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KZ 3508 83
3 0300
E
Endbericht
De
ezember 2010
Flächeneffektive Bioenergienutzung aus Naturschutzsicht
Danksagung
Dieses Projekt basiert in seinen Grundzügen auf einem 2008 abgeschlossenen Projekt des
Instituts für Landschaftsarchitektur und Umweltplanung der TU Berlin. Wir möchten uns an
dieser Stelle ganz herzlich für die Bereitstellung von Daten und die geduldige Beantwortung von
Fragen bedanken, namentlich bei Christian Schultze, Michael Förster und Britta Korte. Ebenso
danken wir allen Interviewpartnern sowie bei Anne Wagner, die uns bei bodenkundlichen
Fragen unterstützt hat. Großen Dank für seine Mühen und ausführliche Beschäftigung mit
unseren Fragen schulden wir auch Dr. Glemnitz vom Zentrum für Agrarlandschafts- und
Landnutzungsforschung. Nicht zuletzt danken wir den Vertretern der Regionalen Planungsstelle
Prignitz- Oberhavel Herrn Kuschel, Herrn Berger- Karin und Herrn Bauer sowie Frau Lehmann
vom Bauordnungs- und Planungsamt für die ausführliche Diskussion unserer Ergebnisse.
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Projektteam:
Projektleitung und
Schwerpunkt Bewertung Naturverträglichkeit
Peters-Umweltplanung / Bosch & Partner GmbH
Dr. Wolfgang Peters, Dipl.-Ing. Zoë Hagen, Dipl.-Ing. Sven Schicketanz
Streitstraße 11-13, D-13587 Berlin
Tel.: +49 (0) 30 56 73 83-99, Fax: +49(0) 30 46 99 86 08
www.boschpartner.de
Schwerpunkt Bewertung Flächeneffizienz
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL)
Dr. Armin Vetter, Dipl.-Ing. agr. Judith Beck, Dr. Katja Gödeke
Apoldaer Straße 4, D-07778 Dornburg
Tel.: +49 (0) 36427/868-100, Fax.: +49 (0) 36427/22340
www.tll.de
Schwerpunkt Bewertung Klimaeffizienz
ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH (IFEU)
Dr. Guido Reinhardt, Dipl.-Geoökol. Nils Rettenmaier,
Dipl.-Phys. Ing. Sven Gärtner
Wilckensstraße. 3, D-69120 Heidelberg
Tel.: +49-(0)6221-4767-0; Fax: +49-(0) 6221-4767-19
www.ifeu.de
Fachbetreuung im BfN: Claudia Hildebrandt, FG II 4.3
Der Bericht gibt die Auffassung und Meinung der Auftragnehmer wieder und muss nicht mit der
Auffassung des Auftraggebers übereinstimmen. Die einzelnen Partner sind jeweils nur für den
Inhalt ihrer Bearbeitungsschwerpunkte voll verantwortlich.
3
Inhalt
Abbildungsverzeichnis .......................................................................................................... 8 Tabellenverzeichnis ............................................................................................................. 12 Abkürzungsverzeichnis ....................................................................................................... 13 Zusammenfassung .............................................................................................................. 16 English Summary................................................................................................................. 19 Teil A Problemstellung, Ziel und Untersuchungsgegenstand .............................. 22 1 Problemstellung und Zielsetzung des Projekts........................................... 22 1.1 Stand der Forschung ........................................................................................ 24 1.2 Untersuchungsgegenstand des Vorhabens ..................................................... 31 2 Grundstruktur des Methodenkonzeptes ...................................................... 42 2.1 Bewertungsperspektiven .................................................................................. 42 2.2 Kriterien für die einzelnen Anforderungen ........................................................ 46 Teil B Ergebnisse für die einzelnen Anforderungen .............................................. 49 1 Methodik für die Anforderung Flächeneffizienz .......................................... 50 1.1 Auswahl der Fruchtarten .................................................................................. 50 1.2 Erträge und Nutzungsrichtungen der ausgewählten Fruchtarten ..................... 51 1.3 Ökonomische Bewertung ................................................................................. 52 1.4 Ergebnisse und Diskussion .............................................................................. 65 1.5 Methodik zur Anbauempfehlung ....................................................................... 74 1.6 Abgrenzung der Betrachtungsebenen .............................................................. 77 1.7 Zusammenfassung ........................................................................................... 79 2 Methodik für die Anforderung Klimaeffizienz .............................................. 80 2.1 Auswahl der Bioenergiepfade .......................................................................... 80 2.2 Treibhausgas-Bewertung ................................................................................. 82 2.3 Ergebnisse ....................................................................................................... 91 2.4 Zwischenfazit.................................................................................................. 102 3 Methodik für die Anforderung Naturverträglichkeit .................................. 103 3.1 Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus auf die Umweltgüter .................. 104 3.2 Empfindlichkeit des Naturhaushalts ............................................................... 106 4
3.3 GIS-gestützte Ergebnisdarstellung ................................................................. 121 3.4 Ableitung von Anbaueignungsklassen aus Naturschutzsicht ......................... 126 3.5 Kulturartenspezifische Ergebnisse aus Naturschutzfachlicher Sicht .............. 131 3.6 Zusammenfassung ......................................................................................... 134 Teil C Gesamtergebnisse, Synergien und Konflikte der Anforderungen am
Beispiel der Modellregionen ........................................................................ 135 1 Zusammenführung der Kriterien im Methodenkonzept ............................ 136 2 Ergebnisse der Verschneidung der Anforderungen ................................. 142 2.1 Verschneidung Flächeneffizienz / Naturverträglichkeit ................................... 142 2.2 Verschneidung Klimaeffizienz / Naturverträglichkeit ....................................... 142 2.3 Verschneidung Klimaeffizienz / Flächeneffizienz ............................................ 143 Teil D Diskussion des Methodenkonzepts / Forschungsbedarf ......................... 144 1 Anwendbarkeit und Aussagefähigkeit des Methodenkonzeptes ............. 145 1.1 Flächeneffizienz .............................................................................................. 145 1.2 Klimaeffizienz.................................................................................................. 145 1.3 Naturverträglichkeit ......................................................................................... 146 1.4 Aussagefähigkeit nach der Verschneidung der Anforderungen ..................... 147 2 Übertragbarkeit auf andere Regionen ........................................................ 149 3 Räumliche Steuerung des Energiepflanzenanbaus und
Einsatzmöglichkeit des Methodenkonzeptes ............................................ 150 3.1 Generelle Einordnung der Steuerungsinstrumente ........................................ 151 3.2 Regulative Instrumente ................................................................................... 152 3.3 Anreizorientierte Förderinstrumente ............................................................... 157 3.4 Persuasive und sonstige Instrumente............................................................. 160 3.5 Fazit zur Steuerung des Energiepflanzenanbaus ........................................... 162 4 Anforderungsbezogene Hindernisse und Forschungslücken ................. 163 4.1 Flächeneffizienz .............................................................................................. 163 4.2 Klimaeffizienz.................................................................................................. 164 4.3 Naturverträglichkeit ......................................................................................... 165 5 Interdisziplinäre Zusammenarbeit .............................................................. 167 Teil E Schlussfolgerung und Handlungsempfehlung .......................................... 168 1.1 Empfehlungen aus den Ergebnissen der Methodenanwendung .................... 168 1.2 Möglichkeiten und Grenzen der Bewertungsmethodik ................................... 170 5
1.3 Qualität und Anwendbarkeit des Methodenkonzeptes als Grundlage der
planerischen Steuerung ................................................................................. 171 1.4 Schlussfolgerungen und Diskussion der Steuerungsmöglichkeiten in
Richtung eines im Sinne der drei Anforderungen optimierten
Energiepflanzenanbaus .................................................................................. 172 Teil F Literaturverzeichnis ..................................................................................... 175 Teil G Anhang .......................................................................................................... 186 1 Datengrundlagen .......................................................................................... 187 1.1 Datenbedarf.................................................................................................... 187 1.2 Verwendete Datengrundlagen ........................................................................ 188 2 Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen ....................................................... 190 2.1 Ergebnisse für die Systemgrenze „Hoftor“ ..................................................... 190 2.2 Ergebnisse für die Systemgrenze „Gesamter Lebensweg“ ............................ 194 6
7
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Ökologische Risikoanalyse für ausgewählte Energiepflanzen (SCHULTZE et al.
2008). .................................................................................................................... 25 Abbildung 2: Entscheidungsbaum Naturverträglichkeit (SCHULTZE et al. 2008). ........................ 26 Abbildung 3: BioGIS.................................................................................................................... 28 Abbildung 4: UMSICHT- Ablaufschema (JANDEWERTH 2008)..................................................... 29 Abbildung 5: UMSICHT – Anlagenstandortüberlagerung (westliches Nordrhein-Westfalen) ..... 30 Abbildung 6: UMSICHT- Ableitung Suchräume, Beispielregion westliches NordrheinWestfalen .............................................................................................................. 30 Abbildung 7: GIS-Prozesskette UMSICHT (UMSICHT 2009) ....................................................... 31 Abbildung 8: Bodenwertzahlen des Landkreises OPR (LUA BBG 2009) ................................... 34 Abbildung 9: Bodenwertzahlen für den Landkreis SHK (TLUG 2009) ........................................ 35 Abbildung 10: Flächennutzung OPR, eigene Darstellung (nach LUA BBG). .............................. 36 Abbildung 11: Flächennutzung SHK, eigene Darstellung (nach TLL/TLUG). ............................. 36 Abbildung 12: Nutzungsziele für EE 2020 in BBG (MLUV 2009b) .............................................. 38 Abbildung 13: Biogasanlagen im Land Brandenburg – Stand 2008 (nach LUA BBG) ............... 38 Abbildung 14: Nutzung von Erneuerbaren Energien in Thüringen (THÜRINGER
LANDESREGIERUNG 2009a) .................................................................................... 40 Abbildung 15: Energetische Nutzung von Biomasse in Thüringen (THÜRINGER
LANDESREGIERUNG 2009b) .................................................................................... 40 Abbildung 16: Thüringen und seine 118 Biogasanlagen (Stand Jan. 2009). Anlagen im SHK
(blauer Rahmen): Mörsdorf I und II, Reinstädt, Möckern, Altengönna, Gözen,
Crossen und Schkölen (TLL 2009) ........................................................................ 41 Abbildung 17: Ablauf der Methodikentwicklung .......................................................................... 44 Abbildung 18: Ablauf der Methodikentwicklung .......................................................................... 44 Abbildung 19: Entwicklung der Erzeugerpreise für Brotweizen in Deutschland (ZENTRALE
MARKT- UND PREISBERICHTSSTELLE 2008) ............................................................. 54 Abbildung 20: Preisentwicklung bei Waldhackschnitzeln (C.A.R.M.E.N 2009)........................... 56 Abbildung 21: C-Humusreproduktion von Wirtschaftsdüngern und Gärprodukten (REINHOLD
2008) ..................................................................................................................... 61 Abbildung 22: Modellübersicht und Methodik zur Flächeneffizienz* (*Auswahl wesentlicher
Zusammenhänge eines weitaus komplexeren Systems) ...................................... 76 Abbildung 23: Vereinfachter schematischer Lebenswegvergleich zwischen einem
Bioenergieträger und einem fossilen Energieträger .............................................. 80 Abbildung 24: Betrachtete Fruchtarten und Biomassekonversionen. Getr.-GPS = GetreideGanzpflanzensilage, HVO = Hydriertes Pflanzenöl, BtL = Biomass-to-Liquid,
LC = Lignozellulose. .............................................................................................. 81 Abbildung 25: Bestandteile einer Ökobilanz nach DIN 14040 und 14044 .................................. 83 Abbildung 26: Lebenswegvergleich mit unterschiedlicher Berücksichtigung der
Kuppelprodukte ..................................................................................................... 88 Abbildung 27: Der Energiepflanzenanbau mit direkten und indirekten Einfluss auf die
Landnutzungsänderungen ..................................................................................... 89 Abbildung 28: Beispielhafter Mechanismus einer möglichen indirekten
Landnutzungsänderung (verändert nach FEHRENBACH et al. 2008) ...................... 90 8
Abbildung 29: Detailliertes Ergebnis der Lebenswegvergleiche zwischen ZuckerrübenBioethanol und Ottokraftstoff sowie zwischen Pappel-BtL-Diesel und
Dieselkraftstoff im Saale-Holzland-Kreis. ............................................................. 93 Abbildung 30: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Brache“ ........... 95 Abbildung 31: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Getreide“ ........ 97 Abbildung 32: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Grünland“ ....... 99 Abbildung 33: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Niedermoor“ . 100 Abbildung 34: Auswirkungen der Anbaukulturen auf Natur und Landschaft ............................ 105 Abbildung 35: Legende zu Abbildung 34 „Auswirkungen der Anbaukulturen auf Natur und
Landschaft“ ......................................................................................................... 106 Abbildung 36: Relevante Parameter und Kriterien zur Bewertung der Naturverträglichkeit ..... 107 Abbildung 37: Parameter zur Bewertung der Erosionsempfindlichkeit gegenüber Wasser ..... 108 Abbildung 38: Parameter zur Bewertung der Erosionsempfindlichkeit gegenüber Wind ......... 109 Abbildung 39: Parameter zur Bewertung der mechanischen Verdichtungsempfindlichkeit ..... 111 Abbildung 40: Parameter zur Bewertung der Empfindlichkeit gegenüber Schadstoffeintrag ... 113 Abbildung 41: Parameter zur Bewertung des Grundwasserdargebots .................................... 114 Abbildung 42: Parameter zur Bewertung der Empfindlichkeit der Wasserschutzgebiete ........ 115 Abbildung 43: Parameter zur Bewertung des Retentionsvermögens (Wasser) und Ableitung der
Empfindlichkeit.................................................................................................... 117 Abbildung 44: Parameter zur Bewertung der Biotopfunktion ................................................... 119 Abbildung 45: Parameter zur Bewertung der Landschaftserlebnis- und Erholungsfunktion .... 120 Abbildung 46: Empfindlichkeit der landwirtschaftlichen Nutzfläche gegenüber Bodenerosion
durch Wind in der Modellregion OPR ................................................................. 122 Abbildung 47: Empfindlichkeit der landwirtschaftlichen Nutzfläche gegenüber
Bodenverdichtung in der Modellregion ORP .......................................................123 Abbildung 48: Empfindlichkeit der landwirtschaftlichen Nutzfläche gegenüber Schad- und
Nährstoffen in der Modellregion SHK ................................................................. 124 Abbildung 49: Empfindlichkeit der landwirtschaftlichen Nutzfläche gegenüber
Beeinträchtigungen der Wasserschutzgebiete in der Modellregion SHK ........... 125 Abbildung 50: Risikomatrix – Überlagerung der Wirkintensität der Anbaukulturen mit den
standortbezogenen Empfindlichkeiten ................................................................ 127 Abbildung 51: Ökologische Risikoanalyse für die Anbaukulturen Silomais, Dauergrünland 1.
Schnitt, Weizen (Winter), Miscanthus und Durchwachsene Silphie für OPR. .... 129 Abbildung 52: Entscheidungsbaum zur Naturverträglichkeit beispielhaft anhand der
Anbaukultur Mais (Wachsreif)..............................................................................130 Abbildung 53: Naturverträglichkeit der Anbaukultur Winterweizen und beeinträchtigte
Themenkomplexe in der Modellregion SHK ....................................................... 132 Abbildung 54: Naturverträglichkeit der Anbaukultur Mais Wachsreif und beeinträchtigte
Themenkomplexe in der Modellregion OPR ....................................................... 133 Abbildung 55: Relevanzbaum – Zusammenführung der Einzelkriterien Flächeneffizienz,
Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit ohne Gewichtung .................................. 137 Abbildung 56: Beispielhafte Anbaueignung der Kultur Mais Wachsreif aus Sicht der
Anforderungen der Flächeneffizienz und der Naturverträglichkeit und die
beeinträchtigten Themenkomplexe in der Modellregion OPR ............................ 138 9
Abbildung 57: Beispielhafte Anbaueignung der Kultur Winterweizen aus Sicht der
Anforderungen der Flächeneffizienz und der Naturverträglichkeit und die
beeinträchtigten Themenkomplexe in der Modellregion SHK ............................. 139 Abbildung 58: Beispielhafte Anbaueignung der Kultur Winterweizen aus Sicht der
Anforderungen der Klimaeffizienz und der Naturverträglichkeit und die
beeinträchtigten Themenkomplexe in der Modellregion OPR ............................. 140 Abbildung 59: Beispielhafte Anbaueignung der Kultur Mais Wachsreif aus Sicht der
Anforderungen der Klimaeffizienz und der Naturverträglichkeit und die
beeinträchtigten Themenkomplexe in der Modellregion SHK ............................. 141 10
11
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Flächennutzung und -anteile der Landkreise im Vergleich ........................................ 35 Tabelle 2: Vergleich der landwirtschaftlichen Betriebe OPR und SHK ....................................... 37 Tabelle 3: Ausbaustand der erneuerbaren Energien in Brandenburg für das Jahr 2007 ........... 39 Tabelle 4: Anbauumfang und -anteil ausgewählter Fruchtarten in den Betrachtungsregionen .. 50 Tabelle 5: Nutzungsrichtung und Erträge zu bewertender Fruchtarten ...................................... 51 Tabelle 6: Wertbestimmende Parameter der Biogasproduktion (KTBL 2006 b*, CONRAD
2009** theoretischer Biogasertrag) ....................................................................... 55 Tabelle 7: Saatgutpreise der untersuchten Fruchtarten .............................................................. 57 Tabelle 8: Nährstoffgehalte pflanzlicher Erzeugnisse von Ackerkulturen und Grünland
(ZORN et al. 2007, RUDEL 2009, CONRAD 2009 ).................................................... 58 Tabelle 9: Nährstoffentzug und Nährstoffkosten von Biogassubstraten ..................................... 60 Tabelle 10: Ranking der Fruchtarten nach ihrem Gewinnbeitrag (inkl. Betriebsprämie) –
Systemgrenze: HOFTOR ...................................................................................... 65 Tabelle 11: Flächenbedarf verschiedener Fruchtarten für eine 190 kWel-Anlage ....................... 66 Tabelle 12: Gewinnbeitrag – SHK (Systemgrenze: HOFTOR) ................................................... 68 Tabelle 13: Einfluss unterschiedlicher Marktpreise (Varianten 1 bis 9) auf den
Gewinnbeitrag am Beispiel des Saale Holzland-Kreises* ..................................... 70 Tabelle 14: Flächenbedarf verschiedener Fruchtarten für eine 190 kWel-Anlage ....................... 71 Tabelle 15: Gewinnbeitrag – OPR (Systemgrenze: HOFTOR) ................................................... 72 Tabelle 16: Einfluss unterschiedlicher Marktpreise (Varianten 1 bis 9) auf den
Gewinnbeitrag am Beispiel des Landkreises OPR* .............................................. 73 Tabelle 17: Skalierung des Gewinnbeitrages ............................................................................. 74 Tabelle 18: Zuordnung des wirtschaftlichen Risikos (E= Empfehlungsstufe) anhand des
Gewinnbeitrages mit Direktzahlungen ................................................................... 74 Tabelle 19: Mobile bzw. stationäre Nutzung der Bioenergieträger ............................................. 82 Tabelle 20: Indikatoren, Sachbilanzgrößen und Äquivalenzfaktoren für die untersuchte
Umweltwirkung Treibhauseffekt ............................................................................ 84 Tabelle 21: Substitutionsfaktoren für Bioenergie für das Jahr 2006 (KLOBASA et al. 2009) ........ 86 Tabelle 22: Substitutionsfaktoren für Bioenergien im Wärmemarkt (MEMMLER et al. 2009)........ 87 Tabelle 23: CO2- und N2O-Emissionsfaktoren für landwirtschaftlich genutzte organische
Böden .................................................................................................................. 100 Tabelle 24: Zusammenfassung der Ergebnisse ....................................................................... 101 Tabelle 25: Überblick der Einsatzmöglichkeiten und Anforderungslücken des
Methodenkonzeptes ............................................................................................ 172 Tabelle 26: Bewertungskriterien und -parameter für die zu untersuchenden Kulturen ............. 187 12
Abkürzungsverzeichnis
AF
AfA
Akh
AK
BBCH
Anbaufläche
Absetzung für Abnutzung
Arbeitskraftstunden
Arbeitskraft
Skala des morphologischen Entwicklungsstadiums einer Pflanze (Biologische Bundesanstalt, Bundessortenamt und Chemische Industrie)
BD
Biodiesel
BG
Biogas
BGKK
Bodengeologische Konzeptkarte
BHKW
Blockheizkraftwerk
Biokraft-NachV Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung
BioKraftQuG Biokraftstoffquotengesetz
BioSt-NachV Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung
BK
Bodenkarte
BMBF
Bundesministerium für Bildung und Forschung
BMELV
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
BMU
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
BNatSchG
Bundesnaturschutzgesetz
BtL
Biomass to Liquid
BTNT
Biotoptypen- und Nutzungstypen
BÜK
Bodenübersichtskarte
Ca
Kalzium
CAP
Common Agricultural Policy (Gemeinsame Agrarpolitik), Politikbereich der EU
CH4
Methan
CO2
Kohlenstoffdioxid
CO2eq
CO2-Äquivalent
DDGS
Trockenschlempe (Dried Distillers Grains with Solubles)
DGM
Digitales Geländemodell
dLUC
direct Land Use Change
dt
Dezitonne (1 dt = 100 kg)
EAG-Bau
Europarechtsanpassungsgesetz Bau
EE
Erneuerbare Energien
EEA
Europäische Umweltagentur
EEG
Erneuerbare-Energien-Gesetz
EEWärmeG
Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz
EnergieStG
Energiesteuergesetz
ET
Ethanol
EVA
FNR-Projekt „Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die
landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands“
FFH
Flora-Fauna-Habitat
FM
Feuchtmasse
gfP
gute fachliche Praxis
GIS
Geoinformationssystem
GPS
Ganzpflanzensilage
GSG
Großschutzgebiet
GV
Großvieheinheit (1 GV = 500 kg Lebendgewicht)
GWP
Global Warming Potential
HVO
Hydriertes Pflanzenöl
13
HW
IFEU
iLUC
IPCC
K
KA5
KS
KTBL
KUP
KW
kWel
kWh
KWK
LBG
LC
LCC
LEP
LK
LRP
LSG
LUC
MAP
Mg
MinÖStG
MMK
MW
N
Nmin
N
NawaRo
NH4
Nl
NP
NSG
N2O
OPR
ÖRA
oTM
P
PBSM
PSM
RP
S
SHK
SPA
SRM
SRU
THG
TJ
TLL
14
Heizwerk
Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg
indirect Land Use Change
Intergovernmental Panel on Climate Change
Kalium
Bodenkundliche Kartieranleitung 2005
Kraftstoff
Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft
Kurzumtriebsplantage
Kraftwerk
Kilowatt elektrischer Leistung (1 kW = 1.000 W)
Kilowattstunde
Kraft-Wärme-Kopplung
Landbaugruppe
Lignocellulose
Land Cover Change
Landesentwicklungsplan
Landkreis
Landschaftsrahmenplan
Landschaftsschutzgebiet
Land Use Change
Marktanreizprogramm
Magnesium
Mineralölsteuergesetz
Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkarte
Megawatt (1 MW = 106 W)
Stickstoff
mineralischer Stickstoff
Nahrung (im Zshg. mit Nutzungsrichtungen)
nachwachsende Rohstoffe
Ammonium
Normalliter
Naturpark
Naturschutzgebiet
Lachgas, Distickstoffoxid
Landkreis Ostprignitz-Ruppin
Ökologische Risikoanalyse
organische Trockenmasse
Phosphor
Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel
Pflanzenschutzmittel
Rohproteingehalt
Schwefel
Saale-Holzland-Kreis
Special Protection Area (Europäisches Vogelschutzgebiet)
Stoffstrom- und Ressourcen-Management
Sachverständigenrat für Umweltfragen
Treibhausgase
Terajoule (1 TJ = 1012 J)
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft
TM
TSG
U
VDLUFA
WRRL
WSG
WW
ZALF
ZuRü
Trockenmasse
Trinkwasserschutzgebiet
Saatguteinheit – 1 U entspricht 100.000 Saatgutpillen
Verband deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten
Wasserrahmenrichtlinie
Wasserschutzgebiet
Winterweizen
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung
Zuckerrüben
15
Zusammenfassung
In diesem Bericht wird ein Methodenkonzept vorgestellt, mit der eine Bewertung des Energiepflanzenanbaus aus Sicht der drei Anforderungen: Flächeneffizienz im Sinne der landwirtschaftlichen Rentabilität, Klimaeffizienz sowie Naturverträglichkeit erfolgen kann. Die rasante Entwicklung des Biomasseanbaus unterlag bisher weitgehend ökonomischen Einflussfaktoren, die von
der Förderpolitik des Bundes dominiert wurden. Die möglichen Konflikte zwischen den Nachhaltigkeitszielen im Bereich des Natur-, Boden- und Gewässerschutzes einerseits und den mit dem
Ausbau der Erneuerbaren Energien verbundenen Zielen (Klimaschutz und Versorgungssicherheit) andererseits wurden anfänglich kaum bedacht. Ziel des Projektes ist es, mit den drei
Zielkategorien Naturverträglichkeit, Klimaeffizienz, Flächeneffizienz und sich daraus ergebenden Anforderungen, den konkreten Energiepflanzenanbau in einer Region miteinander zu
verschneiden, um zu einer integrierten Bewertung des Biomasseanbaus zu gelangen und damit
die fachliche Grundlage zu einer flächeneffektiven, nachhaltigen Steuerung des Energiepflanzenanbaus bereitzustellen.
Das Methodenkonzept wird exemplarisch an zwei Beispielregionen (Saale-Holzland-Kreis,
Thüringen und Ostprignitz-Ruppin, Brandenburg) entwickelt und modellhaft in Ausschnitten
durchlaufen. Dabei werden sowohl die Einzelbewertungen der drei Anforderungen als auch die
Verschneidung mit Hilfe eines Geografischen Informationssystems durchgeführt und die
Ergebnisse kartografisch dargestellt. Abschließend werden die Anwendbarkeit des Methodenkonzeptes, seine potenziellen Einsatzgebiete, der mögliche Beitrag zur Steuerung des Energiepflanzenanbaus sowie übergeordnet ableitbare Erkenntnisse dargelegt und diskutiert.
Für die Anforderung der Flächeneffizienz werden nicht nur die Ertragsleistung bestimmter
Kulturen auf bestimmten Standorten abgebildet, sondern vielmehr der Gewinnbeitrag, um die
voraussichtliche Entscheidung des Landwirtes für oder gegen den Anbau einer Fruchtart zu
verdeutlichen. Dazu wurden die anbauwürdigsten Kulturen auf den Bodenverhältnissen der
jeweiligen Region, aus dem Spektrum möglicher Anbaukulturen, auf ihre Wirtschaftlichkeit hin
untersucht, dies auch unter Berücksichtigung neuer Arten wie Miscanthus, durchwachsene
Silphie und Pappel für Kurzumtrieb. Zielkriterium für die Auswahl der Fruchtarten war ein
bestmögliches ökonomisches Ergebnis unter Berücksichtigung eines hohen Nettoenergieertrages. Die Bewertung erfolgt nach den Leistungen (Naturalertrag, Energieertrag usw.) und den
Kosten, sowohl den direkten (z.B. Arbeitserledigungskosten) als auch den indirekten (z.B.
Gebäudekosten). Die beispielhaften Ergebnisse für den Anbau auf bestimmten Bodenklassen
zeigen, dass mit Ausnahme von Kleegras alle Kulturen wirtschaftlich sind.
Für die Berechnung der Klimaeffizienz wurden die ausgewählten Anbaukulturen mit verschiedenen Konversionstechnologien und energetischen Nutzungen zu Bioenergiepfaden kombiniert.
Für alle Bioenergiepfade wurden Treibhausgasbilanzen ermittelt, wobei verschiedene landwirtschaftliche Referenzsysteme berücksichtigt wurden. Auf diese Weise ist eine differenzierte
Bewertung der Bioenergiepfade hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Klima möglich. Im
Ergebnis wird deutlich, dass das landwirtschaftliche Referenzsystem inklusive der direkten und
indirekten Landnutzungsänderungen einen wesentlich größeren Einfluss hat als die Anbaukultur, die Konversionstechnologie oder das Zielprodukt. Berücksichtigt man ausschließlich direkte
Landnutzungsänderungen, weisen alle untersuchten Bioenergiepfade eine positive Klimagasbi16
lanz auf, solange für den Anbau kein Dauergrünland auf organischen Böden umgebrochen
werden muss. Werden aber zusätzlich auch indirekte Effekte mit einbezogen, kann die Verdrängung der bisherigen Flächennutzung (z.B. Getreideproduktion oder Futterproduktion auf
Grünland) – wie exemplarisch gezeigt – zu negativen Klimagasbilanzen führen. Bislang fehlt
aber noch eine standardisierte Methodik zur Quantifizierung der mit der Verdrängung verbundenen Flächeneffekte, da diese sich über komplexe Agrarmarktmechanismen global auswirken.
Die Naturverträglichkeit des Energiepflanzenanbaus ist grundsätzlich abhängig von der Wirkintensität der Anbaukulturen einerseits und andererseits von der Wertigkeit und Empfindlichkeit
der Anbauflächen. Hieraus werden die Auswirkungen der Bioenergiebereitstellung auf Natur
und Landschaft flächenhaft bewertet. Als Kriterien für die Bewertung der Naturverträglichkeit
der Biomassebereitstellung werden in der vorliegenden Herangehensweise die Themenkomplexe Boden, Wasser, Biotope und Landschaftsbild herangezogen. Ziel der Bewertung der
Naturverträglichkeit ist es, Konfliktrisiken beim Anbau bestimmter Anbaukulturen auf bestimmten Flächeneinheiten zu ermitteln und zu untersuchen, ob sich daraus Empfehlungen für die
Eignung bestimmter Landschaftsräume für bestimmte Energiepfade ermitteln lassen. Die
Bewertung erfolgt mit Hilfe der ökologischen Risikoanalyse in einer fünfstufigen Skala und führt
zu drei Flächenkategorien: a) uneingeschränkte Anbaueignung, b) eingeschränkte Eignung
(Einhaltung bestimmter Anbauauflagen erforderlich) und c) für bestimmte Anbaukulturen
ungeeignete Flächeneinheiten.
Die Bewertung aus Sicht der Anforderungen Klimaeffizienz und Flächeneffizienz wird abschließend genauso in Anbaueignungsklassen übersetzt, so dass die drei Kategorien exemplarisch
miteinander verschnitten und mit Hilfe eines GIS kartografisch dargestellt werden können.
Wichtige Voraussetzung hierfür ist die Kompatibilität der Systemgrenzen. Für die Naturverträglichkeit kann die Kompatibilität jeweils mit der Flächen- und der Klimaeffizienz hergestellt
werden. Die Ergebnisse der Verschneidungen sind als flächenscharfe Empfehlungskarten
darstellbar. Auch die Verortung von standortbedingten Tabuflächen und die maximale Kapazität
der Region für bestimmte Kulturen lassen sich ableiten. Dies erlaubt letztlich die vergleichende
Abschätzung des Ausbaupotenzials unter Berücksichtigung verschiedener regionaler Verwertungspfade und Versorgungsszenarien.
Das Ergebnis zeigt: Das entwickelte Methodenkonzept ist geeignet, um den Energiepflanzenanbau aus Sicht der drei Anforderungen zu bewerten und darzustellen. Das Methodenkonzept ermöglicht insbesondere auf der Ebene der Regionen oder Landkreise eine Abschätzung
der Wirtschaftlichkeit des Anbaus bestimmter Energiepflanzen, es ist geeignet, die Klimagasbilanz des Anbaus inklusive der jeweiligen Verwertungspfade und die Risiken für die Naturverträglichkeit abzubilden. Es kann so einen Beitrag zur Beurteilung der Eignung bzw. NichtEignung von Landschaftsräumen für bestimmte Energiepfade leisten. So lassen sich in einer
Region Grenzen und Chancen des weiteren Ausbaus der Biomasse zur energetischen Nutzung
überschlägig ermitteln. Das Methodenkonzept ist damit prinzipiell geeignet als wissenschaftliche
Grundlage für politische Entscheidungen zu dienen, beispielsweise bei der ökologischen
Ausgestaltung und Weiterentwicklung von Instrumenten zur Förderung und Lenkung der
energetischen (und stofflichen) Biomassenutzung. Dafür bedarf es jedoch noch einiger methodischen Anpassungen der einzelnen Bewertungskategorien, hinsichtlich weitergehender
Kompatibilität, wie z.B. zwischen Klima- und Flächeneffizienz.
17
Anhand der exemplarischen Bewertung durch das Methodenkonzept hat sich gezeigt, dass die
Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus stark regionsspezifisch und standortabhängig sind.
Demnach sollte über eine stärkere Regionalisierung der Förderinstrumente, der„Guten fachlichen Praxis“ und des EEG nachgedacht werden.
Eine konkrete Anwendung des entwickelten Methodenkonzeptes in einer Beispielregion ist zu
empfehlen. Es ist jedoch unzureichend, den Energiepflanzenanbau isoliert zu betrachten. Um
auch Verdrängungseffekte in die Bewertung einbeziehen zu können, sollte die gesamte
landwirtschaftliche Produktion vor dem Hintergrund der Versorgungssicherheit, der Klimagasbilanz einzelner Bioenergiepfade und der Naturverträglichkeit betrachtet werden.
18
English Summary
The project „Flächeneffektive Bioenergienutzung aus Naturschutzsicht - Bewertungen und
Empfehlungen zum Schutz von biologischer Vielfalt und Klima” (Efficient Bio-Energy in the
Perspective of Nature Conservation – assessment and recommendations to protect biodiversity
and climate), funded by the Federal Agency of Nature Conservation focuses on the assessment
of energy crop cultivation in the context of three requirements: cost efficiency in terms of
agricultural profitability, climate efficiency as well as environmental sustainability.
The economic influence created by government policy to push the growth of renewable energies leads to a rapid increase of energy crop cultivation. Possible conflicts between sustainability goals in the area of nature and soil conservation as well as water pollution control on the one
side and goals associated with the development of renewable energies (such as Greenhouse
Gas reduction and securing of energy supplies) on the other side are rarely considered. Aim of
the project is to establish a prerequisite for a sustainable and efficient assessment of energy
crop cultivation by developing an integrated methodology taking the three requirements mentioned above into account.
Two suitable model regions have been selected to develop and test run the methodical approach (Saale-Holzland-Kreis, Thüringen and Ostprignitz-Ruppin, Brandenburg). Both the
individual assessments of the three requirements as well as the comprehensive assessment are
based on a GIS supported concept. In conclusion the practicability, the potential application
area and its possible contribution to the regulation and governance of energy crop cultivation is
described and discussed.
Agricultural profitability
The requirement of cost efficiency comprises not only the harvest of certain crops on specific
agricultural sites but also the profit contribution to illustrate the agriculturists’ probable decision
between different crops. To accomplish this, a set of highly suitable crops is selected for each
region, including traditional species as well as new species such as Miscanthus, Silphium
perfoliatum or poplar for short-rotation plantations. Main criteria is a favourable economic
results. Assessed are profit-yielding (output), direct and indirect costs as labour cost or building
cost (input) and compensation on behalf of the Renewable Energies Act. It results that all
analysed crops are profitable within a ranking, with the exception of clover grass for biogas use.
Climate efficiency
Conversion technologies and energy paths are combined to bio-energy paths in order to
determine climate efficiency of the selected crop species for energy production. From there
carbon footprints are calculated for all bio-energy paths. Their comprehensive impact on climate
change is assessed by considering different agricultural reference systems. Findings reveal that
the agricultural reference system is the critical factor. All examined bio-energy paths feature a
positive carbon footprint if solely direct land use change is considered, with the exception of
conversion of permanent grassland on organic soils (e.g. fenlands). This changes when indirect
land use change is taken into the equation (e.g. cereal production on permanent grassland to
compensate loses of food and feed in another site) - carbon footprints turn negative in several
cases. So far the approach lacks a standardised method to quantify the replacement effects,
because indirect land use changes are caused by complex reasons of agricultural market
mechanisms with global consequences.
19
Environmental sustainability
Environmental sustainability of energy crops is principally depending on a) the impact of a
specific crop on environmental goods and on b) the specific value and sensitivity of these goods
on a determined site. Therefore, the impact of energy crop cultivation on nature and landscape
has strictly to be assessed site-specific. The assessment of nature goods as soil, water, habitat
and landscape aims on the designation of low conflict areas for the production of different
energy crops. By using the ecological risk analysis three categories of agricultural sites are
defined: (a) unrestricted cultivation site, (b) restricted cultivation site (constraint by e.g.
measures against wind erosion) and (c) unsuitable cultivation site.
Merging of the three requirements and results
The assessment of the requirements agricultural profitability and climate efficiency can be
transferred to these area types in order to overlay and intersect the individual output of all three
requirements. Using ArcGIS the results can be displayed and regional aspects can be considered. This allows defining “no-go” areas as well as the overall estimation of maximum sustainable production capacity for each energy crop/ energy paths in a specific region.
The results show that the methodical approach is suitable to assess and display the energy
crop cultivation from the three requirements points of view. It enables an estimation of the
profitability and climate efficiency of energy crop cultivation on regional or communal level under
consideration of environmental sustainability. Therefore it can contribute to the estimation of
suitability and unsuitability of landscape areas for energy production paths. Possibilities and
boundaries of energy crop cultivation can be determined for specific regions.
The methodical approach is generally suitable to serve as a scientific base for policy making,
such as compilation of funding instruments or governance of energetic biomass use. The
methodology is transferrable to other regions and production sites, also to other scales, but then
needs adaptation. In order to achieve a sustainable development of renewable energies it is
furthermore advisable to test run the method on a specific model region covering all agricultural
production branches (traditional agriculture as well as crop production).
Current governance and policy is not suitable for the regulation of biomass production under
estimation of regional chances and weaknesses, therefore informal governance is important
and needs support, which could be provided by the qualified use of the developed methodology.
20
21
Teil A Problemstellung, Ziel und Untersuchungsgegenstand
1
Problemstellung und Zielsetzung des Projekts
Die Folgen des Klimawandels, die wachsende Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und die
steigenden Energiepreise erhöhen den Druck auf Politik und Gesellschaft, noch stärker als
bislang auf erneuerbare Energiequellen zu setzen. Die Bundesrepublik Deutschland hat sich
entschlossen, den Anteil der Erneuerbaren Energien (EE) am Energieverbrauch zu steigern, um
auf diese Weise u. a. Verpflichtungen in Bezug auf Klimaschutz sowie das Ziel einer höheren
Versorgungssicherheit zu erfüllen (BMU 2009b). Dieses Ziel soll mit einer Reihe von steuerlichen, ordnungsrechtlichen und marktwirtschaftlichen Anreizen und Instrumenten erreicht
werden, zu denen beispielsweise das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2000f.), das Mineralölsteuergesetz (MINÖSTG 2004, inzwischen abgelöst durch das ENERGIESTG 2006), das
Biokraftstoffquotengesetz (BIOKRAFTQUG 2006) und das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz
(EEWärmeG 2009) zählen.
Begünstigt durch diese Randbedingungen hat die Bioenergieproduktion in Deutschland in den
letzten Jahren einen gewaltigen Aufschwung erlebt. Insbesondere das EEG und das Biokraftstoffquotengesetz trugen dazu bei, dass der Energiepflanzenanbau ökonomisch tragfähig und
damit zu einer echten Alternative für Landwirte wurde. Dabei zeigte sich, dass die Bioenergieproduktion einen wichtigen Beitrag zur Einsparung von Treibhausgasen leisten und damit zur
Realisierung der bundesdeutschen Klimaschutzziele beitragen kann. Gleichzeitig wurde aber
deutlich, dass dies nicht zwangsläufig der Fall ist: So kann die Treibhausgasbilanz durchaus
negativ ausfallen, wenn beispielsweise der Energiepflanzenanbau bestimmte direkte oder
indirekte Landnutzungsänderungen nach sich zieht. Neben den Auswirkungen auf das Schutzgut Klima kann der Energiepflanzenanbau auch weitere aus Naturschutzsicht nachteilige
Effekte hervorrufen und andere Schutzgüter wie biologische Vielfalt, Boden und Wasser in
Mitleidenschaft ziehen. In vielen Fällen kommt es daher zu einem Zielkonflikt zwischen Nachhaltigkeitszielen im Bereich des Natur-, Boden- und Gewässerschutzes einerseits und den mit
dem Ausbau der Erneuerbaren Energien verbundenen Zielen (Klimaschutz und Versorgungssicherheit) andererseits.
Die momentanen Förderbedingungen führen zu deutlich gesteigerten Anteilen bestimmter
Energiepflanzen. Für manche Regionen bedeutet dies, eine Diversifizierung der regionaltypischen Anbaukulturen und ihrer landwirtschaftlichen Struktur, für andere jedoch eine weitere
Monotonisierung des Ackerbaus. In der Folge kommt es zur Änderung der Artenzusammensetzung oder eventuell auch zu einer Artenverarmung, die aufgrund des erhöhten Flächendrucks
für bestimmte Schutzgüter problematisch sein oder die Habitatstrukturen verändern kann. In der
aktuellen Diskussion um eine umweltverträgliche und nachhaltige Bioenergienutzung, die nicht
zuletzt im Hinblick auf die Nachhaltigkeitsverordnung geführt wurde, werden insbesondere
Kriterien einer möglichst günstigen Treibhausgasbilanz in den Mittelpunkt der Bewertung
gerückt. Dagegen spielen Kriterien der Naturverträglichkeit sowohl in der politischen Diskussion
als auch bei der Ermittlung von Biomassepotenzialen nur eine untergeordnete Rolle.
Insgesamt befindet sich die Bereitstellung von Energiepflanzen in einem Spannungsfeld teils
konkurrierender Zielstellungen:
22
•
Der Notwendigkeit einer möglichst hohen Klimaeffizienz (Treibhausgaseinsparung).
•
Der Sicherstellung der Naturverträglichkeit des Anbaus und unbedingten Vermeidung
von ungewollten Begleitschäden wie Verlust an biologischer Vielfalt, Einführung invasiver Arten, Beeinträchtigung des Landschaftsbilds oder Akzeptanzschwierigkeiten.
•
Der Maximierung der Flächeneffizienz und der damit einhergehenden wirtschaftlichen
Erträge.
Für einen erfolgreichen Ausbau der Bioenergienutzung auf regionaler Ebene müssen diese
Anforderungen gleichermaßen berücksichtigt werden. Im Idealfall sollte daher die Minimierung
der CO2-Emissionen zur Minderung der Auswirkungen des Klimawandels mit dem Primat der
Wirtschaftlichkeit als Grundlage für die Motivation der Bereitstellung durch die Landwirte in
Einklang gebracht werden. Um dies im umfassenden Sinne umweltverträglich zu gestalten, ist
eine Beachtung der Göteborg-Ziele, wie eine Reduktion von Treibhausgasen und Stopp des
Verlustes an Biodiversität bis 2010 im Hinblick auf potenzielle Auswirkungen auf die regionale
biologische Vielfalt und eine Minimierung der Umweltauswirkungen bzw. die Vermeidung von
Umweltbeeinträchtigungen bei der Bereitstellung und Bewirtschaftung der Flächen unerlässlich.
Dieses Vorhaben arbeitet neben den Aspekten Treibhausgas-Reduktion, Wirtschaftlichkeit und
nachhaltiger Erhaltung der Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes, der biologischen Vielfalt
und des Landschaftsbildes beim Biomasseanbau, die möglichen Synergien zwischen Naturschutz- und Klimaschutzzielen heraus und zeigt Ansätze auf, diese positiv zu steuern, so dass
die Entscheidungen über die im konkreten Fall auf regionaler oder lokaler Ebene zu verfolgenden Strategien der Bioenergienutzug auf eine fundierte Basis gestellt werden.
Dazu werden im vorliegenden Forschungsvorhaben die Grundlagen für einen übertragbaren
Bewertungsansatz für Landnutzungssysteme zur Bioenergiebereitstellung entwickelt. Mit
dessen Hilfe sollen die in den Regionen erzeugten Energiepflanzen im Hinblick auf ihre Flächeneffizienz – im Sinne einer möglichst wirtschaftlichen Flächennutzung, ihrer Klimagasbilanz
und ihrer Naturverträglichkeit integriert in Bezug auf die regionalen Bedingungen beurteilt und
räumlich dargestellt werden können. In der Folge können bei einer konkreten Anwendung des
Methodenkonzeptes in einer Modellregion optimale Nutzungssysteme identifiziert und überschlägig vorteilhafte Verwertungspfade abgeleitet werden. Es können beispielhafte Szenarien
der Flächennutzungsverteilung in Beispielregionen (positiv/negativ) dargestellt werden.
Die Methodenentwicklung erfolgt über die konkrete Anwendung in zwei Beispielregionen, ohne
für diese konkrete Ergebnisse und Szenarien zu erarbeiten, dies muss in einem Folgeprojekt
geschehen. Die Übertragbarkeit auf andere Regionen wurde geprüft, sie ist prinzipiell gegeben.
Während die durch die ausschnittweise Anwendung des Methodenkonzeptes gewonnenen
verallgemeinerbaren Erkenntnisse zum Verhältnis der drei Anforderungen vor allem für die
politischen Entscheidungsträger auf Bundesebene interessant sind, die die grundlegenden
Weichenstellungen für die Rahmenbedingungen zukünftiger Bioenergienutzung vornehmen
(Umfeld EEG, EEWärmeG, BioKraftQuG, EnergieStG, MAP, Biokraft-NachV, BioSt-NachV), ist
das Methodenkonzept selbst vor allem für die regionale Anwendung und damit die Träger
regionaler Planung, wie Landkreise und Regionen von Bedeutung. Aus den Ergebnissen in den
23
Modellregionen sollen abschließend Hinweise für die räumliche Steuerung des Energiepflanzenanbaus gewonnen werden.
1.1
Stand der Forschung
In den letzten Jahren gab es diverse Ansätze, eine GIS-basierte räumliche Steuerung des
Biomasseanbaus zu entwickeln. Diese haben unterschiedliche Schwerpunkte, der Ansatz des
Fraunhofer-Instituts (s. Kap. 1.1.1.5 S. 29) liegt im Bereich der Logistik und technischen
Perspektive, im Ansatz der TU Berlin (s. Kap. 1.1.1.1, S. 24) liegt er in der Bewertung der
Umweltfolgen. In Großbritannien gibt es derzeit einen Ansatz, der für mehrjährige Kulturen die
Folgen für das Landschaftsbild, die Ökonomie und Naturschutz-Aspekte erfassen soll und
gleichzeitig Grundlagenforschung betreibt (s. Kap. 1.1.1.2, S. 27). Einen Bewertungsansatz, der
versucht, die Klimagasbilanz, die Wirtschaftlichkeit sowie die Naturverträglichkeit gleichermaßen in die Bewertung von Nutzungsoptionen zur Energiepflanzenproduktion einzubeziehen und
die drei Dimensionen miteinander zu verschneiden, gibt es bisher noch nicht.
Neben der fehlenden Kompatibilität zur Verschneidung der drei Anforderungen, um zu einer
Gesamtaussage zu gelangen, bestehen die Schwierigkeiten der Entwicklung eines solchen
Ansatzes auch darin, dass im Zusammenhang mit der Bewertung der Einzelaspekte noch eine
Vielzahl von Hürden im Weg stehen. Beispielhaft zu nennen sind fehlende Datengrundlagen zur
Bewertung der Auswirkung bestimmter Anbaukulturen auf den Landschafts- und Naturhaushalt,
aber auch die Kompatibilität der Systemgrenzen.
Die im Laufe der Projektbearbeitung identifizierten Defizite im Zusammenhang mit der Erarbeitung des Methodenkonzeptes und der Übertragbarkeit sowie Möglichkeiten der räumlichen
Steuerung des Biomasseanbaus werden am Ende des Berichtes (s. Teil D 4, S. 163ff.) dargestellt.
1.1.1
Übersicht bestehender GIS-Tools zur Bewertung des Energiepflanzenanbaus
Um die Landnutzung oder deren Änderung durch den Anbau von Energiepflanzen zu bewerten
oder zu steuern, gibt es derzeit – soweit bekannt – fünf „anwendungs- bzw. erprobungsreife“
GIS-gestützte Methoden. Deren Vorgehensweisen und Merkmale werden nachfolgend zunächst in einer Übersicht dargestellt, und die für die Entwicklung des Methodenkonzeptes zu
übernehmenden Elemente diskutiert.
