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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-79059
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7905/


Uasuf, Augusto

Economic and environmental assessment of an international wood pellets supply chain : a case study of wood pellets export from northeast Argentina to Europe

Wirtschaftlichen Durchführbarkeit als auch der Umweltverträglichkeit der Produktion von Holzpellets Export von Nordosten Argentiniens zu Europa

Dokument1.pdf (1.895 KB) (md5sum: a31f248947087acb332711c2f70db2c2)

Kurzfassung in Englisch

There is a continuous growth of the global energy consumption and the use of fossil fuels counts for numerous environmental problems, such greenhouse gases emissions (GHG). The development of cleaner and renewable energy sources from biomass feedstock could be seen as a solution. In the European Union, 22.1 % of electricity consumption should be originated from renewable sources in 2010. The biomass amounts in approaching the indicative target is expected to be considerable and will put pressure on the biomass resources in the EU. As a result, some countries may become net suppliers of biomass for energy production to other countries that are net importers. The main forest region of Argentina is situated in the northeast of the country and represents 70% of the total forest plantations. The study was carried out in the province of Corrientes, where large quantities of residues from mechanical wood processing industries are still unused and burnt under open sky or deposited on landfills. For long distance transport, biomass fuels with a higher energy density are highly preferable, as it makes long distance transport more efficient. Wood pellets are a clean renewable fuel, mostly produced from highly compressed sawdust or planer shavings. Argentina may become a major exporter of wood pellets. However, an economical and sustainability analysis of possible wood pellets supply chain should be assessed. Therefore, the general aim of this study was to assess simultaneously the economic feasibility and environmental sustainability of producing wood pellets in northeast Argentina aiming to be exported to Europe. This study has three main components: an economic assessment; an environmental impact assessment; and energy input and greenhouse gases emissions of different energy systems. The economic assessment determined the total costs and financial analysis of the international wood pellets supply chain, using an ExcelTM spreadsheet model. The province of Corrientes, showed a significant surplus of sawmill residues available for wood pellets production. Total specific costs (92.7 €/MTpellets) and logistics and raw material represented the main cost factors (59 and 13% of the total costs, respectively). The financial analysis performed for the entire wood pellets supply chain showed positive results with a NPV of 11,172,941 € and an IRR of 66%. At a first glance, it could be interpreted that the supply of wood pellets from northeast Argentina to the Netherlands is economic viable. The environmental impact of the entire wood pellet supply chain was conducted using the streamlined life cycle assessment (SLCA). The results showed that the production of wood pellets in northeast Argentina and further shipping to the Netherlands have a positive energy balance as only 35% of the embodied energy content of wood pellets is used in the entire supply chain. The analysis showed high energy inputs and GHG emissions associated with the production and transportation of wood pellets. The energy input and GHG emissions of wood fuel based energy systems in comparison to replaced fossil fuels such as coal and natural gas, considered the local use in comparison to international trade, of wood pellets. The results showed that international in comparison to local utilization of biomass may have higher reduction potential of GHG emissions. In a holistic scope, taking into account avoided fossil fuels emissions, the utilization of wood pellets as fuel in Argentina is less promising than transporting the biomass to the Netherlands for co-firing, despite of energy use and emissions caused by sea transport over a large distance.


