"Globale Vernetzungen landwirtschaftlicher Produktion"
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"Globale Vernetzungen landwirtschaftlicher Produktion"
Globale Vernetzungen landwirtschaftlicher Produktion Nahrungsmittelproduktion im Kontext von Klima, politischer Stabilität und Biodiversität basierend auf einem globalen Biomasse-Modell Andreas Mayer, Christian Lauk, Karl-Heinz Erb, Thomas Kastner, Christoph Plutzar, Helmut Haberl Institute of Social Ecology Vienna (SEC), Alpen Adria University Klagenfurt-Wien-Graz, A-1070 Vienna, Schottenfeldgasse 29, Austria Der Biomasse-Balance Ansatz 64 mögliche Szenario-Kombinationen Grundlagen • Wir analysieren das biophysische Potenzial für die Produktion von Bioenergie im Jahr 2050 unter Berücksichtigung von Nahrungsmittelbedarf und dem Schutz vorhandener Waldflächen • Szenarien die eine Ausdehnung der Ackerflächen um mehr als 5% im Vergleich zum jetzigen Status erfordern, werden nicht berücksichtigt. • Die Berechnung basiert auf globalem Angebot und Nachfrage, Ungleichheiten werden durch Handel ausgeglichen. 4 Szenarien für Ernteerträge 2 Szenarien für Landnutzung • FAO: 54% Anstieg aller Erträge • MAX: 9% höher als FAO (technogarden scenario in MEA 2005). • ORG: 40% niedriger als FAO, basierend auf typischen Erträgen für biologische Landwirtschaft. • INT: Mittelwert von FAO and ORG. • FAO: 40% Wachstum der globalen Ackerfläche (inkl. Fläche für Bioenergie). • EXP2: Wachstum der globalen Ackerfläche doppelt so stark wie FAO Szenario. 4 mögliche ErnährungsSzenarien • Optionen zur Deckung des Nahrungsmittel- und Bioenergie Bedarfs in 2050 können anhand des Biomasse-Balance Modells abgeschätzt werden. • Für “mögliche” Szenarien wurde das zusätzliche Potenzial für Bioenergie von Ackerflächen, Weideflächen und Energie aus Abfallprodukten berechnet. • Wenn hoch produktives Weideland stärker intensiviert wird, können die weniger geeigneten Flächen zum Anbau von Bioenergie verwendet werden. • Zugrundeliegende Daten: a) Konsistenter, globaler Landnutzungs-Datensatz mit einer räumlichen Auflösung von 10 x 10 km am Äquator. b) eine globale Analyse der HANPP (Aneignung von Biomasse-Flüssen durch Menschen). c) Nationale Ernte- und Handelsdaten für Biomasse • TREND: Aktuelle Entwicklung, große regionale Unterschiede. In allen Welt-Regionen über 2.700 kcal/cap/day, globaler Mittelwert 3’000 kcal/cap/day. • RICH: Globale Annäherung an Westliche Ernährungsgewohnheiten. • LESS MEAT: 30% weniger Fleisch als im TREND Szenario • FAIR&FRUGAL: Reduktion tierischer Proteine auf 20%. Werte in EJ/yr, hervorgehoben: Kombination TREND Szenario. 2 Szenarien für die Effizienz der tierischen Produktion Yields MAX MAX FAO Land Use EXP2 FAO • INTENSIVE: Futtermittel Effizienz basierend auf regionalspezifischen Effizienzfaktoren (FAO Statistik) 1961–2000. • ORGANIC: derzeitige Futtermittel Effizienz biologischer Landwirtschaft. Globales Bioenergie Potenzial • Das globale Potenzial für Bioenergie liegt zwischen 26 und 141 EJ/yr • Ernährungs-Szenarien mit höherem Fleischanteil ergeben ein geringeres Bioenergiepotenzial als solche mit weniger Fleischanteil. Basierend auf diesen Annahmen ergeben sich 64 mögliche Szenarien, davon sind 43 als machbar eingestuft. Die Zahlen geben Auskunft über das gesamte Bioenergie-Potenzial. Generelle Tendenz: • Mit steigender Nahrungsmittelproduktion steigt auch das Bioenergie-Potenzial. • Aber: auch die Variabilität des Potenzials steigt an. • Bei gleichzeitiger Veränderung der Ernährung können höhere Ernteerträge deshalb auch zu einem geringeren Bioenergiepotenzial führen. Die bestimmenden Faktoren “politische Instabilität” und Umweltschutz Diet Livestock Efficiency Rich Intensive 79 Rich Organic 59 Trend Intensive Trend FAO EXP2 FAO INT INT EXP2 FAO ORG ORG EXP2 FAO 72 58 128 122 110 105 105 81 Organic 116 110 99 92 65 Less meat Intensive 146 139 129 123 103 97 Less meat Organic 137 132 123 116 93 87 Fair&Frugal Intensive 178 