1.1.1.1
GIS-Tool zur Erarbeitung von Strategien zur naturverträglichen Biomassebereitstellung auf Landkreisebene (TU München, TU Berlin)
Im Rahmen des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) finanzierten Vorhabens
Strategien zur naturverträglichen Biomassebereitstellung auf Landkreisebene (Laufzeit 20062008) (DEMMELER et al. 2008) wurde von der TU München zusammen mit der TU Berlin anhand
von zwei Beispielregionen eine Methodik entwickelt, die mit bereits vorhandenen Daten umweltplanerische Einschätzungen zum Energiepflanzenanbau treffen kann. Die so entwickelten
Empfehlungen zur Naturverträglichkeit basieren auf der Methodik der Ökologischen Risikoanalyse. Mit dieser Methodik lassen sich Aussagen zur Naturverträglichkeit des Energiepflanzenanbaus auf den jeweiligen Standort beziehen. Die Standortmerkmale werden als Geoinfor24
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25
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26
Diskussion der Methode
Die Methodik ist – soweit bekannt – neben dem RELU-Biomass-Project (s.u.) die einzige, die
sich mit naturschutzfachlichen Aspekten beschäftigt. Mit der Methode lassen sich standörtliche
Unterschiede in der naturschutzfachlichen Wertigkeit und Empfindlichkeit gut berücksichtigen.
Sie ist damit für die Abbildung der Anforderungen der Naturverträglichkeit sehr gut geeignet.
Die Einteilung in die Kategorien a (Anbau ist zu empfehlen), b (Anbau ist eingeschränkt zu
empfehlen) und c (Anbau ist nicht zu empfehlen) wurde als Grundgerüst für alle drei Anforderungen Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit übernommen, um eine Verschneidung der unterschiedlichen Methodikteile zu ermöglichen.
Für die Anwendung zur Bewertung der Naturverträglichkeit wurden die hier dargestellten
Kriterien überarbeitet, teilweise grundlegend verändert und anhand neuester Forschungserkenntnisse aktualisiert.
1.1.1.2
RELU
Unter dem Titel „Social, economic and environmental implications of increasing rural land use
under energy crops (RELU)“ wird in Großbritannien derzeit am Beispiel zweier Untersuchungsregionen ein interdisziplinäres Forschungsvorhaben1 zur Methodikentwicklung der Steuerung
des Anbaus hauptsächlich mehrjähriger Biomassekulturen und Kurzumtriebsplantagen bearbeitet. Es beinhaltet auch Grundlagenforschung im Bereich z. B. der Auswirkungen auf Boden,
biologische Vielfalt und Wasserregime in einem physikalischen Modell (JULES) durch den
Anbau von Miscanthus, Weide und mehrjährigen Ackerpflanzen, außerdem die touristischen
und sozioökonomischen Auswirkungen unter partizipatorischen Aspekten. Auch hier wird GIS
als Tool zur Darstellung der Flächennutzungsverteilung benutzt, außerdem sind GIS-basierte
3D-Visualisierungen zur Stakeholder-Beteiligung möglich.
Diskussion der Methode:
Eventuell könnten hier zur Einschätzung der Naturverträglichkeit in Zukunft Ergebnisse aus der
Grundlagenforschung herangezogen werden, da hier explizit auch auf den Klimawandel
eingegangen wurde. Interessant sind auch das GIS-gestützte Vorgehen zur Ermittlung der
Akzeptanz der regionalen Stakeholder sowie der Bevölkerung und Touristen sowie die Festlegung von regionalen prozentualen Anteilen an Anbaukulturen.
Die Forschung ist noch nicht abgeschlossen, weshalb derzeit keine Forschungserkenntnisse
übernommen werden können, außer Aussagen zur Wirkintensität und Bewertung von hochwachsenden Kulturen auf das Landschaftsbild (s. 0, S. 120)
1.1.1.3
Biogaspotenzialstudien für Deutschland und die Tschechische Republik (FH
Eberswalde)
Die FH Eberswalde hat ein Modell2 entwickelt, das im Top-Down-Ansatz Erträge der verschiedenen Fruchtarten auf der Ebene der Gemeinden modelliert. Zur Abschätzung der Biomasseer-
1
2
Nähere Informationen unter www.relu-biomass.org.uk
Nähere Informationen unter: http://www.fh-eberswalde.de/Projekte/Bioenergie/Aktuelle-Projekte/PotenzialstudieBiomasse/Bioenergie-aus-der-Landwirtschaft-K755.htm
27
Flächeneffe
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1.1.1.4
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1.2
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Entwickklung eines – im Sinne der Nach
hhaltigkeit – umfassen
nden Ansattzes. Das vorliegende
v
e
Forschu
ungsvorhab
ben ist, bedingt durch den Stand der Forsch
hung und ddie gegeben
ne Laufzeit,,
auf das Grundkonzzept und ein
nzelne Teila
aspekte im Hinblick auf das zu enntwickelnde Methoden-konzeptt begrenzt. Als Unters
suchungsge
egenstand dienen
d
zwe
ei Modellreggionen: Derr Landkreiss
Ostprign
nitz-Ruppin
n in Brande
enburg und der Saale
e-Holzland-K
Kreis in Thhüringen. Die
D System-31
grenzen und Rahmenbedingungen für die einzelnen Anforderungen Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit werden in den jeweiligen Kapiteln dargelegt. Die Untersuchung
bezieht sich beispielsweise vorerst ausschließlich auf leichte Böden3 in der brandenburgischen
Modellregion (Ostprignitz-Ruppin) und auf mittlere Böden in Thüringen, sowie zunächst ausschließlich auf landwirtschaftliche Flächen und bestimmte ausgewählte Kulturen. Es wird eine
Auswahl von Anbaukulturen betrachtet, die zur Erzeugung von energetisch verwertbarer
Biomasse genutzt werden. Verdrängungs-/Verschiebungseffekte auf der gesamten landwirtschaftlichen Nutzfläche zwischen Biomasseproduktion und traditioneller Nutzung werden nicht
einbezogen. Auch beschränkt sich die Betrachtung auf die Nutzungsänderung in Bezug auf
eine Referenzfruchtart, die in den Regionen am weitesten verbreitet ist.
1.2.1
Berücksichtigung des Klimawandels
Die Wirkungen des Klimawandels fließen in unterschiedlicher Weise in die Projektbearbeitung
ein. Er hat sowohl negative Auswirkungen auf die biologische Vielfalt, durch bereits manifeste
oder erwartete Veränderungen der Klimabedingungen und damit der Habitatvoraussetzungen
für Flora und Fauna, als auch auf die Ertragsleistung bestimmter Anbaukulturen, bedingt durch
Veränderungen des Niederschlags in Zeitpunkt und Menge oder Veränderung des Temperaturverlaufs. Andererseits wird das Klima evtl. auch durch Anpassungsmaßnahmen beeinflusst:
bestimmte Anbauverfahren und -kulturen tragen ihrerseits durch einen erhöhten Ausstoß von
Treibhausgasen (THG) zum Klimawandel bei. Daher ist es zwar aus Sicht der Ziele des
Naturschutzes grundsätzlich zu unterstützen, die Nutzung erneuerbarer Energien auszubauen,
in Bezug auf den Anbau von Biomasse geschieht dies allerdings nicht vorbehaltlos im Hinblick
auf die verschiedenen Verwertungspfade und Anbauverfahren. Wesentlicher Aspekt dabei ist
die Art der Vornutzung der bewirtschafteten Flächen – so kann für den Umbruch von Grünland
auf Niedermoorstandorten mit hohem organischem Bodensubstanzgehalt kein Verwertungspfad
die negative Klimagasbilanz ausgleichen. Ganz besonders bedenklich wird es, wenn für den
Anbau von Energiepflanzen Flächen mit hoher biologischer Vielfalt in landwirtschaftliche
Flächen umgewandelt werden, wie dies unter dem allgemein wachsenden Flächendruck in
beispielsweise Asien oder Südamerika passiert. Diese Auswirkungen wurden unter dem iLUCSzenario (indirect Land Use Change) bei der Berechnung der Klimaeffizienz berücksichtigt.
Die Veränderung des Klimas hat auch Auswirkungen auf die Auswahl der angebauten Energiepflanzen. Veränderte Niederschlagsmengen und -verteilungen sowie veränderte Temperaturverhältnisse zwingen in den einzelnen Regionen dazu, die Auswahl der anzubauenden Kulturen
in Zukunft entsprechend zu modifizieren. Dies geschieht aus Gründen der Ertragsmaximierung,
bewirkt jedoch durch den Anbau hierfür geeigneter Energiepflanzenkulturen andererseits auch
die sich selbst verstärkenden, negativen Auswirkungen wie bspw. den Wasserverbrauch durch
Bewässerungsmaßnahmen beim Maisanbau in Trockenjahren, und damit eine Verstärkung der
Auswirkungen für die umliegenden Habitate durch weiteres Absinken des Grundwasserspiegels
und verstärkten Trockenstress von Flora und Fauna. Vor allem für Brandenburg wird vorausgesagt, dass sich die statistisch bereits geringe Niederschlagsmenge weiter reduzieren und
gleichzeitig ihr Jahresverlauf verschieben könnte. Aus diesem Grund wurden in die Untersu-
3
Nach KTBL-Düngemittelpraxis (FRITSCH 2006); hier erfolgt eine Unterteilung in die vier Bodenklassen leicht, mittel, schwer und
Moorböden.
32
chung auch Anbauarten aufgenommen wie Hirse, Miscanthus und Durchwachsene Silphie, die
als trockenresistenter gelten und insofern als angepasste Anbaukulturen interessant sind. Auch
der Wasserverbrauch hat Eingang in die Untersuchung gefunden, allerdings wurde ein prognostizierter Rückgang der Grundwasserneubildung aufgrund von Niederschlagsrückgang oder die
potenzielle Versalzung der Böden4 durch erhöhte Wasserentnahme nur insofern in die Betrachtung mit einbezogen, als dass die Wasserzehrung der Anbaukulturen der Empfindlichkeit der
Grundwasserneubildung gegenübergestellt wurde. Eine Modellierung in Form von regionalen
Klimaszenarien erfolgte nicht.
1.2.2
Betrachtung der Anforderungen Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit
Die Anforderung der Flächeneffizienz wurde im Zusammenhang des Projektes mit den Anforderungen der Wirtschaftlichkeit gleichgesetzt, die unter optimierten Voraussetzungen (optimale
Vorfrucht, Dünger nach Entzug usw. näheres s. Kapitel Anforderung Flächeneffizienz, S. 46)
anhand einer Gesamtkostenrechnung, unter Einbeziehung der Vergütung aus dem EEG für
„Biogaspflanzen“, errechnet und für die verschiedenen Standorte und Kulturen bewertet wurde.
Die Ergebnisse sind begrenzt auf andere Regionen übertragbar und liefern ein Ranking der
Wirtschaftlichkeit von Anbaukulturen auf den angenommenen Standorten.
Die Klimaeffizienz wird im Wesentlichen anhand einer Treibhausgasbilanzierung der Anbaukulturen für bestimmte, vordefinierte Energiewandlungspfade bewertet (Definitionen s. Kapitel
462.2.2, S. 46). Wesentlicher Einflussfaktor ist hier die Vornutzung der Fläche sowie der
Verwertungspfad, die Systemgrenze ist mit der Naturverträglichkeit, nicht aber mit der Flächeneffizienz kompatibel. Die Klimaeffizienz lässt sich schwer kartographisch fassen, da sie
kaum standortabhängig ist.
Für die Anforderungen an die Naturverträglichkeit wurde anhand der ökologischen Risikoanalyse die Wirkintensität der kulturartenspezifischen Auswirkung des Energiepflanzenanbaus den
Empfindlichkeiten der Landschaftsfunktionen gegenübergestellt. Die Ergebnisse liegen kartografisch für die gesamte landwirtschaftliche Fläche vor, nicht alle Wirkungen lassen sich jedoch
quantitativ fassen, manche sind daher verbal-argumentativ etwa als Quote festgelegt worden.
Der Gestaltung der technischen Anbauverfahren wurde in manchen Fällen als Bewirtschaftungsauflagen Rechnung getragen.
1.2.3
Modellregionen
Die Auswirkungen von Energiepflanzen auf die Umweltgüter sind regional unterschiedlich und
werden derzeit intensiv erforscht. Um auf neueste Forschungserkenntnisse zurückgreifen zu
können, wurden die Untersuchungsregionen für die Entwicklung des Methodenkonzeptes nach
Datenlage und zu erwartenden Forschungsgrundlagendaten ausgewählt, außerdem sollten sie
unterschiedliche landwirtschaftliche und landschaftsräumliche Strukturen aufweisen. Die Wahl
fiel auf den Saale-Holzlandkreis in Thüringen (Standort der EVA-Anbauversuche, so können
sowohl die Ergebnisse zu den ökologischen Auswirkungen von Energiepflanzen als auch die
4
Zu den prognostizierten Veränderungen in Ostprignitz- Ruppin siehe auch: http://www.pik-potsdam.de/~wrobel/sg-klima3/landk/Ostprignitz-Ruppin.html
33
Flächeneffe
ektive Bioene
Anbaueign
nung und Wirtschaftlic
W
hkeit gut ü bertragen werden)
w
un
nd Ostprign itz-Ruppin in Brandenburg ((Modellregio
on des Vo
orgängerpro
ojektes). Die
D Auswah
hl der Reggion erfolgtte unter
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htigung der Datenverfü
ügbarkeit, de
er bisherige
en Anbaustrruktur, des Tierbesatze
es sowie
der Menge
e an Bioma
asse, die fü
ür die energ
getische Ve
erwertung zur
z Verfüguung gestellt werden
soll. Letzte
ere entscheidet über den Energ
giepflanzen
nanteil. Die Beispielreegionen die
enen als
Kulisse fürr eine anwe
endungsorie
entierte Diskkussion derr entwickelte
en Maßstäbbe und Krite
erien, so
dass die abzuleitende
en Empfehlu
ungen an fllächenscharfen Daten überprüft w
werden können. Die
regionale Ebene erm
möglicht es, bei der S
Steuerung von Landn
nutzungssysstemen klim
ma- und
flächeneffizziente sow
wie natursc
chutzverträg
gliche Krite
erien zu be
erücksichtiggen. Der UntersuU
chungsmaßstab liegt bei 1:50.000.
Im folgend
den Absch
hnitt werden die beid
den ausgewählten Untersuchunngsregionen
n mittels
statistische
er Kennzahlen charakterisiert.
Charakterrisierung de
er Untersuchungsreg
gionen
ihrer naturrräumlichen EinordIm folgend
den Abschn
nitt werden die beiden
n Gebiete hinsichtlich
h
nung, der landespolittischen Energieziele, ihrer Agrarrstruktur un
nd bestehe nder energ
getischer
Nutzung ve
erglichen.
Die landw
wirtschaftlich
hen Voraussetzungen
n der beid
den Modellregionen uunterscheid
den sich
grundlegen
nd in ihrer geomorphol
g
logischen A
Ausstattung: der Landk
kreis Ostpriggnitz-Ruppin (OPR)
h im Nordd
im Nordwe
esten Brand
denburgs befindet
b
sich
deutschen Tiefland
T
unnd ist sehr reich an
Seen und Flussniede
erungen sow
wie an Flug
gsanddünen
n und Locke
ersedimente
ten, die Bod
denwertzahlen sind mit durch
hschnittliche
en 28 Werttpunkten relativ niedrig
g. Bis auf w
wenige Aus
snahmen
liegen die ffruchtbarere
en Böden vor
v allem im
m Süden und
d Südosten
n des Landkkreises und kleinteilig im Nord
dwesten (do
ort mit Bode
enwertzahle
en über 50) (LUA Bbg 2009).
2
Abbildung
A
8: Bodenwert
rtzahlen des
s
Landkreises
L
OPR (LUA BBG 2009)
34
Flächene
ung aus Natu
urschutzsicht
Der Saa
ale-Holzland
d-Kreis (SH
HK) hingege
en befindet sich
s
im Übe
ergangsbereeich vom Mittelgebirge
M
e
zur Leip
pziger Tiefllandsbucht und weist kleinteilig abwechslungsreiche nnaturräumliche Bedin-gungen auf. Nebe
en den fruc
chtbaren Lö
ößgebieten im Norden
n sowie deen Auenberreichen derr
Saale b
bieten die Muschelkalk
M
k-Hochfläch
hen im Wes
sten des La
andkreises nährstoffreiiche Böden
n
(Bodenw
wertzahl: 50
0-70), die bereits
b
weitg
gehend land
dwirtschaftliich genutzt werden (TL
LUG 2009)..
Der Osten und Sü
üden des SHK
S
ist rela
ativ nährsto
offarm. Die durchschn ittliche Bod
denwertzahll
des Lan
ndkreises lie
egt bei 39 (V
Vergleich T
Thüringen: 47)
4 (TLUG 2009).
2
Abbildu
ung 9: Boden
nwertzahlen
n für den La ndkreis SHK
K (TLUG 200
09)
Trotz de
er relativ geringen Bo
odenwertzah
hlen in Brandenburg ist der Anteeil der landwirtschaftli-chen Nu
utzflächen der
d beiden Regionen ffast identisc
ch und nimm
mt ca. die H
Hälfte der La
andkreisflä-che ein. Knapp üb
ber 70% die
eser Fläche
e werden als
a Acker und rund einn Viertel als Grünland
d
genutzt. SHK weistt einen viermal höhere
en Waldbesttand auf als
s OPR.
Tabelle 1: Flächenn
nutzung und
d -anteile de
er Landkreis
se im Vergle
eich
OPR (2007
7)
Fläche in ha
h
S
SHK (2008)
F
Fläche in ha
Landkre
eisfläche (LK)
250.940
81.69
98
Landwirrtschaftliche Nutzfläche (LF))
(Anteil a
an LK-Fläche in
i %)
125.744
(50,1)
(
40.83
31
(49,9
9)
Ackerfläche (AF)
F-Fläche in %))
(Anteil an LF
90.659
(72,0)
(
30.99
97
(75,9
9)
Grünlandfläcche (GL)
(Anteil an LF
F-Fläche in %))
34
4.754
(27,6)
(
9.916
(24,3
3)
Waldfläcche
(Anteil a
an LK-Fläche in
i %)
85.585
(34,1)
(
29.15
55
(35,7
7)
Wasser-- und andere Nutzflächen
N
39.611
11.712
Quellen: e
eigene Darste
ellung nach TL
LUG 2009, KV
V OPR 2009, TLS
T 2009, AS BERLIN-BRANDDENBURG 2009
9.
35
5
Flächeneffe
ektive Bioene
Abbildung 10: Flächen
nnutzung OP
PR, eigene D
Darstellung (nach LUA BBG).
Abbildung 11: Flächen
nnutzung SH
HK, eigene D
Darstellung (nach TLL/T
TLUG).
36
Beide Modellregionen gehören zu den trockensten Regionen Deutschlands und weisen in den
mittleren Jahresniederschlägen nur geringfügige Unterschiede auf, wobei SHK trockener ist
(OPR: 540-600 mm, SHK: 500-590) (TMLNU 2007, MLUV 2009a). Die Region SHK weist eher
kleinteilige räumliche Strukturen und mittlere Böden auf, ist waldreich und hat eine vergleichsweise hohe Bevölkerungsdichte. Grundsätzlich ist der Landkreis strukturstärker und verfügt
damit theoretisch über mehr Möglichkeiten, Bioenergiekonzepte umzusetzen. Hauptanbaukulturen sind Raps, Wintergerste und Winterweizen. Die Bevölkerungsdichte ist mit rd. 110 Einwohnern pro km² mehr als doppelt so hoch wie in OPR, die Arbeitslosenquote liegt mit 9,3% nur
wenig über dem deutschen Bundesdurchschnitt (Bundesdurchschnitt 7,8%, 2008) (TLS 2009).
In OPR gibt es fast doppelt so viele landwirtschaftliche Betriebe wie in SHK auf einer dreimal so
großen Fläche, die durchschnittliche Hektarfläche pro Betrieb ist hier deutlich höher. Arme,
trockene Böden, eine große Anzahl an Flüssen und Seen, große landwirtschaftliche Betriebe
mit großen Schlägen bestimmen das Bild. Winterroggen, Silomais und Winterraps sind die
Hauptanbaukulturen. Der Landkreis OPR umfasst 2.509 km2 mit einer Bevölkerungsdichte von
42 Einwohnern/km2 und negativem Binnenwanderungssaldo. Eine geringe Wirtschaftskraft der
Untersuchungsregion wird begleitet von einer im nationalen Vergleich sehr hohen Arbeitslosenquote (rd. 17%, 2008) (INSM 2009).
Die Bevölkerungsentwicklung ist in beiden Landkreisen leicht rückläufig.
Tabelle 2: Vergleich der landwirtschaftlichen Betriebe OPR und SHK
OPR (2007)
Anzahl der Betriebe
Anzahl
SHK (2007)
Fläche in ha
125.744
Anzahl
Fläche in ha
gesamt
548
279
40.831
Durchschnitt ha/Betrieb
229
< 2 ha
19
13
14
10
2 - 20 ha
206
1.782
165
1.157
20 - 50 ha
78
2.611
27
869
50 - 100 ha
42
3.113
16
1.127
100 - 500 ha
126
30.322
31
6.899
500 - 1000 ha
38
26.826
13
9.584
> 1000 ha
39
61.077
19
21.185
Betriebe gesamt
65
14.711
15 (20095)
248
Durchschnitt ha/Betrieb
226
146
Ökolandbau
16
Quellen: TMLNU 2007, AS BERLIN-BRANDENBURG 2007, TLUG 2009 5
mdl. Überlieferung Klaus Nagler (TLL Jena, Ref. 630, ökologischer Landbau) 22.04.09
37
Flächeneffe
ektive Bioene
olitische Ziele Brande
enburgs
Energiepo
Brandenbu
urg hat die
e nationalen
n Ausbauziiele der Errneuerbaren
n Energien übernomm
men und
strebt eine
en Anteil vo
on 20 % biis zum Jah
hr 2020 an Primärenergie an, woovon die Biomasse
41 % stelle
en soll (vg
gl. Abbildun
ng 12). Die
e Minderung
g energiebedingter CO
O2-Emissionen soll
gleichzeitig
g um 40 % gegenüber
g
dem Jahr 1
1990 steigen (LANDESR
REGIERUNG B BG. 2006). Für die
Region Prrignitz-Oberrhavel liegt ein Energ
giekonzept inklusive Bioenergie
B
in der Reg
gionalen
Planungssstelle vor. Nach
N
eigen
ner Schätzu
ung der Regionalplan
nung Prigniitz-Oberhav
vel kann
dieses ene
ergiepolitiscche Ziel nich
ht erreicht w
werden, es besteht
b
ein erheblicherr Flächendrruck.
Abbildung 12: Nutzung
gsziele für EE
E 2020 in B
BBG (MLUV 2009b)
Der Anteill der EE am
a Primäre
energieverb
brauch lag im Jahr 2006
2
bei 99,2 % (AS BERLINBRANDENB
BURG 2008), eine Auss
sage zur Au
ufteilung de
er einzelnen
n Sektionenn (Biomasse
e, Windenergie u..a.) kann aktuell
a
nicht getroffen werden, da
d diese no
och nicht ddifferenziertt erfasst
wurden (M
MDL. 2009). Daten aus dem Jahr 2004 zeigen aber, da
ass der Bioomasse-Sektor den
größ
ßten Anteil an den E
EE in Brandenburg
ausm
macht (LANDESREGIERU
UNG BBG. 2006).
Abbildung 13: Biogasanlag
B
gen im Land
d
Bran
ndenburg – Stand 2008 (nach LUA BBG)
38
In Brandenburg sind Ende des Jahres 2009 156 Biogasanlagen in Betrieb. Darüber hinaus
bringen die 20 Biomasseheizkraftwerke für die Stromgewinnung eine Leistung von 172 MW
(MLUV 2007). Im Bereich der Wärmegewinnung spielen die Biomasseheizkraftwerke ebenfalls
eine große Rolle (vgl. Tabelle 3).
Tabelle 3: Ausbaustand der erneuerbaren Energien in Brandenburg für das Jahr 2007
Brandenburg (2007)
Anlagenart
Stromerzeugung
Anzahl
elekt.
Leistung
MW
Jahresarbeit
MWh
CO2-Einsparung
t/a
Photovoltaikanlagen
4.300
39,9
22.370
22.951
Windkraftanlagen
2.425
3.359
5.466.708
5.608.842
Wasserkraftanlagen
34
4,18
25.080
25.732
Biogasanlagen
98
54,6
328.794
337.343
Deponiegasanlagen
15
26,1
172.260
176.739
Klärgasanlagen
15
10,5
36.750
37.706
Biomasseheizkraftwerke
20
172
947.850
972.494
6.999.812
7.181.807
elekt.
Leistung
MW
Jahresarbeit
MWh
CO2-Einsparung
t/a
Summe:
Anlagenart
Wärmeerzeugung
Anzahl
6
19,1
61.185
12.359
Klärgasanlagen
19
14,90
52.150
10.534
Wärmepumpen
7.600
42,5
84.990
21.248
Deponiegasanlagen
Tiefengeothermieanlagen
1
0,5
2.400
600
Biomasseheizkraftwerke
20
495
2.745.642
554.620
Biomasseheizkraftwerke>1MW
15
48,6
242.507
48.986
Anmerkung
Angaben hochgerechnet
Davon 6 Anlagen thermisch
einschließlich thermisch
Anmerkung
davon 15 mit Stromerzeugung
einschließlich Stromerzeugung
36
17,5
35.000
8.750
Biomasseanlagen<100kW
2.750
190
342.000
69-084
Thermische Solaranlagen
18.300
53,0
40.241
8.129
3.606.115
734.310
Biomasseanlagen 100-999kW
Summe:
Anzahl
Jahresleistung t
Biodieselanlagen
5
550.000
Bioethanolanlagen
1
60.130
Quelle: (MLUV 2007)
Die Biogaserzeugung macht hier den Hauptteil der Erzeugung aus, dennoch muss der Anteil
der Anlagen erheblich steigen, um die energiepolitischen Ziele erfüllen zu können. Der
Schwerpunkt der Untersuchung sollte hier auf Anbaukulturen liegen, die in Biogasanlagen
verwendet werden. Derzeit werden in Brandenburg hauptsächlich Winterroggen, Silomais und
Winterraps angebaut (vgl. Tabelle 4, S. 50)
Energiepolitische Ziele Thüringens
Die Thüringer Landesregierung hat im Jahr 2009 das Thüringer Klima- und
Anpassungsprogramm vorgelegt. Der Schwerpunkt der Betrachtung liegt auf dem Thema
Energie und seinen klimarelevanten Auswirkungen. Angestrebt werden die Senkung des
39
Flächeneffe
ektive Bioene
Energieverrbrauchs, eine
e
Erhöhu
ung der En
nergieeffizie
enz, die Minderung dees CO2-Aus
sstoßes,
und der Au
usbau der Nutzung
N
vo
on erneuerb
baren Energ
gien. Das Thema
T
Enerrgie und Kliima wird
stärker mitt Aus- und Weiterbildun
W
ng sowie in der Forsch
hung und En
ntwicklung uuntersetzt.
Der Einsattz von Biom
masse zur Energieerzzeugung be
etrug im Ja
ahr 2006 3 5.000 TJ und
u
liegt
damit deuttlich über dem
d
in Bran
ndenburg. G
Größter Teiil des Sekto
ors Biomassse macht die
d feste
Biomasse mit über 50
0 % aus. Fü
ür das Jahrr 2010 wird eine Steige
erung um 225 % auf 44
4.000 TJ
und für da
as Jahr 2015 eine noc
chmalige Stteigerung um denselbe
en Prozents
tsatz auf 52
2.000 TJ
angestrebtt. In Thürin
ngen wird im
m Vergleich
h zur Mode
ellregion in Brandenbuurg mehr Kraftstoff
K
produziert.. Die Verwe
ertungslinien lassen Rü
ückschlüsse
e auf die Anbaukultureen zu, was sich auf
die zukünfftige Fläche
ennutzung auswirkt. A
Angebaut werden
w
derz
zeit hauptsäächlich Win
nterraps,
Wintergersste und Win
nterweizen. Die gasförrmige Biomasse spielt im Vergleicch zu Brandenburg
eine unterg
geordnete Rolle
R
(vgl. Abbildung
A
14
4, S. 40).
Abbildung 14: Nutzung
g von Erneu
uerbaren En
nergien in Th
hüringen (THÜRINGER LA
ANDESREGIER
RUNG
2009a)
Abbildung 15: Energettische Nutzu
ung von Bio
omasse in Thüringen
T
(T
THÜRINGER LA
ANDESREGIER
RUNG
2009b)
40
Flächene
ung aus Natu
urschutzsicht
Die Biogasanlagen
nanzahl lag im Jahr 20
007 etwas höher als in
n Brandenbburg (104 Anlagen
A
gg..
98 Anla
agen), erbrrachte aber eine verg
rgleichsweis
se identisch
he elektriscche Leistun
ng von rd..
53,3 MW
W (Brandenburg: 54,6
6 MW). Be
ezogen auf die drei Mal kleineere landwirrtschaftliche
e
Nutzfläcche (vgl. Ta
abelle 1) errbringt der SHK damitt ungefähr eine drei M
Mal höhere elektrische
e
Leistung
g als OPR.
ung 16: Thürringen und seine
s
118 Biiogasanlage
en (Stand Ja
an. 2009). A
Anlagen im SHK
S
(blauer
Abbildu
Rahmen
n): Mörsdorff I und II, Re
einstädt, Mö
öckern, Alten
ngönna, Gözzen, Crosse
en und
Schköle
en (TLL 2009
9)
41
2
Grundstruktur des Methodenkonzeptes
Um zu untersuchen, wie die Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus aus Sicht der unterschiedlichen Anforderungen zu bewerten sind, hat man sich zunächst nach Auswahl einer
Modellregion auf einen einheitlichen Datensatz an Anbaukulturen geeinigt, der regional angepasst und somit für die beiden Modellregionen unterschiedlich ist. Es wurden typische und
innerhalb der letzten Jahre am häufigsten angebaute Kulturen ausgewählt. Diese theoretisch
praktikablen Kulturen wurden aus Sicht der drei Anforderungen untersucht und bewertet (s.
Abbildung 17, S. 44)
2.1
Bewertungsperspektiven
Teilziel I: Bewertung der Flächeneffizienz und Ranking der flächeneffizienten Anbaukulturen
Der Projektpartner TLL hat unter Berücksichtigung der Daten zu Anbauversuchen (Projektleitung EVA) diejenigen Anbaukulturen identifiziert, die auf den jeweiligen Standorten hohe
Energieerträge erbringen, betriebswirtschaftlich rentabel und zugleich an den Standort, aber
auch an die sich ändernden Bedingungen durch die Folgen des Klimawandels angepasst sind.
Von den hier untersuchten und regionaltypischen Fruchtfolgen wurden für jeden Untersuchungsraum die effizientesten Systeme im Hinblick auf die Ertragsleistung identifiziert. Die
Ergebnisse werden hier jedoch anhand von Mittelwerten der Fruchtarten dargestellt, da die
Ermittlung der Naturverträglichkeit nur für einzelne Anbaukulturen erfolgen kann. Eine Aggregierung der Daten zu Fruchtfolgen ist bisher in der Methodik nicht vorgesehen. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse, die Darstellung der Fruchtarten in einer ordinalen Skalenbewertung, ist
gewährleistet.
Teilziel II: Bewertung der Klimaeffizienz und Ranking der klimaeffizienten Anbaukulturen
und Verwertungspfade
Das IFEU ermittelt durch Treibhausgasbilanzierungen (THG-Bilanzierungen) eine Bewertung
der zu untersuchenden Anbaukulturen. Von den hier untersuchten und regionaltypischen
Fruchtarten werden die effizientesten Anbausysteme im Hinblick auf die Klimaeffizienz identifiziert. Dabei werden die Ergebnisse der Treibhausgasbilanzierung für unterschiedliche Systemgrenzen dargestellt:
a) „cradle to farm gate“ (Anbau bis Hoftor) und
b) „cradle to grave“, d. h. inklusive anschließender Konversion und Nutzung, welche die Höhe
der Treibhausgaseinsparung mit beeinflussen.
Darüber hinaus werden drei landwirtschaftliche Referenzsysteme (Brache, Getreide und
Grünland) betrachtet und die Ergebnisse jeweils für zwei unterschiedliche Szenarien analysiert:
Im ersten Fall wurden nur direkte Landnutzungsänderungen, wie beispielsweise der Umbruch
von Dauergrünland für den Energiepflanzenanbau, betrachtet, im zweiten Fall wurden darüber
hinaus auch mögliche indirekte Landnutzungsänderungen berücksichtigt.
42
Teilziel III: Bewertung der Naturverträglichkeit
Die Naturverträglichkeit der Anbaukulturen ist abhängig von der Wirkintensität der Anbaukultur
und der Empfindlichkeit der Anbaustandorte.
Teilkriterium Wirkintensität:
Sie beschreibt die möglichen Auswirkungen der Anbaukulturen auf die Umweltgüter. Das Büro
Peters Umweltplanung/Bosch & Partner ermittelt die potenziellen Auswirkungen der zuvor
ausgewählten Anbaukulturen in Bezug auf die betroffenen Umweltgüter.
Die Bewertung aus naturschutzfachlicher Sicht geschieht mittels Expertenbefragung, Literaturrecherche und der Auswertung bereits vorhandener Forschungsergebnisse, z. B. aus dem
EVA-Projekt (STRAUß ET AL. 2008) und dem BMU-Biogas-Projekt (BMU 2008b). Für jede der
ausgewählten Anbaukulturen wird ein Risikoprofil angelegt, das für die Anbaukulturen und verfahren ausgehend von den potenziellen Auswirkungen der Nutzungssysteme die potenziellen naturschutzfachlichen Risiken im Hinblick auf verschiedene Naturhaushaltsfunktionen und
die biologische Vielfalt systematisiert und bewertet.
Teilkriterium Empfindlichkeit der Anbaustandorte:
Sie beinhaltet die Analyse der naturschutzfachlichen Restriktionen und Empfindlichkeiten in den
Untersuchungsräumen. Die naturschutzfachliche Wertigkeit und die Empfindlichkeit der landwirtschaftlichen Nutzflächen der Untersuchungsräume wird mittels einer GIS-basierten Landschaftsanalyse und durch eine Auswertung vorhandener Daten, wie z. B. Landschaftsrahmenplan, Schutzgebietsverordnungen, Pflege- und Entwicklungsplan, Bodendaten etc. durchgeführt.
Ermittlung der standortspezifischen Anbaueignung
Anhand der ökologischen Risikoanalyse (ÖRA) wird die Empfindlichkeit des Landschaftsraumes
den spezifischen Auswirkungen der Anbaukultur gegenübergestellt und bewertet, d. h. dass es
hier zu einer flächenscharfen Verschneidung der räumlichen und naturschutzfachlichen Empfindlichkeiten mit den zuvor ermittelten potenziellen Wirkintensitäten der ausgewählten Anbaukulturen kommt. Ergebnis sind Eignungs- und Risikokarten.
43
Festlegung/Abgrenzung der zu betrachtenden Region
Regionalbezogene Auswahl möglicher
Anbaukulturen
Standorteigenschaften (=> Standardfruchtfolgen
in der Region nach Anbaustatistik)
Innovative Energiepflanzenkulturen
Liste
theoretisch
Kulturen
Bewertung der Flächeneffizienz
Typisierung von Standorttypen
- Bodentypen und ihre spezifischen regionstypischen
Anbaukulturen
praktikabler
Bewertung der Klimaeffizienz
Ermittlung der Empfindlichkeit
THG-Bilanzen auf Basis der
Netto-Treibhausgasemissionen
bzw. -einsparungen pro Hektar
(ausgedrückt in kg CO2Äquivalenten)
der Schutzgüter Boden, Wasser,
Flora, Fauna und Landschaftsbild
Ranking der klimaeffizienten
Anbaukulturen Verwertungspfade
Anbaueignung der Anbaukulturen auf dem jeweiligen Standort
(ökonomisches Ergebnis )
Leistungen: Naturalertrag,
Energieertrag, usw.
Kosten: Direktkosten, Arbeitserledigungskosten, Gebäudekosten
usw.
Rangfolge der flächeneffizientesten Anbaukulturen
Bewertung der
Flächeneffizienz
Bewertungskarte
Flächeneffizienz
Bewertung
der
Klimaeffizienz
Bewertungskarte
Klimaeffizienz
Verschneidung Klimaeffizienz / Naturverträglichkeit und Flächeneffizienz / Naturverträglichkeit
Matrix der Wirkintensitäten der
einzelnen Kulturen
Bewertung
der
Naturverträglichkeit
Bewertungskarte
naturschutzfachliche Empfindlichkeit
Ableitung von Synergien
und Konflikten zwischen
den Anforderungen
Diskussion der Methodik in den Regionen
Ableitung von Handlungs- und Steuerungempfehlungen
Abbildung 17: Ablauf der Methodikentwicklung
44
Verschneidung der aus den drei Anforderungskategorien resultierenden Bewertungen
der Anbaukulturen und Flächennutzungen im GIS
Die Anforderungen werden paarweise miteinander verschnitten. Die Naturverträglichkeit von
Biomasseanbausystemen ist bestimmt durch die Anbaukultur, das Anbauverfahren und die
Anbaufläche. Die Bewertung der Flächeneffizienz bezieht die Bewertung der Wirtschaftlichkeit
mit ein und muss daher die Erlöse aus dem Substratverkauf bzw. der Substratverwertung mit
berücksichtigen. Die Klimaeffizienz kann nur unter Einbeziehung der verschiedenen Verwertungswege sinnvoll bewertet werden. Der Einfluss der Anbauflächen und des Standortes sind
dabei eher gering. Aus der Perspektive der Klimaeffizienz können in der Bewertung der Anbauflächen wahrscheinlich nur a - unbedenklich und c - nicht empfehlenswert (für Grünlandstandorte auf organischen Böden) unterschieden werden. Die weitere Bewertung ist bestimmt durch die
möglichen Verwertungslinien.
Für die effizienten Anbausysteme werden durch die räumliche Verschneidung Bereiche ausgewiesen, in denen sie bestimmten Restriktionen aus Sicht des Naturschutzes unterliegen und
Bereiche, in denen voraussichtlich keine Risiken bestehen.
Das Ergebnis ist sowohl die Ableitung von Synergien zwischen den Anforderungen als auch die
von räumlichen Konflikten (s. hierzu detailliert: Teil C , S. 135f.).
Indem verschiedene Nutzungsoptionen bzw. flächenbezogene Nutzungsmuster getestet und
jeweils aus den verschiedenen Perspektiven bewertet werden, werden Zielkongruenzen und
Zielkonkurrenzen bezogen auf die drei Anforderungen deutlich. Dabei sind folgende Fragen von
zentraler Bedeutung:
1. Paarweise Betrachtung: Wo gibt es Konflikte und wo Synergien aus Sicht welcher Kriterienpaare?
2. Gibt es Anbaukulturen, die aus Sicht aller drei Kriterien zu empfehlen sind (SynergieEffekte)?
3. Was sind die zentralen Einflussfaktoren aus Sicht der Kriterien (Unterschiede und Gemeinsamkeiten, Übertragbarkeit)?
Abschließend werden Anbaukonzepte abgeleitet (als Kombinationen aus Anbaukultur, Anbauverfahren und Standort), die unter Effizienz-, Naturschutz- und THG-Aspekten besonders
geeignet sind. Bezogen auf exemplarische Ausschnitte innerhalb der ausgewählten Untersuchungsregionen können dann auf Landschaftsebene Anbaukulturen und ihre potenziellen
Auswirkungen (THG-Bilanzen, Auswirkungen auf Umweltgüter, Einschränkungen durch Schutzgebiete und Verbundkorridore) anhand spezifischer Nutzungsszenarien betrachtet werden.
Diskussion der umsetzungsorientierten Instrumente und planerische Ansätze
Nach der Erarbeitung der Einzelergebnisse wird das Methodenkonzept mit Akteuren und
Experten vor Ort diskutiert, weitere Handlungsempfehlungen für eine naturverträgliche Steuerung des Energiepflanzenanbaus unter Berücksichtigung von Wirtschaftlichkeit und Klimaschutz
abgeleitet und abschließende Empfehlungen sowie Aussagen zu weiterem Forschungsbedarf/Datenlage gegeben.
45
Nachfolgend sind die disziplinären Zielstellungen und Kriterien aus Sicht der Anforderungen
Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit dargestellt.
2.2
Kriterien für die einzelnen Anforderungen
Von besonderer Bedeutung ist die Arbeit an den zentralen Anforderungen Flächeneffizienz,
Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit. Um diese Kriterien im Rahmen der zu entwickelnden
Entscheidungsmethodik anwendbar zu machen, wurden sie mit weiteren Kriterien und daraus
abgeleiteten Indikatoren untersetzt.
2.2.1
Anforderung Flächeneffizienz
Vorab ist festzustellen, dass der Begriff Flächeneffizienz als solcher nicht fest definiert und
somit ein weiter Auslegungsspielraum vorhanden ist. In der bereits gesichteten Literatur
(BUNDESMINISTERIUM LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT, UMWELT UND WASSERWIRTSCHAFT 2008,
TECHNOLOGIE- UND FÖRDERZENTRUM 2007, ALSING 1995, BRINKMANN 2004) werden die Begriffe
„Flächenproduktivität“ und „Flächeneffizienz“ sehr unbestimmt verwendet. Von Flächeneffizienz
wird immer dann gesprochen, wenn die verfügbare Fläche begrenzt ist und diese möglichst
effizient genutzt werden soll.
Bei der Verwendung des Begriffes Flächeneffizienz ist zunächst zu unterscheiden, ob es sich
um die Brutto- oder Nettoeffizienz handelt. Letztere ist als Differenz zwischen flächenbezogenem Ertrag und Aufwand zu verstehen. In Abhängigkeit der Zielgröße der Flächeneffizienz kann
diese hinsichtlich
•
des Naturalertrages,
•
des Nettoenergieertrages,
•
des ökonomischen Ergebnisses und
•
der Klimaeffizienz bewertet werden.
Zielkriterium für die Auswahl der Fruchtarten ist ein bestmögliches ökonomisches Ergebnis
unter Berücksichtigung eines hohen Nettoenergieertrages.
Aus der Perspektive der Flächeneffizienz besteht die zentrale Zielstellung darin, die Gestaltung
der Fruchtfolgen und damit der Auswahl der Anbaukulturen sowie die Gestaltung der Anbauverfahren im Hinblick auf das ökonomische Ergebnis und den Nettoenergieertrag zu optimieren.
Die Bewertung erfolgt nach den Leistungen (Naturalertrag, Energieertrag usw.) und den Kosten,
sowohl den direkten wie den Arbeitserledigungskosten, als auch den indirekten wie etwa
Gebäudekosten.
2.2.2
Anforderung Klimaeffizienz
In den letzten Jahren hat der Anteil der Biomasse an der Energiebereitstellung kontinuierlich
zugenommen. Dadurch konnte ein wichtiger Beitrag zur Einsparung von Treibhausgasen und
damit zur Realisierung der bundesdeutschen Klimaschutzziele geleistet werden. Allerdings
wurde auch deutlich, dass mit der Bioenergieerzeugung in der Regel auch nachteilige Umweltauswirkungen verbunden sind: Selbst die Treibhausgasbilanz kann durchaus negativ ausfallen,
46
wenn durch den Energiepflanzenanbau direkte oder indirekte Landnutzungsänderungen
verursacht werden.
Damit wird deutlich, dass es einer systematischen Untersuchung der verschiedenen ökologischen Auswirkungen unter Berücksichtigung aller Ergebnis bestimmenden Parameter bedarf.
Im Kapitel „Klimaeffizienz“ wird dazu eine Vielzahl von Bioenergiepfaden untersucht, die sich
aus der Kombination verschiedener Energiepflanzen, Konversionstechnologien und Nutzungsmöglichkeiten ergeben und auf diese Weise eine differenzierte Bewertung der Bioenergiepfade
hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Klima zulassen.
Der Begriff Klimaeffizienz ist nicht eindeutig festgelegt und wird in der Literatur in unterschiedlichen Zusammenhängen verwendet. In der Regel werden darunter die (vermiedenen) NettoTreibhausgasemissionen – ausgedrückt in kg CO2-Äquivalenten – bezogen auf eine bestimmte
Größe verstanden. Bei Fragestellungen rund um den Energiepflanzenanbau (Anbaubiomasse)
handelt es sich dabei meist um eine Flächeneinheit (z. B. ein Hektar), beispielsweise wenn die
Frage nach einer möglichst hohen Treibhausgaseinsparung bei einer bestimmten (begrenzten)
Fläche im Vordergrund steht (REINHARDT & ZEMANEK 2000). In diesem Fall können unterschiedliche stoffliche und energetische Nutzungen miteinander verglichen werden. Beschränkt sich die
Untersuchung nur auf Biokraftstoffe, bietet es sich auch an, die Ergebnisse auf die Fahrleistung
(z. B. ein Kilometer) zu beziehen (QUIRIN et al. 2004). In bestimmten Fällen und für bestimmte
Detailfragestellungen können noch eine Reihe weiterer Bezüge sinnvoll sein, beispielsweise der
Energieinhalt des Kraftstoffs (z. B. ein Megajoule Kraftstoff). Im Rahmen dieser Studie wird
neben zahlreichen Energiepflanzen mit Stroh auch ein landwirtschaftlicher Reststoff untersucht.
Streng genommen sollte die Klimaeffizienz von Reststoffen nicht flächenbezogen betrachtet
werden, da es hier keine Nutzungskonkurrenz im Sinne einer alternativen Flächennutzung gibt.
Daher müssten Energiepflanzen und Reststoffe jeweils getrennt miteinander verglichen werden
(REINHARDT & ZEMANEK 2000). Für Stroh als einzigen Rohstoff wird hier jedoch eine Ausnahme
gemacht.
Ziel der Untersuchung ist ein Ranking ausgewählter Bioenergiepfade, d. h. unterschiedlicher
Kombinationen aus Energiepflanzen und deren Anbau, Konversionstechnologien sowie Nutzungen hinsichtlich ihrer Klimaeffizienz. Aufgrund des bei Naturschutzfragestellungen immer
gegebenen Flächenbezugs und der bereits heute vorhandenen Flächenkonkurrenzen zwischen
Nahrungs- und Futtermittelproduktion einerseits und NawaRo andererseits ist die Zielgröße für
das Ranking der Bioenergiepfade die Netto-Treibhausgaseinsparung pro Fläche in einem
durchschnittlichen Ertragsjahr, ausgedrückt in kg CO2-Äquivalenten pro Hektar und Jahr.
2.2.3
Anforderung Naturverträglichkeit
Aus der Perspektive der Naturverträglichkeit ist die Analyse der Auswirkungen der Bioenergiebereitstellung auf Natur und Landschaft sowie deren Berücksichtigung im Rahmen der zu
erarbeitenden Bewertungsmethodik zu leisten.
Zentrales Ziel ist die Aufrechterhaltung eines guten Zustands der Umweltgüter, Sicherung der
Naturhaushalts- und Landschaftsfunktionen sowie die Sicherstellung eines standortangepassten Energiepflanzenanbaus, einer nachhaltigen Bodenfruchtbarkeit und langfristiger Nutzbarkeit
der Flächen.
47
Als Kriterien für die Bewertung der Naturverträglichkeit der Biomassebereitstellung werden in
der vorliegenden Herangehensweise die Themenkomplexe Boden, Wasser, Biotope und
Landschaftsbild herangezogen. Diese Bewertung erfolgt in einer fünfstufigen Skala und führt zu
Flächenrestriktionen aufgrund von konstatierter/befürchteter Auswirkungen auf die Naturhaushaltsfunktionen.
48
Teil B Ergebnisse für die einzelnen Anforderungen
In diesem Teil erfolgt zunächst eine disziplinäre Darstellung des Vorgehens zur Ermittlung der
einzelnen Kriterien Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit. Anschließend wird
die Verschneidung/Zusammenführung in der GIS-Methodik dargestellt.
Die Reihenfolge der Darstellung erfolgt nach der Logik der Bearbeitung: Flächeneffizienz für die
Auswahl der betrachteten Fruchtarten, Klimagasbilanz für die Bewertung der grundsätzlichen
Eignung vor dem Hintergrund der Treibhausgasoptimierung und abschließend die Bewertung
der Naturverträglichkeit für schlussendliche Anbauempfehlungen. Obwohl die Darstellung hier
in dieser Form erfolgt, ist dies ein iterativer Prozess.
