Vergütungsdauer
  • Baukosten in Abhängigkeit vom Substrat (z.B. Bauvolumen für Fermenter, Gärrestlager)
Die Menge der anfallenden organischen Dünger und deren Methangas-Ertrag bestimmt die notwendige Ergänzung mit pflanzlichem Substrat, um den notwendigen Energiebedarf der BGA decken zu können. In Tabelle 2 werden die häufig verbreiteten pflanzlichen Substrate und ihre Kennwerte dargestellt. Der Ertrag an Frischmasse basiert auf den Werten der Besonderen Ernteermittlung und der Landessortenversuche für Niedersachsen. Je nach natürlichen Standortvoraussetzungen und Bewirtschaftungsintensität sind unterschiedliche Erträge an Frischmasse zu erwarten. Beispielhaft werden die Erträge für Grünland in Abhängigkeit von den natürlichen Standortvoraussetzunge, Düngung und Schnitthäufigkeit dargestellt (Tabelle 3).

Die unterschiedlichen möglichen Methangaserträge je Hektar führen auch zu einem differenzierten Bedarf an Fläche und Gülle, um den Energiebedarf von rund 171.000 cbm Methangas zu decken. Die Berücksichtigung des Massenanteils der Substrate, insbesondere der Gülle, erfolgte unter der Maßgabe, dass der Methangasbedarf gedeckt wird und möglichst "nur" 80 % Gülle notwendig sind. Je nach pflanzlichem Substrat erfordert die Beschränkung auf 20 % Gewichtsanteil und der unterschiedliche Methangasgehalt der Substrate eine Erhöhung des GV-Bestandes für eine adäquate Güllelieferung mit zumindest 80 % Anteil.

Relevante Kosten

Der annäherungsweise ermittelte und in Tabelle 2 dargestellte Flächenbedarf zeigt je nach Substratwahl erhebliche Unterschiede. Bei Grassilage ist mit 39 ha der Flächeneinsatz erheblich. Weidelgras liefert zwar weniger Methangas/cbm Frischmasse. Durch den erheblich höheren Ertrag und damit höheren Methangasertrag je Hektar wird jedoch der Flächenbedarf gegenüber Grünland um rund 34 % abgesenkt, wenn parallel der Gülleeinsatz um 14 % erhöht wird. Je nach genetischer Basis, Gräsermischung und Schnitthäufigkeit können die Erträge bei Weidelgras große Unterschiede aufweisen.

Bei alleinigem Einsatz von Silomais führt der beachtliche Methangasertrag in cbm/t Frischmasse wie auch je Hektar zu einem deutlich geringeren Flächenbedarf. In der Kombination mit der Silage von Grünland oder Weidelgras trägt der Silomais wesentlich zur Minderung des Flächenbedarfs bei. Letztlich sind jedoch die Substratkosten in Tabelle 5 ein entscheidendes Kriterium.

Bei wachsender Flächenkonkurrenz und somit steigenden Pachtkosten verdient der Methangasertrag in cbm/ha zunehmend Beachtung. Die letztgültigen Daten zum Pachtentgelt liefert die Landwirtschaftszählung 2010. Im Durchschnitt betrug das Pachtentgelt für Ackerland 351 ?/ha und 189 ?/ha Grünland. Der Wert für Neupachten liegt in 2010 für Ackerland bei 445 ?/ha und 220 ?/ha Grünland.

Tatsächlich ist jedoch je nach Region mit deutlich höheren Pachtkosten, insbesondere für Ackerland zu rechnen. Die Absicherung mit schriftlichen langfristigen Verträgen wird somit im Interesse der gesicherten Flächenverfügbarkeit und "fixierten" Pachtkosten zunehmend wichtiger. Bei Einsatz pflanzlicher Substrate für die Biogasanlage wirkt der Wert des Gärrestes frei Feld spürbar kostensenkend (Tabelle 4).

Die Substratkosten (Tabelle 5) stellen einen erheblichen Kostenfaktor dar und sind für die mittelfristige und langfristige Beurteilung der Rentabilität einer Biogasanlage von gravierender Bedeutung. Selbst wenn diese bei "kleinen" Biogasanlagen überwiegend selbst erzeugt werden und größere Zupachtungen vermieden werden können, ist hier von steigenden Kosten auszugehen. Insbesondere die Kosten für Mineraldünger, Pflanzenschutz, Maschinen und Lohnunternehmer, aber auch der Lohnansatz für die eigene Arbeit, sind dabei wesentlich, zumal die Vergütung über 20 Jahre "gedeckelt" ist. Andererseits ist besonders bei Ackerflächen von steigenden ?Nutzungskosten? auszugehen durch die bei steigenden Markterlösen mögliche verbesserte Verwertung der Fläche.

