"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
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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]