49
1
Methodik für die Anforderung Flächeneffizienz
Im Folgenden werden für das Kriterium der Flächeneffizienz die Kriterien für die Auswahl der
Fruchtarten und die Vorgehensweise zu deren ökonomischer Bewertung in den Untersuchungsregionen dargestellt. Anforderung für die Berechnungen in diesem Projekt war, die übliche
Vorgehensweise des Landwirtes abzubilden, für seinen Betrieb eine ökonomisch sinnvolle
Anbauentscheidung für oder gegen eine Fruchtart zur Energiegewinnung treffen zu können.
1.1
Auswahl der Fruchtarten
Die Auswahl der Fruchtarten zur energetischen Nutzung orientiert sich im Wesentlichen an
deren Anbaueignung für bestimmte Regionen. Diese ergeben sich sowohl aus den Anbauverhältnissen der Betrachtungsregionen (Tabelle 4, S. 50) als auch aus der auf Versuchsergebnissen basierenden zu erwartenden Anbaueignung (STRAUß, CH. et. al. 2008). Letzteres trifft
insbesondere für neuartige Energiepflanzen wie Hirse und Durchwachsene Silphie zu. Dementsprechend wird unterstellt, dass Winterroggen zur Kornnutzung nur im Landkreis OstprignitzRuppin (OPR), und Durchwachsene Silphie in nennenswertem Umfang ausschließlich im SaaleHolzland-Kreis (SHK) anbauwürdig sind. Die ökonomische Bewertung erfordert den Vergleich
mit einer Referenzfruchtart. Hierzu wird die Fruchtart mit dem höchsten Flächenanteil an der
Anbaufläche (AF) ausgewählt, da diese am ehesten ersetzt werden kann. Im SHK trifft dies für
Winterweizen (Anbauumfang 30 % der AF) und im Landkreis OPR für Winterroggen (Anbauumfang 22 % der AF) zu.
Tabelle 4: Anbauumfang und -anteil ausgewählter Fruchtarten in den Betrachtungsregionen
Landkreis
ha
Ackerfläche (AF)
Fruchtart
Winterweizen
Wintergerste
Sommergerste
Winterroggen
Triticale
Hafer
Silomais
Winterraps
Klee-/Kleegras
Feldgras
Zuckerrüben
Kartoffeln
SHK (2009)
% der AF
ha
OPR (2008)
% der AF
30.997
100%
90.659
100%
9.347
4.402
1.432
317
814
147
3.534
6.395
356
k.A.
182
k.A.
30%
14%
5%
1%
3%
0%
12%
21%
1%
k.A.
1%
k.A.
5.489
6.462
970
19.713
4.020
2.382
10.923
11.955
1.012
6.132
255
1.734
6%
7%
1%
22%
4%
3%
12%
13%
1%
7%
<1%
2%
Quelle: Amt für Statistik Berlin-Brandenburg 2008, Statistisches Landesamt Thüringen 2009
50
1.2
Erträge und Nutzungsrichtungen der ausgewählten Fruchtarten
Als Ertragsdatengrundlage wurden die Erträge aus statistischen Erhebungen auf Landkreisebene (Tabelle 5, S. 51) als kleinste, justiziable, zur Verfügung stehende Einheit verwendet. Die
hier angegebenen Ertragswerte sind mehrjährige Mittel in den jeweiligen Landkreisen. Für
Fruchtarten, die nicht über eine solche Datenbasis verfügen, wurden Erträge aus Versuchsergebnissen und Erfahrungswerten abgeschätzt. Indirekt spiegeln sich in den Erträgen die
Standorteigenschaften wider. Bei Jahresniederschlägen <600 mm kommen Bodenunterschiede
besonders zum Tragen, sodass auf den Lößböden mit ausreichender Wasser- und Nährstoffspeicherkapazität höhere Erträge gegenüber den durchlässigen Sandböden erzielt werden
können. Der Silomaisertrag des SHK liegt mit 143 dt TM/ha 15 % über dem Ertragsniveau des
Landkreises OPR (125 dt TM/ha). Weniger deutliche Unterschiede treten bei Raps und Futterhirse auf. Bemerkt werden sollte an dieser Stelle, dass die Unterschiede zwischen niedrigem,
mittlerem und hohem Ertragsniveau einzelner Fruchtarten in einem Landkreis höher sind, als
zwischen dem „gleichen“ Ertragsniveau in verschiedenen Landkreisen.
Tabelle 5: Nutzungsrichtung und Erträge zu bewertender Fruchtarten
Landkreis
Fruchtart
Nutzung*
SHK
OPR
Ertrag dt/ha
Winterweizen
Winterweizen
Winterroggen
Zuckerrüben
Winterraps
N
ET / W
N / ET / W
ET
BD
Futterroggen
BG
Wintergerste-GPS
BG
Roggen-GPS
BG
Silomais HF
BG
Kleegras
BG
Futterhirse ZF
BG
Pappel
W / ET
Miscanthus
W / ET
Durchw. Silphie
BG
* N = Nahrung, ET = Ethanol, W = Wärme, BG = Biogas
66
55
71
58
41
536
455
34
33
Ertrag dt TM/ha
34
20
72
120
143
125
75
56
115
110
100
60
152
104
150
-
Die Besonderheiten bei der Ertragsfestlegung einzelner Fruchtarten werden im Folgenden
dargestellt.
1.2.1
Marktfrüchte
Da in Thüringen, einschließlich des SHK, überwiegend Qualitäts- und Eliteweizen angebaut
wird, spiegelt der statistische Durchschnittswert im Wesentlichen den Ertrag von Qualitätsweizen wider. Es wird berücksichtigt, dass das Ertragsniveau von Ethanolweizensorten ca. 8 %
über dem von Nahrungsmittelweizen hoher Qualitäten liegt. Für den LK OPR wird, aufgrund der
ungünstigeren Produktionsbedingungen für Ethanolweizen, ein Mehrertrag von 5 % gegenüber
51
dem statistischen Ertragswert unterstellt. Für Weizen zur thermischen Nutzung verhält sich der
Ertrag analog zu dem des Ethanolweizens.
Im Gegensatz zum Weizen besteht beim Roggen keine Einteilung in entsprechende Qualitätsund damit verbundene Ertragsstufen. Für Futter-, Nahrungs- und Brotroggen wird ein Ertrag von
41 dt/ha (LK OPR) angenommen. Unterschiede zwischen Hybrid- und Populationsroggen
fließen in die ökonomische Bewertung über gemittelte Parameter, wie z. B. den Saatgutpreis,
ein. Bei Zuckerrüben und Winterraps treten keine Ertragsunterschiede zwischen den Nutzungsrichtungen Nahrung und Energie auf.
1.2.2
Pflanzen zur Biogasproduktion
Da in der Ertragsstatistik der Statistischen Landesämter nur Erträge für Silomais sowie Klee,
Kleegras und Klee-Luzernegemisch ausgewiesen sind, basiert die Ertragsfestlegung für
Wintergersten-GPS, Roggen-GPS, Grünschnittroggen und Futterhirse auf Versuchsergebnissen
(STRAUß et al. 2008, CONRAD UND BIERTÜMPFEL 2007), welche durch Expertenabschätzungen
modifiziert wurden. Im vorliegenden Fall wird unterstellt, dass bei Etablierung des Zweikulturnutzungssystems (GRAß UND SCHEFFER 2005) Futter- bzw. Grünschnittroggen als Vorfrucht
für Futterhirse angebaut wird.
1.2.3
Pappeln und Miscanthus
Für Pappeln und Miscanthus liegen ebenfalls keine statistischen Erträge vor. Daher werden
Ertragskennzahlen aus der Literatur (HOFFMANN 2005, KTBL 2006 UND 2008a) mit Versuchsergebnissen der TLL (WERNER UND VETTER 2002) abgeglichen.
1.3
1.3.1
Ökonomische Bewertung
Systemgrenzen
Die von der TLL durchgeführten Berechnungen beziehen sich ausschließlich auf die betriebliche Ebene (mikroökonomischer Ansatz) mit dem „HOFTOR“ als Systemgrenze. Folglich werden
die Nebenprodukte der Verwertungslinie „Biogas“ in Form von Gärresten als Dünger in der
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit berücksichtigt.
Die Nebenprodukte aus der Verbrennung werden nicht mit einbezogen, da es sich hierbei um
Aschen mit geringen Nährstoffrückführungsmöglichkeiten handelt. Während zur Düngewirkung
von Aschen zwar Versuchsergebnisse vorliegen, fehlen verfahrenstechnische Kennzahlen zur
praktischen Verwertung in der Landwirtschaft. Eine ökonomische Betrachtung der Ascherückführung aus der Verbrennung oder Vergasung ist auch deshalb schwierig zu bewerten, da
entsprechende Rechtsgrundlagen für die Nutzung als Dünger fehlen.
Im Rahmen der Nebenproduktbewertung aus der Ethanol- und Biodieselherstellung erscheint
es sinnvoll, Beispielbetriebe bzw. Kleinregionen (z. B. Gemeinden) mit definiertem Tierbesatz
und Futtermittelbedarf zu bewerten, dies erfolgt hier nicht.
Es wird im Modell unterstellt, dass der Landwirt zwischen allen im Projekt untersuchten Fruchtarten Anbauentscheidungen für ein Flächenstück treffen kann. Dabei bleibt hier unberücksich52
tigt, ob wirklich alle Fruchtarten um ein und dieselbe Fläche konkurrieren, denn Zuckerrüben
werden beispielsweise eher auf den besseren Böden eines Betriebes angebaut.
Um eine Vergleichsbasis hinsichtlich des ökonomischen Ergebnisses zwischen den Fruchtarten
einer Region zu schaffen, werden alle Produkte bis einschließlich zum Lager betrachtet. Der
Transport zum Kunden außerhalb der Systemgrenze findet keine Berücksichtigung.
1.3.2
Methodik der ökonomischen Analyse
Da im Rahmen der ökonomischen Analyse verschiedene Bewertungsansätze (Fruchtart oder
Fruchtfolge) möglich sind, bestand zunächst die Aufgabe, ein geeignetes Bewertungssystem
auszuwählen. Im ersten Ergebnisschritt soll gezeigt werden, welche Fruchtart auf einem
Flächenstück bzw. Schlag aus ökonomischer Sicht die Vorzüglichste ist. Eine Aggregierung der
„Einzelflächenergebnisse“ für die Gesamtregion ist nur möglich, wenn die Stellung der Fruchtart
innerhalb der Fruchtfolge berücksichtigt wird. Zielgröße der ökonomischen Bewertung ist der
Vergleich des Gewinnbeitrages einzelner Fruchtarten. Der Gewinnbeitrag weist den Saldo
zwischen Leistungen und (Voll-)Kosten vor Steuern aus (DLG 2004).
Methodik zur Risikoabschätzung
Um das ökonomische Ergebnis, also den Gewinnbeitrag pro Kulturart in die Bewertungsmethodik von Bosch & Partner einzugliedern, wird zunächst eine disziplinäre Bewertung in Form einer
dreistufigen Kategorisierung der Ergebnisse vorgenommen. Hier liegt die Entwicklung einer
eigenen Bewertungsmethode zugrunde. Die Risikoabschätzung wird im Ergebnisteil dargestellt.
1.3.3
Datengrundlage
Berechnungsgrundlage für Thüringen bilden die Arbeitsgänge der betriebswirtschaftlichen
Richtwerte der TLL (DEGNER 2008a, 2008b, 2007a, 2007b, 2006a, 2006b, 2003), welche durch
KTBL-Kennzahlen (KTBL 2008b) aktualisiert wurden und somit vergleichbar sind. Die betriebswirtschaftlichen Richtwerte stellen Durchschnittswerte dar, welche die regionalen Verhältnisse
widerspiegeln. Entsprechend errechnen sich die Verfahrenskosten aus dem gewogenen Mittel
in Frage kommender Produktionsverfahren. Beispielsweise setzten zur Grundbodenbearbeitung
20 % der Landwirte einen Pflug mit Packer und 80 % einen Schwergrubber ein. Die Wahl der
genannten Geräte verursacht unterschiedliche Verfahrenskosten, von 81,9 €/ha beim Pflug
bzw. 43,8 €/ha beim Schwergrubber. Hieraus ergeben sich gemittelte Verfahrenskosten von
51,42 €/ha. Die Kennzahlen der Betriebswirtschaftlichen Richtwerte sind als Orientierungswerte
zu verstehen und müssen für einzelbetriebliche Bewertungen den betriebsspezifischen Bedingungen angepasst werden. Liegen für eine Fruchtart keine Richtwerte vor, werden diese nach
EVA-Projektdaten (NEHRING et al. 2007) und KTBL-Kennzahlen (KTBL 2008b) zusammengestellt. Im konkreten Einzelfall muss jedoch immer die Stellung der Fruchtart innerhalb der
Fruchtfolge berücksichtigt werden. Unter Praxisbedingungen entscheiden u. a. Vorfrucht und
Bewirtschaftungssystem (Pflug, Minimalbodenbearbeitung, Direktsaat) über den Maschinenund Geräteeinsatz sowie die davon beeinflussten Bestandesführungsmaßnahmen (z. B.
Pflanzenschutz). Für brandenburgische Verhältnisse wurden die entsprechenden Arbeitsgänge
aus der Datensammlung (LANDESAMT FÜR VERBRAUCHERBRAUCHERSCHUTZ, LANDWIRTSCHAFT
UND FLURNEUORDNUNG 2008) entnommen und ebenfalls mit aktuellen KTBL-Werten abgeglichen.
53
Flächeneffe
ektive Bioene
en
Leistunge
Erzeugerpreise
Zuckerrüben
n und Raps
s
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Ethanolweizen und roggen, Ro
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R
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D
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ANDWIRTSCHAFT UND FLURNEUOR DNUNG 200
08). Für Raps wird derr doppelte Weizenpreis ange
esetzt. Der Preis für Ethanolrübe
E
en wurde in Anlehnung
g an die TLLL-Kalkulatiion (TLL
2006) erm
mittelt. Die Preisgestalt
P
ung bei Zu ckerrüben wird neben
n dem Ethaanolpreis vo
on vielen
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B. Zuckerg
gehalt, Besatz, Prämieen für Frü
üh- bzw.
Spätrodung und Tran
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FT 2006)
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en 1,39 €/dtt und 3,23 €/dt
€ aus.
Die Marktp
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ungen unterliegen. We
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2008 zune
ehmende Vo
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8 bis zu
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ndet sich deer Weizenp
preis zur
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9 mit 11 biss 12 €/dt wie
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on 2006. Deer Einfluss schwankender Pre
eise auf de
en Gewinnb
beitrag ist im
m Ergebnis
steil darges
stellt, wobeii Abweichungen im
Preis von + 45 % bis - 45 % des
s Ausgangsn
niveaus abg
gebildet werden.
Abbildung 19: Entwick
klung der Errzeugerpreis
se für Brotw
weizen in De
eutschland ((ZENTRALE MARKTUND PREISBERICHTSSTEL
LLE 2008)
54
Für Stroh wird eine Markleistung in der Höhe zugrunde gelegt, in der alle durch die Bergung
entstandenen Kosten (Maschinen- und Personalkosten, Nährstoffabfuhr) abgegolten werden.
Diese Vorgehensweise ist nötig, da sich zum jetzigen Zeitpunkt noch kein flächendeckender
Strohmarkt, vergleichbar mit dem von Getreide, etabliert hat, obgleich sich langsam regionale
Märkte herausbilden. Dies gilt insbesondere für Gebiete, in denen z. B. Pilzproduzenten
Getreidestroh als Bodensubstrat nachfragen (Niederlande). Weiteres Vermarktungspotenzial
bieten Regionen im Umkreis von geplanten Strohheizkraftwerken. Die Strohverarbeitung in
Thüringen beschränkt sich z. Zt. im Wesentlichen auf zwei größere Pelletproduzenten, die
Strohpellets überwiegend als Einstreumaterial anbieten.
Mögliche Leistungen von Ackerfutter zur Biogasproduktion ergeben sich aus dem Methanertrag
(Tabelle 6, S. 50) sowie einem anlagenspezifischen Vergütungssatz für den eingespeisten
Strom und die nutzbare Wärme auf der Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG 2008)
bei Inbetriebnahme 2009. Je nach Biogasanlage können sich verschiedene Vergütungssätze
und somit Preise ergeben. Die im Modell zugrunde gelegten Substratpreise sind beispielhaft
und basieren u. a. auf folgenden Anlagenparametern:
•
Anlagengröße: 190 kWel (ökonomische Vorzugsvariante des EEG 2009)
•
Substratzusammensetzung: 5.000 m³ Gülle (Ziel: Prozessstabilisierung und Güllebonus)
+ Substratmenge der jeweiligen Fruchtart zur Auslastung der Anlage (variiert)
•
Jahr der Inbetriebnahme: 2009
•
EEG-Vergütung: Grundvergütung: 11,67 Cent/kWh, Nawaro-Bonus: 7 Cent/kWh, GülleBonus: 4 Cent/kWh
Um die fruchtartenspezifischen Erlöse je dt Silage zu ermitteln, wurde im Modellansatz unterstellt, dass die modellierte Biogasanlage neben 5.000 m³ Gülle ausschließlich mit dem jeweils
zu betrachtenden Substrat beschickt wird.
Tabelle 6: Wertbestimmende Parameter der Biogasproduktion (KTBL 2006 b*, CONRAD 2009**
theoretischer Biogasertrag)
Fruchtart
Erntegut
TM%
Erntegut
oTM%
Futterroggen
Wintergerste GPS
Roggen-GPS
Silomais HF
Kleegras
Futter-/Zuckerhirse
Durchw. Silphie
32%
35%
35%
32%
35%
32%
33%
88%
94%
94%
96%
88%
91%
92%
Parameter
Biogasertrag
Nl/kg oTM
590*
520*
520*
600*
560*
538**
520**
Methangehalt %
54%*
52%*
52%*
52%*
54%*
54%**
55%**
Ausgewiesen wird der Substratgrenzpreis. Hierbei handelt es sich um den Preis, der bei einem
Gewinn der Biogasanlage von +/- Null maximal für die Substrate frei Biogasanlage gezahlt
55
Flächeneffe
ektive Bioene
werden ka
ann. Kosten der Substrratentnahm
me aus dem Silo sowie
e der Beschhickung der Biogasanlage sin
nd bereits enthalten. Unter dem
m Gesichtsp
punkt der Flächeninaanspruchnah
hme als
einem mög
glichen Kritterium der Flächeneffiz
F
zienz ist de
er Flächenb
bedarf der j eweiligen Fruchtart
F
zur Besch
hickung derr Modellanlage (190 kWel) von Bedeutung
g. Dieser w
wird ergänz
zend im
Ergebniste
eil dargestelllt.
gen alle de
Die Pflanzzen zur Biog
gasproduktiion unterlieg
em Einfluss der EEG-V
Vergütung bzgl.
b
der
für sie anzzurechnenden Preise, auch wenn die Substrrate an andere Anlageenbetreiber abgegeben werde
en.
nd Miscanth
hus
Pappeln un
Der Preis ffür Holzhacckschnitzel aus
a Pappel n wurde au
us dem Durc
chschnittsp reis für Hac
ckschnitzel aus W
Waldrestholzz abgeleitet. Dieser lag
g im Mittel der letzten
n drei Jahrre bei ca. 72,50
7
€/t
(111,5 €/tTM; Abbildun
ng 20, S. 56)
Bei der Pre
eisfestlegun
ng für Miscanthusstroh
h ist zu bea
achten, dass dieses scchlechtere verarbeiv
tungstechn
nische Eige
enschaften im Vergleiich zum Holz aufweis
st und desshalb der Preis
P
für
Miscanthuss niedrigerr anzusetze
en ist. Als Berechnun
ngsgrundlag
ge für Misccanthus wu
urde ein
Preisnivea
au zwischen
n dem von Getreidestro
G
roh und Hac
ckschnitzeln
n aus Walddrestholz an
ngesetzt.
Für Getreidestroh we
erden in Ab
bhängigkeit der Berge- und Transporttechni k, der Lage
erentfernung, der unterstellte
w. Herstellungskosten
en Nährstofffkosten usw
n und Preisse zwischen
n ca. 50
und 80 €/ttTM errechne
et (DEGNER
R 2007a, SC
CHINDLER 2009,
2
eigene Berechnuung). Als Mittelwert
M
zwischen einem Stro
ohpreis von
n ca. 65 €/t
/tTM und de
em Hacksch
hnitzelpreis von ca. 112 €/tTM
berechnet sich für Misscanthus ein Preis von
n ca. 90 €/tTM.
Abbildung 20: Preisen
ntwicklung bei
b Waldhac
ckschnitzeln
n (C.A.R.M.E
E.N 2009)
Betriebsprä
rämie
Entspreche
end der akktuellen Betriebsprämie
enregelung werden für SHK 306 €/ha und für
f OPR
283 €/ha D
Direktzahlun
ngen angen
nommen. U
Um die Konsequenzen des diskuttierten Weg
gfalls der
56
Betriebsprämien aufzuzeigen, wurden die Kalkulationen mit und ohne Prämie aufgeführt.
Zwischenfrüchten wird die Betriebsprämie nicht zugeordnet.
1.3.4
Kosten
Die Herstellungskosten umfassen die Produktionsabschnitte von der Bodenbearbeitung bis zur
Lagerung auf dem Betriebsgelände. Erfasst werden Direktkosten, Kosten der Arbeitserledigung
sowie Flächenkosten.
Direktkosten
Kosten, die direkt vom Umfang der Produktion abhängig sind (Direktkosten), werden auf Basis
der Betriebswirtschaftlichen Richtwerte, KTBL-Daten und Expertenbefragung (Handel, Forschung) ermittelt.
Saatgutkosten
Die eingesetzten Saatgutpreise (Tabelle 7, S. 57) sind mit TLL-Richtwerten, der Datensammlung Brandenburg sowie Händlerbefragungen abgeglichen. Die Preise für Saatgut beinhalten
den Anteil eigenerzeugten Saatgutes. Wegen der geringen Informationsbasis für Futterhirse
und Durchwachsene Silphie sind entsprechende Parameter stets zu hinterfragen.
Tabelle 7: Saatgutpreise der untersuchten Fruchtarten
Fruchtart
Winterweizen
Winterroggen
Wintergerste
Zuckerrübe
Winterraps
Silomais
Kleegras
Futterhirse*
Durchw. Silphie*
Pappel
Miscanthus
Einheit
Preis in €/Einheit
kg
kg
kg
U
U
U
kg
U
U
Stück
Stück
0,41
0,40
0,39
195
17,4
70
2,9
106
100
0,16
0,16
* vorläufiger Kenntnisstand
Nährstoffkosten
Die Nährstoff- bzw. Düngemengen errechnen sich aus den Erträgen und den Entzugswerten
(ZORN et al. 2007). Gehaltsklasse und Versorgungszustand des Bodens müssen bei der
praktischen Düngeplanung berücksichtigt werden. Aus methodischen Gründen wird eine
ausgewogene Gehaltsklasse (C) unterstellt.
Auf Basis der Nährstoffgehalte ausgewählter Fruchtarten nach TLL-Richtwerten (Tabelle 8:
Nährstoffgehalte pflanzlicher Erzeugnisse von Ackerkulturen und Grünland (Zorn et al. 2007,
RUDEL 2009, CONRAD 2009 ) S. 53) wird zunächst deren Nährstoffbedarf berechnet. Beim
Getreide müssen hierbei unterschiedliche Rohproteingehalte (RP) berücksichtigt werden.
57
Folgende Annahmen gelten:
•
•
•
•
Winterweizen zur Nahrungsmittelproduktion:
Winterweizen zur Ethanolproduktion und zur Wärmeerzeugung:
Winterroggen zur Nahrungsmittelproduktion:
Winterroggen zur Ethanolproduktion und zur Wärmeerzeugung:
15 % RP
11 % RP
12 % RP
11 % RP
Tabelle 8: Nährstoffgehalte pflanzlicher Erzeugnisse von Ackerkulturen und Grünland (ZORN et al.
2007, RUDEL 2009, CONRAD 2009 )
N
TS-Gehalt
Fruchtart
Nutzung*
Marktfrüchte
Winterweizen
N
Winterweizen
ET / W
Winterroggen
N
Winterroggen
ET / W
Zuckerrüben
ET
Winterraps
BD
Ackerfutter
Futterroggen
BG
Wintergerste-GPS
BG
Roggen-GPS
BG
Silomais HF
BG
Kleegras
BG
Futterhirse ZF
BG
Durchw. Silphie
BG
Pappel
ET / W
Miscantus
ET / W
Nährstoffentzug kg / dt TM
K
HP+
HP+
HP NP NP HP NP NP
P
HP
NP
HP
NP
HP+
NP
86%
86%
86%
86%
23%
91%
86%
86%
86%
86%
18%
86%
2,63
1,93
1,92
1,76
0,78
3,68
0,58
0,58
0,58
0,58
2,22
0,81
-
0,41
0,41
0,41
0,41
0,17
0,86
0,15
0,15
0,15
0,15
0,28
0,20
-
0,58
0,58
0,58
0,58
0,91
0,91
1,35
1,35
1,93
1,93
2,78
2,42
20%
35%
35%
32%
20%
24%
33%
-
-
-
2,00
1,60
1,60
1,34
2,60
1,33
0,95
-
-
0,30
0,49
0,49
0,25
0,30
0,18
0,19
-
55%
80%
-
-
-
0,64
0,54
-
-
0,11
0,06
-
Mg
HP
NP
HP+
NP
-
0,14
0,14
0,14
0,14
0,22
0,33
0,14
0,14
0,14
0,14
0,33
0,10
-
-
2,40
1,66
1,66
1,31
2,55
1,43
1,16
-
-
0,15
0,29
0,29
0,25
0,30
0,22
0,53
-
0,33
0,50
-
-
0,08
0,09
* N = Nahrung, ET = Ethanol, W = Wäme, BG = Biogas
HP=Hauptprodukt, NP=Nebenprodukt
Die praktische Düngung richtet sich nach dem Nährstoffentzug der Haupternteprodukte. Beim
Getreide handelt es sich hierbei ausschließlich um das Korn und bei Pflanzen zur Biogas- bzw.
Wärmeerzeugung um die Gesamtpflanze. Zu- bzw. Abschläge erfolgen in Abhängigkeit der
Bodengehaltsklasse bzw. des Gehaltes an mineralischem Stickstoff (Nmin).
Für die Bewertung der Nährstoffkosten wurden folgende Preise in €/kg aus den aktuellen TLLRichtwerten (DEGNER 2008a) übernommen:
•
•
•
•
•
•
N
P
K
Mg
S
Ca
= 1,00
= 1,31
= 0,47
= 0,48
= 0,13
= 0,09
Im vorliegenden Modell werden nur die Nährstoffe berücksichtigt, die tatsächlich aus dem
landwirtschaftlichen Produktionskreislauf entnommen werden. Im Projektansatz wird unterstellt,
dass die Restprodukte aus der energetischen Nutzung, in Form von Schlempen, Presskuchen,
Pressschnitzeln und Aschen, nicht mehr auf die Fläche zurückgelangen. Ausschließlich die
Gärreste aus der Biogasproduktion verbleiben im Nährstoffkreislauf.
58
Nährstoffkosten der Strohnutzung
Da auch bei der Strohnutzung das Getreidestroh zur Biokraftstoff- bzw. Wärmeproduktion und
dessen Restprodukte (Asche) nicht mehr auf die Erzeugungsfläche zurückgelangen, muss der
entgangene Nährstoffverlust für N, P, K und Mg finanziell ausgeglichen werden.
Schwierig zu beurteilen ist der wirtschaftliche Wert der entgangenen Humusreproduktionsleistung. Eine Möglichkeit besteht in der Ermittlung von Humusersatzkosten, die z. B. beim Anbau
von Zwischenfrüchten oder der Düngung mit Komposten entstehen. Die Humusersatzkosten bei
Kompostdüngung sind abhängig von der Technik und der Höhe der Ausbringungsmenge. Je
nach Art der Humusersatzkomponente (Zwischenfrucht, Kompost) können sich die Kosten für
den Humusersatz laut Beispielsberechnungen von HANNF (2008) zwischen 1,41 und 7,67 €/dt
Stroh bewegen.
Von WARSITZKA (2009) wurde für den SHK ein nutzbarer Strohanteil von Getreide-, Raps- und
Körnermaisstroh in Höhe von 80.257 t/a (oberer VDLUFA-Wert zur Humusreproduktion) bis
114.520 t/a (unterer VDLUFA-Wert) berechnet. Dieser hohe nutzbare Anteil von 59 % bzw.
85 % liegt u. a. im Tierbesatz mit 0,8 GV/ha begründet, da über Futterzukauf organische
Substanz in die Region importiert wird. Die Werte des potenziell nutzbaren Strohs für Thüringen
enthalten Raps- und Maisstroh. Diese Stroharten unterliegen i. d. R. keiner Nutzung, daher
kann ihr Anteil dem Getreidestroh bei der Humusbildung gutgeschrieben werden. Entsprechend
der oberen VDLUFA-Grenzwerte (VDLUFA 2004), sind 85 % des Getreidestrohs nutzbar, laut
den unteren VDLUFA-Werten könnte das gesamte Getreidestroh genutzt werden. Als Berechnungsgrundlage dienen im Folgenden die oberen VDLUFA-Werte, wonach 80.275 t Stroh je
Jahr im Saale-Holzland-Kreis für energetische Zwecke verarbeitet werden.
Im Gegensatz dazu sollte nach ZIMMER 2008 auf den leichten Standorten Brandenburgs eine
Strohabfuhr ohne Aussicht auf Rückführung unterbleiben. Da der Sandboden wegen seiner
bodenphysiologischen Eigenschaften extrem leicht zu Nährstoffverlusten neigt, kann diesem
Vorgang nur durch Zufuhr organischer Substanz entgegengewirkt werden.
Nährstoffkosten der Biogasnutzung
Für Fruchtarten, deren Anbau zur Erzeugung von Biogas erfolgt, treten kaum P- und K-Verluste
auf, da diese Nährstoffe über die Gärrestausbringung im landwirtschaftlichen Produktionskreislauf verbleiben. Weil der Ammonium-Gehalt am Gesamt-N in der Biogasgülle gegenüber dem
Ausgangssubstart deutlich ansteigt, ist eine bessere Pflanzenverfügbarkeit mit gleichzeitig
gestiegenem Stickstoff-Verlustpotenzial gegeben. Welcher Anteil des entzogenen Stickstoffes
wieder auf die Fläche zurückgelangt, hängt v. a. von der Gärrestlagerung, dem Ausbringungszeitpunkt und der Ausbringungstechnik ab. In der Literatur werden N-Verlustraten bei Gülle von
15 bis 65 % des Gesamt-N-Gehaltes angegeben (SÄCHSISCHE LANDESANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT 2007). Im Projekt wird eine mittlere Ausnutzungsrate von 40 % N vom Gesamt-N
angenommen. Nach „Guter fachlicher Praxis“ sind jedoch höhere Raten anzustreben. Die
Ausbringungsmengen liegen je nach Fruchtart im Bereich von ca. 15 bis 30 m³/ha.
59
Tabelle 9: Nährstoffentzug und Nährstoffkosten von Biogassubstraten
Fruchtart
Einheit
Futterroggen
kg/ha
€/ha
Roggen-GPS
kg/ha
€/ha
Silomais HF
kg/ha
€/ha
Kleegras
kg/ha
€/ha
Futterhirse ZF
kg/ha
€/ha
Durchw. Silphie kg/ha
€/ha
N
68,56
68,56
191,52
191,52
191,78
191,78
196,10
196,10
152,90
152,90
144,21
144,21
ohne Rückführung
P
K
10,28
82,27
13,47
38,67
58,14
198,36
76,16
93,23
35,68
187,32
46,74
88,04
22,63
192,33
29,64
90,39
20,81
164,39
27,26
77,26
28,84
176,09
37,78
82,76
Nährstoffentzug und Nährstoffkosten
Gärrest
mit Rückführung Gärrest
Mg
Gesamt
N*
P
K
Mg
5,14
27,42
2,47
123,17
27,42
34,20
76,61
16,42
377,33
76,61
35,68
76,71
17,13
343,69
76,71
22,63
78,44
10,86
326,99
78,44
25,06
61,16
12,03
269,45
61,16
80,45
57,68
38,62
303,37
57,68
-
Gesamt
27,42
76,61
76,71
78,44
61,16
57,68
*40% anrechenbarer N
Die berechneten Mengen entsprechen dem Anteil Gärsubstrat, der beim Anbau auf einem
Hektar anfällt. Bei der Ausbringung sind die Vorgaben der Düngeverordnung von max. 40 kg
NH4-N/ha nach Ernte der Hauptfrüchte einzuhalten (REINHOLD et al. 2006).
Substratabhängig werden 20 bis 80 % des mit den Ausgangssubstraten eingebrachten Kohlenstoffs in Methan umgewandelt, womit C dem Kreislauf entzogen wird. Nach REINHOLD (2007)
wird dieser Effekt jedoch durch eine höhere C-Humusreproduktionsrate im Vergleich zu Wirtschaftsdüngern wieder kompensiert (Abbildung 21, S. 61). LEITHOLD (2009) steht dieser
Vorgehensweise kritisch gegenüber und sieht im Bereich der Humuswirkung weiteren Forschungsbedarf.
Auf eine Bewertung der Humusbilanz wird wegen der Einzelfruchtartenbetrachtung zunächst
verzichtet, diese sollte jedoch bei Modifizierung des Modells durchgeführt werden.
60
C-Humusreproduktion
Quelle: VDLUFA S tandpunk t 2004
• Wirtschaftsdünger:
87 kg Humus-C / t TS
• Gärprodukte:
TLL Jena 2008, R einhold
Bio gas gülle
60
kg Humus-C
• Allgemein:
70
y = 141,79x
R 2 = 0,9959
50
40
30
W irtscha ftsd üng e r
20
y = 86,928x
2
R = 0,9731
10
0
0%
20%
40%
60%
T S-Gehalt
OTTI 2008
Abbildung 21: C-Humusreproduktion von Wirtschaftsdüngern und Gärprodukten (REINHOLD 2008)
Kosten für Pflanzenschutz:
Die unterstellten Preise entsprechen Preisangaben des Landhandels. Da für die Region OPR
keine geeigneten Daten über spezifische Pflanzenschutzstrategien vorliegen, wurden die
Mengen der aktiven Substanzen als Berechnungsbasis für das Kriterium Klimaeffizienz (s.
Kapitel 2, S. 80ff.) aus den Relativwerten der Pflanzenschutzkosten des SHK bestimmt. Die
Kosten für den Pflanzenschutz je Fruchtart wurden der Datensammlung Brandenburg (LANDESAMT FÜR VERBRAUCHERBRAUCHERSCHUTZ, LANDWIRTSCHAFT UND FLURNEUORDNUNG 2008)
entnommen.
Beispiel zur Ermittlung der aktiven PSM-Substanz:
PSM kg bzw. l /ha OPR
=
Bsp.: 4,42 kg bzw. l /ha OPR =
PSM = Pflanzenschutzmittel
PSM €/ha OPR x PSM kg bzw. l /ha SHK
PSM €/ha OPR
74 €/ha OPR x 9,53 kg bzw. l /ha SHK
159,4 €/ha OPR
Arbeitserledigungskosten
Während regional gleiche Direktkosten (€/Einheit) angenommen werden, wirken sich unterschiedliche Standortbedingungen auf die Arbeitserledigungskosten aus. Hierbei sind zu
berücksichtigen: Bodenart (leicht, mittel, schwer) sowie durchschnittliche Schlaggrößen und die
Hof-Feld-Entfernung. Für die beiden Regionen, SHK und OPR, wurde je eine durchschnittliche
Schlaggröße von 20 ha und eine Hof-Feld-Entfernung von 4 km angenommen. Während der
Landkreis SHK überwiegend durch das Vorhandensein „mittlerer“ Böden mit einer durchschnittlichen Ackerzahl von 39 gekennzeichnet ist, herrschen in Ostprignitz-Ruppin leichte Böden mit
durchschnittlich 28 Bodenpunkten vor. Entsprechend der Brandenburgischen Klassifizierung
wurde die Landbaugruppe (LBG) III als Mittel angenommen, auch wenn im Landkreis Flächen
mit der Einstufung II und IV auftreten. Auf den mittleren Böden des SHK werden in der Boden61
bearbeitung - bei gleichem Geräteeinsatz - Schlepper höherer Motorisierung (KW) eingesetzt.
Folgen sind ein zunehmender Dieselverbrauch und eine höhere Maschinen-Abschreibung.
Datengrundlage der Maschinenkosten ist die KTBL-Datensammlung (KTBL 2008b). Es wird ein
Dieselpreis von 0,95 €/l unterstellt. Das durchschnittlich gebundene Maschinenkapital wird
entsprechend KTBL mit 4 % verzinst. Der Lohnansatz einschließlich Lohnnebenkosten beträgt
13 €/Akh. Zusätzlich wird je Fruchtart ein Arbeitszeitzuschlag für nicht termingebundene
Arbeiten von 2,2 bis 2,5 Akh/ha veranschlagt, welcher in Betriebsanalysen der TLL ermittelt
wurde und Praxisbedingungen widerspiegelt. Auf der gleichen Datenbasis erfolgt auf den
Personalaufwand ein Aufschlag von 40 % für Leitungs- und Verwaltungskosten.
Flächenkosten
Die Flächenkosten beinhalten den regionalen Pachtansatz (135 €/ha SHK, 116 €/ha OPR).
Dem Futterroggen als Zwischenfrucht werden keine Flächenkosten angerechnet.
Sonstige Kosten
Die sonstigen Kosten setzten sich aus allgemeinem Betriebsaufwand sowie Kosten für die
landwirtschaftliche Berufsgenossenschaft zusammen. Bei einigen Fruchtartarten wie z. B. Raps
und Zuckerrüben müssen zusätzliche Kosten für die Hagelversicherung veranschlagt werden.
1.3.5
Erläuterungen zu den ausgewählten Fruchtarten
Im Folgenden werden v. a. Erläuterungen zu den „neueren“ Nutzungsformen und Pflanzen
gegeben. Für Getreidekorn, Raps, Zuckerrüben und Silomais sowie Ganzpflanzensilage (GPS)
wird auf entsprechende Grundlagenliteratur verwiesen (TLL 2009, LÜTKE ENTRUP & OEHMICHEN
2000 und 2006).
Futterroggen und Roggen-GPS zur Biogasnutzung
Die Arbeitsgänge Bodenbearbeitung und Aussaat entsprechen der Produktion zur Kornerzeugung. Nicht immer steht jedoch genügend Wasser für den Anbau von Winterzwischenfrüchten
zur Verfügung. Dies birgt die Gefahr einer unzureichenden Saatbettqualität sowie des Wassermangels für die Folgefrucht. Auch in den zwei Untersuchungsregionen ist der Anbau von
Futterroggen risikobehaftet. Die Niederschlagsverteilung ist ausschlaggebend für einen erfolgreichen Anbau. Um die Kosten des Zwischenfruchtanbaus an solchen Standorten gering zu
halten, wird hier oft nur Saatgut mit dem Schleuderstreuer auf die Stoppeln aufgebracht und
anschließend mit flach eingestellten, gezogenen Stoppelbearbeitungsgeräten wie Spatenrollegge oder Scheibenrollegge in den Boden eingearbeitet (GRUBER 2008). Allerdings können bei
diesem Verfahren Mängel in der Bestandesentwicklung auftreten. Zeichnet sich der Standort
durch ein geringes Anbaurisiko aus, sollte durch entsprechende Arbeitsgangwahl ein optimales,
d. h. feinkrümeliges und gut abgesetztes Saatbett geschaffen werden. Anschließend ist die
Aussaat mit einer Drillmaschine möglich. Die Ernte des Futter- oder auch Grünschnittroggens
erfolgt Mitte Mai in BBCH 51 (Rispenschieben). Nach anschließender Ernte ist die Aussaat der
Hauptfrucht, in diesem Fall der Futterhirse, möglich. Neben dem frühen Erntezeitpunkt im Mai
sind weitere Termine Mitte Juni (BBCH 75; Ende Milchreife), wie im Zweikulturnutzungssystem
favorisiert oder Ende Juni (BBCH 77 bis 83, späte Milchreife bis frühe Teigreife) möglich.
Letztes Verfahren wird im Projekt sowohl für Roggen, als auch für Gerste betrachtet.
62
Futterhirse
Da Futterhirse trockentoleranter als Mais ist, kann sie bei entsprechender Niederschlagsverteilung in Gebieten mit Niederschlägen unter 600 mm als Hauptfrucht nach einer Zwischenfrucht
angebaut werden. Futterhirse ist in der Lage, das Wachstum bei Trockenheit zu unterbrechen
und später wieder aufzunehmen (KTBL 2006). Wegen der langsamen Jugendentwicklung sind
allerdings Standorte mit geringem Unkrautdruck zu wählen.
Im Modell wird für beide Standorte (SHK und OPR) der Anbau von Futterhirse nach Futterroggen bewertet.
In trockenen Regionen haben Sorghum bicolor-Arten mit massenwüchsigen Sorten wie Goliat
und Gigant durchaus eine Anbauberechtigung und erreichen Erträge auf Silomaisniveau. In
Gebieten mit einer guten Wasserversorgung (> 600 mm/a) wird eher der Anbau von Sudangräsern der Ausrichtung Sorghum sudanense empfohlen (CONRAD 2009).
Kleegras
Für den Kleegrasanbau haben sich sowohl Untersaat- als auch Blanksaatverfahren mit ein- bis
mehrjähriger Nutzung etabliert (LÜTKE ENTRUP & OEHMICHEN 2000). Für das hier betrachtete
Kleegras wurde das Anbauverfahren der Blanksaat in die Stoppel im Herbst mit mehrjähriger
Nutzung gewählt.
Dauerkulturen
Zur besseren Vergleichbarkeit sind alle Kosten, auch Anbau- und Rekultivierungskosten sowie
die Erlöse von Dauerkulturen auf ein Jahr umgelegt worden.
Durchwachsene Silphie
Die Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft hat ihre Versuchstätigkeit mit Durchwachsener
Silphie im Jahr 2004 aufgenommen. Nach dem jetzigen Forschungsstand liegen noch keine
belastbaren Daten für die ökonomische Berechnung vor. Stand der Technik ist das Pflanzen mit
hohem Personalaufwand. In einem thüringischen Betrieb wird z. B. eine Pflanzmaschine mit
einer Flächenleistung von bis zu 2,3 ha/h eingesetzt. Der AK-Bedarf liegt zwischen 12 und
13 AK pro Arbeitsgang. Bei einem Lohnansatz von 13 €/h ergeben sich Pflanzkosten für
Personal von 67 bis 73 €/ha (z. B.: 12 AK ÷ 2,3 ha/h = 5,2 AK/ha x 13 €/ha = 67 €/ha). Im
Vergleich dazu liegt der Arbeitszeitbedarf für die Aussaat mit üblicher, aber für Durchwachsene
Silphie noch nicht erprobter Drilltechnik bei ca. 0,25 AKh/ha bzw. 3,25 €/ha. Zu den fixen
Maschinenkosten liegen keine Angaben vor, da es sich bei der verwendeten Technik um
„Alttechnik“ handelt, die über die Jahre durch ständiges Um- und Aufrüsten angepasst wurde.
Zukünftig soll eine Aussaat mit herkömmlicher Drilltechnik angestrebt werden. Die Forschung
hierzu läuft. Da für die herkömmliche Drilltechnik ökonomische Kennzahlen vorliegen, werden
diese Werte für die Berechnung herangezogen. Aufgrund der Nichterprobung der unterstellten
Technik stellen die Ergebnisse jedoch „Zukunftsvisionen“ dar. Aktuell ist ein Saatgutpreis von
200 €/ha und Jahr anzusetzen. Dieser ergibt sich aus einer einmaligen Saatgutanschaffung von
2.000 €/ha zum Bestandsaufbau. Nachdem im ersten Jahr die Rosettenbildung stattfindet und
noch kein Ertrag erzielbar ist, erfolgt für die kommenden 10 Jahre die Nutzung als Biogaspflanze (TLL 2008a).
63
Mit ca. 2 kg/ha ist eine Aussaat mit herkömmlicher Getreidedrilltechnik möglich. Der Einsatz
einer pneumatischen Maislegemaschine erfordert inkrustiertes Saatgut. Die Arbeitsgänge
Aussaat, Häckseln und Silierung verlaufen analog dem Produktionsverfahren von Silomais. Bei
Ernte-TS-Gehalten von 28 bis 30 % treten Silierverluste von 8 bis 10 % auf. Silagen von
Durchwachsener Silphie weisen Trockensubstanzgehalte zwischen 30 und 34 % (Mittel: 32 %)
auf (CONRAD 2009).
Pappeln
Soweit es sich um bisher landwirtschaftlich genutzte Flächen handelt, stellen Pappeln verhältnismäßig geringe Ansprüche an die Bodenqualität. Entscheidend ist die Wasserversorgung, die
entweder über ausreichende Niederschläge (möglichst über 500 mm/a oder über 300 mm in der
Vegetationsperiode) und gutes Bodenwasserspeichervermögen oder über einen guten Grundwasseranschluss abgesichert werden muss.
Zur Düngung von Pappeln liegen bislang nur wenige Erfahrungen vor. Insgesamt sind die
Nährstoffansprüche dieser Kultur jedoch sehr gering. Die Baumart benötigt beim Anbau auf
ehemals gut versorgten Böden nach bisherigen Erkenntnissen keinen oder nur sehr geringe
Mengen an Stickstoffdünger. Nach der Ernte – meist nach 3 bis 5 Jahren – empfiehlt es sich,
die P-, K- und Mg-Bodengehalte und den pH-Wert zu kontrollieren und gegebenenfalls eine
Grunddüngung durchzuführen. Die Nährstoffabfuhr durch das Erntegut ist vom Ertragsniveau
abhängig. Eine Düngung ist allerdings in der Regel nur im Pflanz- und Erntejahr möglich, da
ansonsten der Bestand mit gängiger Technik nicht mehr befahren werden kann. Die zugrunde
gelegten Pflanzenschutzmittel zur Unkrautbekämpfung in Pappeln basieren auf Erfahrungen
der TLL. In der Literatur sind weitere Möglichkeiten und Empfehlungen zu finden (FNR 2006).
Am Ende entscheiden, wie bei allen Fruchtarten, Standort und Witterungsbedingungen über die
Art und Höhe der PSM-Maßnahme. Eine Insektizidbehandlung scheint nach jetzigem Kenntnisstand nicht erforderlich zu sein.
Die Pflegemaßnahmen beschränken sich im Wesentlichen auf das erste und zweite Jahr. In
dieser Phase sind die heranwachsenden Bestände insbesondere vor zu starkem Unkrautdruck
und möglichem Wildverbiss zu schützen (KTBL 2008 a).
Im Modell wird der vierjährige Umtrieb mit fünf Nutzungen betrachtet. Die Anbau- und Rekultivierungskosten werden daher auf eine Nutzungsdauer von 20 Jahren umgelegt.
Miscanthus
Die Wahl der Anpflanzungsart beeinflusst die Herstellungskosten wesentlich. Während bei der
Anpflanzung Stecklingskosten von 30 bis 45 Cent/Steckling veranschlagt werden, betragen die
Kosten beim Einsatz von Rhizomen 16 bis 20 Cent/Rhizom (MÖNDEL 2008; LANDTAG BADENWÜRTTEMBERG 2008, BECKER 2007), dies kann bei einer Pflanzenzahl von 10.000 Stück/ha
Kostendifferenzen von bis zu 95 €/ha*a verursachen. Nachteilig bei Rhizomen ist jedoch ein
vermindertes Anwachsen (ca. 60%) sowie eine höhere Verunkrautung und geringe Pflanzengesundheit. In der Berechnung wurde entsprechend KTBL die Verwendung von Rhizomen
zugrunde gelegt. Außerdem ist zwischen den Ernteverfahren „Häckselgutlinie“ und „Ballenlinie“
zu unterscheiden. Im vorliegenden Falle wird die Ballenlinie betrachtet, da diese hinsichtlich der
Weiterverarbeitung zu Ethanol eine höhere Transportwürdigkeit aufweist. Miscanthus stellt hohe
64
Wärme- und Lichtansprüche an den Standort (Körnermaisklima). Für einen erfolgreichen Anbau
muss außerdem eine ausreichende Wasserversorgung mit > 550 mm Jahresniederschlag sowie
ein hohes Wasserhaltevermögen des Bodens gegeben sein (TLL 2008b). Aus den Anbaubedingungen ist abzuleiten, dass als Anbauregion eher der Saale-Holzland-Kreis als die Region in
der Ostprignitz in Frage kommt.