178 161 161 132 132 94 Fair&Frugal Organic 169 168 153 151 122 122 83 75 66 93 Räumliche Verteilung des Bio-Energie Potenzials • Die räumliche Verteilung des Bioenergie-Potenzials (basierend auf TREND Szenario) zeigt, dass vor allem Afrika und Latein Amerika großes Potenzial aufweisen. Fazit Variation der Ernte-Erträge • Verglichen mit den Ergebnissen älteren Studien (z.b. Hoogwijk et al., 2003, Smeets et al., 2007) liefert das Biomasse-Balance Model im TREND Szenario wesentlich niedrigere Werte für das globale Bioenergie-Potenzial. Die Ergebnisse entsprechen jedoch ungefähr dem Schätzbereich neuerer Studien (z.b. Beringer et al. 2011, Popp et al. 2011). • Natur-und Umweltschutzmaßnahmen, aber auch politische Instabilität können das Bioenergie-Potenzial erheblich reduzieren (um bis zu 45%)! • Optimistische Schätzungen gehen von einem Wachstum des Bioenergiepotenzials um bis zu 48% aus, im Gegensatz dazu sehen pessimistische Schätzungen eine Verminderung um bis zu 26%. • Wenn die Produktion in sogenannte “Failed States“ • Niedrige Erträge reduzieren das Potenzial um 26% (im ausgeschlossen wird, reduziert sich das Bioenergie-Potenzial Vergleich zum TREND Szenario). um 18% - ein großer Teil dieser Flächen liegt in Afrika, südlich • Hohe Erträge führen zum einem Anstieg des Potenzials der Sahara. um 48% im Vergleich zum TREND Szenario. • Wenn Flächen zum Schutz der Biodiversität ausgeschlossen • Dieses hoch optimistische Szenario könnte die Verluste werden, reduziert sich das Potenzial (in Abhängigkeit des durch den Ausschluss von geschützten Flächen und jeweiligen Schutzstatus) um 9-32%, Flächen in politisch instabilen Staaten kompensieren. • Der kombinierte Effekt: Reduktion des globalen Potenzials für Bioenergie um 25-45%! • Ein Anstieg der Landnutzungseffizienz (z.B. Ertragssteigerungen) würde nur unter Beibehaltung der derzeitigen Ernährungsgewohnheiten positive Auswirkungen haben – die erzielten Effizienzgewinne könnten durch angepasste Ernährungsmuster wettgemacht werden. Landnutzung und Biomasse-Aneignung müssen deshalb integrativ betrachtet werden. • Neue Ansätze an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Politik, welche die komplexen Verflechtungen zwischen Nahrungsmittelproduktion, Umweltschutz, wachsenden Erträgen und Umweltproblemen berücksichtigen, sind unbedingt nötig. Publikationen • • • • • Erb, K.-H., Mayer, A., Krausmann, F., Lauk, C., Plutzar, C., Steinberger, J. K., et al. (2012). The interrelations of future global bioenergy potentials, food demand and agricultural technology. In A. Gasparatos & P. Stromberg (Eds.), Socioeconomic and Environmental Impacts of Biofuels: Evidence from Developing Nations. Cambridge: Cambridge University Press. Erb, K.-H., Haberl, H. & Plutzar, C. (2012). Dependency of global primary bioenergy crop potentials in 2050 on food systems, yields, biodiversity conservation and political stability. Energy Policy, 47, 260–269. Erb, K.-H., Mayer, A., Kastner, T., Sallet, K.-E. & Haberl, H. (2012). The impact of Industrial Grain fed Livestock Production on Food Security: an extended literature review. Social Ecology Working Paper 136. Vienna: IFF Social Ecology. Online: http://www.uni-klu.ac.at/socec/downloads/WP116_WEB.pdf. Haberl, H., Erb, K.-H., Krausmann, F., Bondeau, A., Lauk, C., Müller, C., et al. (2011). Global bioenergy potentials from agricultural land in 2050: Sensitivity to climate change, diets and yields. Biomass and Bioenergy, 35(12), 4753–4769. Erb, K.-H., Haberl, H., Krausmann, F., Lauk, C., Plutzar, C., Steinberger, J. K., et al. (2009). Eating the planet: feeding and fuelling the world sustainably, fairly and humanely - a scoping study. Commissioned by Compassion in World Farming and Friends of the Earth UK. Social Ecology Working Paper 116. Vienna: IFF Social Ecology and PIK Potsdam. Online: http://www.uni-klu.ac.at/socec/downloads/WP116_WEB.pdf. Weitere Information www.aau.at/sec Contact: [email protected]