Kurzfassung in Deutsch

Die produktivsten Standorte der argentinischen Plantagenwälder befinden sich im Nordosten des Landes, sie repräsentierten 70 % der gesamten Plantagenfläche. Die Studie wurde in der Provinz Corrientes durchgeführt, wo große Mengen an Sägenebenprodukten wie z.B. Sägemehl aus der Sägeindustrie noch nicht genutzt und unter offenem Himmel verbrannt oder auf Deponien gelagert werden. Für den Langstreckentransport werden Biokraftstoffe mit einer höheren Energiedichte bevorzugt, da sie den Transport effizienter machen. Holzpellets sind ein sauberer erneuerbarer Brennstoff, der überwiegend aus hoch komprimiertem Sägemehl oder Spänen hergestellt wird. Argentinien kann zu einem bedeutenden Exporteur von Holzpellets werden. Jedoch sollte eine ökonomische Nachhaltigkeitsanalyse der möglichen Holzpellets Wertschöpfungskette durchgeführt werden. Aus diesem Grund war das allgemeine Ziel dieser Studie die Bewertung der wirtschaftlichen Durchführbarkeit als auch der Umweltverträglichkeit der Produktion von Holzpellets im Nordosten Argentiniens für den europäischen Markt. Diese Studie hat drei Hauptkomponenten: eine wirtschaftliche Bewertung; eine Umweltverträglichkeitsprüfung; sowie ein Vergleich des Energieverbrauchs und der Emissionen von Treibhausgasen von alternativen Energiesystemen. Die wirtschaftliche Beurteilung der Herstellung von Holzpellets im Nordosten Argentiniens und der Lieferung zur Co-Feuerung in den Niederlanden wurde durch eine Modellierung einer virtuellen Holzpellets Wertschöpfungskette in einem Excel™ Tabellenkalkulations-Modell durchgeführt. Erste vorläufige Berechnungen zur Rohstoffverfügbarkeit für die Holzpelletproduktion wurden auf Grundlage von Umrechnungsfaktoren von Rundholz in Forstprodukte und Nebenprodukte geschätzt, die aus einer Literaturrecherche stammen. Die Provinz Corrientes verfügt über einen erheblichen Überschuss an Sägenebenprodukten für die Holzpelletproduktion. Die spezifischen Gesamtkosten waren 92,7 €/MT Pellets frei Kraftwerk in den Niederlanden. Dabei sind die Kosten für Logistik und Rohstoffe die wichtigsten Kostenfaktoren (59 % bzw. 13 % der Gesamtkosten). Die finanzielle Analyse der gesamten Holzpellets Wertschöpfungskette zeigte positive Ergebnisse mit einem Kapitalwert von c.a. 11.172.000 € und einem internen Zinsfuß von 66%. Unter den getroffenen Annahmen der Studie scheint eine Lieferung von Holzpellets aus dem Nordosten Argentiniens in die Niederlande wirtschaftlich zu sein. Neben einer detaillierten Analyse zur Bewertung des Potentials einer Region zur Produktion von Holzpellets für den internationalen Handel sollte auch eine Umweltverträglichkeitsprüfung der gesamten Holzpellets Wertschöpfungskette durchgeführt werden. Die ökologischen Auswirkungen der gesamten Holzpellets Wertschöpfungskette erfolgten unter Verwendung der „Streamline Life Cycle Assessment“ beispielhaft für die Indikatoren Energiebilanz und THG. Die Ergebnisse zeigten, dass die Produktion von Holzpellets in Nordosten Argentiniens und die Lieferung in die Niederlande eine positive Energiebilanz aufweisen, da nur 35% der Energiegehalts von Holzpellets in der gesamten Wertschöpfungskette verbraucht wird. Neben der Pelletherstellung machte die Analyse einen hohen Energieverbrauch und Emissionen von THG deutlich, die mit dem Transport von Holzpellets verbunden sind. Nach aktuellem Stand der Erkenntnisse sollte Biomasse vorzugsweise lokal verwendet werden, um zusätzlichen Energieeinsatz durch Transport zu vermeiden, der zu negativen Energie- und THG- Bilanzen führen kann. Voraussetzung für den internationalen Handel von Biomasse ist, dass die Energie- und THG- Bilanzen positiv sind. Energiebilanzen und Treibhausgasemissionen verschiedener Bioenergiesysteme wurden bewertet. Die alternativen Bioenergiesysteme beziehen sich die lokale, sowie die internationale Verwendung von Holzpellets mit ein. Diese Bioenergiesysteme wurden in Hinblick auf Energiebilanz und THG- Emissionen mit fossilen Energiesystemen verglichen. Für Argentinien war der gesamte Energieverbrauch von Holzpelletkesseln höher als der von Gaskesseln. (1.7 bzw. 1.2 MWh/fu). Ein ähnliches Verhältnis wurde beobachtet für die Stromerzeugung in den Niederlanden bei der Benutzung von Holzpellets als Brennstoff zur Co-Feuerung im Vergleich zu einem 100% Einsatz von Kohle. Andererseits waren die Treibhausgasemissionen der Bioenergiesysteme deutlich geringer im Vergleich zu den fossilen Brennstoffen. Die niedrigsten vermiedenen Emissionen zeigten sich, wenn Holzpellets lokal verwendet wurden (220 kgCO2eq/fu). Eine noch größere Vermeidung von Treibhausgasemissionen konnte bei der Erzeugung von Strom in den Niederlanden mit einer Reduktion von 914 kgCO2eq/fu beobachtet werden, was eine Reduktion von 91% impliziert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine internationale Verwendung von Biomasse gegenüber einer lokaler Verwendung ein höheres Potential zur Verringerung von Treibhausgasemissionen haben können.


SWD-Schlagwörter: Bioenergie
Freie Schlagwörter (deutsch): Bioenergie , Holzpellets
Freie Schlagwörter (englisch): Bioenergy , wood pellets supply chain , costs , LCA
Institut: Inst. f. Forstbenutzung u. Forstliche Arbeitswiss.
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Land- und Forstwirtschaft, Veterinärmedizin
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Becker, Gero (Prof. Dr. Dr. h.c.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 09.12.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 13.01.2011
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