Wirtschaftlich relevante Krankheiten und Schädlinge sind nicht bekannt. In den ersten Jahren,
insbesondere im Pflanzjahr, ist die Beikrautflora durch Hacken auf schweren Böden bzw. durch
Striegeln auf leichten Böden zu bekämpfen. Mit zunehmendem Pflanzendeckungsgrad, ab dem
3. Standjahr, ist keine Unkrautbekämpfung mehr erforderlich (TLL 2008b).
Im Pflanzjahr und dem folgenden Jahr ist keine Düngung erforderlich. Sie erfolgt erst ab dem 3.
und 4. Standjahr in Abhängigkeit vom Nährstoffvorrat des Bodens.
Die Anbaukosten, hierzu zählt auch der Pflanzenschutzmittelaufwand des Anbaujahres, werden
auf eine Nutzungsdauer von 20 Jahren umgelegt.
1.4
Ergebnisse und Diskussion
Im Ergebnis erfolgt die Bewertung der Fruchtarten anhand des Gewinnbeitrages (Tabelle 10,
S. 60), ausgewiesen in €/ha. Im Gewinnbeitrag enthalten sind die Direktzahlungen welche für
SHK mit 306 €/ha und OPR mit 283 €/ha angesetzt werden.
Transportkosten, die außerhalb der Betriebsgrenze liegen, sind nicht berücksichtigt. Bei
Beachtung dieser Position ist eine Verschiebung innerhalb der Rankingliste zu erwarten, da die
Transportwege zu den Anlagen der großtechnischen Verarbeitung mit Verarbeitungskapazitäten von z. B. 23.000 bis 1.200.000 t Getreide je Jahr zur Ethanolproduktion (SCHWABE &
FARACK 2008) Transportkostendifferenzen im dreistelligen Bereich verursachen können. Eine
Bewertung der Transportkosten ist nur unter Festlegung der Entfernung zu den Absatzmärkten
möglich. Besonders bei Zuckerrüben, Stroh, Pappeln und Miscanthus können sich die Transportkosten erheblich auf die Wirtschaftlichkeit auswirken.
Tabelle 10: Ranking der Fruchtarten nach ihrem Gewinnbeitrag (inkl. Betriebsprämie) – Systemgrenze: HOFTOR
Fruchtart
(Nutzungsform)
Durchw. Silphie (BG)
Silomais (BG)
Roggen-GPS (BG)
Miscanthus (ET)
Fu-Rg + Futterhirse (BG)
Pappeln (ET)
Winterraps (BD)
Winterweizen (ET)
Winterweizen (N)
SHK
Boden: mittel
GewinnRang beitrag
in €/ha
1
853,6
2
792,1
3
771,1
4
580,7
5
538,9
6
365,7
7
222,6
8
178,3
9
150,1
OPR
Boden: leicht
Fruchtart
Gewinn(Nutzungsform)
Rang beitrag
in €/ha
Silomais (BG)
1
705,8
Gerste-GPS (BG)
2
534,5
Fu-Rg + Futterhirse (BG) 3
499,4
Winterraps (BD)
4
370,1
Miscanthus (ET)
5
331,8
Winterweizen (ET)
6
183,9
Winterweizen (N)
7
180,3
Pappeln (ET)
8
167,1
Winterroggen (ET)
9
47,9
65
Kleegras (BG)
Zuckerrüben (ET)
10
11
46,7
-6,5
Winterroggen (N)
Kleegras (BG)
10
11
23,0
-111,3
BG=Biogas, BD=Biodiesel, ET=Ethanol, N=Nahrung
1.4.1
Saale-Holzland-Kreis
Marktfrüchte
Während bei Getreide für die Nahrungsmittelproduktion, insbesondere bei E- und A-Weizen
(Referenzfrucht Region SHK) hohe Anforderungen an den Rohproteingehalt gestellt werden,
sind für die Ethanolproduktion hohe und stabile Kornerträge gekoppelt mit hohen Stärkegehalten ausschlaggebend (SCHWABE & FARACK 2008). Die etwas niedrigeren Preise für Ethanolgetreide werden durch den Ertragszuwachs ausgeglichen, im Ergebnis erzielen Nahrungs- und
Ethanolweizen mit 975 bzw. 979 €/ha Erlöse auf etwa gleichem Niveau (s. Tabelle 12, S. 68).
Im Vergleich zur Qualitätsware werden die Düngungsgaben beim Ethanolweizen auf zwei
Termine und somit auch die Düngungskosten reduziert. Ethanolweizen weist unter den getroffenen Annahmen mit 178 €/ha einen etwas höheren Gewinnbeitrag als die Referenzfrucht
mit 150 €/ha aus (s. Tabelle 12, S. 68). Mit Winterraps kann ein Gewinnbeitrag von 223 €/ha
erwirtschaftet werden, bei Ethanolrüben verfehlt dieser bei einem Auszahlungspreis von
2,38 €/dt mit -6,5 €/ha knapp den positiven Bereich.
Vor dem Hintergrund eines sparsamen Flächenverbrauches konnte für den Verwertungsweg
„Biogas“ ein Flächenranking (s. Tabelle 11, S. 66) erstellt werden. Es wurde geprüft, wie viel
Fläche einer Fruchtart zur Beschickung einer 190 KWel-Biogasanlage bei gleichzeitigem Einsatz
von 5.000 m³ Gülle/a erforderlich ist. Hiernach weist der Anbau von Durchwachsener Silphie im
SHK auf einer Fläche von 231 ha die höchste Effizienz hinsichtlich der Flächeninanspruchnahme auf. Während Silomais, Roggen-GPS und der Anbau von Futterroggen und Hirse ebenfalls
noch unter 300 Hektar beanspruchen, fällt Kleegras mit einem Bedarf von über 484 ha deutlich
ab.
Tabelle 11: Flächenbedarf verschiedener Fruchtarten für eine 190 kWel-Anlage
Rang
1
2
3
4
Fläche in ha
231
252
270
270
484
SHK
Fruchtart
Durchwachsene Silphie
Silomais
Roggen GPS
Futterroggen + Hirse
Kleegras
Separat betrachtet ist der Anbau von Futterroggen anhand des Kriteriums Gewinnbeitrag nicht
zu empfehlen, da dieser mit -234,9 €/ha deutlich negativ ist (s. Tabelle 12, S. 68). Aufgrund
seines Wasser- und Nährstoffhaltevermögens über Winter hat der Anbau von Futterroggen aber
durchaus seine Berechtigung. In Kombination mit Futterhirse, die einen Gewinnbeitrag von
774 €/ha erzielt, wird das negative Ergebnis des Futterroggenanbaus auf einem Gesamtwert
von 539 €/ha deutlich kompensiert. Die höchste Anbauwürdigkeit hat mit 853,6 €/ha die Durchwachsene Silphie, knapp gefolgt von Silomais und Winterroggen-GPS. Kleegras fällt auf Grund
seiner geringen Ertragsleistung bei relativ hohen Erntekosten, bedingt durch die Mehrschnittigkeit, mit 46,7 €/ha deutlich zurück. Im Rahmen der im Modell noch nicht durchgeführten
66
Fruchtfolgebewertung treten hier jedoch positive Effekte durch Humusanreicherung und legume
N-Fixierung auf, die zukünftig berücksichtigt werden müssen.
Pappeln erzielen unter den getroffenen Annahmen einen Gewinnbeitrag von 366,5 €/ha, bei
Miscanthus beträgt er 580,7 €/ha. Es ist zu beachten, dass wie bei allen angegebenen Fruchtarten, mit Ausnahme von Biogaspflanzen zur innerbetrieblichen Verwertung, keine Transporte
zum Kunden enthalten sind. Werden diese berücksichtigt, sinkt die Wirtschaftlichkeit von
Pappeln und Miscanthus stark ab. Entsprechend der hier getroffenen Unterstellungen ist für
Miscanthus ein Mindestpreis (inkl. Prämie) von 4,10 €/dtTM und für Pappeln von 4,80 €/dtTM
erforderlich. Aus Berechnungen für andere Standorte werden in Abhängigkeit von Umtriebszeit,
Transportentfernung, Lagerart usw. Mindestpreise zur Vollkostendeckung zwischen 9,07 €/dtTM
und 13,61 €/dtTM Pappelschnitzel ausgewiesen (CHALMIN 2008).
67
Tabelle 12: Gewinnbeitrag – SHK (Systemgrenze: HOFTOR)
Parameter Fruchtart
Nutzungsrichtung
Ertrag zum Verkauf
dtFM/ha
dtTM/ha
Marktpreis
€/dt FM
€/dt TM
€/ha
Saatgut
€/ha
Düngemittel
€/ha
€/ha
Sonstiges
€/ha
Direktkosten
€/ha
Maschinen-Anlagenkosten €/ha
Personal
€/ha
€/ha
WW
N
65,0
15,00
975,0
73,8
197,7
159,4
97,5
528,4
258,9
143,5
402,4
WW
E
70,2
13,95
979,3
73,8
171,0
159,4
105,3
509,5
255,0
142,4
397,4
ZR
E
530,1
2,38
1261,7
224,3
208,2
210,9
145,0
788,3
423,6
162,2
585,8
WiRa
BD
33,8
30,00
1012,8
53,9
171,3
177,6
50,6
453,4
299,3
123,5
422,8
Fu-Ro
BG
83,3
29,1
4,92
409,5
64,0
27,4
0,0
65,1
156,5
317,8
170,1
487,9
Flächenkosten
€/ha
135,0
135,0
135,0
135,0
Sonstige Kosten
Gesamt
Direktzahlungen
Gewinnbeitrag ohne Direktzahlungen
Gewinnbeitrag mit Direktzahlungen
€/ha
€/ha
€/ha
€/ha
€/ha
65,0
1130,9
306,0
-155,9
150,1
65,0
1106,9
306,0
-127,7
178,3
65,0
1574,2
306,0
-312,5
-6,5
85,0
1096,2
306,0
-83,4
222,6
Leistung
Kosten
68
Fuhi WRg-GPS
BG
BG
416,7
297,5
100,0
104,1
4,26
5,53
17,8
15,8
1776,1
1645,1
106,0
62,4
61,2
76,6
53,2
81,8
83,4
58,1
303,8
278,9
508,4
462,4
296,1
238,7
804,5
701,1
SM
BG
388,0
124,2
4,89
15,3
1897,4
140,0
76,7
53,2
77,7
347,6
553,3
310,4
863,8
Kl-Gr
BG
183,2
64,1
4,83
13,8
885,1
40,6
78,4
5,0
143,1
267,2
422,6
254,5
677,1
DuSi
BG
400,2
132,1
5,07
15,4
2027,8
200,0
57,7
56,8
80,1
394,6
595,1
290,5
885,6
Pa
E/ W
121,4
85,0
7,81
11,2
947,8
80,0
97,8
1,8
0,0
179,5
283,4
122,5
405,9
Mc
E/ W
187,5
150,0
7,20
9,0
1350,0
80,0
119,5
40,7
0,0
240,2
345,2
155,6
500,7
0,0
135,0
135,0
135,0
135,0
135,0
135,0
135,0
0,0
644,4
0,0
-234,9
-234,9
65,0
1308,3
306,0
467,8
773,8
65,0
1180,0
306,0
465,1
771,1
65,0
1411,3
306,0
486,1
792,1
65,0
1144,3
306,0
-259,3
46,7
65,0
1480,2
306,0
547,6
853,6
167,7
888,1
306,0
59,7
365,7
199,3
1075,3
306,0
274,7
580,7
Das betriebswirtschaftliche Ergebnis hängt im Wesentlichen von den erzielten Erträgen und
(Markt-)Preisen ab. Da die Erträge als statistischer Mittelwert fix sind, wird mittels Sensitivitätsanalyse der Einfluss schwankender Marktpreise in Tabelle 13 (S. 70) dargestellt. Ausgewiesen
ist der Gewinnbeitrag mit und ohne Direktzahlungen.
Weil die betriebsinternen Gewinnbeiträge der Biogasproduktion einerseits an die Herstellungskosten und andererseits an einen für 20 Jahre festgelegten Vergütungssatz gebunden sind,
unterliegen sie nicht den starken Schwankungen von Marktfrüchten. Aus diesem Grunde wird
hier nur die Schwankungsbreite von bis zu +/- 25 % des Ausgangspreises betrachtet. Zusätzlich
dargestellt ist der Grenzpreis, der mindestens gezahlt werden muss, um die Kosten der Produktion zu decken. Die gegenüber Literaturangaben (DEGNER & REINHOLD 2007) relativ niedrigen
Grenzpreise für einige Biogaspflanzen wie z. B. Winterroggen-GPS mit 2,94 €/dt oder Silomais
mit 2,85 €/dt ergeben sich im Wesentlichen aus dem Güllebonus und der kleinen Anlagengröße, den geringen Pachten von 135 €/ha (SHK), den nicht bewerteten zurückgeführten Nährstoffen und geringen innerbetrieblichen Transportentfernungen (durchschnittlich 4 km). Bereits ab
einem Pachtpreisniveau von 300 €/ha steigt der Grenzpreis für Silomais auf 3,37 €/dt an.
Aufgrund des mikroökonomischen Projektansatzes (HOFTOR) werden die Pflanzen zur
Erzeugung von Biogas aus wirtschaftlicher Sicht bevorteilt, da die Nebenprodukte als Dünger
auf die Fläche zurückgeführt werden und die mit ihnen zugeführten Nährstoffe monetär unberücksichtigt bleiben. Bei Anrechnung dieser Nährstoffe steigen die Kosten der Biogasproduktion. Um die Kosten zu decken, muss der Silomaispreis von 2,85 €/dt auf 3,66 €/dt steigen.
69
dtFM/ha
€/dt FM
Grenzpreis (Gr.-Pr.) o. DZ
Grenzpreis (Gr.-Pr.) m. DZ
Leistung
€/ha
Kosten-Gesamt
Direktzahlungen
Gewinnbeitrag
ohne
Direktzahlungen
Boniturnote (Mittelwert)
Gewinnbeitrag
mit
Direktzahlungen
Boniturnote (Mittelwert)
€/ha
€/ha
€/ha
€/ha
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
45%
35%
25%
15%
100%
-15%
-25%
-35%
-45%
2
2
2
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
2
2
2
2
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
2
2
2
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
1
1
1
1
1
* grau gekennzeichnet: Basisvariante, rot gekennzeichnet: negativer Gewinnbeitrag
70
2
2
2
2
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
-
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
Kl-Gr
BG
183,2
6,0
5,6
4,8
4,1
3,6
6,2
4,6
1.106,3
1.017,8
885,1
752,3
663,8
1.144,3
306,0
-38,0
-126,5
-259,3
-392,0
-480,5
1,00
268,0
179,5
46,7
-86,0
-174,5
1,60
1
1
1
1
1
2
2
2
1
1
-
DuSi
BG
400,2
6,3
5,8
5,1
4,3
3,8
3,7
2,9
2.534,8
2.332,0
2.027,8
1.723,6
1.520,9
1.480,2
306,0
1.054,6
851,8
547,6
243,4
40,6
2,00
1.360,6
1.157,8
853,6
549,4
346,6
2,00
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
Pa
E/ W
121,4
11,3
10,5
9,8
9,0
7,8
6,6
5,9
5,1
4,3
7,3
4,8
1.374,2
1.279,5
1.184,7
1.089,9
947,8
805,6
710,8
616,0
521,3
888,1
306,0
486,1
391,4
296,6
201,8
59,7
-82,5
-177,3
-272,1
-366,8
1,56
792,1
697,4
602,6
507,8
365,7
223,5
128,7
33,9
-60,8
1,89
2
2
2
2
2
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
1
Mc
E/ W
187,5
10,4
9,7
9,0
8,3
7,2
6,1
5,4
4,7
4,0
5,7
4,1
1.957,5
1.822,5
1.687,5
1.552,5
1.350,0
1.147,5
1.012,5
877,5
742,5
1.075,3
306,0
882,2
747,2
612,2
477,2
274,7
72,2
-62,8
-197,8
-332,8
1,67
1.188,2
1.053,2
918,2
783,2
580,7
378,2
243,2
108,2
-26,8
1,89
BN
SM
BG
388,0
6,1
5,6
4,9
4,2
3,7
3,6
2,8
2.371,8
2.182,0
1.897,4
1.612,8
1.423,1
1.411,3
306,0
960,4
770,7
486,1
201,5
11,7
2,00
1.266,4
1.076,7
792,1
507,5
317,7
2,00
BN
BG
297,5
6,9
6,4
5,5
4,7
4,1
4,0
2,9
2.056,4
1.891,9
1.645,1
1.398,3
1.233,8
1.180,0
306,0
876,4
711,9
465,1
218,3
53,8
2,00
1.182,4
1.017,9
771,1
524,3
359,8
2,00
BN
WRg-GPS
BN
Fuhi
BG
416,7
5,3
4,9
4,3
3,6
3,2
3,1
2,4
2.220,1
2.042,5
1.776,1
1.509,7
1.332,1
1.308,3
306,0
911,8
734,2
467,8
201,4
23,8
2,00
1.217,8
1.040,2
773,8
507,4
329,8
2,00
BN
Fu-Ro
BG
83,3
6,1
5,7
4,9
4,2
3,7
7,7
511,9
470,9
409,5
348,1
307,1
644,4
0,0
-132,5
-173,5
-234,9
-296,3
-337,3
1,00
-132,5
-173,5
-234,9
-296,3
-337,3
1,00
BN
WiRa
BD
33,8
43,5
40,5
37,5
34,5
30,0
25,5
22,5
19,5
16,5
32,5
23,4
1.468,5
1.367,2
1.266,0
1.164,7
1.012,8
860,9
759,6
658,3
557,0
1.096,2
306,0
372,3
271,0
169,7
68,5
-83,4
-235,4
-336,6
-437,9
-539,2
1,44
678,3
577,0
475,7
374,5
222,6
70,6
-30,6
-131,9
-233,2
1,67
BN
ZR
E
530,1
3,5
3,2
3,0
2,7
2,4
2,0
1,8
1,5
1,3
3,0
2,4
1.829,5
1.703,4
1.577,2
1.451,0
1.261,7
1.072,5
946,3
820,1
694,0
1.574,2
306,0
255,3
129,2
3,0
-123,2
-312,5
-501,7
-627,9
-754,1
-880,2
1,33
561,3
435,2
309,0
182,8
-6,5
-195,7
-321,9
-448,1
-574,2
1,44
BN
WW
E
70,2
20,2
18,8
17,4
16,0
14,0
11,9
10,5
9,1
7,7
15,8
11,4
1.419,9
1.322,0
1.224,1
1.126,2
979,3
832,4
734,4
636,5
538,6
1.106,9
306,0
313,0
215,1
117,2
19,2
-127,7
-274,6
-372,5
-470,4
-568,3
1,44
619,0
521,1
423,2
325,2
178,3
31,4
-66,5
-164,4
-262,3
1,67
BN
WW
N
65,0
21,8
20,3
18,8
17,3
15,0
12,8
11,3
9,8
8,3
17,4
12,7
1.413,7
1.316,2
1.218,7
1.121,2
975,0
828,7
731,2
633,7
536,2
1.130,9
306,0
282,8
185,3
87,8
-9,7
-155,9
-302,2
-399,7
-497,2
-594,7
1,33
588,8
491,3
393,8
296,3
150,1
3,8
-93,7
-191,2
-288,7
1,67
BN
Variante
BN
Fruchtart
Nutzungsrichtung
Ertrag zum Verkauf
Marktpreis
BN
Tabelle 13: Einfluss unterschiedlicher Marktpreise (Varianten 1 bis 9) auf den Gewinnbeitrag am Beispiel des Saale Holzland-Kreises*
2
2
2
2
2
2
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1.4.2
Ostprignitz-Ruppin
Marktfrüchte
Im Landkreis Ostprignitz-Ruppin liegt die Vorzüglichkeit des Ethanolweizens mit 184 €/ha nur
geringfügig über der des Nahrungsweizens (180 €/ha) (s. Tabelle 10, S. 60). Die Referenzfruchtart Winterroggen fällt mit 48 bzw. 23 €/ha deutlich ab. Laut Datensammlung Brandenburg
ist der Gewinnbeitrag des Roggens für die Bodengruppe III höher. Ursache hierfür ist der in der
Datensammlung angesetzte Ertrag (Landbaugruppe III) für Weizen von 50 dt/ha und für
Roggen 46 dt/ha (Populationssorten) bzw. 55 dt/ha (Hybridsorten). Die vorliegenden Projektergebnisse basieren allerdings auf statistischen Erträgen eines Landkreises, hier wird von 41 dt
Roggen/ha ausgegangen. Dieser Wert wird in der Datensammlung Brandenburgs den ertragsschwächsten Standorten der Landbaugruppe IV zugewiesen. Der Statistische Ertragswert ist
somit zu hinterfragen. Für eine weitere Modifizierung des Modells sollten Methoden einer
genaueren Ertragserfassung (langjähriges Mittel für kleine Regionen) geprüft werden, da die
Erträge entscheidend für den betriebswirtschaftlichen Erfolg sind. Der Winterraps führt die
Rankingliste der Marktfrüchte mit einem Gewinnbeitrag von 370 €/ha an.
Mit 288 ha beansprucht der Silomais die geringste Fläche, gefolgt von der Kombination aus
Futterroggen und Hirse mit 316 ha. Gersten-GPS benötigt mit 435 ha mehr Fläche (s. Tabelle
14, S.71). Über das Doppelte der Silomaisfläche beansprucht mit 655 ha der Kleegrasanbau.
Im Ranking nach dem Gewinnbeitrag (s. Tabelle 10, S. 60) behält Silomais mit 705,8 €/ha seine
Führungsposition. Gersten-GPS weist hinsichtlich des Gewinnbeitrages mit 534,5 €/ha eine
etwas höhere Wirtschaftlichkeit als Futterroggen und Futterhirse mit 499,4 €/ha auf.
Tabelle 14: Flächenbedarf verschiedener Fruchtarten für eine 190 kWel-Anlage
Rang
1
2
3
4
OPR
Fläche in ha
288
316
435
655
Fruchtart
Silomais
Futterroggen + Hirse
Gesten GPS
Kleegras
Miscanthus rangiert mit einem Gewinnbeitrag im LK OPR von 323 €/ha im mittleren Bereich der
Rankingliste (s. Tabelle 10, S. 60). Pappeln schneiden mit 167 €/ha etwas schlechter ab. Wie
bereits beim SHK dargestellt, sind zusätzliche Transportkosten zum Endkunden ggf. zu beachten.
71
Tabelle 15: Gewinnbeitrag – OPR (Systemgrenze: HOFTOR)
Parameter Fruchtart
Nutzungsrichtung
Ertrag zum Verkauf
dtFM/ha
dtTM/ha
Marktpreis
€/dt FM
€/dt TM
€/ha
Leistung
Saatgut
€/ha
Kosten
Düngemittel
€/ha
€/ha
Sonstiges
€/ha
Direktkosten
€/ha
Maschinen-Anlagenkosten €/ha
Personal
€/ha
€/ha
Flächenkosten
€/ha
Sonstige Kosten
€/ha
Gesamt
€/ha
Kosten
Direktzahlungen
€/ha
€/ha
Gewinnbeitrag ohne Direktzahlungen
€/ha
Gewinnbeitrag mit Direktzahlungen
WW
N
54,5
15,0
817
73,8
165,6
74,0
81,7
395,1
246,3
97,1
343,4
116,0
65,0
919,5
283,0
-102,7
180,3
WW
E
57,2
14,0
798
73,8
139,3
74,0
85,8
372,8
245,2
97,7
342,9
116,0
65,0
896,8
283,0
-99,1
183,9
WRg
N
41,0
13,5
553
73,8
99,4
52,0
61,5
286,7
234,4
86,3
320,7
116,0
65,0
788,4
283,0
-235,1
47,9
WRg
E
41,0
12,8
523
73,8
93,6
52,0
61,5
280,9
234,4
86,3
320,7
116,0
65,0
782,6
283,0
-260,0
23,0
Wi-Ra
BD
33,1
30,0
992
73,8
167,9
89,0
49,6
380,3
243,2
80,4
323,6
116,0
85,0
904,9
283,0
87,1
370,1
Fu-Ro
BG
48,6
17,0
4,9
14,1
239
73,8
16,0
0,0
65,1
154,9
281,6
119,2
400,8
0,0
0,0
555,6
0,0
-316,7
-316,7
Fuhi
BG
398,5
95,6
4,3
17,8
1.698
73,8
58,5
66,0
83,4
281,7
491,3
211,2
702,5
116,0
65,0
1165,1
283,0
533,1
816,1
WG-GPS
BG
179,0
62,6
5,7
16,4
1.026
73,8
46,1
45,0
0,2
165,1
321,0
107,1
428,1
116,0
65,0
774,2
283,0
251,5
534,5
SM
BG
339,6
108,7
4,9
15,3
1.661
73,8
67,1
66,0
77,7
284,6
544,9
227,6
772,5
116,0
65,0
1238,1
283,0
422,8
705,8
Kl-Gr
BG
135,3
47,4
4,8
13,8
654
36,9
58,0
0,0
143,1
238,0
440,2
189,1
629,3
116,0
65,0
1048,3
283,0
-394,3
-111,3
Pa
E/W
72,9
51,0
7,8
11,2
569
80,0
58,7
2,0
0,0
140,7
177,9
73,7
251,7
116,0
167,2
675,5
283,0
-106,9
176,1
Mc
E/W
125,0
100,0
7,2
9,0
900
80,0
89,7
18,9
0,0
188,6
258,5
88,8
347,3
116,0
199,3
851,2
283,0
48,8
331,8
Tabelle 16: Einfluss unterschiedlicher Marktpreise (Varianten 1 bis 9) auf den Gewinnbeitrag am Beispiel des Landkreises OPR*
Fruchtart
Nutzungsrichtung
Ertrag zum Verkauf
Marktpreis
Variante
dtFM/ha
€/dt FM
Grenzpreis (Gr.-Pr.) o. DZ
Grenzpreis (Gr.-Pr.) m. DZ
Leistung
€/ha
Leistung (Gr.-Pr.) o. DZ
Leistung (Gr.-Pr.) m. DZ
Kosten-Gesamt
Direktzahlungen
Gewinnbeitrag
ohne
Direktzahlungen
Boniturnote
Gewinnbeitrag
mit
Direktzahlungen
€/ha
€/ha
€/ha
€/ha
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
45%
35%
25%
15%
100%
-15%
-25%
-35%
-45%
WW
N
54,5
21,8
20,3
18,8
17,3
15,0
12,8
11,3
9,8
8,3
16,9
11,7
1.184,5
1.102,8
1.021,1
939,4
816,9
694,4
612,7
531,0
449,3
919,5
636,5
919,5
283,0
264,9
183,3
101,6
19,9
-102,7
-225,2
-306,9
-388,6
-470,3
1,44
547,9
466,3
384,6
302,9
180,3
57,8
-23,9
-105,6
-187,3
1,67
2
2
2
2
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
WW
E
57,2
20,2
18,8
17,4
16,0
14,0
11,9
10,5
9,1
7,7
15,7
10,7
1.156,6
1.076,9
997,1
917,3
797,7
678,0
598,3
518,5
438,7
896,8
613,8
896,8
283,0
259,9
180,1
100,3
20,6
-99,1
-218,7
-298,5
-378,3
-458,0
1,44
542,9
463,1
383,3
303,6
183,9
64,3
-15,5
-95,3
-175,0
1,67
2
2
2
2
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
WRg
N
41,0
19,6
18,2
16,9
15,5
13,5
11,5
10,1
8,8
7,4
19,2
12,3
802,3
747,0
691,6
636,3
553,3
470,3
415,0
359,7
304,3
788,4
505,4
788,4
283,0
13,9
-41,4
-96,7
-152,1
-235,1
-318,1
-373,4
-428,7
-484,1
1,11
296,9
241,6
186,3
130,9
47,9
-35,1
-90,4
-145,7
-201,1
1,56
2
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
WRg
E
41,0
18,5
17,2
15,9
14,7
12,8
10,8
9,6
8,3
7,0
19,1
12,2
757,7
705,5
653,2
601,0
522,6
444,2
391,9
339,7
287,4
782,6
499,6
782,6
283,0
-24,8
-77,1
-129,4
-181,6
-260,0
-338,4
-390,6
-442,9
-495,2
1,00
258,2
205,9
153,6
101,4
23,0
-55,4
-107,6
-159,9
-212,2
1,56
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
Wi-Ra
BD
33,1
37,5
34,5
30,0
25,5
22,5
27,4
18,8
1.240,0
1.140,8
992,0
843,2
744,0
904,9
621,9
904,9
283,0
335,1
235,9
87,1
-61,7
-160,9
1,60
618,1
518,9
370,1
221,3
122,1
2,00
2
2
2
1
1
2
2
2
2
2
-
Fu-Ro
BG
48,6
6,1
5,7
4,9
4,2
3,7
11,4
11,4
298,7
274,8
238,9
203,1
179,2
555,6
555,6
555,6
0,0
-257,0
-280,9
-316,7
-352,6
-376,5
1,00
-257,0
-280,9
-316,7
-352,6
-376,5
1,00
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
-
Fuhi
BG
398,5
5,3
4,9
4,3
3,6
3,2
2,9
2,2
2.122,8
1.953,0
1.698,2
1.443,5
1.273,7
1.165,1
882,1
1.165,1
283,0
957,6
787,8
533,1
278,4
108,5
2,00
1.240,6
1.070,8
816,1
561,4
391,5
2,00
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
WG-GPS
BG
179,0
7,2
6,6
5,7
4,9
4,3
4,3
2,7
1.282,1
1.179,5
1.025,7
871,8
769,2
774,2
491,2
774,2
283,0
507,9
405,4
251,5
97,7
-4,9
1,80
790,9
688,4
534,5
380,7
278,1
2,00
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
-
SM
BG
339,6
6,1
5,6
4,9
4,2
3,7
3,6
2,8
2.076,1
1.910,0
1.660,9
1.411,7
1.245,7
1.238,1
955,1
1.238,1
283,0
838,0
671,9
422,8
173,6
7,5
2,00
1.121,0
954,9
705,8
456,6
290,5
2,00
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
-
Kl-Gr
BG
135,3
6,0
5,6
4,8
4,1
3,6
7,7
5,7
817,5
752,1
654,0
555,9
490,5
1.048,3
765,3
1.048,3
283,0
-230,8
-296,2
-394,3
-492,4
-557,8
1,00
52,2
-13,2
-111,3
-209,4
-274,8
1,20
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
-
Pa
E/W
72,9
11,3
10,5
9,8
9,0
7,8
6,6
5,9
5,1
4,3
9,3
5,4
824,5
767,7
710,8
653,9
568,7
483,4
426,5
369,6
312,8
675,5
392,5
675,5
283,0
149,0
92,2
35,3
-21,6
-106,9
-192,2
-249,0
-305,9
-362,8
1,33
432,0
375,2
318,3
261,4
176,1
90,8
34,0
-22,9
-79,8
1,78
2
2
2
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
1
1
Mc
E/W
125,0
10,4
9,7
9,0
8,3
7,2
6,1
5,4
4,7
4,0
6,8
4,5
1.305,0
1.215,0
1.125,0
1.035,0
900,0
765,0
675,0
585,0
495,0
851,2
568,2
851,2
283,0
453,8
363,8
273,8
183,8
48,8
-86,2
-176,2
-266,2
-356,2
1,56
736,8
646,8
556,8
466,8
331,8
196,8
106,8
16,8
-73,2
1,89
2
2
2
2
2
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
1
grau gekennzeichnet: Basisvariante, rot gekennzeichnet: negativer Gewinnbeitrag
73
1.5
Methodik zur Anbauempfehlung
Um eine integrierte Bewertung nach der Methodik von Bosch & Partner zu ermöglichen, wurde
eine geeignete Skalierung des Gewinnbeitrages entwickelt. Hierzu wird im ersten Schritt eine
Bewertung des Gewinnbeitrages anhand der Note 1 für negative Werte und der Note 2 für
positive Werte durchgeführt (vgl. Tabelle 13: Einfluss unterschiedlicher Marktpreise (Varianten 1
bis 9) auf den Gewinnbeitrag am Beispiel des Saale Holzland-Kreises*, S. 70 und Tabelle 16, S.
73). Da der stark schwankende Preis von Agrarprodukten (vgl. Kapitel 1.3.4, S.57) den Gewinnbeitrag wesentlich beeinflussen kann, wird dies bei der Boniturnotenberechnung berücksichtigt. Die Boniturnoten werden über die verschiedenen Ergebnisse gemittelt, um die Preisschwankungen einzubeziehen und kommen letztlich zu einer durchschnittlichen Einschätzung
für jede Fruchtart. Anschließend erfolgt in einem weiteren Schritt die Skalierung des Boniturnotenbereiches in drei Empfehlungsstufen (s. Tabelle 17: Skalierung des Gewinnbeitrages, s.
unten).
Tabelle 17: Skalierung des Gewinnbeitrages
Empfehlungsstufe
Boniturnote
€/ha (Gewinnbeitrag mit DZ)
im Beispiel
a
b
c
1,67 bis 2
1,34 bis 1,66
1 bis 1,33
> 150
-111 bis +150
> - 111
Hierbei wird angenommen, dass dem Landwirt der Anbau einer Fruchtart ab einem Gewinnbeitrag von > 150 €/ha besonders empfohlen werden kann. Entsprechend diesen Kategorien
können die Gewinnbeiträge der untersuchten Fruchtarten folgenden Empfehlungsklassen
zugeordnet werden (s. Tabelle 18, S. 74):
Tabelle 18: Zuordnung des wirtschaftlichen Risikos (E= Empfehlungsstufe) anhand des Gewinnbeitrages mit Direktzahlungen
Fruchtart
(Nutzungsform)
Durchw. Silphie (BG)
Silomais (BG)
Roggen-GPS (BG)
SHK
Boden: mittel
GewinnRang beitrag E
in €/ha
1
853,6
2
792,1
3
771,1
Miscanthus (ET)
4
Fu-Rg + Futterhirse (BG) 5
Pappeln (ET)
6
Winterraps (BD)
7
Winterweizen (ET)
8
Winterweizen (N)
9
Kleegras (BG)
10
Zuckerrüben (ET)
11
580,7
538,9
365,7
222,6
178,3
150,1
46,7
-6,5
OPR
Boden: leicht
Fruchtart
Gewinn(Nutzungsform)
Rang
beitrag
E
in €/ha
Silomais (BG)
1
705,8
Gerste-GPS (BG)
2
534,5
Fu-Rg + Futterhirse
3
499,4
(BG)
Winterraps (BD)
4
370,1
Miscanthus (ET)
5
331,8
Winterweizen (ET)
6
183,9
Winterweizen (N)
7
180,3
Pappeln (ET)
8
167,1
Winterroggen (ET)
9
47,9
Winterroggen (N)
10
23,0
Kleegras (BG)
11
-111,3
Da die Fruchtarten so ausgewählt wurden, dass vordergründig geeignete Fruchtarten betrachtet
wurden (Bsp.: keine Zuckerrüben auf leichten, niederschlagsarmen Standorten) sind überwiegend die Empfehlungsstufen „a“ (geringes Risiko) und „b“ ausgewiesen. Im Berechnungsmodul
(Abbildung 22, S. 76) ist jedoch für die zukünftige Anwendung bei entsprechender Datenerhebung die Bewertung jeder Fruchtart möglich. Roggen als häufigste in Brandenburg angebaute
Fruchtart, schneidet nach dem Bewertungsschema nur mittelmäßig ab. Hier ist, wie bereits in
Kapitel 1.4.2 (S. 71, Marktfrüchte OPR) dargestellt, zu prüfen, ob der statistische Ertragswert
geeignet ist, da dieser über mehrere Bodenarten und -typen zusammengefasst dargestellt ist.
Eine bodenspezifische Ertragsableitung aus den statistischen Ertragswerten ist nicht möglich.
Hier muss noch ein praktikablerer Ansatz gefunden werden.
75
Abbildung 22: Modellübersicht und Methodik zur Flächeneffizienz* (*Auswahl wesentlicher Zusammenhänge eines weitaus komplexeren Systems)
Modellübersicht und Methodik zur Flächeneffizienz*
*Auswahl wesentlicher Zusammenhänge eines weitaus komplexeren Systems
Dateninput
Stufe I Datenoutput
Stufe II Region
Stufe I Stufe II Stufe I durchschnittliche Flächengröße
Transportwege
regionale Betriebsdaten ● nicht termingebundene Arbeiten
● Anteil Leitungs‐ und Verwaltungskosten
● Pacht
● Flächenprämie
● sonstige Flächenkosten
● Lohnniveau
● Versorgungsstufe des Bodens
Ertrag dt / ha Fruchtart
● Wi‐WW
● Wi-Ra
● …..
Skalierung
Boniturnote (BN) Risikostufe
Nährstoffzufuhr/ ha
● N, P, K, Mg
Nährstoffentzug je dt
● N, P, K, Mg
Saatgut kg/ ha
Pflanzenschutz kg/ha
Dieselverbrauch l/ha
Lagerverluste %
Stufe II Bonitursystem
Gewinn‐
beitrag
in €/ha
Gewinnbeitrag + → BN = 2
Gewinnbeitrag ‐ → BN = 1
1, 00 bis 1,33 c
1,34 bis 1,66 b
1,67 bis 2,00 a
Preise für Agrarprodukte
● Durchschnittspreise
● Preisschwankungen
Boden ● leicht
● mittel
● schwer
*
Auswahl geeigneter Anbauverfahren
Datentransfer
BOSCH&PARTNER
*detaillierte Bodenangaben für SHK 76
IFEU
BOSCH&PARTNER
1.6
Abgrenzung der Betrachtungsebenen
Transportkosten zum Endkunden konnten im Projekt nicht berücksichtigt werden. Des Weiteren
sollten die betrieblichen Strukturen einer Region zukünftig stärker Beachtung finden, um z. B.
den Import von Nährstoffen über Futtermittel besser bewerten zu können.
Die Bewertung der Nährstoffe erfolgte auf Basis der Entzüge, wobei von einem ausgeglichenen
Nährstoffgehalt des Bodens ausgegangen wurde. In der Modellierung sollte für weitere ökonomische und ökologische Analysen der Bodenversorgungszustand mit berücksichtigt werden.
Da im Rahmen des Projekts ausschließlich einzelne Fruchtarten betrachtet wurden, können
keine Aussagen zu Fruchtfolgeeffekten und Systemwirkungen getroffen werden. Hierzu zählen
z. B. Nährstoff- und Humussalden, Energiebilanzen sowie die Wirtschaftlichkeit von Fruchtfolgen. Mit der Bewertung einzelner Fruchtarten ist zunächst eine Bewertungsgrundlage geschaffen, aus der sich nach dem „Bottom-up-Prinzip“ und durch weitere Datenergänzung Ergebnisse
für Fruchtfolgen zusammenstellen lassen. So ist zukünftig auch der Vorfruchtwert einzelner
Kulturarten mit zu erfassen. Ansätze hierfür sind in der Literatur (z. B. UFOP 2003) beschrieben.
Das Projektziel bestand in der Darstellung der Flächeneffizienz einzelner Fruchtarten in verschiedenen Regionen. Unter Auswahl jeweils eines Bodens nach der KTBL-Klassifizierung
wurde der Anbau ausgewählter Fruchtarten für den Saale-Holzland-Kreis exemplarisch für
mittlere Böden und für den Landkreis Ostprignitz-Ruppin für leichte Böden untersucht. Um
Aussagen für die nicht betrachteten Böden zu ermöglichen, ist wie für die genannten Beispiele
durchgeführt, eine umfangreiche Datenerhebung nötig. Anhand der entwickelten Methodik ist
eine Bewertung weiterer Fruchtarten und Böden (leicht, mittel, schwer) möglich – vorausgesetzt
es liegt eine entsprechende Datengrundlage vor. Durch Schaffung entsprechender Schnittstellen ist der Datentransfer an die Projektpartner möglich.
Festzuhalten bleibt, dass die hiermit vorgelegten, ökonomischen Daten ausschließlich für die zu
betrachtenden Standorte und die hier getroffenen Annahmen gelten und dafür korrekt sind. Eine
Übertragbarkeit auf andere Bodenverhältnisse und/oder andere Klimaregionen ist damit nicht
möglich. Jedoch ist eine methodische Grundlage geschaffen, die dieses bei Anwendung der
Methodik ermöglicht.
Weiterhin liegt der ökonomischen Betrachtung in diesem Vorhaben der mikroökonomische
Ansatz in Form einer standortbezogenen Verfahrensbewertung zugrunde, während in den
beiden anderen Bewertungsebenen Klimaeffizienz und Naturschutz der gesamtgesellschaftliche
Ansatz gewählt wurde. Somit lassen sich jeweils zwei der drei Komplexe zusammenführen,
nicht aber alle drei. Dazu würde eine ökonomische Verfahrensbewertung benötigt, die die
Transport- und Konversionslinien mit einbezieht. Zudem war im Projekt für die Ökonomie die
Bewertung auf Landkreisebene vorgesehen. Die Darstellung der Naturschutzaspekte soll nun
aber auf den Feldblock genau dargestellt werden. Hier passen die Datenauflösungen nicht
zusammen. Eine ökonomische Bewertung auf Feldblockebene hätte jedoch den Rahmen der
Projektlaufzeit deutlich überschritten.
77
Auch wird in der Ökonomie bei Fruchtarten zur Biogasproduktion, wie im Methodikteil beschrieben (vgl. Kapitel 1.5, S. 74), der Gewinnbeitrag durch den Einfluss der EEG-Vergütung gegenüber den anderen Fruchtarten bevorteilt, genauso durch die Rückführung der Gärreste und der
damit nicht als Kosten anfallenden Düngung. Um nun die Fruchtarten losgelöst von der derzeitigen Fördersituation zu betrachten, um Möglichkeiten und die Höhe evtl. Förderungen je nach
Verwertungslinie ableiten zu können, müssten solche Aspekte in den Berechnungen berücksichtigt werden.
Die genannten Anregungen und z. T. Differenzen zu den im Projekt angestrebten Zielen haben
sich während der Bearbeitung und letztlich bei der Zusammenführung aller Projektdaten
ergeben. Aufgrund dieser Vorgehensweise, Methodikerarbeitung und Abstimmung zwischen
den Partnern wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, auf denen eine Fortführung und
Detaillierung der Ergebnisse aufgebaut werden kann. Wichtig ist hierbei, wissenschaftlich
fundierte Aussagen und Empfehlungen zu erarbeiten. Diese sind in der vorliegenden Form nicht
ausreichend, um als Handlungsempfehlungen an Entscheidungsträger herausgegeben werden
zu können. Sie vermitteln vielmehr einen Überblick über den weiteren, dringend notwendigen
Forschungsbedarf auf diesem Gebiet.
Um diese gesicherte Datengrundlage zu erstellen und mit der erarbeiteten Methodik sowie
unter Berücksichtigung der genannten Einflussgrößen zu bewerten, bedarf es, abhängig von
der Anzahl der zu bewertenden Standorte, eines erheblich größeren Aufwandes als es bisher
der Fall war, da für alle Boden- und Ertragsklassen die jeweiligen Berechnungen durchgeführt
werden müssen.
Zur Verdeutlichung sei hier beispielhaft auf den Dieselverbrauch pro Jahr (in l/h) hingewiesen.
Dieser liegt bei einem 34 kW-Schlepper bei 4,3 l/h und bei einem 216 kW-Schlepper bei 27,2 l/h
(KTBL). Desgleichen unterscheiden sich z. B. die Ertragsangaben von Winterroggen zwischen
der ersten und fünften angegebenen Landbaugruppe in Brandenburg um 41 dt/ha. In Thüringen
unterscheiden sich in den betriebswirtschaftlichen Richtwerten die drei Ertragsklassen niedrig,
mittel und hoch, jeweils in einer Abstufung, die fruchtartenspezifisch ist. Unterschiede ergeben
sich am Beispiel der Wintertriticale-Produktion (Korn) hinsichtlich:
78
•
der erzielten Leistungen (Markterlöse)
o durch den jeweiligen Mehrertrag
•
der Direktkosten (Saatgut, Düngemittel, PSM, Aufbereitung)
o je höher die Ertragserwartung, desto mehr muss gedüngt werden (kg/ha) (Optimum darf nicht überschritten werde, sonst wird es unrentabel)
o je höher die Ertragserwartung, desto lohnenswerter sind gezielte PSMaßnahmen (integrierter PS nach Schadschwellenprinzip, jede PSM zuviel verschlechtert die ökonomische Rechnung)
o je höher der Ertrag, desto höher sind die Aufwendungen zur Aufbereitung
(€/ha) (Trocknung, Reinigung der Erntemenge, …)
•
der Arbeitserledigungskosten (Maschinen, Betriebsmittel, Abschreibung, Personalkosten)
o je höher die Erntemenge, desto höher ist der Kraftstoffverbrauch sowie der Personalaufwand
•
der Flächenkosten (Pacht)
o je höher der Ertrag auf der Fläche innerhalb einer zu betrachtenden Region, um
so höher ist i. d. R. die Bodengüte (Bodenpunkte) und um so teurer ist sie
Diese Zusammenhänge verlaufen nicht linear bzw. sind nicht durch Formeln abzubilden und
lassen sich auch nicht von einer zur anderen Landbaugruppe oder Ertragsklasse oder Bearbeitungsschwere ableiten oder schätzen.
Dies bedeutet, dass bei einer Fortführung der Methodikentwicklung dementsprechend Kosten
und Zeit eingeplant werden muss.
1.7
Zusammenfassung
Energiepflanzen werden für die Nutzungsrichtungen Kraftstoffe, Wärme und Biogas angebaut.
Während die Datengrundlage zur Wirtschaftlichkeitsberechnung von Getreide, Raps, Zuckerrüben, Silomais, Kleegras- und Ganzpflanzensilage auf einer breiten Basis aufbaut, liegen für
Durchwachsene Silphie, Futterhirse, Pappeln und Weiden vorerst wenige Kennzahlen vor. Für
eine sichere und abschließende Betrachtung müssen deshalb die Ergebnisse aus laufenden
Projekten zum Energiepflanzenanbau (z. B. EVA, GÖDEKE & VETTER 2005) abgewartet werden.
Auf der Grundlage eines mittleren Preisniveaus für Marktfrüchte, Hackschnitzel und Miscanthusstroh sowie unter der Annahme einer definierten Biogasanlage mit hohen Vergütungssätzen, erzielen die Biogaspflanzen nach der Systemgrenze „HOFTOR“ Gewinnbeiträge im oberen
Bereich. Obwohl für Miscanthus hohe Gewinnbeiträge berechnet wurden, ist ein wirtschaftlicher
Anbau z. Zt. noch schwierig, da u. a. Absatzmärkte fehlen (BECKER 2007) bzw. weite Transportentfernungen hohe Kosten verursachen. Von den Markfrüchten stellt sich der Winterraps
mit dem höchsten Gewinnbeitrag heraus. Zuckerrüben zur Ethanolherstellung erreichen die
Gewinnschwelle kaum. Eine Steigerung der Marktpreise um 45 % des Basiswertes führt zu
einer deutlichen Steigerung des Gewinnbeitrages (Bsp. SHK: WW von 150 €/ha auf 589 €/ha;
W-Raps: von 223 €/ha auf 678 €/ha). Dies verdeutlicht den Einfluss des Marktpreises auf die
Wirtschaftlichkeit der untersuchten Fruchtarten. Ebenfalls wesentlich ist der Einfluss des zu
Grunde gelegten Ertrages, welcher aus statistischen Erhebungen stammt.
Für die betrachteten Landkreise (Saale-Holzland-Kreis in Thüringen – mittlerer Boden; und
Ostprignitz-Ruppin in Brandenburg – leichter Boden) ergibt sich somit für fast alle betrachteten
Fruchtarten eine ökonomisch sinnvolle Anbauempfehlung.
79
2
Methodik für die Anforderung Klimaeffizienz
In diesem Kapitel wird eine Vielzahl von Bioenergiepfaden untersucht, die sich aus der Kombination verschiedener Energiepflanzen, Konversionstechnologien und Nutzungsmöglichkeiten
ergeben und auf diese Weise eine differenzierte Bewertung der Bioenergiepfade hinsichtlich
ihrer Auswirkungen auf den Treibhauseffekt zulassen.
