Holzaufkommen und -verwendung in Deutschland - Entwicklung seit 2000 und Ausblick bis 2040 - Susanne Iost; Sebastian Glasenapp; Dominik Jochem; Liliya Shmyhelska; Holger Weimar (Johann Heinrich von Thünen-Institut, 2024)
Alternative Kraftstoffe gelten laut dem Nationalen Klimaschutzplan 2050 als ein wesentlicher Baustein zur Dekarbonisierung des Verkehrssystems in Deutschland. Zu den alternativen Kraftstoffen zählen auch Kraftstoffe auf Basis biogener Ressourcen. Welchen Beitrag diese Kraftstoffe für die Reduktion der Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor leisten können, hängt u.a. von der nachhaltigen Rohstoffverfügbarkeit ab. Im Projekt BIOKRAFT wurde die nachhaltige Verfügbarkeit von holzartiger Biomasse für den Einsatz im Verkehrssektor untersucht. Der vorliegende Bericht (BIOKRAFT AP 3) beschreibt als Grundlage dafür das Aufkommen und die Verwendung von Holzrohstoffen in Deutschland und der EU-27 für den Zeitraum 2000 - 2040. Für den Einsatz im Verkehrssektor liegt der Fokus auf Rest- und Abfallstoffen, da die möglichst hochwertige stoffliche Nutzung von Stamm- und Industrieholz klar priorisiert wird und der Einsatz von diesen Sortimenten im Verkehrssektor kritisch hinterfragt werden muss. Die historische Entwicklung von Holzaufkommen und -verwendung in Deutschland und der EU-27 wurde für den Zeitraum 2000 bis 2020 analysiert. Die zukünftig potenziell verfügbaren und verwendeten Mengen holziger Biomasse wurden in einer systematischen Literaturrecherche ermittelt. Der betrachtete Zeitraum war 2020 bis 2040 für Deutschland und die EU-27. Diese quantitativen Untersuchungen waren Teil des Projektes BIOKRAFT1. Insgesamt sind das Aufkommen und die Verwendung von Rohholz in Deutschland und der EU-27 zwischen den Jahren 2000 und 2020 gestiegen. Im Vergleich zum Jahr 2000 stieg die Rohholzentnahme aus dem Wald in Deutschland bis 2020 um 34 % (von knapp 60 auf knapp 79 Mio. m³). Eine ähnliche Tendenz ist in der EU-27 zu beobachten (von 419 auf 508 Mio. m³). In Deutschland lag der Nadelholzanteil an der Rohholzentnahme im betrachteten Zeitraum im Mittel bei 74 %. Seit dem Jahr 2018 ist die Menge an Schadholz infolge von Trockenheit und nachfolgendem Schädlingsbefall deutlich angestiegen. Dies trug zum Anstieg des gesamten Rohholzeinschlags bei. Im Zeitraum von 2000 bis 2020 stieg auch die Rohholzverwendung an. In den traditionellen Verwendungssektoren (Sägeindustrie, Zellstoff- sowie Holzwerkstoffindustrie) wurde bis ins Jahr 2020 25 % mehr Holz verwendet, als noch im Jahr 2000. In der Energieerzeugung stieg die Rohholzverwendung im gleichen Zeitraum von knapp 9 auf mehr als 20 Mio. m³. Im Verlauf stieg die energetische Rohholzverwendung auf den bisher höchsten Wert von ca. 28 Mio. m³ im Jahr 2013 und sank bis zum Jahr 2020 auf ca. 20 Mio. m³. Reststoffe aus primären Aufkommensquellen sind Rinde, Waldrestholz und Landschaftspflegematerial. Deren Aufkommen sind schwer zu beziffern. Zum einen wird beim Waldrestholz die Abgrenzung des Begriffs unterschiedlich gehandhabt, zum anderen fehlen regelmäßig bei allen primären Reststoffen direkt erhobene Daten. Sekundäre Holzreststoffe sind Altholz, Sägenebenprodukte, sonstiges Industrierestholz und Ablauge. Das Aufkommen an sekundären Holzreststoffen ist im Grundsatz von der Rohholzverwendung abhängig, da Holzreststoffe bei Be- und Verarbeitung von Rohholz sowie durch die Entsorgung von Holzprodukten entstehen. Ihr Aufkommen kann recht zuverlässig aus der empirischen Erfassung auf Seite der Verwender abgeleitet werden. Die Verwendung dieser Reststoffe erfolgt zur Energieerzeugung, zur Herstellung von Energieholzprodukten (v.a. Pellets) sowie in der Holzwerkstoff- und Zellstoffindustrie. Ablauge wird in der Zellstoffindustrie energetisch genutzt. Altholz wird in Deutschland zu mehr als 80 % zur Energieerzeugung verwendet, wobei davon wiederum ca. 80 % in Biomassefeuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von > 1 MW genutzt werden. Für die EU-27 sind kaum Daten zu Aufkommen und Verwendung von Holzreststoffen verfügbar, daher können hier keine belastbaren Schätzungen vorgenommen werden. Mögliche zukünftige Entwicklungen von Aufkommen und Verwendung von Holzrohstoffen werden häufig mittels szenarienbasierter Modellierungen geschätzt. Die zugrundliegenden Szenarien gehen zum einen von einer erhöhten Holznutzung aus. Zum anderen werden