Silomais unterschreitet demzufolge die Kosten bei Silage von Grünland und Weidelgras erheblich und verdient entsprechende Präferenz bei guten natürlichen Standortverhältnissen. Die Kombination von Silomais mit Silage aus Weidelgras oder Gras führt zu einer deutlichen  Kostensenkung gegenüber dem alleinigen Einsatz von Weidelgras oder Gras ohne Silomais.
 
Unterschiedliche Kosten für das Substrat und den Investitionsbedarf beeinflussen nachhaltig die Rentabilität einer Biogasanlage (Tabelle 6). Der niedrige Kapitalbedarf in ?/KWh bei alleinigem Gülleeinsatz ist hier zusammen mit niedrigen Substratkosten (Kostenansatz nur für ½ der gesamten Gülle, da 50 % Fremdgülle) besonders vorteilhaft. Spitzenreiter ist die "reine Gülleanlage", die mit rund 15.000 ? Gewinn/Jahr über dem nächstbesten Wert bei 20 % Maissilage liegt. Entscheidend ist dabei jedoch, dass möglichst hofnah auch ein viehstarker "Gülle-Partner" zur Verfügung steht und dieser für die befristete Überlassung der Gülle nur ein moderates Entgelt beansprucht. Die Höhe und künftige Entwicklung der Transportkosten einschließlich Kosten für den Arbeitsaufwand wie auch ein anteiliger "Güllewert" entsprechend dem wirtschaftlichen Vorteil des Anlagenbetreibers sind hierbei wesentliche Kriterien.
 
Im Interesse der zuverlässigen und kostengünstigen Verfügbarkeit der Fremdgülle sind hier faire vertragliche Regelungen mit gegenseitigem Interessensausgleich eine wichtige Grundlage für die Dauerhaftigkeit dieser "Partnerschaft".  Am ungünstigsten schneidet der Einsatz von 20 % Weidelgras ab, der ähnliche Kennwerte aufweist wie der Einsatz von 20 % Grassilage. Die Kombination mit Mais verbessert die Rentabilität, die sich dann auf einen Mittelwert zwischen der jeweiligen Grasart und dem Mais einpendelt. Beide Substratkombinationen weisen in der Rentabilität keine gravierenden Unterschiede auf, sind also in etwa gleichwertig. Beachtlich ist mit 40 bis 46 % der Anteil der Energielieferung aus der Gülle, selbst wenn diese noch mit 20 % pflanzlichem Substrat ergänzt werden muss. Diese teilweise Unabhängigkeit von der allgemeinen Kostenentwicklung der Substrate stärkt die Position kleiner Biogasanlagen. Bei 600 AKh (20 % pflanzliches Substrat) und 300 AKh (100 % Gülle) ist letztlich die Arbeitsverwertung ein wesentlicher Entscheidungsfaktor, zumal andere Betriebszweige in der Regel deutlich darunter liegen. Wird der Gewinn um den Lohnansatz reduziert, verbleibt der Unternehmergewinn als Maßstab für die Rentabilität. Dieser Kennwert ist besonders dann relevant, wenn die Arbeitskapazität des Betriebes knapp ist und sich sonstige Möglichkeiten bieten, eine ähnliche Stundenverwertung (15 ?/AKh) zu erzielen.

Mit knapp 42.000 ? ist die "reine" Gülleanlage am besten platziert und nahezu doppelt so hoch wie bei der Varianten mit 20 % Silomais. Bei den Varianten mit 20 % Substrat ist Mais den anderen Varianten deutlich überlegen, insbesondere bei "reinem" Einsatz von Weidel- oder Grassilage.

Fazit

Die Kalkulationen zeigen die methodische Vorgehensweise.  Für den Einzelbetrieb muss individuell kalkuliert werden. Dabei hilft das in Tabelle 5 genannte Kalkulationsprogramm.    
 
Nachfolgend finden Sie die Tabellen zum Herunterladen:
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