Grundsätzliche Vorgehensweise
Die Untersuchung wird in Anlehnung an die Vorgehensweise bei Ökobilanzen durchgeführt.
Dabei werden die gesamten Lebenswege der Bioenergieträger vom Anbau der Biomasse über
die Verarbeitung zu Biokraftstoffen oder -brennstoffen bis hin zu deren energetischer Nutzung
im Vergleich zu fossilen Energieträgern betrachtet. Einen solchen vereinfachten beispielhaften
Lebenswegvergleich zeigt Abbildung 23.
Rohölförderung
Energiepflanzenanbau
Energiepflanzen
Transport
Transport
Raffination
Konversion
Foss. Energieträger
Bioenergieträger
Nutzung
Nutzung
Agrarisches
Ref.system
„Hoftor”
Kuppelprodukte
Äquivalenzprodukte
Legende:
Produkt
Prozess
Referenzsystem
Abbildung 23: Vereinfachter schematischer Lebenswegvergleich zwischen einem Bioenergieträger und einem fossilen Energieträger
Für eine sinnvolle Rangfolgenbildung der Bioenergiepfade muss u.E. zwingend der gesamte
Lebensweg betrachtet werden, da je nach Konversion und Nutzung der Biomasse unterschiedliche Treibhausgaseinsparungen erzielt werden. Da die Analyse der Flächeneffizienz (s. Teil B
1, S. 50) und Naturverträglichkeit (s. Teil B 3, S. 103) jedoch nur vom Anbau bis zur Einlagerung der Biomasse („HOFTOR“) durchgeführt wird, werden die Treibhausgasbilanzen für diese
– aus Sicht der Klimaeffizienz weniger relevante – Systemgrenze lediglich im Anhang dokumentiert.
2.1
Auswahl der Bioenergiepfade
Im Folgenden werden die untersuchten Bioenergiepfade, d.h. die Kombinationen aus Energiepflanzen, Konversionstechnologien und Nutzungen, im Detail beschrieben.
2.1.1
Auswahl der Fruchtarten und Konversionstechnologien
Die Auswahl der Energiepflanzen erfolgte durch die TLL. Ziel war es, ein möglichst breites
Fruchtartenspektrum von einjährigen Ölpflanzen (Raps) über Zucker- und Stärkepflanzen
80
(Zuckerrübe, Weizen und Roggen) und Biogaspflanzen (Kleegras, Mais, Roggen-/Gerste-GPS,
Durchw. Silphie und Futterroggen + Futterhirse) bis hin zu mehrjährigen Lignozellulosepflanzen
(Pappel, Miscanthus) abzudecken (s. Abbildung 24). Sämtliche einjährigen Pflanzen wurden
von der TLL in regionaltypische Fruchtfolgen eingebettet, die sich zwischen den beiden Landkreisen unterscheiden: Beispielsweise wird Zuckerrübe nur im Saale-Holzland-Kreis angebaut,
Roggen dagegen nur im Landkreis Ostprignitz-Ruppin (s. Tabelle 4, S. 50).
Bei den in Abbildung 24 gezeigten Pflanzen handelt es sich fast ausschließlich um Anbaubiomasse (hellgrün). Als einziger landwirtschaftlicher Reststoff wird Stroh betrachtet, das als
Koppelprodukt beim Getreideanbau anfällt (dunkelgrün). Allerdings muss ein Teil des bei der
Ernte anfallenden Strohs für die Humusreproduktion, d.h. zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit,
entweder auf dem Feld verbleiben oder nach einer Nutzung als Einstreu bei der Tierhaltung in
Form von Wirtschaftsdünger wieder auf das Feld zurückgebracht werden. Dieser Anteil kann je
nach Bodenart bis zu zwei Drittel des Strohs umfassen (MÜNCH 2008).
Energiepflanzenanbau & -ernte
Kleegras
Raps
Mais
Getr.GPS
FutterSilphie
roggen
Pappel
Miscanth.
Futterhirse
„Hoftor“
Weizen Roggen
Zuckerrübe
Reststroh
Transport
Pressen /
Extraktion
Anaerober
Abbau
Umeste- Hydrierung
rung
Pflanzenöl
Biodiesel
HVO
Biogas
LC-Aufschluss
(Pyrolyse &)
Vergasung
Aufbereitung
FischerTropsch
Biomethan
BtLDiesel
Fermentation
Festbrennstoff
Bioethanol
Abbildung 24: Betrachtete Fruchtarten und Biomassekonversionen. Getr.-GPS = GetreideGanzpflanzensilage, HVO = Hydriertes Pflanzenöl, BtL = Biomass-to-Liquid, LC = Lignozellulose.
Die betrachteten Konversionstechnologien umfassen sowohl thermochemische Verfahren
(Pyrolyse, Vergasung) als auch physikalisch-chemische (Pressung/Extraktion) und biochemische Prozesse (anaerober Abbau, Fermentation). Die dabei gewonnenen Bioenergieträger
können fest (z. B. Hackschnitzel aus Kurzumtriebs-Pappeln), flüssig (Pflanzenöl, Biodiesel,
Bioethanol und BtL-Diesel) oder gasförmig sein (Biogas, Biomethan).
2.1.2
Nutzung der Bioenergieträger und betrachtete Vergleichssysteme
Die untersuchten Bioenergieträger können entweder als Biokraftstoff im Verkehrssektor (mobile
Nutzung) oder als Biobrennstoff zur Strom- und/oder Wärmegewinnung (stationäre Nutzung)
eingesetzt werden. Tabelle 19 listet sämtliche Kombinationen aus Energiepflanzen und ihrer
81
mobilen bzw. stationären Nutzung auf und beinhaltet zusätzlich die jeweiligen fossilen Vergleichssysteme.
Tabelle 19: Mobile bzw. stationäre Nutzung der Bioenergieträger
Raps
Zuckerrübe
Weizenkorn /
Roggenkorn
Getreide-GPS / Futterroggen + Futterhirse /
Kleegras / Silomais /
Durchw. Silphie
Miscanthus / Pappel
Weizenstroh
Mobile Nutzung
(Pkw)
Pflanzenöl
Biodiesel
HVO
Bioethanol
Bioethanol
Vergleichssystem
Dieselkraftstoff
Dieselkraftstoff
Dieselkraftstoff
Ottokraftstoff
Ottokraftstoff
Biomethan
Ottokraftstoff
Bioethanol
BtL-Diesel
Bioethanol
BtL-Diesel
Ottokraftstoff
Dieselkraftstoff
Ottokraftstoff
Dieselkraftstoff
Stationäre Nutzung
(BHKW)
Strom und Wärme
(Pflanzenöl-BHKW)
Vergleichssystem
Strom- und
Wärmemix
Strom und Wärme
(Biomasse-BHKW)
Strom und Wärme
(Biogas-BHKW)
Strom- und
Wärmemix
Strom- und
Wärmemix
Strom und Wärme
(Biomasse-BHKW)
Strom und Wärme
(Biomasse-BHKW)
Strom- und
Wärmemix
Strom- und
Wärmemix
Beispiel: Schnellwachsende Holzpflanzen wie Kurzumtriebs-Pappeln können auf verschiedene
Weise energetisch genutzt werden. Die in der Regel in Form von Hackschnitzeln geernteten
Pappeln können zum einen zur zukünftigen Produktion von Biokraftstoffen der so genannten 2.
Generation wie Bioethanol aus Lignozellulose oder BtL (Biomass-to-Liquid) eingesetzt werden,
durch die herkömmlicher Otto- bzw. Dieselkraftstoff ersetzt wird. Zum anderen können die
Hackschnitzel auch direkt als Biobrennstoff in einem Kraftwerk (KW) zur reinen Stromproduktion, in einem Heizwerk (HW) zur reinen Wärmeproduktion oder in einem Blockheizkraftwerk
(BHKW) zur kombinierten Strom- und Wärmeproduktion mittels Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
genutzt werden. Dadurch wird je nachdem ein Strommix, ein Wärmemix bzw. ein Strom- und
Wärmemix aus herkömmlichen, fossilen Energieträgern ersetzt. Nähere Details zu den Vergleichssystemen bei der stationären Nutzung finden sich auch in Kapitel 2.2.5, S. 86.
2.2
Treibhausgas-Bewertung
Die Treibhausgasbilanzen werden in Anlehnung an die Vorgehensweise bei ProduktÖkobilanzen nach DIN EN ISO 14040 und 14044 (DIN 2006) erstellt. Aufgrund der Art des
Erkenntnisinteresses werden nur übersichtsartige Bilanzen angefertigt, die keiner – wie in den
Normen vorgeschriebenen – externen Begutachtung unterzogen werden, aufgrund der engen
Anlehnung an die Normen aber dennoch als belastbar angesehen werden können.
Die beiden o.g. internationalen Normen beschreiben die Grundsätze und Rahmenbedingungen
bzw. Anforderungen und Anleitungen für die Durchführung von Ökobilanzstudien. Ökobilanzen
untersuchen die Umweltaspekte und potenziellen Umweltwirkungen im Verlauf des Lebenswegs eines Produktes. Sie umfassen vier Bestandteile: (1) die Festlegung des Ziels und des
Untersuchungsrahmens, (2) die Sachbilanz, (3) die Wirkungsabschätzung und (4) die Auswertung (s. Abbildung 25).
82
Festlegung des Ziels und des
Untersuchungsrahmens
Sachbilanz
Auswertung
Wirkungsabschätzung
Abbildung 25: Bestandteile einer Ökobilanz nach DIN 14040 und 14044
Betrachtet werden insbesondere:
•
•
•
die Input- und Outputflüsse (Roh- und Werkstoffe, Energie bzw. Abfälle, Abwasser, Emissionen etc.) und
potenzielle Umweltwirkungen (z.B. Treibhauseffekt, Versauerung) des betrachteten Produktsystems (Produkt oder Dienstleistung)
und dies entlang des gesamten Lebensweges („Wiege bis zur Bahre“, von der Rohstoffförderung bis zur Entsorgung).
Damit liefern die Produkt-Ökobilanzen umfassende Informationen zu den ökologischen Wirkungen sowohl über einzelne Produktionsstufen als auch über den gesamten Lebensweg von
Produkten und Dienstleistungen. Darauf aufbauend werden Variationen und Sensitivitätsanalysen über wichtige Lebenswegabschnitte bzw. Einzelprozesse durchgeführt, so z.B. für unterschiedliche Anlagengrößen und Koppelproduktnutzungen. Somit können die wesentlichen
ökologischen Zusammenhänge der Bioenergienutzung aufgezeigt und bewertet werden.
2.2.1
Allgemeine methodische Festlegungen
Die Erstellung der Treibhausgasbilanzen orientiert sich weitgehend an den Ökobilanznormen
DIN EN ISO 14040 und 14044 (DIN 2006). Die wesentlichen Festlegungen hierbei sind:
•
•
•
•
Funktionelle Einheit: Quantifizierter Nutzen eines Produktsystems, der als Vergleichseinheit in einer Ökobilanzstudie verwendet wird. Hier wird der Nutzen in Form von Treibhausgaseinsparungen gewählt, der sich aus der Nutzung eines Hektars zur Energiepflanzenproduktion in einem Durchschnittsjahr ergibt.
Geografischer Bezug: Der Bezugsraum für die Produktion und Nutzung der Bioenergieträger ist zunächst die Bundesrepublik Deutschland, genauer gesagt der Landkreis OstprignitzRuppin (Brandenburg) und der Saale-Holzland-Kreis (Thüringen). Ausgehend davon wird
der Bezugsraum für Rohstoffe aus anderen Ländern (z. B. importiertes Sojaschrot oder
auch Erdöl) sowie zur Bewertung der Auswirkungen der indirekten Landnutzungsänderungen entsprechend erweitert.
Zeitlicher Bezug: Als Bezugszeitraum wird das Jahr 2010 gewählt.
Allokationsverfahren: Grundsätzlich wird der Systemraumerweiterung – auch Substitutionsmethode genannt – Vorrang vor der Allokation(-smethode) eingeräumt (s. BORKEN et al.
(1999) und Kapitel 2.2.6, S. 87).
83
•
Bilanzierungstiefe: Sämtliche stofflichen und energetischen Inputs und Outputs sowie die
potenziellen Umweltwirkungen des betrachteten Produktsystems werden entlang des gesamten Lebenswegs bilanziert. Lediglich die Infrastruktur (Bau von Konversionsanlagen,
Fahrzeugen und Verkehrswegen) wird nicht berücksichtigt. Die dadurch möglicherweise
entstehende Unsicherheit ist u. E. marginal, da diese Infrastrukturelemente im Regelfall bei
fossilen und biogenen Systemen gleichermaßen auftreten.
2.2.2
Basisdaten
Die für die Treibhausgasbilanzen verwendeten Basisdaten stammen sowohl vom Projektpartner
TLL als auch aus der IFEU-internen Datenbank. Im Einzelnen sind dies:
•
•
•
•
•
•
•
Energiepflanzenanbau: Ernteerträge sowie energetische und stoffliche Aufwendungen (z. B.
Dieselkraftstoff, Saatgut Dünge- und Pflanzenschutzmittel) wurden von der TLL übernommen. Die jeweiligen Vorketten stammen aus der IFEU-internen Datenbank (IFEU 2009)
Transport der Biomasse: Transportentfernungen, -mittel und Nutzlasten beruhen auf IFEU
(2009)
Biomassekonversion: Generische Prozessdaten wurden aus IFEU (2009) entnommen
Bereitstellung und Nutzung von Äquivalenzprodukten: IFEU (2009)
Transport der Bioenergieträger: Transportentfernungen, -mittel und Nutzlasten stammen
aus IFEU (2009)
Energetische Nutzung der Bioenergieträger: Verwendung generischer Daten aus IFEU
(2009)
Bereitstellung und Nutzung von fossilen Energieträgern: IFEU (2009)
2.2.3
Analysierte Umweltwirkungen
Im Rahmen dieser Studie wurde als einzige Umweltwirkung der Treibhauseffekt untersucht.
Dieser bezeichnet die Erwärmung der Atmosphäre in Folge der vom Menschen verursachten
Freisetzung von klimawirksamen Gasen. In Ökobilanzen wird nur der anthropogene Treibhauseffekt betrachtet. Es werden Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Verbrennung von fossilen Energieträgern sowie Methan (CH4) und Lachgas (Distickstoffoxid, N2O) berücksichtigt. Alle Gase
werden nach vorgegebenen Faktoren in Kohlenstoffdioxid-Äquivalente (CO2-Äquivalente)
umgerechnet und in dieser Studie als kg CO2-Äquivalente ausgewiesen. Die zugehörigen
Indikatoren, Sachbilanzgrößen und Äquivalenzfaktoren sind in Tabelle 20 zusammengestellt.
Tabelle 20: Indikatoren, Sachbilanzgrößen und Äquivalenzfaktoren für die untersuchte Umweltwirkung Treibhauseffekt
Indikator
CO2-Äquivalente
Sachbilanzgröße
Kohlenstoffdioxid (CO2), fossil
Methan (CH4), fossil
Methan (CH4), biogen
Distickstoffoxid (N2O)
IPCC 1995
1
21
18,25
310
Äquivalenzfaktor
IPCC 2001
IPCC 2007
1
1
25,75
27,75
23
25
296
298
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass bei Ökobilanzen in der Regel noch eine Reihe
weiterer Umweltwirkungen wie Versauerung, Nährstoffeintrag, Photosmog und Ozonabbau
84
untersucht werden. Dies ist für eine ganzheitliche ökologische Bewertung auch zwingend nötig,
da Ökobilanzen zu Bioenergieträgern in der Vergangenheit immer wieder zeigten, dass durch
den Anbau und die energetische Nutzung von Biomasse meist mit einer Zunahme von Versauerung von Böden und vermehrtem Nährstoffeintrag zu rechnen ist (RETTENMAIER et al. 2009,
VOGT et al. 2008, REINHARDT et al. 2006). Angesichts des zweiten Bodenschutzberichts der
Bundesregierung (BMU 2009a), der besonders die Landwirtschaft als Verursacher für überhöhte Nährstoffeinträge und Überschreitung der „critical loads“ für versauernde Substanzen
verantwortlich macht, muss dies – bei aller Dringlichkeit des Klimaproblems – immer wieder
betont werden.
2.2.4
Berechnung der Treibhausgasemissionen
Das Konzept des Erderwärmungspotenzials, des „Global Warming Potential“ (GWP), wurde
entwickelt, um die Fähigkeit verschiedener Gase, Energie in der Atmosphäre zurückzuhalten,
zu vergleichen. Das GWP eines Treibhausgases basiert auf seiner Wärmeabsorptionsfähigkeit
sowie der Verweildauer des Gases in der Atmosphäre im Vergleich zu Kohlendioxid, das als
Referenz für alle anderen Treibhausgase dient (GWP CO2 = 1). Um den Beitrag von Treibhausgasen wie Methan und Lachgas zur Erderwärmung in Relation zum Kohlendioxid zu bestimmen, wird nach Konvention meist ein Zeitraum von 100 Jahren gewählt, innerhalb dessen die
Gase ihren Treibhauseffekt entfalten. Diese so genannten CO2-Äquivalenzwerte werden durch
das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) vorgegeben. Das IPCC ist ein internationales Fachgremium, das sowohl die Methode als auch die entsprechenden Kennzahlen für
jede klimawirksame Substanz errechnet und fortschreibt. Die vom IPCC fortgeschriebenen
Berichte sind grundsätzlich in Ökobilanzen als wissenschaftliche Grundlage zur Instrumentalisierung des Treibhauseffektes in ihrer jeweils neuesten Fassung heranzuziehen. Die aktuellen
Äquivalenzfaktoren entsprechen dem Wissensstand der Forschung nach IPCC (2007).
Auch hiervon ist allerdings eine abweichende Bewertungsmöglichkeit gegeben. So wurde in der
Klimarahmenkonvention nach dem Kyoto-Protokoll vereinbart, dass Treibhausgase auf Basis
des damaligen Wissenstandes bewertet werden sollen (IPCC 1995), wodurch auch die Pflichten
zur Berichterstattung und zur Überprüfung von Emissionsinventaren gemäß der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen auf Basis dieser Faktoren zu erfolgen haben (UNFCCC
2002). In den Fällen, in denen die Ergebnisse aus Treibhausgasbilanzen sich am KyotoProtokoll bemessen sollen, ist es insofern begründet, zur Berechnung der CO2-Äquivalenzwerte
die Faktoren nach IPCC 1995 anstelle der Faktoren nach dem aktuellen Wissensstand von
IPCC 2007 heranzuziehen. Dagegen ist nicht nachvollziehbar, warum im Rahmen der europäischen Erneuerbare-Energien-Richtlinie (2009/28/EG) und der darauf basierenden deutschen
Nachhaltigkeitsverordnungen (BioSt-NachV/Biokraft-NachV) ausgerechnet die IPCC-Faktoren
aus dem Jahr 2001 verwendet werden sollen.
In Tabelle 20 (S. 84) ist das Treibhauspotenzial (GWP) nach IPCC 1995, 2001 und 2007
aufgeführt. Über die Vorgaben nach IPCC hinaus ist dabei für Methan berücksichtigt, dass dies
sowohl fossilen als auch regenerativen Ursprungs sein kann. Methan hat eine Halbwertszeit
von ca. 15 Jahren und reagiert in der Atmosphäre mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser.
Da sich das Treibhauspotenzial auf einen Zeithorizont von 100 Jahren bezieht, ist für Methan zu
berücksichtigen, dass es im verbleibenden Zeitraum ggf. in Form von Kohlendioxid ein weiteres
klimawirksames Potenzial aufweist. Dies ist aber nur dann der Fall, wenn Methan fossilen
85
Ursprungs ist und damit auch das anschließend entstehende Kohlendioxid. Dagegen ist
regeneratives Kohlendioxid klimaneutral, d.h. sein Treibhauspotenzial ist Null, da es ursprünglich von Pflanzen aus der Atmosphäre entzogen wurde.
In dieser Studie wurden die CO2-Äquivalenzwerte nach IPCC 2007 verwendet.
2.2.5
Bioenergie: Wahl der Vergleichssysteme
Die Ökobilanznormen verlangen als Grundprinzip, dass in einem Prozess entstehende Nutzen
durch Systemraumerweiterung ausgeglichen werden. Wird z.B. Strom erzeugt, dann muss das
System um die Stromerzeugung aus einem anderen Prozess erweitert werden. Die Anrechnung
erfolgt üblicherweise als Gutschrift, da dieser andere Prozess ersetzt wird. Dieser so genannte
Äquivalenzprozess bildet entweder die ansonsten übliche Erzeugung von Strom ab (Durchschnittsbetrachtung) oder aber eine ganz bestimmte Erzeugungsart wie z. B. die Stromerzeugung ausschließlich aus fossilen Brennstoffen (Kohle, Erdgas), wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit gegeben ist, dass genau diese ersetzt werden (Marginalbetrachtung). Für die Marginalbetrachtung wird hinterfragt, wie die Energieversorgungsunternehmen auf eine alternative
Strombereitstellung aus Energiepflanzen reagieren würden. Mögliche Reaktionen sind je nach
Umfang der bereitgestellten Strommenge, dass bestimmte Kraftwerke weniger Strom produzieren (Teillastbetrieb) oder – langfristig und bei größeren Strommengen – bestimmte Kraftwerke
abgeschaltet, stillgelegt oder nicht gebaut werden.
In dieser Studie wurde die Gutschrift für die erzeugte Energie nach der Marginalbetrachtung
verrechnet, da dies dem in Deutschland üblichen Vorgehen entspricht, Treibhausgaseinsparungen durch Erneuerbare Energien zu ermitteln. Beschrieben ist diese Methode zur Anrechnung der eingesparten Treibhausgasemissionen in der BMU-Broschüre „Erneuerbare Energien
in Zahlen“ (BMU 2008a), die regelmäßig aktualisiert wird.
Die Vorgehensweise bei Strom basiert auf einer Studie des Fraunhofer Instituts für System- und
Innovationsforschung (KLOBASA & RAGWITZ 2005), in der untersucht wurde, in welchem Ausmaß
verschiedene Erneuerbare Energien bei dem zurzeit vorhandenen Kraftwerkspark bzw. bei der
üblichen Wärmeerzeugung konventionelle Energieträger ersetzen. Diese Studie wurde kürzlich
aktualisiert (KLOBASA et al. 2009), verbunden mit der Empfehlung, für die Jahre 2008 und 2009
die Substitutionsfaktoren von 2006 zu verwenden (Tabelle 21). Diese wurden für diese Studie
etwas vereinfacht und auf 5%-Stufen gerundet.
Tabelle 21: Substitutionsfaktoren für Bioenergie für das Jahr 2006 (KLOBASA et al. 2009)
Feste Biomasse
Flüss. Biomasse
Biogas
Braunkohle
16%
5%
5%
Fraunhofer ISI (2009)
SteinErdkohle
gas
59%
25%
62%
32%
62%
32%
Mineralöle
0%
1%
1%
Vereinfachung IFEU
BraunSteinErdkohle
kohle
gas
15%
60%
25%
5%
60%
35%
5%
60%
35%
Wird in einem Prozess mehr als ein Nutzen erzeugt, wie z.B. neben Strom auch Wärme oder
Düngemittel, dann müssen auch diese Nutzen durch Systemraumerweiterung ausgeglichen
werden. Und auch hier kommen dafür als Äquivalenzprozesse entweder die übliche durchschnittliche Erzeugung oder eine ganz bestimmte Erzeugung dieser Produkte in Frage. Für die
86
Wärmeerzeugung aus Biomasse wurden die jeweils ersetzten Wärmebereitstellungsmixe nach
MEMMLER et al. (2009) angesetzt (Tabelle 22). Für feste Biomasse wurden die Werte für
Brennholz-Zentralfeuerungen übernommen. Wie alle anderen Werte wurden sie für diese
Studie etwas vereinfacht und auf 5 %-Stufen gerundet.
Tabelle 22: Substitutionsfaktoren für Bioenergien im Wärmemarkt (MEMMLER et al. 2009)
Feste Biomasse
Flüss. Biomasse
Biogas
2.2.6
Mineralöle
65%
35%
48%
Erggas
20%
48%
46%
MEMMLER et al. (2009)
Stein- BraunFernkohle
kohle
wärme
2%
3%
0%
1%
1%
6%
6%
0%
0%
Strom
10%
8%
0%
Vereinfachung IFEU
Mine- Erd- Stein- Strom
ralöle gas kohle
65% 20%
5%
10%
35% 50%
5%
10%
50% 45%
5%
0%
Bewertung der Koppelprodukte
Nicht immer ist eine Systemraumerweiterung für alle erzeugten Nutzen praktisch möglich. In
diesen Fällen lassen die Ökobilanznormen auch die Allokationsmethode zu, mittels derer der
Nutzen den einzelnen Koppelprodukten zugeordnet bzw. angerechnet wird. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn unterschiedliche Nutzen aus einem Prozess entstehen und für diese
unterschiedliche Gutschriften in Frage kommen. Das Gesamtsystem kann in diesen Fällen sehr
unüberschaubar werden, zudem können verschiedene Gutschriftmöglichkeiten zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen führen. Aus Gründen der Transparenz und Reproduzierbarkeit der
Ergebnisse kann daher in solchen Fällen die Allokation anstelle der Systemraumerweiterung
durch Gutschrift sinnvoll sein.
Dies ist z.B. der Fall bei den Treibhausgasbilanzen, die im Rahmen der BiokraftstoffNachhaltigkeitsverordnung (BIOKRAFT-NACHV 2009) ermittelt wurden. Die Biokraft-NachV
befasst sich im Speziellen mit der Erzeugung von Biokraftstoffen. Die dabei untersuchten
Systeme sind von sehr vielen Nutzen gekennzeichnet für die auch mehrere Gutschriften in
Frage kommen. Da die resultierenden Werte in einer Rechtsverordnung zur Anwendung
kommen, ist hier aber ganz besonders wichtig, dass die Ergebnisse transparent, nachvollziehbar und damit rechtssicher sind. Deswegen wurde im Rahmen der Biokraft-NachV die Methode
der Allokation nach Energiegehalt angewendet.
Abbildung 26 (S. 88) zeigt die beiden grundsätzlichen Möglichkeiten zur Bewertung der Koppelprodukte: Links die Substitutions- (Gutschriftsverfahren), rechts die Allokationsmethode.
87
Substitution
Rohölförderung
Rapsanbau
Transport
Transport
Allokation
Agrarisches
Ref.system
Imkereiprodukte
Konvention.
Produkte
%
Imkereiprodukte
Rapssaat
Extraktion
Raffination
Rapsschrot
Sojaschrot
Rapsöl
Umesterung
Diesel
RME
Nutzung
Nutzung
%
Rapsschrot
Rapsöl
Glyzerin
Chemikalien
%
Glyzerin
RME
Abbildung 26: Lebenswegvergleich mit unterschiedlicher Berücksichtigung der Kuppelprodukte
Die in dieser Studie untersuchten Systeme der Bioenergieerzeugung und -nutzung sind
dagegen weitgehend überschaubar und bis auf die zuvor beschriebenen unterschiedlichen
Ansätze zur Anrechnung der erzeugten Energie auch in den Gutschriften weitgehend eindeutig.
Insofern wurde in dieser Studie, entsprechend dem Grundprinzip der Ökobilanzen, die Methode
der Systemraumerweiterung durch Gutschrift (Substitutionsmethode) angewendet.
2.2.7
Landwirtschaftliche Referenzsysteme und Landnutzungsänderungen
Für den Anbau von Energiepflanzen werden Anbauflächen benötigt. Derartige Flächenbelegungen und die daraus resultierenden Umweltwirkungen (z.B. Treibhausgasemissionen) müssen in
Ökobilanzen berücksichtigt werden. Dabei liegt stets die Frage zu Grunde, wie die betrachtete
Fläche genutzt würde, wenn man darauf keine Energiepflanzen anbaute. Diese alternative
Flächennutzung wird als so genanntes landwirtschaftliches Referenzsystem bezeichnet. Nähere
Details zu landwirtschaftlichen Referenzsystemen sowie zur Relevanz von Nutzengleichheit und
geografischem Bezugsraum finden sich in JUNGK & REINHARDT (2000).
Das landwirtschaftliche Referenzsystem umfasst auch sämtliche Landnutzungsänderungen, die
durch die Flächenbelegung mit Energiepflanzen induziert werden. Werden für den Anbau von
Energiepflanzen bestehende Ackerflächen belegt, spricht man von einer Landnutzungsänderung (engl. land use change, LUC), wenn lediglich ein Fruchtartenwechsel stattfindet (z. B.
Weizen zu Mais) bzw. sich die Verwendung ein und derselben Fruchtart ändert (z. B. Futterweizen zu Ethanolweizen). Werden dagegen für den Energiepflanzenanbau Dauergrünlandflächen
oder gar wertvolle Naturflächen in Ackerland umgewandelt, wird dies als Landbedeckungsänderung (engl. land cover change, LCC) bezeichnet. Der Einfachheit halber werden beide Prozesse
im Folgenden unter „Landnutzungsänderung“ zusammengefasst und mit dem englischen „LUC“
abgekürzt.
Für die vorliegende Untersuchung wurden drei landwirtschaftliche Referenzsysteme betrachtet:
Brache, Getreide und Dauergrünland (Szenarien I bis III in Abbildung 27).
88
Agrarisches Referenzsystem inkl.
direkte
Rohölförderung
Energiepflanzenanbau
I
Landnutz.änd. indirekte
Brache
Deutschland
Energiepflanzen
Transport
„Hoftor”
II
Transport
III
Getreide
Getreide
Grassteppe
Deutschland
USA
USA
Dauergrünland
Soja
Naturwald
Deutschland
Brasilien
Brasilien
Grassteppe
Raffination
Konversion
Foss. Energieträger
Bioenergieträger
Nutzung
Nutzung
Futtermittel
Soja
Deutschland
USA /
Brasilien
USA
Naturwald
Brasilien
Legende:
Produkt
Prozess
Referenzsystem
Abbildung 27: Der Energiepflanzenanbau mit direkten und indirekten Einfluss auf die Landnutzungsänderungen
In Deutschland bzw. der Europäischen Union wurde in der Vergangenheit ein gewisser Teil der
landwirtschaftlichen Nutzfläche (Ackerland und Grünland) zur Vermeidung von Überproduktion
stillgelegt, d.h. aus der Nutzung genommen. Im Zuge der CAP-Reformen der 1990er Jahre
wurden die Bestimmungen dahingehend gelockert, dass auf solchen Stilllegungsbrachen
Energiepflanzen angebaut werden durften (Szenario I in Abbildung 27). Aufgrund der relativ
kurzen Stilllegungsdauer ist davon auszugehen, dass sich der Bodenkohlenstoffvorrat auf
diesen Brachflächen nicht signifikant gegenüber Ackerland erhöht hat, d. h. dass diese direkte
Landnutzungsänderung keine Treibhausgasemissionen verursacht.
Seit Anfang des neuen Jahrtausends stellt sich eine zunehmende Flächenknappheit ein, die
zum einen durch die steigende Nahrungsmittelnachfrage infolge des weltweiten Bevölkerungswachstums sowie sich verändernder Essgewohnheiten, und zum anderen durch den Bioenergie-Boom in den Industrieländern ausgelöst wird. Da zudem die für den Energiepflanzenanbau
auf Stilllegungsflächen gezahlte Prämie von 45 €/ha aber relativ niedrig ausfiel, wurde zunehmend auch die Basisfläche für den Energiepflanzenanbau belegt. Als Folge der Verdrängung
der bestehenden Nahrungs- oder Futtermittelproduktion können sowohl direkte als auch
indirekte Landnutzungsänderungen ausgelöst werden.
Direkte Landnutzungsänderungen liegen vor, wenn wie in den Szenarien II und III in Abbildung
27 statt der bisherigen Nahrungsmittelproduktion (Getreide) auf Ackerland oder der Futterproduktion auf Grünland nunmehr Biomasse für energetische Zwecke angebaut wird. Wird Grünland in Ackerland umgewandelt (Szenario III), kommt es zu einer Reduktion des Kohlenstoffbestandes im Boden und der Vegetation und damit zur Freisetzung von treibhauswirksamem CO2.
Da der Bedarf an Nahrungs- und Futtermitteln aber weiterhin vorhanden ist, müssen diese
anderswo produziert werden. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass anderswo auf der
89
Welt Naturflächen in Ackerland umgewandelt werden, um die in Deutschland nicht mehr
produzierten Nahrungs- und Futtermittel auszugleichen (Szenarien II und III in Abbildung 27
sowie Abbildung 28). Bei diesen indirekten Landnutzungsänderungen kommt es im Gegensatz
zum Szenario I zu beträchtlichen Treibhausgasemissionen durch den Verlust des im Boden und
in der Vegetation gespeicherten Kohlenstoffs, was sich aus Klimaschutzsicht äußerst nachteilig
auswirkt.
(1)
(Zertifizierte) Biomasseproduktion nach guter
fachlicher Praxis…
(2)
…ersetzt die bisherige
Landnutzung, z.B. Futtermittelproduktion.
Europa:
Ausweitung des Biomasseanbaus für
Bioenergie
INDIREKTE AUSLÖSUNG
VON ENTWALDUNG
(4)
Der dortige Flächenbedarf
wird wahrscheinlich mit
Naturwaldflächen gedeckt.
(3)
Fehlende Futtermittel
werden importiert, z.B.
aus tropischen Ländern.
Abbildung 28: Beispielhafter Mechanismus einer möglichen indirekten Landnutzungsänderung
(verändert nach FEHRENBACH et al. 2008)
Unstrittig ist, dass diese indirekten Zusammenhänge auf globaler Ebene bestehen. Da diese
aber nicht-kausaler Natur sind, ist sowohl die Berechnung als auch die Zuweisung dieser
Effekte zu einer bestimmten Biomassecharge oder einer bestimmten Fläche problematisch.
Dies hängt mit den folgenden Punkten zusammen:
•
•
•
90
Die indirekten Effekte sind grundsätzlich losgelöst von räumlichen Zusammenhängen und
wickeln sich über die komplexen Mechanismen der Agrarmärkte ab.
Die Beanspruchung von einem Hektar Fläche für Biomasse induziert nicht zwingend die
Neuerschließung von exakt einem Hektar Fläche für die verdrängte Nahrungs- oder Futterpflanze
In einigen Fällen treten bei Bioenergie-Lebenswegen auch Effekte auf, die sich positiv auf
Flächenbelegungen auswirken. Diese zeigen sich beispielsweise, wenn bei der Biokraftstoffproduktion als Koppelprodukt Futtermittel anfallen (z. B. Rapsschrot, DDGS, Zuckerrübenschnitzel, Schlempe oder Vinasse), deren Produktion sonst anderswo Ackerflächen in
Anspruch nehmen würde. Dadurch könnte beispielsweise Grassteppe in den USA oder Naturwald in Brasilien „geschont“ werden, was zu einer Gutschrift in den Treibhausgasbilanzen
führt (s. Abbildung 27, S. 89).
Aktuell wird kontrovers diskutiert, wie solche indirekten Effekte quantifiziert werden können. Ein
vielfach favorisierter Ansatz sieht die Kombination von ökonometrischen und biophysikalischen
Modellen vor. Ökonometrische Modelle wurden ursprünglich entwickelt, um für vorgegebene
Szenarien Angaben zum Ausmaß von Marktveränderungen zu liefern, die aus veränderten
Handelsströmen bestimmter Güter resultieren. Da diese Marktzusammenhänge die vorausgehend beschriebenen indirekten Effekte vom Prinzip her einbeziehen, werden solche Modelle
auch als geeignet angesehen, Angaben zum Ausmaß von Landnutzungsänderungen abzuschätzen. Verknüpft man die Modelle in einem zweiten Schritt mit biophysikalischen Daten,
lassen sich mit ihnen grundsätzlich auch Treibhausgasemissionen berechnen.
Im Rahmen dieser Studie konnten solche Modellierungen jedoch nicht vorgenommen werden,
weshalb lediglich einige beispielhafte Mechanismen möglicher indirekter Landnutzungsänderungen aufgezeigt werden.
Alle drei betrachteten landwirtschaftlichen Referenzsysteme (Brache, Getreide und Grünland)
wurden auf zwei unterschiedliche Arten analysiert: Im ersten Fall wurden nur direkte Landnutzungsänderungen betrachtet, im zweiten Fall wurden direkte und indirekte Landnutzungsänderungen berücksichtigt.
2.3
Ergebnisse
Im Folgenden werden die Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen für die in Kapitel 2.1 (S. 80)
beschriebenen Bioenergiepfade präsentiert. Zunächst wird das Zustandekommen der Ergebnissalden erläutert, danach werden die Ergebnisse getrennt für die drei Referenzsysteme
Brache, Getreide und Grünland vorgestellt, bevor abschließend eine Gesamteinschätzung
vorgenommen wird.
2.3.1
Exemplarische Detailergebnisse
Abbildung 29 (S. 88) zeigt die Vor- und Nachteile zweier im Saale-Holzland-Kreis produzierter
Biokraftstoffe gegenüber ihren fossilen Äquivalenten für die Umweltwirkung Treibhauseffekt,
ausgedrückt in CO2-Äquivalenten pro Hektar und Jahr. Im oberen Teil der Grafik ist der Vergleich zwischen Zuckerrüben-Bioethanol und Ottokraftstoff abgebildet, der untere Teil zeigt den
Vergleich zwischen Pappel-BtL-Diesel und Dieselkraftstoff, jeweils für die drei Referenzsysteme
Brache, Getreide und Grünland mit und ohne indirekte Landnutzungsänderungen.
Dazu sind zunächst in den ersten sechs Balken die Aufwendungen (rechts des Ursprungs) und
Gutschriften (links des Ursprungs) für Zuckerrüben-Bioethanol dargestellt. Der siebte Balken
zeigt die Aufwendungen für das Äquivalenzprodukt, fossilen Ottokraftstoff. Die darunter abgebildeten Ergebnissalden sind die Summe von biogenem und fossilem Kraftstoff und damit das
Gesamtergebnis für den jeweiligen Lebenswegvergleich. Sie geben an, wie viele CO2Äquivalente pro Hektar und Jahr durch den Einsatz von Zuckerrüben-Bioethanol anstelle von
Ottokraftstoff vermieden werden können.
91
Ergebnisse für Zuckerrüben-Bioethanol:
•
•
•
Durch den Einsatz von Zuckerrüben-Bioethanol anstelle von fossilem Ottokraftstoff können
CO2-Emissionen in Höhe von ca. 4,2 bis 17,4 t CO2-Äquivalenten (CO2eq) pro Hektar und
Jahr vermieden werden, es sei denn, die indirekten Landnutzungsänderungen beim Referenzsystem „Grünland“ werden mit berücksichtigt. In diesem Fall kommt es zu CO2Mehremissionen in Höhe von 8,1 t CO2eq pro Hektar und Jahr.
Aufwendungen für die Bioethanolproduktion aus Zuckerrüben ergeben sich im Wesentlichen
aus dem Zuckerrübenanbau und dem Konversionsprozess. Werden jedoch beim Referenzsystem „Grünland“ die indirekten Landnutzungsänderungen mit berücksichtigt, dominieren
die daraus resultierenden Emissionen die Bilanz.
Gutschriften werden vor allem durch Rübenschnitzel und Vinasse bestimmt, die als Futtermittel für Rinder eingesetzt werden und Gerste aus den USA bzw. Sojaschrot aus Brasilien
ersetzen. Werden dadurch Grassteppe bzw. Naturwald geschont (Szenario iLUC), ergeben
sich zum Teil beträchtliche Gutschriften.
Ergebnisse für Pappel-BtL-Diesel:
•
92
Da bei Pappel-BtL-Diesel keine flächenrelevanten Gutschriften (z. B. Futtermittel) auftauchen, unterscheiden sich die Ergebnisse zwischen Brache – dLUC und Brache – ilUC nicht.
Dieser dämpfende Effekt fehlt insbesondere im Szenario Grünland – iLUC, wo die Naturwaldrodung in Brasilien (für Sojaanbau als Ersatz für die Futterproduktion auf Grünland) voll
zu Buche schlägt und ein negatives Ergebnis hervorruft.
←Gutschriften
ZuRü - Bioethanol
Brache - dLUC
Aufwendungen→
Brache - iLUC
Getreide - dLUC
Getreide - iLUC
Grünland - dLUC
Grünland - iLUC
←Vorteile
Foss. Ottokraftst.
Saldo bio + fossil
Nachteile→
Brache - dLUC
Brache - iLUC
-5,6
-17,4
Getreide - dLUC
Getreide - iLUC
-4,3
-14,3
Grünland - dLUC
Grünland - iLUC
-4,7
8,1
Pappel - BtL-Diesel
Brache - dLUC
Brache - iLUC
Getreide - dLUC
Getreide - iLUC
Grünland - dLUC
Grünland - iLUC
Foss. Dieselkraftst.
Saldo bio + fossil
Brache - dLUC
Brache - iLUC
-6,2
-6,2
Getreide - dLUC
Getreide - iLUC
-4,9
-3,1
Grünland - dLUC
Grünland - iLUC
-5,3
19,3
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
t CO2eq / (ha*a)
Anbau
Biomasse Transport
Konversion (diverse)
Gutschr. Gerste, Gluten
Gutschr. Naturwald
Transport
Saldo
Referenzsystem
Konversion Pressen/Extr.
Konversion Biogas/-CH4
Gutschr. Soja
Gutschr. Öle
Nutzung
Biomasse Lagerung
Konversion Raffination
Konversion KS 2. Gen.
Gutschr. Steppe
Gutschr. EtOH
Foss. Äquivalent
Abbildung 29: Detailliertes Ergebnis der Lebenswegvergleiche zwischen Zuckerrüben-Bioethanol
und Ottokraftstoff sowie zwischen Pappel-BtL-Diesel und Dieselkraftstoff im SaaleHolzland-Kreis.
2.3.2
LK Ostprignitz-Ruppin und Saale-Holzland-Kreis im Vergleich
In diesem Abschnitt werden die Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen aller Lebenswegvergleiche für die drei Referenzsysteme Brache, Getreide und Grünland präsentiert. Die Ergebnisse
93
der Lebenswegvergleiche sind in Form von Bandbreiten dargestellt, die sämtliche Konversionstechnologien und Nutzungen umfassen. Beispielsweise beinhaltet die Bandbreite für Raps
sowohl die mobile Nutzung als Pflanzenölkraftstoff, Biodiesel und hydriertes Pflanzenöl (HVO)
als auch die stationäre Nutzung zur Strom- und Wärmeerzeugung. Der Fehlerbalken zeigt das
Ergebnis bei reiner Strom- bzw. Wärmeerzeugung, d.h. ohne KWK.
Referenzsystem Brache
Abbildung 30 (S. 950) zeigt für das Referenzsystem „Brache“ die Vor- und Nachteile aller
Bioenergiepfade gegenüber ihren jeweiligen fossilen Äquivalenzprodukten für die Umweltwirkung Treibhauseffekt, jeweils für den LK Ostprignitz-Ruppin (OPR) und den Saale-HolzlandKreis (SHK).
Ergebnisse für „Brache – dLUC“:
•
•
•
•
•
Sämtliche Bioenergieträger weisen eine positive Treibhausgasbilanz auf.
Die Ergebnisse für den Saale-Holzland-Kreis sind dabei aufgrund der höheren Flächenerträge in der Regel besser als für den LK Ostprignitz-Ruppin. Einzige Ausnahme ist der
Raps, dessen Ertragsvorteil in SHK durch einen deutlich höheren Dieselbedarf – wohl aufgrund des schwereren Bodens – überkompensiert wird.
Die energetische Nutzung von Marktfrüchten (Raps, Weizen, Roggen und Zuckerrübe)
sowie von Pflanzen zur Biogasproduktion führt zu Treibhausgaseinsparungen von bis zu
10 t CO2-Äquivalenten pro Hektar und Jahr.
Dagegen kann mit Pappel und Miscanthus im besten Fall mehr als die doppelte Menge an
Treibhausgasen eingespart werden, wenn diese zur stationären Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden.
Aus der energetischen Nutzung von Weizenstroh resultieren Treibhausgaseinsparungen bis
zu 5 t CO2eq / (ha*a) bzw. 1,4 t CO2eq / t Stroh (FM), der eigentlich korrekteren Bezugsgröße
für einen Reststoff wie Stroh.
Ergebnisse für „Brache – iLUC“:
•
•
•
94
Die Ergebnisse für die Pflanzen zur Biogasproduktion, Pappel, Miscanthus und Weizenstroh
sind exakt gleich wie im Szenario „Brache – dLUC“, da bei ihrer energetischen Nutzung keinerlei flächenrelevante Koppelprodukte wie Futtermittel entstehen.
Bei der energetischen Nutzung von Marktfrüchten für Biokraftstoffe der 1. Generation
(Pflanzenölkraftstoff, Biodiesel, HVO und Bioethanol) fallen dagegen Futtermittel als flächenrelevante Koppelprodukte an, welche sich deutlich auf die Ergebnisse bzw. deren Muster auswirken. Beispielsweise verbessert sich die THG-Bilanz von Zuckerrüben-Bioethanol
durch die iLUC-Gutschriften von Rübenschnitzeln und Vinasse von 5,5 auf 17,3 t CO2eq /
(ha*a).
←Vorteile für Bioenergie
BRACHE - dLUC
Raps
Nacht.→
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Marktfrüchte
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pflanzen zur
Biogasproduktion
Futterroggen / -hirse
Pappel
Miscanthus
OPR
-30
Weizenstroh
SHK
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
BRACHE - iLUC
Raps
Nacht.→
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Marktfrüchte
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pflanzen zur
Biogasproduktion
Pappel
Miscanthus
OPR
-30
Weizenstroh
SHK
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
t CO2eq / (ha*a)
Abbildung 30: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Brache“
95
Referenzsystem Getreide
Abbildung 31 (S. 97) zeigt für das Referenzsystem „Getreide“ die Vor- und Nachteile aller
Bioenergiepfade gegenüber ihren jeweiligen fossilen Äquivalenzprodukten für die Umweltwirkung Treibhauseffekt, jeweils für den Landkreis Ostprignitz-Ruppin (OPR) und den SaaleHolzland-Kreis (SHK).
Ergebnisse für „Getreide – dLUC“:
•
•
•
Das Ergebnis für Weizenstroh ist exakt gleich wie im Szenario „Brache – dLUC“, da sich
eine Änderung des Referenzsystems nicht auf Reststoffe wie Stroh auswirkt.
Alle anderen Ergebnisse zeigen zumindest das gleiche Muster wie im Szenario „Brache –
dLUC“, allerdings etwas nach rechts verschoben, d.h. es können weniger Treibhausgase
eingespart werden. Dies liegt daran, dass für das verdrängte Nahrungsmittel-Getreide aus
Gründen der Nutzengleichheit ein zusätzlicher Getreideanbau in der Bilanz berücksichtigt
werden muss, dessen Emissionen zu der „Rechtsverschiebung“ führen.
Ergebnisse für „Getreide – iLUC“:
•
•
•
96
Erstmals weisen einige Bioenergieträger eine negative Treibhausgasbilanz auf. Dabei
handelt es sich um Biogas und Biomethan aus Kleegras sowie um Bioethanol aus Pappel
und Miscanthus (bei letzterem nur in OPR).
Das Ergebnis für Weizenstroh ist exakt gleich wie in allen bisher diskutierten Szenarien, da
sich eine Änderung des Referenzsystems nicht auf Reststoffe auswirkt.
Alle anderen Ergebnisse zeigen wiederum das „iLUC-Muster“ wie im Szenario „Brache –
iLUC“, allerdings auch hier etwas nach rechts verschoben, d. h. es können weniger Treibhausgase eingespart werden. Dies liegt daran, dass für das verdrängte NahrungsmittelGetreide aus Gründen der Nutzengleichheit ein zusätzlicher Getreideanbau in der Bilanz
berücksichtigt werden muss, dessen Emissionen inklusive der Umwandlung von USamerikanischer Grassteppe in Ackerland zu der „Rechtsverschiebung“ führen.