Szenarien modelliert, in denen politische und gesellschaftliche Tendenzen zu mehr Naturschutz und weniger Holznutzung angenommen werden. Hier wird der Kohlenstoffspeicherung im Wald durch Steigerung des stehenden Vorrats eine größere Bedeutung beigemessen, was eine geringere Rohholzproduktion zur Folge hätte. Somit ergeben Untersuchungen zur zukünftigen Holzverfügbarkeit in der Modellierungsperiode 2037-2042 für Deutschland potenzielle Rohholzaufkommen zwischen 41 Mio. m³ und knapp 100 Mio. m³ pro Jahr. Für die EU wird das potenzielle Rohholzaufkommen in den modellierten Basisszenarien auf ca. 330 bis 480 Mio. m³ beziffert. Informationen zum zukünftigen Aufkommen von primären und sekundären Holzreststoffen sind spärlich. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass bei einem möglichen Rückgang der Nutzung von Rohholz auch die Mengen an Holzreststoffen abnehmen werden.Für Deutschland beruhen die in die Auswertung eingeschlossenen Modellierungen des zukünftigen Holzaufkommens auf Daten der Bundeswaldinventur von 2012 (BWI 3). Die modellierten Szenarien berücksichtigen keine möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf den Wald in Deutschland. Vor dem Hintergrund stark zunehmender Waldschäden seit 2018 und der damit möglicherweise verbundenen Vorratsabsenkung im Wald in Deutschland, wird sich das zukünftige Aufkommen eher im unteren Bereich der Modellierungsergebnisse bewegen. Für eine sichere Bewertung sind die kommenden Inventurdaten der BWI 4 abzuwarten, die voraussichtlich Ende 2024 zur Verfügung stehen werden. Die vorliegende Auswertung gibt einen umfassenden Überblick über Aufkommen und Verwendung von Holzrohstoffen in Deutschland. Es wird gezeigt, welche Reststoffe bei der Be- und Verarbeitung von Holz entstehen und dass sie in unterschiedlichen Sektoren stofflich oder energetisch verwendet werden. Die Auswertung zeigt, dass auf Grundlage der verfügbaren Daten keine direkte Gegenüberstellung von Aufkommen und Verwendung und somit keine verlässliche Schätzung verfügbarer Potenziale möglich ist. Theoretisch könnten in Verwendung befindliche Holzrohstoffe für die Herstellung von Biokraftstoffen umgenutzt werden. Um dann das Ziel einer größtmöglichen Reduktion von Treibhausgasen zu erreichen, müsste der potenzielle Reduktionseffekt im Verkehrssektor im Kontext der anderen möglichen Verwendung von Holzrohstoffen betrachtet werden. – – Alternative fuels are considered, according to the National Climate Action Plan 2050, as a crucial element for decarbonizing the transportation system in Germany. Among the alternative fuels are those based on biogenic resources. The contribution of these fuels to reducing greenhouse gas emissions in the transportation sector depends, among other factors, on the sustainable availability of woody biomass. In the BIOKRAFT project, the sustainable availability of woody biomass for use in the transportation sector was assessed. The presented report (BIOKRAFT AP 3) describes the supply and use of wood resources in Germany and the EU-27 for the period 2000 - 2040. For use in the transportation sector, the focus is on residual and waste materials, as the high-quality material utilization of stem and industrial wood is clearly prioritized, and the use of these assortments in the transportation sector must be critically examined. The historical development of wood supply and utilization in Germany and the EU-27 was analyzed for the period 2000 to 2020. Future potentially available and used quantities of woody biomass were determined through systematic literature research. The period considered was 2020 to 2040 for Germany and the EU-27. These quantitative investigations were part of the BIOKRAFT2 project. Overall, the supply and use of roundwood in Germany and the EU-27 increased between 2000 and 2020. Compared to 2000, roundwood removals from forests in Germany increased by 34 % by 2020 (from just under 60 to just under 79 million m³). A similar trend is observed in the EU-27 (from 419 to 508 million m³). In Germany, the proportion of softwood in roundwood removals averaged 74 % during the period under review. Since 2018, the amount of damaged timber has increased significantly due to drought and subsequent pest infestations, contributing to the overall increase in roundwood fellings. Roundwood utilization also increased from 2000 to 2020. In