GETREIDE - dLUC
Raps
Nacht.→
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
-30
Weizenstroh
SHK
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
GETREIDE - iLUC
Raps
Nacht.→
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
-30
Weizenstroh
SHK
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
t CO2eq / (ha*a)
Abbildung 31: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Getreide“
97
Referenzsystem Grünland
Abbildung 32 (S. 99) zeigt für das Referenzsystem „Grünland“ die Vor- und Nachteile aller
Bioenergiepfade gegenüber ihren jeweiligen fossilen Äquivalenzprodukten für die Umweltwirkung Treibhauseffekt, jeweils für den Landkreis Ostprignitz-Ruppin (OPR) und den SaaleHolzland-Kreis (SHK).
Ergebnisse für „Grünland – dLUC“:
•
•
•
Sämtliche Bioenergieträger weisen trotz Grünlandumbruch eine positive Treibhausgasbilanz
auf. Dies liegt daran, dass ausschließlich Grünland auf mineralischen Böden betrachtet
wurde, dessen Kohlenstoffbestand nur leicht höher ist als der von Ackerland. Die Bilanzen
gelten damit explizit nicht für organische Böden, wodurch für die Niedermoor-Standorte in
OPR (ca. 60% der Grünland-Flächen) keine Aussage möglich ist.
Das Ergebnis für Weizenstroh ist exakt gleich wie in allen bisher diskutierten Szenarien, da
sich eine Änderung des Referenzsystems nicht auf Reststoffe auswirkt.
Alle anderen Ergebnisse zeigen wiederum das „dLUC-Muster“ wie im Szenario „Brache –
dLUC“, allerdings etwas nach rechts verschoben, d. h. es können weniger Treibhausgase
eingespart werden. Dies liegt daran, dass für das verdrängte Grünland-Futter aus Gründen
der Nutzengleichheit ein zusätzlicher Sojaanbau in der Bilanz berücksichtigt werden muss,
dessen Emissionen zu der „Rechtsverschiebung“ führen.
Ergebnisse für „Grünland – iLUC“:
•
•
•
98
Mit Ausnahme von Strom und Wärme aus Miscanthus in SHK sowie Weizenstroh in SHK
weisen sämtliche Bioenergieträger eine negative Treibhausgasbilanz auf.
Das Ergebnis für Weizenstroh ist dabei wieder exakt gleich wie in allen bisher diskutierten
Szenarien.
Alle anderen Ergebnisse zeigen erneut das „iLUC-Muster“ wie im Szenario „Brache – iLUC“,
allerdings deutlich nach rechts verschoben. Dies liegt daran, dass für das verdrängte Grünland-Futter aus Gründen der Nutzengleichheit ein zusätzlicher Sojaanbau in der Bilanz berücksichtigt werden muss, für den aber in diesem Szenario brasilianischer Naturwald gerodet und in Ackerland umgewandelt wird. Damit sind erhebliche Treibhausgasemissionen
verbunden, die letztendlich zu der deutlichen „Rechtsverschiebung“ führen.
GRÜNLAND - dLUC
Raps
Nacht.→
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
-30
Weizenstroh
SHK
-25
-20
-15
-10
←Vort.
-5
0
5
GRÜNLAND - iLUC
Raps
Nachteile für Bioenergie→
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
-5
0
5
10
15
20
Weizenstroh
SHK
25
30
t CO2eq / (ha*a)
Abbildung 32: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Grünland“
99
Exkurs: Grünland auf Niedermoor-Standorten in OPR
Da die Ergebnisse für das Referenzsystem „Grünland“ nur für Grünland auf mineralischen
Böden gelten und damit für ca. 60% der Grünland-Flächen in OPR keine Aussage möglich war,
wird hier im Rahmen eines Exkurses exemplarisch das Referenzsystem „Niedermoor-Grünland
– dLUC“ untersucht.
Bei der Umwandlung von Grünland auf organischen Böden in Ackerland wird der Boden
entwässert und durchlüftet. Dadurch kommt es zu einem Abbau der organischen Bodensubstanz, welcher zu hohen CO2-Emissionen führt. COUWENBERG (2009) und BARTHELMES et al.
(2009) gehen davon aus, dass die vom IPCC (2006) angegebenen CO2-Emissionsfaktoren
deutlich zu niedrig angesetzt sind. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten für Ackerland eher
auf 8 – 10 t C/(ha*a) hin (DRÖSLER 2010), was nahezu identisch mit dem im Nationalen Inventarbericht (UBA 2009) verwendeten Wert von 11 t C/(ha*a) ist (Tabelle 23).
Tabelle 23: CO2- und N2O-Emissionsfaktoren für landwirtschaftlich genutzte organische Böden
CO2-Emissionen
N2O-Emissionen
Ackerland auf organischen Böden
IPCC (2006)
UBA (2009)
5 t C / (ha*a)
11 t C / (ha*a)
8 kg N2O-N / (ha*a)
Grünland auf organischen Böden
IPCC (2006)
UBA (2009)
0,25 t C / (ha*a)
5 t C / (ha*a)
8 kg N2O-N / (ha*a)
Zur Berechnung der CO2-Emissionen aus der direkten Landnutzungsänderung wird die Differenz zwischen den UBA-Werten für Ackerland und Grünland gebildet. Dies entspricht zusätzlichen CO2-Emissionen in Höhe von 22 t/(ha*a), die zu den Ergebnissen für „Grünland – dLUC“
addiert wurden.
Im Falle eines Grünlandumbruchs auf Niedermoor-Standorten weisen sämtliche Bioenergieträger eine negative Treibhausgasbilanz auf (Abbildung 33). Die Ergebnisse zeigen erneut das
bereits bekannte „dLUC-Muster“, allerdings sind sie deutlich nach rechts verschoben, d. h. es
kommt zu Mehremissionen an Treibhausgasen gegenüber dem jeweiligen fossilen Referenzsystem.
NIEDERMOOR - dLUC
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
Weizenstroh
Nachteile für Bioenergie→
-5
0
5
10
15
20
25
30
t CO2eq / (ha*a)
Abbildung 33: Ergebnisse der Lebenswegvergleiche für das Referenzsystem „Niedermoor“
100
2.3.3
Zusammenfassung
In Tabelle 24 sind die Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen zusammengefasst. Die Symbole
„+“ und „–“ zeigen dabei an, ob es sich um eine positive oder eine negative Bilanz handelt. Ein
Symbol in Klammern bedeutet, dass nicht alle Bioenergiepfade der betreffenden Fruchtart so
abschneiden. Folgende Einzelergebnisse können abgeleitet werden:
•
•
•
•
•
Als einziger Bioenergieträger schneidet der Reststoff Weizenstroh immer positiv ab.
Die stationäre Nutzung von Pappel und Miscanthus führt zu den größten Treibhausgaseinsparungen.
Im Referenzsystem „Brache“ ergibt sich für sämtliche Bioenergiepfade eine positive Treibhausgasbilanz, d. h. es können im Vergleich zu erschöpflichen Energieträgern Treibhausgase eingespart werden.
Biogas und Biomethan aus Kleegras sowie Bioethanol aus Pappel und Miscanthus (bei
letzterem nur in OPR) weisen im Referenzsystem „Getreide“ bei Berücksichtigung indirekter
Landnutzungsänderungen negative Treibhausgasbilanzen auf.
Im Referenzsystem „Grünland“ zeigen sämtliche Bioenergieträger – mit Ausnahme von
Strom und Wärme aus Miscanthus in SHK – erst bei Berücksichtigung indirekter Landnutzungsänderungen negative Treibhausgasbilanzen. Bei Grünlandumbruch auf NiedermoorStandorten dagegen führt diese direkte Landnutzungsänderung allein schon zu einer deutlich negativen Bilanz.
Tabelle 24: Zusammenfassung der Ergebnisse
Referenzsystem
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Futterroggen/-hirse
Pappel
Miscanthus
Weizenstroh
Brache
dLUC
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
iLUC
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Getreide
dLUC
iLUC
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
–
+
+
+
+
+
(–)
+
(–)
+
+
Grünland (min. Boden)
dLUC
iLUC
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
(–)
+
+
Damit zeigt sich, dass das landwirtschaftliche Referenzsystem inklusive der direkten und
indirekten Landnutzungsänderungen einen wesentlich größeren Einfluss auf die Ergebnisse hat
als die Wahl der Fruchtart, der Konversionstechnologie oder des Zielproduktes. Mit deutlichem
Abstand folgen als weitere Ergebnis bestimmende Parameter der Anbau sowie die Konversion
der Biomasse, allerdings unterscheidet sich deren Einfluss auf die Klimaeffizienz z. T. erheblich
zwischen den einzelnen Bioenergieträgern, so dass hierzu keine allgemeingültigen Aussagen
möglich sind.
101
2.4
Zwischenfazit
Treibhausgasbilanzen in Anlehnung an die Ökobilanznormen erweisen sich als geeignetes
Instrument zur Ermittlung und zum Vergleich der Klimaeffizienz verschiedener Bioenergiepfade.
Damit können sie als wissenschaftliche Grundlage für politische Entscheidungen dienen,
beispielsweise bei der ökologischen Ausgestaltung und Weiterentwicklung von Instrumenten
zur Förderung und Lenkung der energetischen (und stofflichen) Biomassenutzung. Hierzu
zählen auf Bundesebene u.a. die kontinuierliche Novellierung des EEG sowie die Umstellung
der heutigen, auf den Volumenanteil bezogenen Biokraftstoffquote auf eine TreibhausgasVermeidungsquote ab dem Jahr 2015.
Die Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen hängen in beträchtlichem Maß von der zu Grunde
gelegten Fragestellung ab, welche auch über die Wahl des landwirtschaftlichen Referenzsystems entscheidet. Bis vor wenigen Jahren stand dabei aus Sicht des Klimaschutzes die Frage
im Vordergrund, wie stillgelegte Ackerflächen am effizientesten genutzt werden (Szenario I:
„Brache“). Heute sind kaum noch Stilllegungsflächen vorhanden, so dass der Energiepflanzenanbau zunehmend auch auf der Basisfläche erfolgt, wodurch es zur Verdrängung der
bisherigen Nahrungs- und Futtermittelproduktion kommt (Szenarien II und III). Die dadurch
ausgelösten indirekten Effekte können zwar methodisch problemlos im Rahmen der Treibhausgasbilanzen abgebildet werden, allerdings fehlt bislang noch eine geeignete Methodik zur
Quantifizierung der damit verbundenen Flächeneffekte. Darüber hinaus sind Daten zum
Kohlenstoffbestand dieser Flächen noch nicht in ausreichender räumlicher Auflösung verfügbar.
Weiterer Forschungsbedarf besteht im Bereich der N2O-Emissionen aus der Düngemittelapplikation, die CRUTZEN et al. (2008) zufolge vom IPCC (2006) deutlich unterschätzt werden. Dies
würde die Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen signifikant verschlechtern.
Eine sinnvolle Aussage zur Klimaeffizienz der einzelnen Bioenergiepfade ist nur bei einer
Betrachtung des gesamten Lebenswegs möglich, da die Vorteile der Bioenergieträger gegenüber fossilen Energieträgern erst in der Nutzungsphase zum Tragen kommen. Die Systemgrenze Hoftor, die im Wesentlichen die landwirtschaftliche Produktion beinhaltet, ist dagegen
weniger relevant. Die Ergebnisse dafür sind in erster Linie interessant für Landwirte, da sie
Hinweise auf Optimierungsmöglichkeiten bei den einzelnen Energiepflanzen geben.
Im Rahmen der Untersuchung zeigte sich, dass im Hinblick auf die Klimaeffizienz eine Fokussierung auf den Landkreis als geografischen Bezugsraum nicht ausreicht, da eine Verdrängung
der heimischen Nahrungs- und Futtermittelproduktion zu indirekten Effekten führt, welche sich
losgelöst von räumlichen Zusammenhängen über die komplexen Mechanismen der globalen
Agrarmärkte abwickeln. Dennoch können politische Entscheidungsträger und Planer vor Ort auf
die im Wesentlichen gut übertragbaren Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen zurückgreifen und
die optimalen Bioenergiepfade auswählen – nicht nur unter den gegebenen naturräumlichen
und infrastrukturellen Randbedingungen sondern auch im Hinblick auf den Klimaschutz. Die
qualitativen Ergebnisse (z.B. die tendenziell besseren Ergebnisse bei stationärer Nutzung)
können dabei als richtungssicher angesehen werden. Dagegen können die quantitativen
Ergebnisse je nach den genauen Randbedingungen (z. B. Wirkungsgrade der Konversionsanlagen, Nebenproduktnutzung etc.) von den hier gezeigten Werten abweichen.
102
3
Methodik für die Anforderung Naturverträglichkeit
Die Naturverträglichkeit verschiedener Nutzungsoptionen von Bioenergiepflanzen ist zentral von
den Auswirkungen der Anbaukultur und der Empfindlichkeit des Anbaustandortes beeinflusst.
Entscheidende Themenkomplexe sind Boden, Wasser, Biotop und Landschaftsbild und ihre
Wechselwirkungen. Die jeweils prägnanten Parameter werden in den folgenden Kapiteln
erläutert und sind in Abbildung 34 (S. 100) und Abbildung 36 (S. 107) zusammenfassend
dargestellt.
Die Auswahl der Umweltindikatoren spiegelt die potenziellen Konfliktbereiche beim Anbau von
Bioenergiepflanzen wieder. Besonders die Bodenerosion und der Schadstoffeintrag, aber auch
die Beeinträchtigung von Lebensräumen oder der Erholungs- und Erlebnisfunktion sind beispielhaft zu nennen. Um eine einfache, übertragbare und valide Bewertung der Naturverträglichkeit von Nutzungsoptionen zu gewährleisten, wird auf die in der Landschaftsplanung bereits
etablierte Ökologische Risikoanalyse zurückgegriffen und an die Methodik des Projektes
Übertragbare Strategien zur naturverträglichen Biomassebereitstellung auf Landkreisebene der
TU Berlin (SCHULTZE et al. 2008) angeknüpft. Nach SCHULTZE et al. wird die Naturverträglichkeit
von Anbauoptionen anhand des Beeinträchtigungsrisikos der Naturhaushaltsfunktionen und der
biologischen Vielfalt bewertet. Zur Ermittlung des Risikos wird die Empfindlichkeit der jeweiligen
Landschaftsfunktion eines Standorts der potenziellen Auswirkung, hier gemessen im Vergleich
zur Referenzkultur Winterroggen, der Anbaukultur gegenübergestellt. Im Ergebnis sind Eignungsklassen der Anbaukulturen als fünfstufige Ordinalskala abzulesen. Diese Anbaueignungsklassen werden vor dem Hintergrund verbal-argumentativ begründeter Entscheidungsbäume bestimmten Flächenkategorien zugeordnet, die Empfehlungen für die jeweils betrachtete Fläche und Anbaukultur darstellen.
Der Einsatz von generalisierenden Wirkfaktoren und die Festlegung von Wirkintensitäten
verschiedener Kulturarten in der Umweltfolgenabschätzung sind schwierig und umstritten, v. a.
für die Anwendung in der Landwirtschaft. Die jeweiligen tatsächlichen natürlichen Standortvoraussetzungen, der Einfluss der Bewirtschaftung und vielfältigen Wechselwirkungen sind in
einer solchen Methodik schwer zu fassen.
Grünlandstandorte kommen für einen Umbruch und zukünftige Nutzung als Anbaufläche von
Bioenergiepflanzen aus naturschutzfachlicher Sicht nur sehr eingeschränkt in Frage. Zudem ist
aufgrund der gewählten Referenzfrucht Winterroggen davon abzusehen, die Methodik auf
Grünland anzuwenden. Die Wirkung der Anbaukulturen gegenüber dem Referenzsystem
Grünland sind nicht bekannt, deshalb wird für jedes Kriterium vorläufig eine verbalargumentative Einschätzung bezüglich der Grünlandstandorte in die Methodik integriert.
Für die naturschutzfachliche Bewertung der Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus werden
die Schutzgüter Boden, Wasser, biologische Vielfalt und Landschaftsbild untersucht. In der
erarbeiteten Methodik werden als Auswirkungen in die Analyse einbezogen: Bodenerosion
durch Wasser und Wind, Bodenverdichtung, Humus- und Wasserzehrung, Nähr- und Schadstoffeintrag in Oberflächengewässer, Schadstoffeintrag ins Grundwasser, Verlust von Lebensräumen für Vögel und Säuger, Verlust von Brutgebieten von Vögeln, Minderung der Artenvielfalt
und Verlust gefährdeter Arten sowie die Minderung der Erlebnis- und Erholungseignung der
Landschaft.
103
Zu den kulturartenspezifischen Auswirkungen von Energiepflanzen auf die Umweltgüter gibt es
in wissenschaftlichen Untersuchungen soweit bekannt noch wenig verallgemeinerbare Aussagen. Die Ergebnisse im Sondergutachten des SRU zu Klimaschutz und Biomasse (Tabelle nach
EEA, Umweltbelastungen ausgewählter Anbaupflanzen in Europa, SRU 2007) wurden von
PETERS und KÖPPEL (in: VOGT et al. 2008, 297ff.) in einer Expertenbefragung konkretisiert.
Auswirkungen der abgefragten Anbaukulturen wurden entsprechend der Einschätzung der
Experten in einer siebenstufigen Skala erfasst. Gemessen wird die Stärke der negativen oder
positiven Auswirkungen auf die einzelnen Schutzgüter im Verhältnis zur Referenzfrucht Winterroggen, die mit rund 22 % den größten Teil der Anbaukulturen in OPR (rund 1 % in SHK)
ausmacht. Für einzelne Auswirkungen konnten die Expertenschätzungen durch quantitative
Ergebnisse der aktuellen Untersuchungen am ZALF im Rahmen des „EVA“- Projektes präzisiert
und/oder bestätigt werden.
3.1
Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus auf die Umweltgüter
Die Wirkintensitäten der Anbaukulturen sind sehr differenziert zu betrachten, je nachdem,
welche Naturhaushaltsfunktion und welche Anbau- und damit verbundene Bodenbearbeitungsform bewertet wird. Zudem sind sie grundlegend vom Referenzsystem abhängig. Für die
Referenzfrucht Winterroggen auf Ackerstandorten sind, bezogen auf die nach TLL zu untersuchenden Anbaukulturen (vgl. Tabelle 4, S. 50), folgende nicht abgeschlossene Einschätzungen
vorhanden (Abbildung 34, S. 105).
Kaum Aussagen liegen dagegen zu Wirkungsintensitäten beim Umbruch und der Nutzung von
Grünland für den Anbau von Energiepflanzen vor. Hier ist davon auszugehen, dass die Nutzungsänderung mit wenigen Ausnahmen für alle betrachteten Themenkomplexe negative
Wirkintensitäten aufweist. Die angesprochenen Ausnahmen wären im Bereich Fauna und Flora
sowie Landschaftsbild zu erwarten. In beiden Fällen hängt die positive Wirkung jedoch stark
von der Verteilung in der Fläche und der umgebenden Nutzung ab. Beispielsweise können der
Umbruch von Grünland und der Anbau von Miscanthus in einer stark von Grünland dominierten
Region zur Erhöhung der Artenvielfalt beitragen. Gleichermaßen können verschiedene Anbaukulturen strukturgebend, also positiv, auf das Landschaftsbild wirken (vgl. auch RÖSCH et al.
2007). Weitere Ausführungen sind in Teil D (S. 144ff.) dargestellt.
104
Flächeneffektive Bioenergienutzzung aus Natursc
chutzsicht
Abbildung 34
4: Auswirkungen der Anbaukulturen auf Natur un
nd Landschaft
105
Flächeneffe
ektive Bioene
Abbildung 35: Legen
nde zu Abb
bildung 34 „Auswirkungen der Anbaukultu
A
ren auf Na
atur und
Landschaftt“
Bei der Be
ewertung in dieser Tabelle ist einsschränkend (vgl. Abbild
dung 34, S. 105 und Abbildung
35, S. 106) zu sagen,, dass die Auswirkunge
A
en auf Flora
a und Faun
na nicht genneralisierbarr und für
einzelne A
Anbaukulturen darzuste
ellen sind, sondern sic
ch vielmehrr aus der F
Fruchtfolge und der
Bewirtscha
aftungsweisse und -inttensität erg
geben. So wird bspw
w. der Lebeensraumverrlust als
Futterhabittat beim Anbau
A
von Roggen o
oder Weize
en durch eine nachfoolgende Zw
weitfrucht
aufgehobe
en, auch be
ei Gerste kann
k
sich d
dieser posittive Effekt bemerkbar machen. Bei
B dem
Anbau vo
on Kleegra
as kann sich
s
verme
ehrte Kurzg
grasigkeit positiv auuf die Bru
uthabitatEigenscha
aften auswirrken.
3.2
Empfindlichkeit de
es Naturha
aushalts
Die naturschutzfachlicche Landsc
chaftsbewerrtung erfolg
gt in Anlehn
nung an diee Landschafftsfunktionen nach
h VON HAAREN (2004). Diese Funkktionen trag
gen zur Erm
mittlung der Schutzbedürftigkeit
und Sensiitivität des Naturraums bei, auf dessen Grrundlage Effekte
E
auf den Naturh
haushalt
bewertet w
werden kön
nnen. Hierfü
ür kommen
n vorhandene Bewertu
ungsverfahrren, wie sie
e in der
Landschafftsplanung bereits
b
Verw
wendung fin
nden, zum Einsatz. Au
us der Analyyse der Auswirkungen des E
Energiepflan
nzenanbaus
s haben sic h die nachffolgend darrgestellten K
Kriterien zur Ermittlung des F
Flächenpotenzials als relevant h
herausgeste
ellt. Die zu untersuch enden Indikatorengruppen, d
die für die Naturverträ
N
glichkeit m aßgeblich sind,
s
leiten sich ab auus den pote
enziellen
Konflikten zwischen Energiepfla
anzenanbau
u und Naturschutzziele
en und lasssen sich nach den
Naturhaushaltsfaktore
en Boden, Wasser, B
Biotopfunktion bzw. biologische Vielfalt und Landschaftsbild
d unterscheiiden. Sie we
erden abge
ebildet durch
h folgende Umweltindik
U
katoren:
•
•
106
Bod
den: Erosionsempfind
dlichkeit (W
Wasser), Erosionsemp
E
pfindlichkeitt (Wind), VerdichV
tungsempfindlichkeit, Sch
hadstoffemp
pfindlichkeitt;
asser: Grun
ndwasserda
argebot, Em
mpfindlichke
eit gegenüb
ber der Ziellerreichung WRRL,
Wa
Rettentionsfunktion (Wass
ser);
Flächene
ung aus Natu
urschutzsicht
•
•
Biologische
e Vielfalt/Bio
otopfunktion
n: Im Sinne
e ihrer Bede
eutung auss naturschuttzfachlicherr
und rechtliccher Sicht und
L
Landschaftssbild: Lands
schaftserleb
bnis und Errholung, Verrlust von Sicchtachsen
Abbildu
ung 36: Relevante Param
meter und K
Kriterien zur Bewertung der Naturveerträglichke
eit
Im Folgenden werd
den die einz
zelnen Umw
weltindikato
oren definierrt, ihre Ableeitung erläutert und die
e
jeweilige
en Bewertu
ungsstufen erklärt. Diie Bewertungsverfahre
en beinhaltten eine Vielzahl von
n
Parame
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a
untersc
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u beziehen sind. Daz
zu gehören
n
Bodenü
übersichtska
arten (BÜK)), Klimadate
en, Angabe
en zu Schuttzgebieten uund Artenvorkommen..
Teilweisse muss eine Aufbere
eitung der I nformatione
en erfolgen
n (Erläuteruung siehe Teil
T G 1, S..
187), be
evor sie in den
d Bewertu
ungsverfah ren eingese
etzt werden können.
107
7
Erosionsempfindlichkeit (Wasser)
Definition
Kennzeichnet die Menge der Verlagerung von Boden durch Wasser.
Bemerkungen:
Wird bei nicht bodenschonender Bewirtschaftung und nicht geschützter Bodenoberfläche verstärkt. (Schutz
wäre z.B. Bodenbedeckung durch Bewuchs oder Erntereste des Vorjahres.)
Bewertungsmethode
modifiziert nach SCHULTZE et al. (2008), MÜLLER (2004): potenzielle Bodenerosionsgefahr durch Wasser
abzulesen / abzuleiten aus
Datenanspruch
LK Ostprignitz-Ruppin
LK Saale-Holzland
Bodenart
BÜK 300 sonst MMK
BÜK 200 sonst BGKK oder MMK
Hangneigung
MMK
MMK
6
Bewertungsstufen nach MÜLLER (2004)
Erodierbarkeit durch Wasser
Stufe der Erodierbarkeit des Bodens
Bodenart (KA 5)
Hangneigung [%]
Kurzzeichen
<1
>1–5
>5-9
> 9 – 18
> 18 - 36
> 36
gS, gSms, Ts2, Ts4, Tl, Tu2, T
1
1
1
2
4
5
gSfs, mS, mSgs, mSfs, St2,
St3, Sl2, Sl3, Sl4, Slu, Ls3,
Ls4, Lts, Lt3, Tu3
1
1
1
2
4
5
fSgs, fSms, fS, Su2, Su3, Su4,
Ls2, Lt2, Lu, Ut4, Tu4
1
1
2
3
5
5
Ut3, Uls
1
2
3
4
5
5
Ut2, Us, Uu
1
3
4
5
5
5
Bewertung der Empfindlichkeit
t/ha*a
Bewertung Empfindlichkeit
< 1-5
1
I
sehr gering
5-10
2
II
gering
10-15
3
III
mittel
15-30
4
IV
hoch
> 30
5
V
sehr hoch
Abbildung 37: Parameter zur Bewertung der Erosionsempfindlichkeit gegenüber Wasser
6
Kürzel werden im Anhang im Kapitel „Datengrundlage“ erläutert.
108
Erosionsempfindlichkeit (Wind)
Definition
Kennzeichnet die Menge der Verlagerung von Boden durch Wind.
Bemerkungen:
Besonders empfindlich sind reine Sandböden und ackerbaulich genutzte Moorböden, in Abhängigkeit von der
Vegetationsbedeckung. Es ist zwischen Mineral- und Torfböden zu differenzieren.
Bewertungsmethode
modifiziert nach SCHULTZE et al. (2008), MÜLLER (2004): potenzielle Erosionsgefährdung durch Wind
Datenanspruch Mineralböden
LK Saale-Holzland
Bodenart
BÜK 300 sonst BK50 oder MMK
Humusgehalt
MMK, BK50, BGKK , BÜK
Bodenkundliche Feuchtestufe
BÜK
Organische Böden (Moor)
Die Erodierbarkeit der Oberböden ackerbaulich genutzter Moorböden (Hoch- oder Niedermoor) wird grundsätzlich als
„sehr hoch“ eingestuft.
Bewertungsstufen nach MÜLLER (2004)
Erodierbarkeit durch Wind
Bodenart (KA 5)
Gehalt an organischer Substanz des trockenen Bodens
Kurzzeichen
<1%
1 – 14 %
15 – 30 %
(h0, h1)
(h2, h3, h4, h5)
(h6)
T, Tu, Tl, Ts
1
0 (keine)
1
L, Uu, Ut2-4, Uls, Sl4, St3
2
1
2
Us, Slu, Sl3, St2
3
2
3
Sl2, Su2-4
4
3
4
mS, gS, mSgs, gSfs, gSms
5
4
5
fSgs, mSfs, fS, ffS, fSms
5
5
5
t/ha*a
< 1-5
1
I
sehr gering
5-10
2
II
gering
10-15
3
III
mittel
15-30
4
IV
hoch
> 30
5
V
sehr hoch
Abbildung 38: Parameter zur Bewertung der Erosionsempfindlichkeit gegenüber Wind
109
Mechanische Verdichtungsempfindlichkeit
Definition
Kennzeichnet die mechanische Verdichtungsempfindlichkeit auf Ackerböden.
Bemerkungen:
Bodenverdichtungen in der Landwirtschaft stellen eine Gefährdung der Bodenfunktionen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen dar. Insbesondere unterhalb der Lockerungstiefe, im Unterboden von ca. 30 – 60 cm
Bodentiefe, können sich Verdichtungen akkumulieren und die Bodenfunktionen beeinträchtigen. Verdichtungen werden durch häufiges Befahren mit schweren Maschinen auf empfindlichen Böden hervorgerufen. Sie
bewirken schwerwiegende Veränderungen im Wasser-, Gas- und Stoffhaushalt der Böden. Sie führt zu
Ertragsminderungen, erhöhtem Direktabfluss von Wasser und resultiert in verstärkter Bodenerosion.
Großen Einfluss auf die Empfindlichkeit besitzt die Vorbelastung der Standorte.
Bewertungsmethode
modifiziert nach LEBERT 2008: Mechanische Verdichtungsempfindlichkeit
Datenanspruch
LK Saale-Holzland
Bodenart
BÜK 300 sonst BK50
BÜK 200 sonst BGKK
Effektive Lagerungsdicht
MMK sonst BGKK
Grundwasseroberfläche
BÜK 300
Skelettgehalt der Böden
MMK sonst BGKK
Verfestigungsgrad der Böden
Ableiten mit KA5
BÜK 200
Bewertungsstufen nach LEBERT 2008
Mechanische Verdichtungsempfindlichkeit
Bodenart (KA5)
Kurzzeichen
Klasse der mechanischen Verdichtungsempfindlichkeit bei:
Ld1
Ld2
Ld3
Ld4
Ld5
6
3
1
1
(1)
(6)
4
2
1
(1)
Su3, Su4
5
5
4
3
(2)
Slu, Sl3, Sl4, St3
5
5
4
3
3
Us, Uu
5
4
3
3
(2)
Ut2, Ut3, Uls
5
4
3
3
(2)
Ut4, Lu, Lt2, Ls2,
Ls3, Ls4
6
5
4
4
3
(5)
5
5
4
4
5
5
4
4
4
Ss, fS, fSms, fSgs,
mS, mSfs, mSgs,
gS, gSfs, gSms
St2, Su2, Sl2
Lts, Ts3, Ts4
Tu3, Tu4, Lt3, Tt,
Tu2, Tl, Ts2
110
Zu- und Abschläge
Betroffene Böden
Abschlag in Klassen
Zuschlag in Klasse
GWO < 50 cm
+1
Böden mit Skelettgehalten:
25 - < 50 Vol %
-1
50 - < 75 Vol %
-2
≥ 75 Vol %
-3
Böden mit Verfestigungsgrad
Vf3
-1
Vf4 und Vf5
-2
Klasse der mechanischen Verdichtungsempfindlichkeit
5 und 6
V
sehr hoch
4
IV
hoch
3
III
mittel
2
II
gering
1
I
sehr gering
Abbildung 39: Parameter zur Bewertung der mechanischen Verdichtungsempfindlichkeit
111
Empfindlichkeit gegenüber Schadstoffeintrag
Definition
Kennzeichnet die Empfindlichkeit des Bodens gegenüber Schadstoffeinträgen.
Bemerkungen:
Schadstoffe: Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel (PBSM).
Eine hohe Filter- und Pufferkapazität der Böden ist mit einer geringeren Empfindlichkeit gegen Schadstoffeinträge gleichzusetzen.
Eine hohe Filter- oder Pufferkapazität des Bodens trägt zum Schutz anderer Medien wie Wasser und Luft bei.
Bewertungsmethode
modifiziert nach MARKS et al. (1992): mechanische und physiko-chemische Filtereigenschaften des Bodens
Datenanspruch
LK Saale-Holzland
Bodenart
Humusgehalt
BÜK, MMK, BK50, BGKK
Bewertungsstufen nach MARKS et al. (1992)
Mechanische Filtereigenschaft
Bodenart bzw. Torfart
Bewertungsklasse
Ss, fSgs, mSfs, fS, ffS, fSms, mS, mSgs
und > Ld3
5
Hh, Hn und > z3
Ss, fSgs, mSfs, fS, ffS, fSms, mS, mSgs, Us, Slu, St3-4, Lu, Uu, Ut2-4,
Uls, Ls2-4, Lt2, Lts, Sl4, Ts3-4
und < Ld4
4
Su2-4, Sl2-3, St2
Slu, Sl4, St3, Ls2-4, Lt2, Lts, Ts3-4,Uu, Us, Ut2-4, Uls, Lu
und > Ld3
3
Hh, Hn und < z4
gSfs, gSms gS, Tt, Tu2-4, Tl, Ts2, Lt3
Hu
Kies, klüftiges Felsgestein
2
1
Physiko-chemische Filtereigenschaft
112
Bodenart bzw. Torfart
Bewertungsklasse
Tt, Tu2-4, Tl, Ts2, Lt3
5
Ut2-4, Uls, Lu, Sl3, Sl4, Ls2-4, Lt2, Lts, Ts4, Ts3
4
Uu, Us, Sl2, Su2-4, St2, Hh, Hn
3
Ss, fSgs, mSfs, fS, ffS, fSms, mS, mSgs
2
gSfs, gSms gS, Kies
1
Bewertung der Empfindlichkeit (Ausschlaggebend ist jeweils die höhere Klasse der Filtereigenschaft)
Klasse der mechanischen / physiko-chemischen Filtereigenschaft
1
V
sehr hoch
2
IV
hoch
3
III
mittel
4
II
gering
5
I
sehr gering
Abbildung 40: Parameter zur Bewertung der Empfindlichkeit gegenüber Schadstoffeintrag
113
Grundwasserdargebot (Grundwasserneubildung)
Definition
Die Summe aller positiven Wasserbilanzglieder.
Bemerkungen:
Zur Ermittlung des Grundwasserdargebots existieren zur Zeit keine Verfahren, die alle Einflussfaktoren
ausreichend berücksichtigen, daher sollte das Dargebot über die Grundwasserneubildung ermittelt und dieser
näherungsweise gleichgesetzt werden (BASTIAN & SCHREIBER 1999)
Bewertungsmethode (Grundwasserneubildung)
modifiziert nach SCHULTZE et al. (2008), DORHÖFER & JOSOPAIT (1980)
Datenanspruch
LK Saale-Holzland
Bodenart
Hangneigung
BÜK 300 sonst MMK oder DGM25
BÜK 200 sonst MMK oder DGM25
GW-Flurabstand
BÜK, MMK, BGKK
Niederschlag
Klimaatlas
Bewertungsstufen nach MARKS et al. (1992)
Grundwasserneubildung und Bewertung der Empfindlichkeit
GW-Neubildung
Bewertung
< 100
sehr gering
100 - 180
Stufe
Bewertung GW-Dargebot
1
sehr gering
V
sehr hoch
gering
2
gering
IV
hoch
181 - 240
mittel
3
mittel
III
mittel
241 - 320
hoch
4
hoch
II
gering
> 320
sehr hoch
5
sehr hoch
I
sehr gering
Abbildung 41: Parameter zur Bewertung des Grundwasserdargebots
114
Empfindlichkeit der Wasserschutzgebiete
Definition
Bewertung der Empfindlichkeit in Hinblick auf Vorkommen von Wasserschutzgebieten.
Bemerkungen:
Die Empfindlichkeit von Wasserschutzgebieten wird entsprechend ihres Schutzstatus‘ bewertet. Ein hoher
Schutzstatus entspricht einer hohen Empfindlichkeit gegenüber potenziellen Auswirkungen der Anbaukulturen.
Bewertungsmethode
Datenanspruch
LK Saale-Holzland
Schutzgebiete
WSG
TSG/WSG
Bewertungsstufen
Wasser- / Trinkwasserschutzgebietskategorie
Bewertungsstufe Empfindlichkeit
Wasserschutzgebiet I
V
sehr hoch
Wasserschutzgebiet II
IV
hoch
Wasserschutzgebiet III + IIIA
III
mittel
Wasserschutzgebiet IIIB
II
gering
Kein Wasserschutzgebiet
I
sehr gering
Abbildung 42: Parameter zur Bewertung der Empfindlichkeit der Wasserschutzgebiete
115
Empfindlichkeit gegenüber der Zielerreichung nach WRRL
Es wurde geprüft, in welcher Form sich die Wirkintensität des Energiepflanzenanbaus auf die
Zielerreichung der Wasserrahmenrichtlinie auswirkt. Die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) ist
wie die FFH-Richtlinie europäisches Recht, zu deren Einhaltung die Länder verpflichtet sind.
Bei einer Intensivierung der landwirtschaftlichen Nutzung besteht die Gefahr, dass die prognostizierten Zielerreichungsgrade negativ beeinflusst werden und letztendlich das Ziel der Richtlinie
– der gute chemische und ökologische Zustand der Gewässer – nicht erreicht werden kann. Um
diese Empfindlichkeit abzubilden, wurde versucht, einen Indikator für die Methodik zu entwickeln.
De facto hat sich gezeigt, dass die Datenlage ausreichend ist, die Zuordnung der Gefährdung
jedoch weder eindeutig noch handhabbar durchführbar ist. Es müsste ein numerischer, flächenscharfer Ansatz gewählt werden, der ähnlich komplex die Stoffströme abbildet wie sie in die
Bewirtschaftungs- und Maßnahmenpläne gemäß WRRL eingegangen sind. Für die Methodik
und das Projektziel, einen handhabbaren sowie übertragbaren Ansatz zu entwickeln, ist dies
nicht adäquat. Der Versuch die Empfindlichkeit über die sehr abstrakten Zielerreichungsgrade
und die Hauptbeeinträchtigungsquellen zu ermitteln erwies sich in Rücksprache mit Experten
als zu ungenau. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf (siehe Teil D 4, S. 163).
Grundlegend ist festzuhalten, dass die Gefährdung der Gewässergüte im Bereich der landwirtschaftlichen Nutzung vom Schadstoffeintrag aus Pflanzenschutzmitteln und Nährstoffen sowie
vom Partikeleintrag durch Wind- oder Wassererosion – wodurch es zur Verschlammung der
Gewässersohle kommen kann – ausgeht. Das Beeinträchtigungsrisiko für die Gewässergüte
nach WRRL kann über Schadstoffeintrag und Wasser- sowie Winderosion abgebildet werden.
Diese sind in der Methodik bereits gesondert erfasst und bewertet.
116
Retentionsfunktion (Wasser)
Definition
Wasserrückhalt in der Landschaft bedingt durch die Bodenart und den geologischen Gegebenheiten.
Bemerkungen:
Das Retentionsvermögen wird aus den Parametern Relief, Bodenart sowie Grund- und Stauwassereinfluss
abgeleitet. Die Empfindlichkeit wird basierend auf folgendem Grundgedanken eingestuft: Je höher das
Retentionsvermögen ist, desto geringer ist die Empfindlichkeit gegenüber Wasserzehrung.
Bewertungsmethode
modifiziert nach SCHULTZE et al. (2008), GÄNSRICH & WOLLENWEBER (1995)
Datenanspruch
LK Saale-Holzland
Bodenart
Hangneigung
BÜK 300 sonst DGM25
BÜK 200 sonst BGKK, DGM25
Hydromorphie
BÜK, MMK, BK50, BGKK
Bewertungsstufen Retentionsvermögen nach GÄNSRICH & WOLLENWEBER (1995)
Retentionsvermögen (Wasser)
Bodenart / Hydromorphie
Terrestrische Böden
Hangneigung [°]
Überwiegend
sandig
< 0,5
0,5 – 3
Überwiegend
lehmig
Halbhydromorphe Böden,
terrestrische Tonböden
Hydromorphe Böden,
sehr flache Böden über
Festgestein
Sehr hoch
sehr hoch
3–7
Hoch
Mittel
7 – 12
Hoch
12 – 25
Mittel
> 25
Gering
gering
sehr gering
Gering
Sehr gering
Sehr gering
Retentionsvermögen
Sehr gering
V
sehr hoch
Gering
IV
hoch
Mittel
III
mittel
Hoch
II
gering
Sehr hoch
I
sehr gering
Abbildung 43: Parameter zur Bewertung des Retentionsvermögens (Wasser) und Ableitung der
Empfindlichkeit
117
Flächeneffe
ektive Bioene
Biotopfun
nktion
Definition
Kennzeichnett die Leistungs
s- und Funktion
nsfähigkeit des
s Naturhaushaltes als Lebens
sraum für Pflan
nzen und
Tiere sowie deren Vorkomm
men und Verbre
eitung.
Bemerkungen::
Die biologisch
he Vielfalt zu bewerten,
b
ist im
m gewählten Un
ntersuchungsrrahmen nicht möglich,
m
da nurr ein Teil der
Fläche betrac
chtet wird. Die Wechselwirkun
W
ngen mit den a
angrenzenden Biotopen und Arten sind dad
durch nur
otoptypen
bedingt metho
odisch fassbarr. Die Schutzgü
üter Flora und Fauna können
n durch die Erfa
assung von Bio
nicht immer a
ausreichend ab
bgebildet werde
en. Die Pflanze
en- und Tierwe
elt muss in der Landschaftspllanung
gesondert, hin
nsichtlich ihrer Verbreitung, Bedeutung un
nd eines möglic
chen Handlung
gsbedarfs, beh
handelt
werden.
Hilfsweise abgebildet werde
en der rechtlich
he Schutzstatu
us, soweit vorh
handen, sowie das Vorkommeen von
gefährdeten A
Arten, deren Em
mpfindlichkeit unter Berücks
sichtigung der Habitatart mit den Auswirkun
ngen des
Energiepflanzzen-Anbaus ve
erschnitten wird
d.
Bewertungsme
ethode
Relevanzbäum
me nach SCHULLTZE et al. (2008
8)
abzu
ulesen / abzuleiiten aus
Datenansprucch
O
LK Ostprignitz-Rup
pin
LK Saale--Holzland
Schutzgebiete
e /-programme
NSG
G, LSG, FFH/SP
PA, GSG (NP)
NSG, LSG
G, FFH/SPA
Artenvorkomm
men
Arte
enschutzkartieru
ung
Artenschu
utzkartierung
rechtliche Vorrgaben
BNa
atSchG, EU-Ricchtlinien, LEP
Biotoptypen
BTN
NT Brandenburg
g und Thüringen
n
Bewertungssttufen
Rechtlich festtgesetzte Fläch
hen
118
Flächene
ung aus Natu
urschutzsicht
Naturschu
utzfachlich bed
deutsame Flächen
Abbildu
ung 44: Para
ameter zur Bewertung
B
d
der Biotopfu
unktion
119
9
Landschaftsbild: Erlebnis- und Erholungsfunktion
Definition
Setzt sich zusammen aus Vielfalt, Schönheit und Eigenart der Landschaft sowie ihrer Bedeutung für die
naturnahe Erholung (Tourismus).
Bemerkungen:
Sicherung nach §2 (1) Nr. 13 BNatSchG.
Der Zusammenhang zwischen landschaftlicher Vielfalt und ästhetischem Gefallen ist bereits in vielen
Untersuchungen nachgewiesen worden. Dabei ist Vielfalt ein universales Schönheitskriterium. Viele empirische Untersuchungen machen deutlich, dass sich Vielfalt und landschaftliche Attraktivität direkt proportional
zueinander verhalten (NOHL 2001). Zur Einschätzung der Beeinträchtigung des Landschaftsbilds durch
Biomasse-Anbaukulturen gibt es in Deutschland keine bekannten Studien oder Forschungsergebnisse. In
Großbritannien läuft derzeit das RELU-Biomass-Project. Im vorliegenden Projekt wird nur die landwirtschaftliche Fläche betrachtet. Für die Erholungseignung der Landwirtschaftsfläche oder der Akzeptanz der Anbaukulturen entscheidend sind Sichtbeziehungen, die in der Maßstabsebene 1:50.000 schwer zu berücksichtigen
sind, sowie „Quoten“ für den Erholungsraum an einer bestimmten Anbaukultur, welche die Vielfalt der
Anbaukulturen repräsentieren. Dazu müsste über landwirtschaftliche Flächennutzung die Eigenart des
Landschaftsraumes bestimmt werden.
Hier wird auf die Kriterien/Bewertungen aus dem RELU-Biomass-Project zurückgegriffen. Es wird demnach
davon ausgegangen, dass die wichtigsten Wirkfaktoren für das Landschaftsbild und den Tourismus einerseits
Störungen von Sichtbeziehungen durch hochwachsende Kulturen sein können, andererseits die Beeinträchtigung des Kulturlandschaftsbilds durch Einbringen neuer Kulturen.
Die Empfindlichkeit des Landschaftsbildes gegenüber Veränderungen der Kulturlandschaft wird vor
genanntem Hintergrund an Flächen mit besonderer Erlebnis- und Erholungswirkung (ausgewiesen im LRP
OPR), den Schutzgebietsflächen der Kategorie Naturpark und den überregionalen Wander- und Radwegen (mit
einem Buffer von 5 Metern entsprechend RELU) ausgerichtet.
Bewertungsmethode
Datenanspruch
LK Saale-Holzland
Schutzgebiete /-programme
NP
NP
Flächen mit besonderer Erlebnis- und
Erholungswirkung
LRP
LRP
Wander- und Radwege
Digitales Rad- und Wanderwegekataster
(Tourismus Marketing Brandenburg)
Bewertungsstufen:
Einschätzung der Erholungs- und Erlebnisbedeutung von Flächen (eigene Erarbeitung).
Die Empfindlichkeit des Landschaftsbildes lässt sich im Sinne seiner Funktion als Erlebnis- und Erholungsraum bewerten. Grundlegend gehen wir von einer Veränderungsempfindlichkeit der herrschenden Kulturlandschaft aus. Beeinträchtigt wird das Landschaftsbild, wenn das erwartete Bild nicht erfüllt wird. In Gebieten mit
hoher Erlebnis- und Erholungsfunktion, wie Naturparks, Bereichen vom LRP, die als Gebiet mit besonderer
Wirkung kenntlich gemacht sind und weiteren touristisch genutzten Räumen wie Rad- und Wanderwegen, ist
die Empfindlichkeit daher mit „sehr hoch“ (V) zu bewerten. Alle übrigen Flächen werden mit mittlerer
Empfindlichkeit („mittel“, Stufe III) bewertet.
Abbildung 45: Parameter zur Bewertung der Landschaftserlebnis- und Erholungsfunktion
120
Landschaftsbild: Sichtachsen
Die Verschattung von Sichtbeziehungen durch hochwachsende Energiepflanzen ist als Beeinträchtigung des Landschaftsbildes zu bewerten. Es wurde geprüft, wie dieses standort- und
nutzungsmusterabhängige Kriterium in die Methodik integriert werden kann. Festzustellen ist,
dass die vorhandenen Datengrundlagen kaum Ansatzpunkte für die Abschätzung der Empfindlichkeit des Landschaftsraumes bieten. Es wurden verschiedene Ansätze verfolgt, aus denen
sich jedoch keine Lösung entwickeln ließ. In diesem Projekt ist demnach vom Anspruch der
Einbeziehung des Kriteriums „Landschaftsbild: Sichtbeziehungen“ zurückzutreten.
3.3
GIS-gestützte Ergebnisdarstellung
Im Folgenden werden nun die Ergebnisse der Empfindlichkeitsbewertung für OPR und SHK
exemplarisch anhand der Karten zur Erosionsempfindlichkeit Wind, zur Verdichtungsempfindlichkeit, zur Schadstoffeintragsempfindlichkeit und zur Empfindlichkeit der Wasserschutzgebiete
dargestellt.
121
Flächeneffektive Bioenergienutzung au
us Naturschutzsich
ht
Abbildung 46: Empfiindlichkeit der la
andwirtschaftlich
hen Nutzfläche gegenüber Boden
nerosion durch Wind in der Mode
ellregion OPR
122
us Naturschutzsich
ht
andwirtschaftlich
hen Nutzfläche gegenüber Boden
nverdichtung in der Modellregion
n ORP
123
us Naturschutzsich
ht
andwirtschaftlich
hen Nutzfläche gegenüber Schad
d- und Nährstoffe
en in der Modellrregion SHK
124
us Naturschutzsich
ht
andwirtschaftlich
hen Nutzfläche gegenüber Beeintträchtigungen de
er Wasserschutz
zgebiete in der Modellregion
M
SHK
K
125
3.4
Ableitung von Anbaueignungsklassen aus Naturschutzsicht
Das Beeinträchtigungsrisiko des Anbaus einer Energiepflanzenkultur auf einer bestimmten
Fläche ist durch die Verschneidung der flächenbezogenen Empfindlichkeiten dargestellter
Landschaftsfunktionen mit der kulturartenbezogenen Wirkintensität auf die betreffende Naturhaushaltsfunktion zu ermitteln. Zur Abschätzung des potenziell naturverträglichen Anbaus
bestimmter Energiepflanzen erfolgt mit Hilfe der ökologischen Risikoanalyse eine Überlagerung
von Flächeninformationen, durch die Konflikte und Synergien mit dem Naturschutz flächenscharf prognostiziert werden. Aufgrund des hier vorliegenden Betrachtungsmaßstabs und der
Datensituation kann jedoch keine schlagbezogene Analyse erfolgen.
Mittels der naturschutzfachlichen Bewertung über das Betrachten von Landschaftsfunktionen
erfolgt also eine flächenhafte Einschätzung der Naturschutzsituation in den Modellregionen. Auf
dieser Grundlage werden Aussagen über die Sensitivität der Standorte getroffen. Um das
Potenzial eines Standortes für einen naturverträglichen Energiepflanzenanbau abzuschätzen,
werden diese mit den Auswirkungen der Anbaukultur in die Matrix der Ökologischen Risikoanalyse eingesetzt. Dort wird für die Untersuchungsregion die Empfindlichkeit der jeweiligen
Landschaftsfunktion eines Standorts den potenziellen Auswirkungen der Anbaukultur gegenübergestellt. Im Ergebnis sind Eignungsklassen für Anbaukulturen in einer fünfstufigen Ordinalskala dargestellt. Dabei nicht berücksichtigt werden die durchaus positiven Wirkungen von
Anbaukulturen: In diesen Fällen erfolgt die Zuordnung zum „sehr geringen Risiko“, um eine
handhabbare Komplexität zu sichern.
Anhand der nachfolgenden Risikomatrix wird deutlich, wie sich die Einstufung aus der Verschneidung von Wirkintensität der Anbaukultur und der Empfindlichkeit des Standortes ergibt.
In der Methodik wird nach folgender Prämisse verfahren: Ein sehr hohes Risiko in Bezug auf
die Naturverträglichkeit ergibt sich, wenn Energiepflanzen mit wesentlich negativerer Wirkung
einer Wirkungskategorie auf einem Standort angebaut werden, der eine sehr hohe Empfindlichkeit hinsichtlich dieser Wirkungskategorie aufweist (beispielsweise besitzt Silomais eine stark
negative Wirkung auf die Bodenerosion, auf Flächen mit sehr hoher Bodenerosionsempfindlichkeit besteht demnach ein sehr hohes Risiko). Dieser Sachverhalt ist in Abbildung 51 (S. 129
und 124) dargestellt. Entsprechend liegt das geringste Risiko vor, wenn sowohl die Empfindlichkeit des Standortes sehr gering ist, als auch die Wirkintensität der Kulturpflanze als wesentlich positiver gegenüber der Referenzfruchtart Winterroggen eingestuft ist. Der Bereich zwischen der höchsten (5) und der geringsten (1) Risikostufe unterliegt einer wertenden Zuordnung. Dies eröffnet die Möglichkeit, beispielsweise verschieden starke Naturschutz-Szenarien
zu betrachten. Hier wurde das Risiko in Abbildung 51 für den Fall negativer Auswirkungen, aber
geringer Standortempfindlichkeit bzw. bei hoher Standortempfindlichkeit und neutraler oder
positiverer Auswirkungen als sehr gering eingestuft.
126
Empfindlichkeitsstufen I II III IV wesentlich ++ positiver 1 1 1 1 Wirkintensität (im + 1 1 1 1 Verhältnis zu o neutral 1 1 1 2 Winterroggen) ‐ 1 1 2 3 ‐‐ wesentlich negativer 1 2 3 4 Risikopotenzial nach Empfindlichkeit und Wirkintensität sehr geringes Risiko Stufe 1 geringes Risiko Stufe 2 mittleres Risiko Stufe 3 hohes Risiko Stufe 4 sehr hohes Risiko Stufe 5 sehr hoch Mittel sehrgering Flächeneffektive Bioenergienutzung aus Naturschutzsicht
V 1 2 3 4 5 Abbildung 50: Risikomatrix – Überlagerung der Wirkintensität der Anbaukulturen mit den standortbezogenen Empfindlichkeiten
Ausgehend von der Einstufung der Beeinträchtigungsintensität einzelner Kulturpflanzen
(Abbildung 34, S. 105) – fortan als „Basisrisiko“ bezeichnet – ergeben sich je nach Empfindlichkeitsstufe die Bewertungen des zu erwartenden Umweltrisikos an den Standorten (vgl. Abbildung 50, S. 127). In der GIS-Analyse der Empfindlichkeit der Standorte wurde eine Einteilung in
fünf Klassen vorgenommen. Dieser Einteilung folgt die Einstufung des Risikos in Abbildung 50.
In der Empfindlichkeitsstufe V werden die Kulturpflanzen entsprechend ihres Basisrisikos
eingestuft. In Stufe IV erfolgt eine Einstufung um eine Stufe besser als das Basisrisiko. Ab Stufe
III – auch bei Kulturpflanzen, die ein hohes Basisrisiko aufweisen – wird davon ausgegangen,
dass die Naturverträglichkeit nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Die Einstufung des Risikos
entsprechend der Empfindlichkeit erfolgt in Abbildung 51 (S. 129) beispielhaft für die Kulturen
Mais Wachsreif, Dauergrünland 1. Schnitt, Miscanthus, Durchwachsene Silphie und Weizen
(Winter) anhand der betrachteten Umweltindikatoren.
127
Miscanthus
Winterweizen
Dauergrünland 1. Schnitt
Silomais
128
Umweltindikator
Bodenerosion (Wind und Wasser)
Bodenverdichtung
Humuszehrung
Wasserzehrung
Nähr- und Schadstoffeintrag Oberflächengewässer
Schadstoffeintrag GW
Lebensraum Vogel (Nahrungshabitat)
Lebensraum Vogel (Bruthabitat)
Lebensraum Säuger
Artenvielfalt
gefährdete Arten
Landschaft: Sichtbeziehungen
Landschaft: Erholungsraum
Bodenverdichtung
Humuszehrung
Wasserzehrung
Lebensraum Säuger
Artenvielfalt
gefährdete Arten
Bodenverdichtung
Humuszehrung
Wasserzehrung
Lebensraum Säuger
Artenvielfalt
gefährdete Arten
Bodenverdichtung
Humuszehrung
Wasserzehrung
Lebensraum Säuger
Artenvielfalt
gefährdete Arten
Basisrisiko
(++ bis --)
Anbaukultur
---+
x
x
+
++
x
+
+
+
+
+
++
o
+
+
o
o
o
o
o
o
o
o
x
x
x
x
x
x
--x
o
x
x
Stufen der
Empfindlichkeit
V
IV
III
Risiko
II
I
5
4
5
4
5
4
4
4
2
4
4
4
x
x
2
1
x
2
2
2
2
2
1
3
2
2
3
3
3
4
4
4
4
3
3
4
3
3
3
x
x
x
x
x
x
5
5
x
4
3
x
x
4
3
4
3
4
3
3
3
1
3
3
3
x
x
1
1
x
1
1
1
1
1
1
2
1
1
2
2
2
3
3
3
3
2
2
3
2
2
2
x
x
x
x
x
x
4
4
x
3
2
x
x
3
2
3
2
3
2
2
2
1
2
2
2
x
x
1
1
x
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
1
1
2
1
1
1
x
x
x
x
x
x
3
3
x
2
1
x
x
2
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
x
x
1
1
x
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
x
x
x
x
x
x
2
2
x
1
1
x
x
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
x
x
1
1
x
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
x
x
x
x
x
x
1
1
x
1
1
x
x
Durchwachsene. Silphie
Bodenverdichtung
Humuszehrung
Wasserzehrung
Lebensraum Säuger
Artenvielfalt
gefährdete Arten
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Abbildung 51: Ökologische Risikoanalyse für die Anbaukulturen Silomais, Dauergrünland 1.
Schnitt, Weizen (Winter), Miscanthus und Durchwachsene Silphie für OPR.
Für eine Region ergeben sich aus der Verschneidung der Wirkintensität der Kulturpflanzen mit
der Empfindlichkeit der Standorte verschiedene Eignungsklassen. Sie dienen als Entscheidungsgrundlage bei der Zuordnung von Empfehlungsklassen (a, b und c). Die Zuordnung
erfolgt über verbal-argumentativ begründete Entscheidungsbäume vor dem Hintergrund der
Ergebnisse der ökologischen Risikoanalyse:
a. Flächen, für die keine Einschränkung hinsichtlich des Anbaues bestimmter Energiepflanzen vorliegt
b. Flächen, bei denen die Naturverträglichkeit über die Einhaltung von Anbauauflagen
gewährleistet ist
c. Flächen, bei denen der Anbau bestimmter Energiepflanzen vermieden werden sollte
Der GIS-Analyse ist ein Entscheidungsbaum zugrunde gelegt, in dem für die jeweilige Kulturpflanze festgelegt wurde, welcher der drei differenzierten Empfehlungsklassen sie zuzuordnen
ist (vgl. Abbildung 52, S. 130). Der Entscheidungsbaum für die Anbaukultur Silomais zeigt die
Empfehlungen aus Sicht des Ressourcen- und Naturschutzes. Die Empfehlungen sind in drei
verschiedene Kategorien eingestuft. Die Kategorie a zeigt die Herleitung der Entscheidungskaskade, die zu Standorten führt, auf denen für den Anbau unter Berücksichtigung der „Guten
fachlichen Praxis“ keine Bedenken bestehen. Die Kategorie b zeigt die Herleitung in der
Entscheidungskaskade für diejenigen Standorte, für die eine Berücksichtigung von Maßnahmen
empfohlen wird, die über die „Gute fachliche Praxis“ hinausführen. Schließlich werden mit der
Kategorie c die Standorte begründet, für die ein Anbau von Mais aus entsprechenden Kriterien
nicht empfohlen wird.
129
Flächeneffe
ektive Bioene
Abbildung 52: Entscheidungsbau
um zur Natu
urverträglich
hkeit beispielhaft anhaand der Anb
baukultur
Mais (Wach
hsreif).
Beispiel Mais (Wachssreif): In den
n Entscheid
dungsbäumen werden ausgehendd von der ge
esamten
Ackerfläche beim Maiisanbau die
e Bodenerossion (Wass
ser und Wind), die Boddenverdichtu
ung, das
Retentionssvermögen (Wasser), die
d Bedeutu
ung hinsich
htlich eines Schadstoffeeintrags in Oberflächengewässser und Grundwasse
G
er, die Bede
eutung der Biotopfunktion aus naaturschutzfa
achlicher
und -rechttlicher Sich
ht und das
s Landscha
aftsbild betrachtet. Be
eispielsweisse werden für den
Maisanbau
u (vgl. Abb
bildung 51, S. 130) ke
eine Fläche
en mit der Empfindlichhkeitsstufe V beim
Bodenerossionsrisiko oder
o
beim Schadstoffe
eintrag für die Nutzung als Energgiepflanzen
nstandort
130
empfohlen. Bei der Einstufung IV werden beim Anbau von Mais Bodenschutzmaßnahmen
auferlegt, beispielsweise der Anbau dauerhaft Boden bedeckender Kulturen (Untersaaten,
Winterzwischenfrüchte) oder die Anwendung von Mulchsaatverfahren. Diese Fläche steht also
grundsätzlich zur energetischen Nutzung zur Verfügung.
Die Zuweisung der Ackerfläche erfolgt mittels einer Geoinformationsanalyse. Hierbei wird die
gesamte landwirtschaftliche Nutzfläche differenziert dargestellt. Ein detaillierteres Vorgehen,
welches die schlagbezogene Betrachtung der Fläche erlaubt, benötigt genauere Grundlagendaten (weiteres s. Teil G 1.1, S. 187).
3.5
Kulturartenspezifische Ergebnisse aus Naturschutzfachlicher Sicht
Im Folgenden werden die kulturartenspezifischen Ergebnisse exemplarisch anhand ausgewählter Karten von Ausschnitten der Modellregionen dargestellt. Zu beachten ist, dass es sich um
allgemeine Nutzungspotenziale für die jeweilige Anbaukultur handelt. Es wurden keine flächenübergreifenden Aussagen, wie beispielsweise die räumliche Verteilung unter Beachtung
bestimmter Nutzungsquoten für die jeweiligen Anbaukulturen, einbezogen. Das heißt: Innerhalb
der Modellregion kann nicht die gesamte potenziell naturverträgliche Fläche auch tatsächlich
zum Anbau genutzt werden.
131
us Naturschutzsich
ht
Abbildung 53: Naturrverträglichkeit der
d Anbaukultur W
Winterweizen un
nd beeinträchtigtte Themenkomplexe in der Modellregion SHK
132
us Naturschutzsich
ht
Abbildung 54: Naturrverträglichkeit der
d Anbaukultur M
Mais Wachsreif und beeinträchtigte Themenkom
mplexe in der Mod
dellregion OPR
133
3.6
Zusammenfassung
Die Ökologische Risikoanalyse erweist sich als geeignetes Instrument zur Abschätzung der
Naturverträglichkeit verschiedener Anbaukulturen. Die Ergebnisse können als wissenschaftliche
Grundlage für naturverträgliche Entscheidungen bei der Energiepflanzenauswahl herangezogen
werden. Zu beachten bleibt, dass die Datenlage es nicht zuließ, die Auswirkungen für jede
Anbaukultur zu bestimmen. Ebenso konnten bisher nicht alle voraussichtlich beeinträchtigten
Landschaftsfunktionen bewertet werden. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf, der zum Teil
durch die EVA-Projekte abgedeckt wird. Die Zuordnung der Empfehlungskategorien (a, b und c)
erfolgte über Relevanzbäume, denen eine verbal-argumentative Bewertung zugrunde liegt.
Für die Modellregionen ergeben sich kulturartenspezifische Ergebnisse. Diese sind beispielhaft
in den oben aufgeführten Karten (S. 132f.) abgebildet. Es zeigt sich, dass unabhängig vom
Landkreis, Mais (Wachsreif) nur auf wenigen Standorten naturverträglich angebaut werden
kann. Dagegen ist Kleegras mit Ausnahme von Grünlandstandorten auf allen Flächen ohne
Einschränkungen realisierbar. Eine sinnvolle Aussage lässt sich jedoch erst treffen, wenn der
gewollte Anteil von Energiepflanzen an landwirtschaftlicher Fläche bestimmt wurde.
Die Methodik hat zwei entscheidende Limitierungen. Die erste ist, dass sie sich aus methodischen Gründen auf einzelne Kulturarten statt auf Fruchtfolgen bezieht. Die zweite, dass
ausschließlich der Energiepflanzenanbau, und nicht die gesamte Landwirtschaft berücksichtigt
wird. Verdrängungseffekte oder eine Erhöhung des Flächendrucks auf die landwirtschaftliche
Fläche werden nicht dargestellt, auch die Betrachtung kumulativer Effekte ist deshalb derzeit
noch nicht möglich. Dies ist methodisch jedoch leistbar.
134
Teil C Gesamtergebnisse, Synergien und Konflikte der Anforderungen am Beispiel der Modellregionen
In diesem Teil werden die Ergebnisse für die Modellregionen exemplarisch ausgewertet. Es
werden diejenigen Synergien und Konflikte zwischen den Anforderungen herausgearbeitet, die
aus den Verschneidungen der Einzelanforderungen auf den gegebenen Bodentypen in den
Modellregionen ableitbar sind. Damit wird aufgezeigt, welche Ergebnisse die Methodik liefern
kann. Grundfragen sind hier:
•
Wo gibt es Synergien und Konflikte?
•
Welche Synergien und Konflikte bestehen unter welchen Bedingungen und welche sind
räumlich begrenzt?
•
Welche Hinweise kann die Methodik liefern, um allen Anforderungen optimal zu entsprechen?
Die Synergien und Konflikte lassen sich aufgrund der inkompatiblen Systemgrenzen bisher nur
paarweise darstellen, so für die Anforderungspaare Flächeneffizienz/Naturverträglichkeit und
Klimaeffizienz/Naturverträglichkeit.
135
1
Zusammenführung der Kriterien im Methodenkonzept
Die Ergebnisse der Analysen zur Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit in
den Modellregionen beinhalten zunächst losgelöste Einzelaussagen der jeweiligen Anforderungen. Um Zielkonkurrenzen wie auch Zielkongruenzen zwischen den Anforderungen deutlich
und flächenscharf benennen zu können und eine übergreifende Aussage zu erhalten, sind
diese zu verschneiden. Die Zusammenführung des Anforderungssets erfolgt dazu auf Ebene
der einheitlichen Empfehlungsklassen (s. Abbildung 55, S. 137). Mit Hilfe eines Relevanzbaumes lassen sich die Entscheidungspfade aus naturschutzfachlicher, ökonomischer und klimaspezifischer Sicht bezüglich ihrer Anbauempfehlung für einen Standort transparent darstellen.
Die jeweiligen Zuordnungsregeln sind strukturiert, visualisiert und liegen nachvollziehbar vor.
Aufgrund der unterschiedlichen Systemgrenzen der Anforderungen Flächen- und Klimaeffizienz
können diese bisher nicht miteinander verschnitten werden. Daraus resultiert gleichzeitig, dass
eine integrierte Betrachtung aller drei Anforderungen nicht möglich ist. Eine Verschneidung mit
der Naturverträglichkeit ist in beiden Fällen durchführbar (Erläuterungen zum Problemfeld
Systemgrenzen erfolgt in Teil D 5, S. 167). Relevanzbäume erlauben zudem das Gewichten
einzelner Kriterien und damit das Betrachten verschiedener Nutzungsoptionen bzw. flächenbezogener Nutzungsmuster, die aus den jeweils verschiedenen Perspektiven resultieren. Dabei
kann die Betrachtung einer einzelnen Anbaukultur ebenso erfolgen wie die eines Sets von
Anbaukulturen.
Die Verschneidung erfolgt GIS-gestützt. Ergebnisse können in Karten- und Tabellenform
ausgegeben werden. Aus ihnen sollen im Idealfall Biomassepotenziale und besonders regionale Grenzen des effizienten, klimafreundlichen und naturverträglichen Energiepflanzenanbaus
abgelesen werden können. Sie sollen Synergien zwischen den Anforderungen offenbaren und
Konflikte deutlich machen können, es kann aber auch dargestellt werden, aus Sicht welcher
Anforderung oder welchen Kriteriums der Anbau an bestimmten Standorten weniger zu empfehlen wäre, auf wessen „Kosten“ der Anbau also gehen würde, und kann so als Entscheidungsgrundlage eines effizienten und naturverträglichen Biomassemanagements auf regionaler und
höherer Ebene dienen (s. Abbildung 53 und Abbildung 54, S. 132f.). Im Folgenden werden
beispielhaft Ausschnitte der Modellregionen dargestellt; diese dienen nur der Veranschaulichung des Methodenkonzeptes, nicht der tatsächlichen schlaggenauen Bewertung.
136
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und die b
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14
41
2
Ergebnisse der Verschneidung der Anforderungen
Um zu einer integrierten Bewertung des Anbaus bestimmter Energiepflanzen zu kommen,
müssen die Bewertungen der jeweiligen Anforderung miteinander verschnitten werden. Voraussetzung hierfür ist eine Systemgrenzenkompatibilität.
2.1
Verschneidung Flächeneffizienz / Naturverträglichkeit
Eine Verschneidung dieser beiden Anforderungen ist möglich, da die Naturverträglichkeit
größtenteils durch den Anbau bestimmt ist und die ökonomischen Berechnungen für dieselbe
Systemgrenze gemacht wurden.
Die Anforderung der Flächeneffizienz an die Wirtschaftlichkeit des Energiepflanzenanbaus ist in
den Modellregionen von 9 (SHK) und 8 (OPR) Anbaukulturen erfüllt. Es ist demnach plausibel,
die Nutzungsverteilung entsprechend der bestehenden Synergien mit der Naturverträglichkeit
auszurichten. Hier ergeben sich verschiedene Möglichkeiten der Flächennutzungsverteilung:
Ausgerichtet am Ranking der Flächeneffizienz, also einem Energiepflanzenanbau unter dem
Primat der Wirtschaftlichkeit, ist von deutlichen Konflikten zwischen den Anforderungen auszugehen. Denn in beiden Regionen stellt der Silomais (in SHK nur hinter Durchwachsener Silphie)
die Anbaukultur mit dem höchsten Gewinnbeitrag dar. Gleichzeitig birgt Silomais aus naturschutzfachlicher Sicht deutliche Risiken. Die Wirkintensität im Vergleich zur Referenzfrucht
Winterroggen ist mit Ausnahme der Lebensraumfunktion für Säuger gegenüber allen Schutzgütern als negativ bis deutlich negativ bewertet. So wird die Wirkung auf die Erosionseigenschaften der Ackerböden bei einer Umnutzung als deutlich negativ bewertet, während die Flächeneffizienz gesteigert wäre. Dieser Konflikt wird verstärkt, wenn zudem besonders naturverträgliche
Anbaukulturen einen negativen Gewinnbeitrag erzielen und daher aus wirtschaftlicher Sicht
nicht zu empfehlen sind. Dies trifft beispielsweise auf den Anbau von Kleegras in OPR zu. Ein
Synergieeffekt ist dagegen beispielsweise im Hinblick auf die Zuckerrübe zu erkennen. Ihr
Anbau in SHK ist aus Sicht der Flächeneffizienz einzelbetrieblich kritisch zu prüfen und ist nicht
naturverträglich. Mit Hilfe des Methodenkonzeptes lassen sich die jeweiligen Einschränkungen
in Bezug auf den Anbau der flächeneffizienten Kulturen darstellen. Daraus ergeben sich
Hinweise (s. Teil D 3, S. 150ff.) für den Ausbau bestimmter Verwertungslinien sowie eventuell
zu ergreifender Maßnahmen und Handlungsempfehlungen.
2.2
Verschneidung Klimaeffizienz / Naturverträglichkeit
Eine Verschneidung von Klimaeffizienz- und Naturverträglichkeitskategorien ist möglich, da die
Naturverträglichkeit zwar in erster Linie durch den Anbau bestimmt ist, aber näherungsweise
auch für den gesamten Lebensweg gilt und daher mit der Systemgrenze der Treibhausgasbilanzen übereinstimmt.
Ähnlich wie bei der Verschneidung mit der Flächeneffizienz sind für die betrachteten Bodenklassen aus Sicht der Klimaeffizienz nur a- und c-Flächen ausgewiesen. Daher sollten die
standortbezogenen Einschränkungen auch in diesem Kontext aus Naturschutzsicht erfolgen.
Der Anbau von Energiepflanzen auf Dauergrünland (auf organischen Böden) ist aus Sicht
beider Anforderungen nur eingeschränkt geeignet. Weitere Synergien ergeben sich für Standor142
te und Anbaukulturen, die aus Sicht beider Anforderungen empfehlenswert sind. Beispielsweise
bietet der Anbau von Pappeln oder Miscanthus Möglichkeiten, eine weitgehend positive THGBilanz zu erzielen und ist unter gewissen Auflagen auch naturverträglich. Äquivalent zu Kapitel
2.1 sind auch hier die Schutzgüter bekannt, welche zu Einschränkungen oder Nutzungsauflagen aus Sicht der Naturverträglichkeit führen. Ebenso lassen sich aus Sicht einer anforderungsübergreifenden Betrachtung Ausbaupotenziale bestimmter Verwertungspfade ableiten.
2.3
Verschneidung Klimaeffizienz / Flächeneffizienz
Eine Verschneidung ist aufgrund unterschiedlicher Systemgrenzen nicht möglich. Die ökonomische Bewertung müsste dazu die Kosten entlang des gesamten Lebenswegs, d. h. die Kosten
für die Gesellschaft (und nicht nur den Profit des Landwirts) betrachten.
In beiden Kategorien sind jedoch unabhängig voneinander die meisten betrachteten Kulturen
fast deckungsgleich anbauwürdig, also mit der Empfehlungsklasse a gekennzeichnet. Es kann
in diesem Projekt davon ausgegangen werden, dass es unter den genannten Anforderungen –
außer für Energiepflanzenanbau auf Dauergrünland (auf organischen Böden) bzw. unter
Berücksichtigung indirekter Landnutzungsänderungen – zu keinen Konflikten zwischen den
beiden Anforderungen Klima- und Flächeneffizienz kommt.
143
Teil D Diskussion des Methodenkonzepts / Forschungsbedarf
Das hier entwickelte Methodenkonzept ist – soweit bekannt – der erste Versuch der transdisziplinären Abbildung und Analyse des Energiepflanzenanbaus im Hinblick auf die drei Anforderungen Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit. In der transdisziplinären Zusammenarbeit konnten aufbauend auf einem intensiven Austausch über die Inhalte, Definitionen
und Begrifflichkeiten der drei Arbeitsbereiche neben den Einzelanforderungen auch wertvolle
Hinweise zur Interdisziplinarität von Systemgrenzen und -kompatibilitäten erarbeitet werden.
Im Folgenden werden die Aussagefähigkeit und Anwendbarkeit des Methodenkonzepts sowie
die Einsatzmöglichkeit diskutiert. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf den für eine GISbezogene Landschaftsanalyse erforderlichen GIS-basierten Daten, zu deren Beschaffung,
Aussagefähigkeit, Verfügbarkeit und Qualität mit Blick auf die drei Anforderungen Stellung
genommen wird.
Bestehende Wissenslücken, sowohl im Hinblick auf den derzeitigen Stand des Methodenkonzepts als auch in Bezug auf den weiteren Forschungs- und Entwicklungsbedarf, werden im
Anschluss näher beleuchtet.
144
1
Anwendbarkeit und Aussagefähigkeit des Methodenkonzeptes
1.1
Flächeneffizienz
Für die Berücksichtigung der Anforderung der Flächeneffizienz an den Energiepflanzenanbau
sollte nicht nur die Ertragsleistung bestimmter Kulturen auf bestimmten Standorten abgebildet,
sondern vielmehr die voraussichtliche Entscheidung des Landwirtes für oder gegen den Anbau
einer Fruchtart verdeutlicht werden. Dies ist anhand des hier ermittelten Gewinnbeitrages
möglich.
Das Projektziel für die Anforderung Flächeneffizienz bestand zunächst in der Darstellung der
Flächeneffizienz einzelner Fruchtarten in verschiedenen Regionen. Unter Auswahl jeweils eines
Bodens nach der KTBL-Klassifizierung, gemäß dem Anteil an der Landkreisfläche, wurde der
Anbau ausgewählter Fruchtarten für den Saale-Holzland-Kreis exemplarisch für mittlere Böden
und für den Landkreis Ostprignitz-Ruppin für leichte Böden untersucht. Anhand der entwickelten
Methodik ist eine Bewertung der Fruchtarten nach ökonomischer Anbauwürdigkeit möglich.
Weitere Fruchtarten und Böden (leicht, mittel, schwer) können ergänzt werden – vorausgesetzt
es liegt eine entsprechende Datengrundlage vor. Durch Schaffung entsprechender Schnittstellen ist der Datentransfer an Projektpartner jederzeit möglich.
Die Gewinnbeiträge wurden anhand von Boniturnoten in drei Effizienzklassen bzw. Empfehlungsklassen eingeteilt. Die Einteilung in diese Empfehlungsklassen ist damit sehr grob strukturiert worden, in der Praxis ist sie dagegen sehr subjektiv und von der unternehmerischen
Einstellung jedes einzelnen Landwirts abhängig.
Die hiermit vorgelegten ökonomischen Daten gelten ausschließlich für die zu betrachtenden
Standorte und die hier getroffenen Annahmen (mikroökonomischer Ansatz, Systemgrenze
Hoftor) und sind dafür korrekt. Eine Übertragbarkeit auf andere Bodenverhältnisse und/oder
andere Boden-Klima-Räume ist damit nicht möglich. Jedoch ist eine methodische Grundlage
geschaffen, die dieses ermöglicht.
Da im Rahmen des Projekts nach Abstimmung zwischen den Projektpartnern aus methodischen Gründen zunächst ausschließlich einzelne Fruchtarten betrachtet wurden, können keine
Aussagen zu Fruchtfolgeeffekten und Systemwirkungen getroffen werden. Hierzu zählen z. B.
Nährstoff- und Humussalden, Energiebilanzen sowie die Wirtschaftlichkeit von Fruchtfolgen. Mit
der Bewertung einzelner Fruchtarten ist zunächst eine Bewertungsgrundlage geschaffen, aus
der sich nach dem „Bottom-up-Prinzip“ und durch weitere Datenergänzung Ergebnisse für
Fruchtfolgen zusammenstellen lassen. Dafür ist zukünftig der Vorfruchtwert einzelner Kulturarten mit zu erfassen. Ansätze hierfür sind in der Literatur (z.B. UFOP 2003) beschrieben.
1.2
Klimaeffizienz
Das Projektziel für die Anforderung Klimaeffizienz bestand in der Ermittlung der Treibhausgasbilanzen ausgewählter Energiepflanzen-Fruchtarten am Beispiel zweier Modellregionen. Die
Klimaeffizienz von Energiepflanzen als solche kann jedoch nicht bestimmt werden, da diese
145
immer von der Konversion, der energetischen Nutzung und den ersetzten fossilen Energieträgern abhängt. Eine sinnvolle Aussage zur Klimaeffizienz der einzelnen Fruchtarten ist daher nur
bei einer Betrachtung des gesamten Lebenswegs möglich. Dazu wurden die von der TLL
ausgewählten Energiepflanzen-Fruchtarten vom IFEU mit verschiedenen Konversionstechnologien und energetischen Nutzungen zu Bioenergiepfaden kombiniert.
Für alle Bioenergiepfade konnten Treibhausgasbilanzen berechnet werden, wobei landkreisspezifische Daten zum Energiepflanzenanbau der TLL sowie eine Vielzahl weiterer Basisdaten
aus der IFEU-internen Datenbank verwendet wurden. Es konnten sowohl qualitative als auch
quantitative Aussagen zur Vorzüglichkeit einzelner Bioenergiepfade abgeleitet werden. Eine
Rangfolge der Energiepflanzen als solche wurde dagegen nicht gebildet, da aufgrund der
Vielzahl von Konversions- und Nutzungsmöglichkeiten pro Fruchtart mehrere Ergebnisse
ermittelt wurden.
Die entwickelte Methodik ist insbesondere geeignet, klimaeffiziente Bioenergiepfade zu identifizieren (z.B. die tendenziell besseren Ergebnisse bei stationärer Nutzung von Pappel und
Miscanthus) und gleichzeitig Risiken durch direkte und indirekte Landnutzungsänderungen
aufzuzeigen.
Die Methodik ist gut anwendbar und kann auch auf andere Umweltwirkungen wie Versauerung,
Nährstoffeintrag, Photosmog und Ozonabbau erweitert werden. Dies wäre im Sinne einer
ganzheitlichen ökologischen Bewertung auch nötig, da Ökobilanzen zu Bioenergieträgern in der
Vergangenheit immer wieder zeigten, dass durch den Anbau und die energetische Nutzung von
Biomasse einerseits zwar nicht-erneuerbare Energieressourcen geschont und Treibhausgasemissionen vermieden werden, andererseits aber meist mit einer Zunahme von Versauerung von Böden und vermehrtem Nährstoffeintrag zu rechnen ist.
1.3
Die Naturverträglichkeit des Energiepflanzenanbaus ist grundsätzlich abhängig von der Wirkintensität der Anbaukulturen auf der einen und von der Wertigkeit und Empfindlichkeit der
Anbauflächen auf der anderen Seite. Für die Anforderung Naturverträglichkeit bestand das
Projektziel daher zunächst in der Darstellung der unterschiedlichen Empfindlichkeit von Flächeneinheiten des Landschaftsraums gegenüber den spezifischen Auswirkungen einzelner
Anbaukulturen. Im Hinblick auf die abiotischen Naturhaushaltsfunktionen ist dies problemlos
möglich. Die Empfindlichkeit der biotischen Funktionen sowie des Landschaftsbildes und der
damit verbundenen Erholungsfunktion innerhalb eines Landschaftsraumes lassen sich jedoch
nur eingeschränkt auf einzelne Flächeneinheiten beziehen. Für die letzteren ist eine kumulative
Sicht auf der Landschaftsebene nötig, die nur möglich ist, wenn die Nutzungsszenarien in ihrer
konkreten räumlichen Verteilung dargestellt werden.
Ziel der Bewertung der Naturverträglichkeit war es, Konfliktrisiken beim Anbau bestimmter
Anbaukulturen auf bestimmten Flächeneinheiten zu ermitteln und zu untersuchen, ob sich
daraus Empfehlungen für die Eignung bestimmter Landschaftsräume für bestimmte Energiepfade ermitteln lassen.
146
Die Methodik erlaubt, die typischen Empfindlichkeiten der Landschaftsfunktionen in den
Modellregionen flächenhaft darzustellen. So sind beispielsweise die Flächeneinheiten in OPR
wenig wasser- aber stark winderosionsanfällig und weisen ein sehr heterogenes Wasserretentionsvermögen und variierende Schadstoffempfindlichkeiten auf. Letzteres lässt sich in Bezug
zur Bodenschwere setzen: Niedermoorstandorte und mittlere Böden sind hiervon stärker
betroffen. SHK dagegen weist eine mittlere bis hohe Wassererosionsempfindlichkeit und im
Gegensatz zu OPR eine viel höhere Empfindlichkeit der Wasserschutzgebiete auf. Diese
Erkenntnisse würden eine Präzisierung und Regionalisierung der „Guten fachlichen Praxis“
erlauben.
In Bezug auf die aus Naturschutzsicht bestehende Eignung von Flächeneinheiten für bestimmte
Anbaukulturen ist die dreistufige Kategorisierung gut geeignet: hierbei bedeutet a) uneingeschränkte Anbaueignung, b) eingeschränkte Eignung (Einhaltung bestimmter Anbauauflagen
erforderlich) und c) für bestimmte Anbaukulturen ungeeignete Flächeneinheiten. Aufbauend auf
dieser Einteilung lässt sich sowohl eine quantitative Aussage zur absoluten Anbaueignung in
Hektar- oder Prozentangabe der Fläche der Region ableiten, als auch eine räumliche Zuordnung der Anbaukulturen zu geeigneten Flächeneinheiten.
Anhand der Ergebnisse dieser Risikoanalyse wird ersichtlich, wo für welche Kulturen ergänzende Bewirtschaftungsauflagen ergriffen werden sollten. So könnten aus naturschutzfachlicher
Sicht für bestimmte Anlagenstandorte Auflagen für den Anbau der Energiepflanzenkulturen
definiert werden. Transparent wird auch, welche und wie viele Schutzgüter betroffen sind und
welches Beeinträchtigungsrisikos letztlich zu Anbaueinschränkungen für bestimmte Kulturen auf
den Standorten führen. Am Beispiel des Standortes OPR gilt z. B. für den Maisanbau, dass
knapp 40 % der beispielhaft betrachteten Fläche durch verstärkte Bodenerosion und Schadstoffeinträge gefährdet sind. Dies würde perspektivisch die Ableitung von flächenbezogenen
Auflagen an die „Gute fachliche Praxis“ beim Anbau von Energiepflanzenkulturen erlauben. Gut
zu identifizieren sind auch die Bereiche, die aufgrund bestimmter touristischer Nutzungen
gegenüber bestimmten, insbesondere hochwachsenden, Anbaukulturen besonders sensibel
sind und daher der besonderen Nutzungsauflagen bedürfen.
Die auftretenden Konflikte lassen sich standortgenau bestimmten Kulturen zuordnen. Auch die
Eignung bestimmter Landschaftsräume für bestimmte Energiepfade lässt sich anhand der
eingesetzten Anbaukulturen überschlägig abschätzen.
Durch den Vergleich der Naturverträglichkeit verschiedener Anbaukulturen auf einer Flächeneinheit sowie die Einbeziehung der Vorfruchteffekte in die Bewertung der Wirkintensität der
einzelnen Anbaukulturen ließe sich die Methodik auch auf die Bewertung von Fruchtfolgen
erweitern.
1.4
Aussagefähigkeit nach der Verschneidung der Anforderungen
Das hier entwickelte Methodenkonzept zur umfassenden, raumbezogenen Bewertung des
Energiepflanzenanbaus ist grundsätzlich geeignet, einzelne Raum- oder Flächeneinheiten im
Hinblick auf ihre Eignung für den Anbau einzelner Kulturen aus den drei Perspektiven Flächeneffizienz, Klimaeffizienz sowie Naturverträglichkeit zu bewerten und damit die Suche nach
147
den für eine Region optimalen Szenarien der Bioenergienutzung und des Energiepflanzenanbaus zu unterstützen.
Um einzelne Anbauszenarien (Kulturarten und Verteilung auf Anbauflächen) aus jeder Perspektive und der damit verbundenen Fachdisziplin optimal bewerten zu können, sind idealerweise
jeweils spezifische Einflussfaktoren einzubeziehen, die je Disziplin zu unterschiedlichen
Abgrenzungen des modellierten Systems führen.
So haben beispielsweise die Eigenschaften der für den Anbau einer Kultur gewählten Fläche für
die Bewertung der Naturverträglichkeit eines Nutzungsszenarios eine ganz zentrale Bedeutung
und werden entsprechend differenziert bewertet (Empfindlichkeit). Für die Bewertung der
Klimaeffizienz dagegen spielen die Eigenschaften der genutzten Fläche nur eine untergeordnete Rolle, so dass dieser Faktor nur relevant wird, wenn Grünland auf organischen Böden
umgebrochen wird.
In die räumlich konkretisierte Verschneidung der Ergebnisse der Einzelbewertungen im Hinblick
auf eine integrierte Gesamtbewertung von Nutzungsszenarien, also der Auswahl und räumliche
Verteilung der Kulturarten, gehen daher die Naturschutzanforderungen besonders differenziert
ein. Dem gegenüber können die Anforderungen der Flächeneffizienz und Klimaeffizienz zum
Teil bereits vorab berücksichtigt werden, da bestimmte Kulturen bzw. Nutzungspfade unabhängig von ihrer Flächenverteilung bewertet werden können und für eine Region als grundsätzlich
unwirtschaftlich oder zu wenig klimaeffizient ausgeschlossen werden.
Eine in diesem Sinne erfolgende Verschneidung der drei Anforderungen und der integrierten
Betrachtung der jeweiligen Ergebnisse ermöglicht somit eine umfassende Bewertung der
Anbauszenarien. Bei Hinterlegung des Anlagenbestands und einer Zuordnung des jeweiligen
Substratbedarfes ist darauf aufbauend eine Abschätzung der Kapazitätsgrenzen unter den
Anforderungen der Flächeneffizienz, der Klimaeffizienz und der Naturverträglichkeit überschlägig möglich.
148
2
Übertragbarkeit auf andere Regionen
Eine Übertragbarkeit auf andere Regionen ist für jede Anforderung einzeln zu bewerten. Die
Methodik zur Ermittlung der Naturverträglichkeit bietet übertragbare Bewertungsschemata,
die auf alle Regionen angewendet werden können. Grundlage dafür ist das Vorhandensein der
notwendigen Daten. Hier ist zu konstatieren, dass möglicherweise nicht in jeder Region alle
nötigen Parameter bereits digital und in ausreichender Qualität vorhanden sind.
Die Methodik für die Berechnung der Klimaeffizienz kann gut auf andere Regionen übertragen
werden. Dafür werden regionalspezifische Daten zum Energiepflanzenanbau benötigt, in erster
Linie die jeweiligen Ernteerträge. Darüber hinaus kann die Methodik auch in den Bereichen
Transport, Biomassekonversion und energetische Nutzung noch regionalspezifisch angepasst
und verfeinert werden, indem anstelle der hier angesetzten durchschnittlichen oder generischen
Daten regionalspezifische Daten verwendet werden.
Für die Übertragbarkeit der Methodik zur Berechnung der Flächeneffizienz sind besonders die
stark regionalspezifischen Faktoren ausschlaggebend. Sie sind für die Regionen unterschiedlich und besonders von der Bodenschwereklasse und dem Klima abhängig. Eine Übertragung
der Ergebnisse der Modellregionen ist demnach nur innerhalb der gleichen Bodenklimaräume
Deutschlands möglich. Die räumliche Verteilung der Bodenklimaräume ist z.B. unter
http://geoportal.jki.bund.de/bodenklima.htm dargestellt und verdeutlicht die Schwierigkeit der
großflächigen Übertragung auf andere Gebiete. Berechnungen müssen für jeden Boden-KlimaRaum und für jede Bodenschwereklasse gesondert erstellt werden, um belastbare Daten liefern
zu können.
Der Hauptpunkt ist, dass es an dieser kleinstrukturierten, regionalen Datenverfügbarkeit liegt,
wie genau die Abschätzungen der Biomassepotenziale und der Klimaeffizienz erfolgen können
bzw. wie sicher die getroffenen Aussagen sind und Gültigkeit für bestimmte Regionen haben.
Die Klimaeffizienz ist ein Teil der Ökobilanz und daher produktbezogen, die Zusammenhänge
mit dem Ertragspotenzial und dem Bewirtschaftungsmanagement einer bestimmten
Fruchtart/Fruchtfolge in einer Region wurden bereits erwähnt. Gerade diese Faktoren schwanken jedoch zwischen den Boden-Klima-Räumen und sind nicht ableitbar. Um nun eine flächenscharfe, GIS-gestützte Darstellung zu ermöglichen, muss eine flächenscharfe Datengrundlage
vorhanden sein. Werden die Daten der Flächeneffizienz generalisiert, so zieht sich die Generalisierung durch die Daten der Klimaeffizienz und dann doch bis zur „flächenscharfen“ GISKartierung durch, auf der dann ggf. nicht das dargestellt wird, was für die spezielle Fläche
tatsächlich gilt.
Die Methodik zur Naturverträglichkeit entzieht sich dieses Flächeneffizienz-Einflusses dadurch,
dass die Eigenschaften des Naturraumes an sich und der Anbaukultur separat betrachtet
werden und dann erst zusammengeführt werden (Empfindlichkeit und Wirkintensität), d.h. der
große und variable Einfluss des Betriebsmanagements kann unberücksichtigt bleiben, um
grundsätzliche Aussagen treffen zu können.
149
3
Räumliche Steuerung des Energiepflanzenanbaus und Einsatzmöglichkeit des Methodenkonzeptes
Mit dem hier entwickelten Methodenkonzept können grundsätzlich Nutzungssysteme (Kulturen,
Anbauverfahren, räumliche Verteilung) identifiziert werden, die eine wirtschaftliche und zugleich
naturverträgliche und klimaeffiziente Bioenergienutzung ermöglichen. Das Methodenkonzept
trägt also zunächst dazu bei, sich in der Region politisch darüber zu verständigen, wie die
Bioenergienutzung gestaltet werden soll, indem verschiedene Nutzungsszenarien aus den drei
Perspektiven vergleichend bewertet werden. Zur Abgrenzung des Spektrums der grundsätzlich
infrage kommenden Nutzungsszenarien können übergeordnete Zielvorgaben (regionale
Ausbauziele) herangezogen werden.
Das Methodenkonzept wurde in der Region Prignitz-Oberhavel vorgestellt und mit Vertretern
der Regionalen Planungsstelle Prignitz-Oberhavel sowie des Landkreises Ostprignitz-Ruppin
diskutiert. Insgesamt wurde es begrüßt und als sinnvoll erachtet. Der Regionalplanung und
auch den Landkreisen fehlt bisher nach eigenem Empfinden noch eine Grundlage zur Bewertung der Auswirkungen des Ausbaus der Bioenergienutzung in der Fläche. Ebenso fehlen in der
Folge Ansätze zur Steuerung der erweiterten Ansprüche an die landwirtschaftliche Bodennutzung im Hinblick auf eine Optimierung der drei Anforderungen Naturverträglichkeit, Klimaschutz
und Flächeneffizienz.
Die Regionalplanung beobachtet derzeit einige Effekte, die der verstärkten Landnutzung u.a.
durch die Energiepflanzenproduktion geschuldet sind und derzeit keine integrative Steuerung
erfahren. So werden aufgrund von Bodendegradierung in OPR derzeit Flächen aus der landwirtschaftlichen Produktion genommen, hierfür sucht die Regionalplanung nach Alternativen der
wirtschaftlichen Bodennutzung, Empfehlungen könnten hier durch das Methodenkonzept
gegeben werden. Eine Monotonisierung der Landwirtschaft, vornehmlich durch den Anbau von
Energiemais, erfolge dagegen auf den „guten“ Ackerstandorten (Regionale Planungsstelle
2010, mdl.). Die verstärkte Biomasseproduktion und Photovoltaik-Nutzung lasse die Pachtpreise für Ackerflächen drastisch ansteigen und verschärfe die Nutzungskonkurrenzen, damit
würde auch die Flächenverfügbarkeit für Naturschutzmaßnahmen und -planungen reduziert. In
Bezug auf die Nachnutzung von Konversionsflächen und ehemaligen Rieselfeldern ist Handlungsbedarf gegeben. Anregung hierzu war, die „Gute fachliche Praxis“ und den Förderkanon
zu regionalisieren – das dies notwendig ist, ist auch Meinung weiterer Experten (MENGEL 2009
mdl.). Das hier entwickelte Methodenkonzept erscheint grundsätzlich geeignet, die Folgen der
aktuellen und geplanten Entwicklung in Gefährdungspotenzialen darzustellen, die Frage nach
der Wirtschaftlichkeit von Anbaukulturen auf bestimmten Standorten zu beantworten, bei der
Beratung zu unterstützen und die Anforderungen adressatbezogen darstellbar zu machen.
Zentrales Interesse der Regionalplanung oder der Landkreise ist, eine integrierte nachhaltige
Entwicklung im Raum zu ermöglichen. Dazu zählt auch ein verstärktes Interesse an der
Diversifizierung der Landwirtschaft in sowohl ökonomischer wie ökologischer Hinsicht, um
Arbeitsplätze in den ländlichen Gebieten zu sichern. Gleichzeitig soll an dieser Stelle ein
nachhaltiger Umbau der Energieversorgung koordiniert werden, ohne dass hierfür ausreichend
steuernde Instrumente oder Mittel zur Verfügung stehen. Der Anbau von Energiepflanzen hat
auch sehr standortbezogene Auswirkungen und Folgen, so dass auch eine allgemeine Kenntnis
150
der grundsätzlich denkbaren Auswirkungen hier nicht ausreichend ist – das vorliegende
Methodenkonzept besitzt den Vorteil, regional anpassbar zu sein und standortgenaue Aussagen und Empfehlungen geben zu können.
Erschwerend kommt hinzu, dass insbesondere auf regionaler und kommunaler Ebene langfristige Energiekonzepte weitgehend fehlen. Für eine räumliche und energiepolitische Steuerung
wären Planungen z. B. zur Bedeutung bestimmter Energieträger für den Energiebedarf von
Regionen notwendig und hilfreich, auch um die Netzanbindung koordinieren zu können – in
manchen Gebieten ist die Netzkapazität zur Aufnahme und Abführung der durch EE produzierten Strommengen bereits jetzt unzureichend (Regionale Planungsstelle 2010 mdl.). Das hier
entwickelte Methodenkonzept könnte die Gebietskulisse zur überschlägigen Abschätzung von
Bioenergiebereitstellungspotenzialen ermitteln.
Die Regionale Planungsstelle hat ein verstärktes Interesse an einer Bewertungsgrundlage zur
Ableitung fachlicher Empfehlungen, die sie dann über die ihr zur Verfügung stehenden Steuerungsinstrumente versuchen kann, umzusetzen. Hierfür kommen auf regionaler Ebene grundsätzlich verschiedene Steuerungsinstrumente infrage. Sie sind auf planungsrechtlicher Ebene,
auf monetärer Ebene und auf informeller Ebene angesiedelt.
Die Möglichkeiten und Ansatzpunkte der Steuerung des Energiepflanzenanbaus werden in den
folgenden Kapiteln dargestellt und daraufhin analysiert, inwieweit sie geeignet sind, die Umsetzung der unter Anwendung des entwickelten Methodenkonzeptes für eine Region als politisch
wünschenswert bewerteten Nutzungsszenarien zu befördern bzw. die in der Region als nicht
tragbar ermittelte Nutzungsszenarien zu verhindern.
3.1
Generelle Einordnung der Steuerungsinstrumente
Steuerungswirkungen können unterschieden werden nach ihrer Verankerung und der Art ihrer
Wirkung oder Verbindlichkeit. Man kann zwischen regulativen, anreizorientierten sowie persuasiven Instrumenten unterscheiden (MENGEL 2009 mdl.) Diese Instrumente haben je nach ihrer
Ausgestaltung unterschiedliche Durchsetzungskraft, die außerdem stark von der Qualität ihrer
tatsächlichen Umsetzung abhängt. Sie sind auf verschiedenen Ebenen mit unterschiedlicher
Regelungstiefe verankert, so hat z. B. die Agrarförderung einen entscheidenden Einfluss auf die
Anbaukulisse in den Regionen, wird aber von der EU gesteuert. Die Instrumente können
außerdem einen unterschiedlichen Regelfokus haben: manche gelten flächendeckend, manche
wirken gebietsbezogen, manche regeln Zulassungsbestimmungen oder den Betrieb von
Anlagen und wirken so indirekt auf den Energiepflanzenanbau.