traditional utilisation sectors (sawmilling industry, pulp and paper industry, wood-based panel industry), 25 % more wood was used by 2020 compared to 2000. In energy generation, roundwood use increased from just under 9 to over 20 million m³ in the same period. Over time, the use of roundwood for energy increased to its highest level of approximately 28 million m³ in 2013 and then decreased to around 20 million m³ by 2020. Wood residues from primary sources include bark, forest residues and landscape conservation material. Their volumes are difficult to quantify. The definition of forest residues is handled differently, and there is a regular lack of directly collected data for all primary wood residues. Secondary wood residues are recovered post-consumer wood, sawmill by-products, other industrial waste wood and waste liquor. The quantity of secondary wood residues depends primarily on the use of roundwood, as wood residues are produced during the treatment and processing of roundwood and the disposal of wood products. Their quantities can be derived quite reliably from the empirical data collected in wood using sectors. These residues are used for energy generation, production of energy wood products (especially pellets), and in the wood-based materials and pulp industries. Waste liquor is utilised for energy in the pulp industry. In Germany, over 80 % of recovered post-consumer wood is used for energy generation, with approx. 80 % of this used in biomass combustion plants with a rated thermal input of > 1 MW. Data on the supply and use of wood residues are scarce for the EU-27, so reliable estimates cannot be made. Possible future developments in supply and use of woody biomass are often estimated using scenario-based modelling. On the one hand, the underlying scenarios assume increased wood utilisation. On the other hand, scenarios are modelled in which political and social trends towards more nature conservation and less wood use are assumed. Here, greater importance is attributed to carbon storage in forests by increasing standing stock, resulting in lower roundwood production. Modelling results of these studies show potential future roundwood volumes of between 41 million m³ and just under 100 million m³ per year for Germany in the 2037-2042 modelling period. For the EU, the potential roundwood supplies in the modelled baseline scenarios are estimated at around 330 to 480 million m³. Information on the future supply of primary and secondary wood residues is scarce. However, it can be assumed that if the utilisation of roundwood declines, the quantities of wood residues will also decrease. For Germany, the modelling of future wood supplies included in the evaluation is based on data from the 2012 National Forest Inventory (BWI 3). The modelled scenarios do not take into account any possible effects of climate change on forests in Germany. The modelled scenarios do not consider possible effects of climate change on forests in Germany. Against the backdrop of significantly increasing forest damage since 2018 and the potentially associated reduction in stock in German forests, future supplies are likely to be at the lower end of the modelling results. To make a reliable assessment, the upcoming inventory data from BWI 4, expected to be available by the end of 2024, must be awaited. The presented analysis provides a comprehensive overview of the supply and use of woody biomass in Germany. It shows which wood-based residues are generated during the treatment and processing of wood and how they are utilised in different sectors for material or energy purposes. Based on the available data, no direct comparison of supply and use is possible, and thus no reliable estimation of available potentials. Theoretically, wood raw materials currently in use could be repurposed for the production of biofuels. To achieve the goal of maximum reduction of greenhouse gases, the potential reduction effect in the transportation sector must be considered in the context of other possible uses of woody biomass.
urn:nbn:de:gbv:253-202403-dn067800-8
Keywords: 630; Biokraftstoffe; Biomasse; Holzrohstoffe; Kalamität; Schadholz; Aufkommen; Verwendung; Szenarien; systematische Literaturanalyse; advanced biofuels; woody biomass; woody residues; calamities; damaged timber; supply; use; scenarios; systematic literature review