Unter regulativen Instrumenten versteht man diejenigen Regelungen, die in Gesetzen
verankert sind und Ge- und Verbote darstellen. Wichtig bezüglich ihrer Wirksamkeit ist die
Unterlegung mit fachlichen Kriterien und Standards, die Gewährleistung der Umsetzung sowie
Sanktionsgrundlage und -umsetzung bei Verstößen. Hierunter fallen die vorsorgende räumliche
Planung mit der Regionalplanung, Landschaftsplanung, der Bauleitplanung und den Schutzgebieten sowie das Naturschutzrecht, die Definition der Guten fachlichen Praxis, der Arten- und
Biotopschutz. Als vorhabensbezogene Instrumente gelten die Eingriffsregelung und die Umweltverträglichkeitsprüfung sowie die Anlagenzulassung nach BImSchG und damit zusammenhängenden Verordnungen. Formelle Instrumente zur Steuerung der Erzeugung von Erneuerba151
ren Energien werden von vielen Experten als zwingend notwendig eingeschätzt (MENGEL 2009
mdl.). Ein konkreter Regelungsanspruch bezüglich des Energiepflanzenanbaus besteht
jedoch nicht. Mit Hilfe der Planungsinstrumente können allerdings die regionalen Ziele des
Naturschutzes und der Landschaftspflege so konkretisiert werden, dass die Ziel- und Flächenkategorien mit den Vorgaben der monetären und ordnungsrechtlichen Instrumente kompatibel
sind und damit hierüber umgesetzt werden können. Zentrales Steuerungsinstrument auf der
regionalen Ebene sind daher die planerischen Instrumente, deren Aussagen aber stärker auf
die bereits in den monetären und ordnungsrechtlichen Instrumenten angelegten Kategorien
ausgerichtet werden müssen, um zur Umsetzung gelangen zu können.
Als anreizorientiertes Instrument wirkt vor allem die Agrarförderung, sowohl aus erster wie
aus zweiter Säule der GAP, also Betriebsprämie aufgrund der Regelungen von Cross Compliance, die Vergabe von ELER-Geldern und die Agrarumweltprogramme, die auf EU-Ebene
teilweise durch Kofinanzierung der Länder direkt bis zum Landwirt wirken, weiterhin das EEG,
das bundesweit einheitlich über die Energieleistung eine Vergütung der Investitionskosten direkt
bei den Betreibern bewirkt und damit indirekt teilweise massive Veränderungen der Anbaukulisse in Regionen hervorruft.
In die Kategorie der persuasiven, informellen Instrumente fallen die landwirtschaftliche
Beratung, Informationskampagnen oder die Aufstellung regionaler Energiekonzepte. Diese
haben trotz ihrer mangelnden Sanktionsfähigkeit eine hohe Steuerungswirkung. Maßgeblich ist
hier die Qualität, die u. a. erheblich an die finanziell und personell vorhandene Kapazität
gebunden ist. Vor dem Hintergrund der prinzipiell sehr eingeschränkten regionalen Steuerungsmöglichkeiten der landwirtschaftlichen Bodennutzung wird dem Einsatz von informellen
Instrumenten in Bezug auf die Steuerung des Ausbaus der Erneuerbaren Energien und speziell
der Nutzung von Biomasse derzeit von Experten häufig große Bedeutung beigemessen
(MENGEL 2009 mdl.). Hierzu zählen bspw. Beratung und Informationskampagnen, freiwillige
Vereinbarungen, die Aufstellung regionaler Energiekonzepte oder freiwillige Flurneuordnung.
3.2
Regulative Instrumente
Gesetzliche Regelungen, die die landwirtschaftliche Bodennutzung und damit indirekt auch den
Energiepflanzenanbau betreffen, finden sich generell in unterschiedlichen nationalen Rechtsvorschriften, wie zum Beispiel dem Bundesnaturschutzgesetz, dem Bundesbodenschutzgesetz,
dem Wasserhaushaltsgesetz sowie den jeweiligen Ländergesetzen. Speziell auf die nachhaltige
und naturverträgliche Gestaltung des Energiepflanzenanbaus angepasste rechtliche Regelungen bestehen erst seit kurzem, wie z. B. die Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung (BioStNachV), die auf der europäischen Erneuerbare-Energien-Richtlinie beruht. Auf die landwirtschaftliche Bodennutzung kann über regulative Instrumente grundsätzlich nur sehr eingeschränkt steuernder Einfluss genommen werden. Anforderungen, die über die „Gute fachliche
Praxis“ der landwirtschaftlichen Bodennutzung hinausgehen, können in Schutzgebieten
umgesetzt werden, vorausgesetzt die Schutzgebietsverordnungen enthalten entsprechende
Ge- und Verbote.
Bezüglich der Planung und Genehmigung neuer Bioenergieanlagen sind auf regionaler und
lokaler Ebene allenfalls indirekt die Möglichkeiten der Steuerung des Energiepflanzenanbaus
152
gegeben. Über die Anwendung der bestehenden planungsrechtlichen Regelungen zur Beteiligung bei der Genehmigung von geplanten Anlagen ist zumindest bei Abwägungsentscheidungen – wie in der Bauleitplanung – die Möglichkeit gegeben, unerwünschte Auswirkungen auf die
Bodennutzung einzudämmen, wenn die Kommunen dieses unterstützen. Die regulativen
Instrumente unterscheiden sich in vorsorgende und vorhabensbezogene Instrumente.
3.2.1
Regionalplanung
Die Regionalplanung fungiert als formelles Instrument der Raumordnung zur vorsorgenden
Steuerung von Nutzungsszenarien. Allerdings besitzt sie zum einen keinen konkreten Regelungsanspruch bezüglich des Energiepflanzenanbaus und zum anderen betrachtet sie den
Energiepflanzenanbau bisher selten explizit. Die Regionalplanung “läuft derzeit der technischen
und marktpolitischen Entwicklung hinterher“ und eine kurzfristige Anpassung von sich neu
herauskristallisierenden Zielen und Kriterien zur räumlichen Steuerung, beispielsweise des
Energiepflanzenanbaus, ist nur bedingt möglich (MENGEL 2009 mdl.). Dies kann weitgehend auf
fehlende Bewertungsansätze der Biomassegewinnung im Kontext der regionalen Planung
zurückgeführt werden.
Aufgrund ihrer Stellung zwischen staatlicher und kommunaler Planung kann die Regionalplanung, über die Integration der Ziele und Aussagen der politisch getragenen Nutzungsszenarien
in den Regionalplan und deren Integration im Zuge der Mitwirkung an der Aufstellung und
Fortschreibung des Landesentwicklungsplans sowie der fachlichen Entwicklungspläne, indirekt
steuernd auf die Entwicklung des Energiepflanzenanbaus einwirken. Sie könnte die regionalen
Ziele des Naturschutzes und der Landschaftspflege so konkretisieren, dass die Ziel- und
Flächenkategorien mit den Vorgaben der monetären und ordnungsrechtlichen Instrumente (vgl.
Kapitel 3.3) kompatibel sind und damit über diese umgesetzt werden können. Auf diesem Weg
könnte über die Regionalplanung eine indirekte, aber zielgerichtete und wirksame Steuerung
des Energiepflanzenanbaus ermöglicht werden. Als Bewertungsgrundlage können die anhand
des Methodenkonzeptes entwickelten und konkretisierten Nutzungsszenarien herangezogen
werden. Bedacht werden muss hier der unterschiedliche Zeithorizont. Der landwirtschaftliche
Anbau unterliegt einer kurzfristigen Entscheidungsphase und wechselt u. U. jährlich, die
Regionalpläne schreiben Nutzungspläne langfristig fest und können sich an wissenschaftliche
Erkenntnisse zur Produktionstechnik und Bewirtschaftung sowie Neuzüchtungen schwerlich
anpassen, so dass hier eine flexible Lösung gefunden werden muss, um zu verhindern, dass
der Region durch die Einbindung der landwirtschaftlichen Flächennutzung in die Regionalplanung Nachteile entstehen.
In der Regel müssen sich die Regionalplanungen allerdings auf informelle Angebote der
räumlichen Steuerung beschränken, etwa durch die Erarbeitung von regionalen Energiestrategien (s. Kap. 3.4.2, S. 161). Die vorsorgende Funktion der Raumordnung zur Sicherung von
wertvollen und empfindlichen Landschaftsräumen (z.B. Anstoß zur Ausweisung von Schutzgebieten) ist im Hinblick auf die Energieproduktion aus land- und forstwirtschaftlicher Bewirtschaftung ernst zu nehmen, abzuwägen und zu konkretisieren. Der Fortschreibungszyklus der
Instrumente ist an die technische Fortentwicklung anzupassen, gegebenenfalls sind weitere
Instrumente wie ROV, Zielabweichungsverfahren oder Planänderung zu nutzen (MENGEL 2009
mdl.).
153
3.2.2
Landschaftsplanung
Die Landschaftsplanung ist prinzipiell das ideale Instrument, um potenzielle Synergien und
Konflikte zwischen Naturschutz und Energiepflanzenanbau zu lokalisieren und damit die
Fachinformation für die Steuerung eines nachhaltigen und naturverträglichen Energiepflanzenanbaus zu liefern. Die politisch gewünschten Nutzungsszenarien umfassen in ihren Zielen
und Aussagen Gebietskategorien, die bei der Erstellung des Landschaftsrahmenplans aufzunehmen sind. Hier sollte entsprechend der in den Nutzungsszenarien enthaltenen Kategorien
zwischen Ausschlussflächen und Flächen mit Nutzungsauflagen unterschieden werden.
Entscheidend ist, dass diese kompatibel zu den Ziel- und Flächenkategorien der monetären
Förderinstrumente gestaltet werden. Dadurch können gezielt die mit dem Energiepflanzenanbau verbundenen Chancen für die Landschaft erhöht und die Risiken minimiert werden.
Um die Landschaftsplanung verstärkt in ihrer Rolle als vorbereitende Planung und Risikoabschätzung im Bereich des Biomasseanbaus zu nutzen, müsste sie weiterentwickelt bzw.
ergänzt werden. Mit Hilfe des erarbeiteten Methodenkonzeptes könnten die Auswirkungen des
Anbaus bestimmter Anbaukulturen im jeweiligen Planungsraum ermittelt und so Empfindlichkeiten anhand von Sensitivitätskarten aufgezeigt werden. Diese könnten den regionalen Planungsstellen eine weitere Grundlage für ihre beratende Tätigkeit und für die Unterlegung von
Steuerungsmaßnahmen liefern sowie als Ergänzung für Stellungnahmen raumbedeutsamer
Planungen im Energiebereich, zur Integration des realisierten Anlagenbestands und dessen
Substratanforderungen, dienen. Sinnvoll hierfür wäre die Erstellung einer ergänzenden Karte für
erneuerbare Energien, mindestens aber für den Energiepflanzenanbau. Mithilfe des Methodenkonzeptes und der zugrundeliegenden Bewertung der Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus könnte auch aufgezeigt werden, an welchen Standorten der Anbau welcher Kulturen aus
Sicht aller drei Anforderungen Flächeneffizienz, Klimagasbilanz und Naturverträglichkeit
vorzüglich wäre.
3.2.3
Schutzgebietsausweisung
Naturschutzfachlich besonders wertvolle und gegenüber der landwirtschaftlichen Bodennutzung
und dem Energiepflanzenanbau besonders empfindliche Gebiete sind häufig als Schutzgebiete
ausgewiesen (Naturschutzgebiete, Landschaftsschutzgebiete, geschützte Landschaftsbestandteile usw.). Das gleiche gilt für Gebiete mit besonderer Bedeutung oder Empfindlichkeit im
Hinblick auf den Grundwassersschutz (Wasserschutzgebiete). Hier sollte darauf hingewirkt
werden, dass der mögliche Regelungsrahmen der Schutzgebietsverordnungen (Ge- und
Verbote) im Hinblick auf schutzzielbezogene Bewirtschaftungsauflagen ausgeschöpft und
qualifiziert oder mit Standards unterlegt wird. Mit Hilfe des entwickelten Methodenkonzeptes
könnten hier konkrete flächenbezogene Anforderungen identifiziert werden, von denen Bewirtschaftungsauflagen abzuleiten sind. Durch gezielte Landschaftsschutzgebietsausweisungen
bzw. Präzisierung bestehender Schutzgebietsverordnungen, sollten einerseits Angebote für
naturverträgliche Anbauflächen gemacht, andererseits aber auch Restriktionen klar formuliert
werden, besonders für Gebiete, die im Hinblick auf die biologische Vielfalt, den Artenschutz
oder die naturräumlichen Gegebenheiten als wertvoll einzuschätzen sind. Häufig sind Zielformulierungen bisher jedoch zu wenig auf die möglichen Auswirkungen der Energiepflanzenproduktion zugeschnitten. Daneben wird die Einhaltung dieser Regelungen nicht genügend
154
überwacht, so dass ihre Schutzwirkung außer Kraft gesetzt wird. Hier mangelt es häufig an den
erforderlichen Personalkapazitäten in den zuständigen Behörden (MENGEL 2009 mdl.).
3.2.4
Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und das Wasserhaushaltsgesetz (WHG)
Die Maßnahmenprogramme zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) müssen
Anforderungen an die landwirtschaftliche Bodennutzung in der Nähe von Gewässern formulieren. Das betrifft insbesondere die Einschränkung der Verwendung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln. Diese Vorgaben gelten auch für den Energiepflanzenanbau.
Das Gefährdungspotenzial auch für die Gewässergüte nach WRRL kann über Schadstoffeintrag und Wasser- sowie Winderosion durch das Methodenkonzept gut abgebildet werden. Diese
sind in der Methodik zur Naturverträglichkeit bereits gesondert erfasst und bewertet, so dass die
Methodik grundsätzlich geeignet wäre, die Empfindlichkeit abzubilden und so einen Beitrag zur
qualifizierten Formulierung der Maßnahmenprogramme zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie zu leisten.
3.2.5
Anlagenplanung und -genehmigung
Die mit dem regionalen Ausbau der Bioenergienutzung verbundenen Entwicklungen der
landwirtschaftlichen Bodennutzung stehen teilweise in direktem Zusammenhang mit der
Inbetriebnahme neuer Bioenergieanlagen. Aus diesem Grund ist es aus fachlicher Sicht
grundsätzlich sinnvoll, diese Effekte bereits bei der bauplanerischen Vorbereitung (Flächennutzungsplanung, Bebauungsplanung) sowie Zulassung (Baugenehmigung, Immissionsschutzrechtliche Genehmigung) von Anlagen mit zu berücksichtigen und – erforderlichenfalls über
entsprechende Auflagen oder über Beratung zur Konzeption und technische Ausgestaltung der
Anlage – steuernd auch auf den Energiepflanzenanbau Einfluss zu nehmen.
Mit Hilfe des entwickelten Methodenkonzeptes können die fachlichen Grundlagen erarbeitet
werden, um im Hinblick auf den Energiepflanzenanbau die erforderlichen Ziele und bestehenden Restriktionen für einen Planungsraum zu ermitteln.
Beispiel Planung und Zulassung von Biogasanlagen
Die Art der erforderlichen, bauplanerischen Vorbereitung und Genehmigung von Bioenergieanlagen ist abhängig von ihrer Größe und ihrer elektrischen Leistung. Bei Biogasanlagen wird
zudem zwischen privilegierten und nicht privilegierten Anlagen unterschieden.
Seit der Einführung des EAG-Bau vom 24.6.2004 wurde Biogasanlagen eine Privilegierung
zugestanden (§ 35 Abs. 1 Nr. 6 BauGB). Demnach können Biogasanlagen zur energetischen
Nutzung von Biomasse im Außenbereich errichtet werden, wenn sie einen räumlichfunktionalen Bezug zu einem landwirtschaftlichen Betrieb vorweisen, das angegliederte BHKW
155
nicht leistungsstärker als 500 kWel ist und mindestens 50 % der Biomasse aus dem Betrieb
selbst oder aus umliegenden Betrieben stammt7.
Bioenergieanlagen, die nicht der baurechtlichen Privilegierung unterliegen, bedürfen eines
Bebauungsplans als Voraussetzung für die Zulassung. Hier hat die Gemeinde die Möglichkeit,
die potenziellen Auswirkungen der Biomasse-Bereitstellung in die Abwägung einzubeziehen
und in diesem Zusammenhang theoretisch auch Kriterien eines naturverträglichen, klimaeffizienten und dennoch flächeneffizienten Biomasseanbaus zu berücksichtigen. Die Gemeinden
können darauf hinwirken, dass der Anlagenbetreiber sich über einen öffentlich-rechtlichen
Vertrag verpflichtet, nur Biomasse einzusetzen, die unter diesen bestimmten Anforderungen
produziert ist. Dies würde nicht zuletzt auch die örtliche Akzeptanz der Anlage fördern.
Im Gespräch mit dem regionalen Planungsverband wurde deutlich, dass die Nachweise für die
Privilegierung nicht flächenscharf erfolgen und eine Abschätzung der indirekten Auswirkungen
auf die Bodennutzung im Zulassungsverfahren nur bedingt möglich ist. So besteht bei der
Anlagengenehmigung (je nach Größe nach Baurecht oder BImSchG) als gebundener Entscheidung keine Möglichkeit der Abwägung der Interessen konkurrierender, öffentlicher Belange
gegenüber dem Betrieb und den Auswirkungen der Anlagen in Bezug auf den Energiepflanzenanbau. Die Regionalplanung wird zwar zur Stellungnahme bei größeren Anlagen aufgefordert, praktisch erfolgt dies jedoch kaum (REGIONALE PLANUNGSSTELLE 2010, mdl.), in Ermangelung eines geeigneten Bewertungsinstrumentes.
Genehmigungsbehörden können einen Nachweis an ausreichenden Flächen für eine ordnungsgemäße (d. h. eine mit dem Abfall- bzw. Düngerecht zu vereinbarende) Verwendung zu
Düngezwecken verlangen. In sehr begrenztem Umfang kann hierüber eine mittelbare Steuerung hinsichtlich der Anlagenstandorte erfolgen, wenn die Anforderungen an die Flächen
entsprechend streng formuliert werden.
Biogasanlagen, die nach Baurecht genehmigt werden, sind einer Prüfung nach der naturschutzrechtlichen Eingriffsregelung zu unterziehen. Hier werden insbesondere die direkten Auswirkungen auf Natur und Landschaft erfasst und bewertet. Die sich indirekt aus der Biomassebereitstellung ergebenden Wirkungen sind dabei allerdings nicht Gegenstand der Prüfung.
Bioenergieanlagen, die nicht privilegiert sind und damit ein Bebauungsplanverfahren durchlaufen müssen, erfordern im Rahmen dieses Verfahrens eine Umweltprüfung. Hier können alle
Wirkungen eingestellt werden, die für die Abwägungsentscheidung relevant sind. Das betrifft
auch die indirekten Auswirkungen auf die Landnutzung. Die mit Hilfe des entwickelten Methodenkonzeptes erarbeiteten regionalen Ziele und gewünschten Nutzungsszenarien können hier
sehr gut als Bewertungsmaßstäbe herangezogen werden.
Bei Bioenergieanlagen, die aufgrund ihrer Größe in einem ordentlichen BImSchG-Verfahren
zugelassen werden, ist eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchzuführen, hierzu sind im
Interesse einer wirksamen Umweltvorsorge mögliche Auswirkungen auf die Umwelt frühzeitig
7
Anlagen, die auch tierische Nebenprodukte wie Gülle verwenden, bedürfen außerdem der Zulassung nach EG-Verordnung Nr.
1774/2002, zuständig ist die Veterinärverwaltung.
156
und umfassend zu beschreiben und zu bewerten. Geprüft werden die Auswirkungen auf die
Schutzgüter Mensch, Tiere und Pflanzen, Boden, Wasser, Klima und Luft sowie ihren Wechselwirkungen. Diese Prüfung bezieht die Substratbereitstellung und damit den Biomasseanbau
jedoch nicht mit ein, da sie nicht Gegenstand der Genehmigung nach dem BImSchG sind.
Je nach Standort können auch eine FFH-Verträglichkeitsprüfung und/oder artenschutzrechtliche
Prüfungen erforderlich sein. Die Durchführung von FFH-Verträglichkeitsprüfungen ist auch dann
einzufordern, wenn Anlagen zur Verwertung von Biomasse außerhalb von „Natura 2000“Gebieten errichtet werden sollen, aber direkte oder indirekte Auswirkungen auf die Gebiete zu
befürchten sind. Artenschutzrechtliche Prüfungen sind unabhängig vom Gebietsschutz immer
dann geboten, wenn besonders geschützte Arten betroffen sein könnten. Indirekte Auswirkungen, die sich möglicherweise aus einer durch den Betrieb der Anlage hervorgerufenen Veränderung der landwirtschaftlichen Bodennutzung ergeben, sind nicht Gegenstand der Prüfung.
3.3
Anreizorientierte Förderinstrumente
Im Bereich der landwirtschaftlichen Bodennutzung und insbesondere des Energiepflanzenanbaus besitzen anreizorientierte Förderinstrumente wie das EEG oder die Agrarförderung eine
besondere Bedeutung. Sie basieren auf allgemeingültigen politischen Zielen der Bundes- und
Landesebene, sind jedoch nicht räumlich zugeordnet und wirken deshalb für alle Flächen
gleich. Da die Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus aber regionsspezifisch unterschiedlich
zu bewerten sind, sollte die Vergabe von Vergütungen anhand von Kriterien der räumlichen
Verteilung erfolgen. Da Planungsregionen oder Landkreise in der Regel keine eigenen Förderprogramme auflegen, sind deren Einflussmöglichkeiten auf die Steuerung über monetäre
Förderinstrumente generell sehr begrenzt. Die Länder bekommen aus der zweiten Säule der
Agrarförderung Gelder (ELER) zur Verfügung, um landeseigene Programme zu gestalten wie
bspw. über KULAP oder MELA. Diese Landesprogramme werden jedoch über die Länder zu
mind. 50 % mitfinanziert - je nach politischem Willen und finanzieller Ausstattung des Landes
können hier also Naturschutzziele unterstützt werden. Hier besteht also prinzipiell die Möglichkeit der Förderung für Ausgleichszahlungen an Landwirte hinsichtlich des Erbringens naturschutzfachlich notwendiger Leistungen auch beim Biomasseanbau.
Indirekt mit den monetären Instrumenten verbunden sind die, auf der Grundlage der Nachhaltigkeitsverordnungen zum EEG sowie zum Kraftstoffquotengesetz, derzeit von verschiedener
Seite für den Bereich der Biomasse-Erzeugung zur energetischen Nutzung entwickelten
Zertifizierungssysteme. Für die regionale Steuerung der Biomasseproduktion können sie nur
indirekt genutzt werden, indem beispielsweise die in den Nachhaltigkeitsverordnungen vorgegebenen Anforderungen an den Biomasseanbau durch die Ausweisung entsprechender
Flächenkategorien (z. B. Grünland mit großer biologischer Vielfalt) räumlich konkretisiert bzw.
GIS-gestützt visualisiert werden.
Anforderungen an eine naturverträgliche Biomassebereitstellung, die über die Anforderungen
der „Guten fachlichen Praxis“ der landwirtschaftlichen Bodennutzung hinausgehen, können nur
dann realisiert werden, wenn ein finanzieller Ausgleich für einen erhöhten Arbeitsbedarf oder
mögliche Mindererträge erfolgt. Grundsätzlich kommt hierfür neben dem EEG die Agrarförde-
157
rung infrage, die teilweise auch über länderbezogene Investitionsförderprogramme umgesetzt
wird.
3.3.1
EEG-Förderung
Der Ausbau der Bioenergienutzung wird vor allem angetrieben durch die über das EEG garantierte Einspeisevergütung für den erzeugten Strom. Durch die Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung (BioSt-NachV) zum EEG sollte die Vergütung zukünftig an bestimmte Umweltauflagen gebunden werden, um mögliche nachteilige Auswirkungen der Biomassebereitstellung, wie beispielsweise nicht standortgerechter Bewirtschaftung, entgegenwirken zu können.
Gleiches gilt für das Biokraftstoffquotengesetz (BioKraftQuG) mit der BiokraftstoffNachhaltigkeitsverordnung (Biokraft-NachV). Damit soll Biomasse, die beispielsweise von
Flächen stammt, die für den Erhalt der biologischen Vielfalt eine besondere Bedeutung haben,
wie etwa Schutzgebiete, Primärwälder oder bestimmte Grünlandstandorte, keinen NawaRoBonus erhalten bzw. nicht auf die Biokraftstoffquote angerechnet werden.
Künftig sollen verstärkt Anreize geschaffen werden, um mögliche Synergien zwischen der
Erhaltung der Naturhaushaltsfunktionen und der Produktion von Bioenergie mit deutlichem
Beitrag zum Klimaschutz zu nutzen. Die Effizienz der Energieproduktion aus Biomasse hängt
maßgeblich von der Umwandlungs- und Verwertungseffizienz der Anlagen ab. Die technologieund wirtschaftsorientierte Förderpolitik hat hier inzwischen viel bewirkt. Im Zusammenspiel mit
den auf Energie-Outputmaximierung orientierten EEG-Regelungen hat dies zu teilweise nicht
beabsichtigten Folgen, wie nicht standortgerechter Bewirtschaftung oder Monotonisierung der
Landschaft, geführt. Künftig sollten verstärkt Anreize geschaffen werden, um mögliche Synergien zwischen dem Erhalt des Naturhaushalts und der Produktion von Bioenergie zum Schutz
des Klimas voran zu bringen. Solche Synergien können nur dann wirtschaftlich realisiert
werden, wenn ein finanzieller Ausgleich für einen erhöhten Arbeitsbedarf oder mögliche
Mindererträge erfolgt oder sie bedürften einer Änderung des EEG, die diesem Faktor Rechnung
trägt und regionalisierte Vergütungen zulässt. Um vor dem Hintergrund der divergierenden
Regionskulissen die standortbezogene Eignung des Naturraums für bestimmte Energiepfade zu
ermitteln, kann das hier entwickelte Methodenkonzept eingesetzt werden.
Die starke Anreizwirkung des EEG sollte so reorganisiert werden, dass über ein modifiziertes
Bonussystem monetäre Anreize für optimierte Nutzungsformen standortangepasster Energiepflanzen und auch die energetische Nutzung von Brachen und Säumen geschaffen werden.
Dies gilt im gleichen Maße auch für andere Instrumente wie Förder-, Marktanreiz- und Investitionsförderungsprogramme. In diesem Sinne sollten mittel- und langfristig vor allem Energielinien
gefördert werden, die nicht anderen gesellschaftlichen Zielen, wie zum Beispiel dem Schutz der
biologischen Vielfalt, entgegenstehen oder besondere Synergien aufweisen.
Indem die auf regionaler Ebene unter Anwendung des Methodenkonzeptes identifizierten
Taburäume oder Eignungen für bestimmte Energiepfade entsprechend definiert und festgeschrieben werden, kann der über das EEG indirekt geförderte Energiepflanzenanbau (zumindest grob) regional angepasst gesteuert werden.
158
3.3.2
Agrarförderung
Derzeit wird ein großer Teil des Einkommens landwirtschaftlicher Betriebe über flächenbezogene Direktzahlungen generiert (1. Säule der Agrarförderung). Diese Direktzahlungen sind an
bestimmte Anbaubedingungen gebunden, die eine umweltverträgliche, landwirtschaftliche
Bodennutzung gewährleisten sollen (Cross Compliance).
Von den Cross Compliance Regelungen geht nach IFEU & Partner (2008) eine wesentliche
Steuerungswirkung aus. Von diesen Regelungsmöglichkeiten wurde bisher in Deutschland nur
sehr zurückhaltend Gebrauch gemacht. Im Rahmen des EEG könnte an die im Cross Compliance angelegten Kontrollmechanismen angeknüpft werden. Dazu müssten die Anforderungen
allerdings stärker regionalisiert werden. Für eine solche Spezifizierung könnten die im Rahmen
des Methodenkonzeptes entwickelten Kriterien herangezogen werden.
Auch durch Agrarumweltprogramme (AUP) (2. Säule der Agrarförderung) könnten – ergänzend
zu den genannten Förderinstrumentarien – innovative Anbausysteme und naturverträgliche
Formen der Substratgewinnung auf vielfältige Weise gefördert werden. Durch entsprechende
Zuschüsse würde sich der Anreiz für die Landwirte erhöhen, sich auf neue Kulturformen und
Anbauverfahren einzulassen, die auf den jeweiligen Standorten mit den entsprechenden
Auflagen umweltverträglicher angebaut werden können bzw. mehr zur Artenvielfalt/-erhaltung
beitragen. Für die erfolgreiche Umsetzung dieser Programme gibt es bereits viele gute Beispiele.
Grundsätzlich führen verbesserte und erweiterte Vermarktungschancen für Anbaubiomasse im
Grunde zwangsläufig zu rückläufigem Interesse an Agrarumweltmaßnahmen, genau wie
steigende Preise im Nahrungs- und Futtermittelbereich. Aktuelle Umfragen der Universität
Göttingen zeigen, dass v. a. die Höhe der finanziellen Entschädigung für Ertragsverluste und
erhöhten Arbeitsaufwand ausschlaggebend für die Teilnahme an AUP ist. Nachteilig wirkt sich
auch die fehlende, kurzfristige Anpassungsmöglichkeit an veränderte Marktbedingungen aus,
da für gewinnorientierte Unternehmen die Aussicht der z. Zt. stark schwankenden Preise bei
einem Preishoch mehr Gewinn verspricht als statische Einnahmen aus mehrjährig gebundenen
Vereinbarungen eines AUPs.
Diese müssten demnach finanziell aufgewertet und flexibler ausgestaltet werden, um den
Anforderungen der Förderung im Sinne der nachhaltigen Energiepflanzenproduktion Rechnung
tragen zu können. Prinzipiell sind hierbei folgende Aspekte zu beachten:
•
Die Attraktivität für eine Beteiligung an AUP muss erhöht werden.
•
AUP sollten noch mehr auf die energetische Nutzung von Biomassen abzielen, die nicht
ausschließlich einer Ertragsoptimierung unterliegen und so wirtschaftliche Perspektiven
etwa für Extensivgrünland und Brachen eröffnen.
•
Um flexibel auf Marktpreise reagieren zu können, könnte der Länderanteil der AUPFinanzierung an einen bestimmten Preis-Index gekoppelt sein, um die Attraktivität durch
Marktorientierung für die Landwirte zu erhöhen. (Gleiches Prinzip wird z. T. bei Substratlieferverträgen für Biomasse vereinbart.)
159
Damit die Agrarumweltprogramme für die Umsetzung von regionalen Szenarien eines naturverträglichen, klimaeffizienten und zugleich wirtschaftlichen Ausbaus der Bioenergienutzung
nutzbar werden, sollten sie zukünftig so gestaltet werden, dass die Mittelvergabe stärker auf die
individuellen regionalen Ziele und gewünschten Nutzungsszenarien zugeschnitten werden
kann.
Darüber hinaus könnten die von den Ländern im Rahmen der Agrarförderung aufgelegten
Investitionsförderungsprogramme, wie sie z. B. für den Neubau von Biogasanlagen bestehen,
von vornherein an verbindliche Umweltauflagen geknüpft werden. In Schleswig-Holstein wird
dies für Biogasanlagen bereits praktiziert. Laut Förderrichtlinie ist Energiemais unter Beachtung
der Anforderung anzubauen, dass eine dreifeldrige Fruchtfolge einzuhalten ist und der Anteil
von Mais an den Ackerkulturen des jeweiligen Maisanbauers 50 % nicht überschreitet8. Durch
eine Verknüpfung bietet sich hiermit eine weitere Möglichkeit, die Umsetzung der in der regionalen Analyse identifizierten Ziele und wünschenswerten Nutzungsszenarien zu unterstützen.
3.4
Persuasive und sonstige Instrumente
Vor dem Hintergrund der prinzipiell sehr eingeschränkten regionalen Steuerungsmöglichkeiten
der landwirtschaftlichen Bodennutzung wird dem Einsatz von informellen Instrumenten in Bezug
auf die Steuerung des Ausbaus der Erneuerbaren Energien, und speziell der Nutzung von
Biomasse, derzeit von Experten häufig große Bedeutung beigemessen (MENGEL 2009 mdl.).
Hierzu zählen bspw. Beratung und Informationskampagnen, freiwillige Vereinbarungen oder die
Aufstellung regionaler Energiekonzepte.
Über die informelle Ebene lassen sich viele ökologische Aspekte einbinden. Vorteilhaft ist, dass
sie sehr zeitnah und flexibel angewandt werden kann. Informelle Regelungen stellen allerdings
eine freiwillige, keine vertragliche Bindung dar. Dies hat zur Folge, dass sie nur so wirksam ist,
wie sie auch adressatorientiert, fachlich fundiert und überzeugend ist. Um diesen Aspekt und
die Akzeptanz sowohl bei der Bevölkerung, dem Tourismus und v.a. den Landwirten zu steigern, und um speziell diese über die regionsspezifische natur- und klimaeffiziente Bereitstellung
von Biomasse zu beraten, könnte das Methodenkonzept webbasiert aufbereitet werden, wofür
es aufgrund der Anschaulichkeit der Konflikt- und Eignungskarten gut geeignet ist. Vorstellbar
wäre, die Informationen so aufzubereiten, dass nach Unterlegung mit den tatsächlichen
Anbaudaten eine Art Status Quo-Bestimmung möglich ist. Für bestimmte Flächen könnte die
Eignung und Wirtschaftlichkeit für bestimmte Energiepflanzen dargestellt werden, besonders
informativ wäre die Verknüpfung mit neuen Arten. Auch für die Abschätzung bestimmter
Energieszenarien könnte die Aufbereitung des Methodenkonzeptes als interaktives Internettool
ein wirksames Instrument zur Information und Akzeptanzschaffung sein.
Da die Chancen einer naturverträglichen Energiepflanzenproduktion regional und standortbezogen sehr unterschiedlich sind, ist es wichtig, neben übergreifenden Leitlinien und Handreichungen auch die individuelle Beratung der Praktiker zu stärken. So sollten zum Beispiel in der
Beratungstätigkeit der Ämter für Landwirtschaft oder der Landwirtschaftskammern insbesonde-
8
Merkblatt: Ergänzende Kriterien zur Richtlinie zur Förderung der energetischen Nutzung von Biomasse im ländlichen Raum durch
das Land Schleswig-Holstein im Rahmen der Initiative „Biomasse und Energie des Landes Schleswig-Holstein“ (Stand Juli 2008).
160
re die Möglichkeiten einer naturverträglicheren Biomassebereitstellung stärker thematisiert
werden. Die informellen Planungsansätze müssen die Vorteile für die Landwirte, die sich aus
den Nutzungsszenarien ergeben, vermitteln. Nur so kann die geforderte naturverträglichere
Standortanpassung der Produktion passgenau und praxistauglich umgesetzt werden. Zur
Ermittlung dieser Grundlagen und auch der Vermittlung an die Landwirte wäre das Methodenkonzept geeignet.
Bei sonstiger ausschließlich „informeller Steuerung“ (z. B. Beratung der Akteure) der EE besteht
die große Gefahr, dass andere Belange, insbesondere die des Naturschutzes, nicht ausreichend berücksichtigt werden (MENGEL 2009 mdl.).
3.4.1
Beratung
Beratung kann auf verschiedenen Ebenen und zu unterschiedlichen Themen sinnvoll sein.
Beim Ausbau der Biomasse ist für die hier behandelte Zielstellung eines nachhaltigen Energiepflanzenanbaus Beratung zum Einsatz neuer, energieeffizienter oder an besondere Standorte
angepasster Anbaukulturen zu nennen. So könnte die vielerorts problematische Fokussierung
auf Mais zum Einsatz in Biogasanlagen verringert werden. Beratung muss stets regionsspezifisch erfolgen. So gilt für Brandenburg, dass eine verstärkte und v. a. unabhängige Beratung
von Landwirten auch gewünscht wird. Dies trifft speziell im Bereich Risiken, also bezüglich der
Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Bioenergieanlagen, der Finanzierung und Förderung,
aber auch über politische Rahmenbedingungen und Gesetze, und die Verwendung von neuen
Sorten, Kulturarten oder Fruchtfolgesystemen für Energiepflanzen zu (ZALF/FNR 2009). Auch
im Bereich der Reststoffnutzung ist Beratung sinnvoll, da zwar einige Reststoffe wie Grassilagen und Landschaftspflegematerial auf den Betrieben anfallen, diese jedoch häufig nicht in die
Anlagenkonzepte einbezogen werden (vgl. ebenda).
Eine breite Sensibilisierung durch Einzelgespräche wird von den Landwirten überwiegend
positiv aufgenommen, erfordert jedoch einen guten persönlichen Kontakt (WS BfN). Bei der
Beratung kann das Methodenkonzept ein überzeugendes Instrument sein, da sie fachlich
fundiert sowohl die Naturverträglichkeit als auch die Wirtschaftlichkeit und damit das Hauptinteresse der Landwirte abbildet.
Nur wenn die Akteure gut informiert sind, können die Chancen einer naturverträglichen Bioenergienutzung auch tatsächlich genutzt werden. Hierzu ist es nicht nur erforderlich, das
vorhandene Wissen kontinuierlich durch Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zu aktualisieren, sondern es auch zeitnah und öffentlichkeitswirksam sowie adressatbezogen zu verbreiten.
Dies kann durch Veranstaltungen über Fachverbände oder durch Publikation von Leitfäden
geschehen. Sind die politischen Nutzungsszenarien bekannt, können sich die Landwirte
entsprechend verhalten.
3.4.2
Aufstellung regionaler Energiekonzepte
Auf regionaler Ebene sind informelle Steuerungsansätze unerlässlich. Beispiele dafür sind
regionale Biomasse-Aktionspläne, bei deren Ausformulierung die Ziele und Aussagen der
politisch gewünschten Nutzungsszenarien berücksichtigt werden sollten. So erhält das informelle regionale Konzept gleichermaßen eine steuernde Funktion, die einen indirekten monetären
Anreiz bietet. Zur Entwicklung dieser regionalen Energiekonzepte kann das Methodenkonzept
hervorragend durch die Abbildung des Status Quo des Anbaus und der Erarbeitung und
161
Bewertung von Ausbauszenarien und integrierter Bewertung dienen, berücksichtigt es doch
neben der Erreichung der Ausbauziele auch andere Nachhaltigkeitsgesichtspunkte wie Klimagasreduktion und wirtschaftliche Nachhaltigkeit.
3.5
Fazit zur Steuerung des Energiepflanzenanbaus
Das Methodenkonzept kann einen fachlich sinnvollen und dringend notwendigen Beitrag auf der
Ebene der regionalen oder Kreisplanung leisten, um die divergierenden Entwicklungen und
Zielkonkurrenzen transparent darzustellen. Anhand von Szenarien können die Folgen bestimmter Ausbauziele für die Landwirtschaft, die Klimagasbilanz und die Naturverträglichkeit verdeutlicht und wichtige und fundierte Entscheidungsgrundlagen geliefert werden. Leider sind gerade
an dieser Stelle wenig Mittel und Kapazitäten vorhanden, um dies zu leisten oder um als
treibende Kraft in eine gewünschte Richtung zu fungieren. Insgesamt müsste angesichts der
relativ neuen Funktion der Landschaft als Energiebereitsteller die Ausrichtung des bisherigen
Planungs- und Steuerungsinstrumentariums an diese Anforderung angepasst werden, teilweise
durch Kompetenz- und Mittelerweiterung, teilweise durch Qualifizierung der bereits vorhandenen Instrumente.
Die stärksten Treiber sind aktuell Instrumente, die nicht flächenbezogen differenziert wirken. Die
Regelungen des EEG und die Agrarförderung werden zwar von Standards flankiert, berücksichtigen aber dennoch nicht die spezifischen regionalen und lokalen Bedingungen und Erfordernisse.
Da durch die exemplarische Anwendung des entwickelten Methodenkonzeptes deutlich gezeigt
werden konnte, dass die Eignung von landwirtschaftlichen Flächen für bestimmte Energieausbauszenarien regional sehr unterschiedlich sein kann, sollte die Förderung des Ausbaus der
Bioenergienutzung dringend stärker regional differenziert werden. Das entwickelte Methodenkonzept zur Bewertung von regionalen Nutzungsszenarien kann hierfür die fachlichen Grundlagen liefern.
162
4
Anforderungsbezogene Hindernisse und Forschungslücken
Im Folgenden werden die Forschungslücken und Hindernisse bei der Methodikerarbeitung aus
Sicht der einzelnen Anforderungen dargestellt.
4.1
Flächeneffizienz
Die hier vorgelegten, ökonomischen Daten gelten ausschließlich für die zu betrachtenden
Standorte und die hier getroffenen Annahmen (mikroökonomischer Ansatz, Systemgrenze
Hoftor). Eine Übertragbarkeit auf andere Bodenverhältnisse und/oder andere Boden-KlimaRäume ist damit nicht möglich. Diese können aber, mit dem entsprechenden zeitlichen und
personellen Aufwand und mit der vorliegenden Methodik, ergänzt werden.
Forschungs-/Handlungsbedarf ergibt sich hinsichtlich folgender Aspekte:
•
Berücksichtigung aller Bodenschwereklassen einer Region. Wie bereits erwähnt verlaufen
diese Zusammenhänge nicht linear bzw. sind nicht durch Formeln abzubilden und lassen
sich auch nicht von einer zur anderen Landbaugruppe oder Ertragsklasse oder Bearbeitungsschwere ableiten oder schätzen.
•
Um flächen- bzw. schlagspezifische Aussagen treffen zu können, muss eine entsprechend
differenzierte Datengrundlage vorhanden sein. Diese sicherzustellen ist flächendeckend
jedoch nur mit einem sehr hohen Aufwand möglich, da hierzu einzelbetriebliche Daten einer
ganzen Region erhoben werden müssten.
•
Die Transportkosten zum Endkunden müssen mit berücksichtigt werden.
•
Die betrieblichen Strukturen einer Region sollten zukünftig stärker Beachtung finden, um
z. B. den Import von Nährstoffen über Futtermittel besser bewerten zu können.
•
Die Bewertung der Nährstoffe erfolgte auf Basis der Entzüge, wobei von einem ausgeglichenen Nährstoffgehalt des Bodens ausgegangen wurde. In einer zukünftigen Modellierung
sollten für weitere ökonomische und ökologische Analysen der Bodenversorgungszustand
mit berücksichtigt werden.
•
In der Ökonomie der Fruchtarten zur Biogasproduktion, wie im Methodikteil beschrieben (s.
Teil B , S. 66), wird der Gewinnbeitrag durch den Einfluss der EEG-Vergütung gegenüber
den anderen Fruchtarten bevorteilt, genauso durch die Rückführung der Gärreste und der
damit nicht als Kosten anfallenden Düngung. Um nun die Fruchtarten losgelöst von der derzeitigen Fördersituation zu betrachten, um Möglichkeiten und die Höhe evtl. Förderungen je
nach Verwertungslinie ableiten zu können, müssten solche Aspekte in den Berechnungen
berücksichtigt werden.
Die hier erarbeiteten Aussagen und Empfehlungen sind aus landwirtschaftlicher Sicht in der
vorliegenden Form nicht ausreichend, um als Handlungsempfehlungen an Entscheidungsträger
herausgegeben werden zu können. Sie vermitteln vielmehr einen Überblick über den weiteren,
dringend notwendigen Forschungsbedarf auf diesem Gebiet.
163
Es muss grundsätzlich die räumliche Systemgrenze (Landkreis, Feldblock usw.) beachtet
werden, denn der Aufwand unterscheidet sich erheblich. Ziel wäre auch hier, dass der Landkreis bzw. die Region ein Planungsinstrument zum Aufbau von Biomasseverwertungspfaden
erhält, um die bekanntermaßen wirtschaftlich zu produzierenden Substrate in ihrem Raum
nutzen zu können. Abstimmungsbedarf und weitere Methodikarbeit ergeben sich hinsichtlich
der Zusammenführung aller Betrachtungsebenen.
Der ökonomischen Betrachtung in diesem Vorhaben liegt der mikroökonomische Ansatz in
Form einer standortbezogenen Verfahrensbewertung bis zum Hoftor zugrunde, während in den
beiden anderen Bewertungsebenen Klimaeffizienz und Naturschutz der gesamtgesellschaftliche
Ansatz gewählt wurde. Somit lassen sich jeweils zwei der drei Komplexe zusammenführen,
nicht aber alle drei. Dazu würde eine ökonomische Verfahrensbewertung benötigt, die die
Transport- und Konversionslinien mit einbezieht. Die unterschiedlichen Systemgrenzen müssten harmonisiert werden.
4.2
Klimaeffizienz
Treibhausgasbilanzen in Anlehnung an die Ökobilanznormen erweisen sich als geeignetes
Instrument zur Ermittlung und zum Vergleich der Klimaeffizienz verschiedener Bioenergiepfade.
Trotz aller Standardisierung variieren die Ergebnisse von Ökobilanzen zum Teil beträchtlich,
insbesondere die von Treibhausgasbilanzen. Dies kann verschiedene Ursachen haben: a)
unterschiedliche Festlegungen des Ziels und des Untersuchungsrahmens der Studie, inklusive
unterschiedlicher Systemgrenzen (z. B. Nichtberücksichtigung von Landnutzungsänderungen),
b) unterschiedliche Basisdaten (z. B. N2O-Emissionsfaktoren) oder c) Unterschiede in der
Bewertung der Koppelprodukte (Substitution bzw. Allokation).
Die aktuell größte Herausforderung hinsichtlich der Treibhausgasbilanzen besteht darin,
Treibhausgasemissionen aus Landnutzungsänderungen sachgerecht in Ökobilanzen abzubilden. Methodisch gesehen ist dies problemlos möglich, wie REINHARDT (1993) und JUNGK &
REINHARDT (2000) sowohl für die direkten als auch die indirekten Landnutzungsänderungen
gezeigt haben, auch wenn Landnutzungsänderungen damals unter dem Begriff „landwirtschaftliches Referenzsystem“ subsumiert wurden. Schwieriger dagegen ist die Bestimmung der Höhe
der Kohlenstoffbestandsänderungen. Während im Hinblick auf direkte Landnutzungsänderungen weitgehend Konsens herrscht und höchstens die genaue Höhe des ursprünglichen Kohlenstoffbestands sowie ggf. die Umrechnung aufs Jahr (Abschreibezeitraum ≠ 20 Jahre) diskutiert
werden, fehlt im Hinblick auf die indirekten Landnutzungsänderungen bislang noch eine
geeignete Methodik zur Quantifizierung der damit verbundenen Flächeneffekte. Von den bereits
existierenden Modellen ist keines in der vorliegenden Form geeignet, indirekte Landnutzungsänderungen sachgerecht abzubilden (FEHRENBACH et al. 2009). Hier besteht dringender
Forschungsbedarf.
Hinsichtlich der Basisdaten gilt es, vorhandene Wissenslücken zu schließen. Diese betreffen in
erster Linie Emissionsfaktoren für Treibhausgasemissionen aus Landnutzungsänderungen
sowie der Düngemittelapplikation. Im Hinblick auf Landnutzungsänderungen sind Daten zu
Kohlenstoffbeständen von Flächen noch nicht in ausreichender Genauigkeit und räumlicher
Auflösung verfügbar. Darüber hinaus gehen COUWENBERG (2009) und BARTHELMES et al. (2009)
164
davon aus, dass die vom IPCC (2006) angegebenen CO2-Emissionsfaktoren für Landnutzungsänderungen deutlich zu niedrig angesetzt sind. Weiterer Forschungsbedarf besteht im Bereich
der N2O-Emissionen aus der Düngemittelapplikation, die CRUTZEN et al. (2008) zufolge vom
IPCC (2006) deutlich unterschätzt werden. Dies würde die Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen signifikant verschlechtern.
Hinsichtlich der Bewertung der Koppelprodukte wird es auch zukünftig weitere Diskussionen
geben. Die Festlegung auf die Allokation nach Energiegehalt wurde in der europäischen
Erneuerbare-Energien-Richtlinie (2009/28EG) in erster Linie deshalb getroffen, weil die Ergebnisse auf diese Weise transparent, nachvollziehbar und damit rechtssicher sind. Im Rahmen
dieser Richtlinie und der darauf basierenden deutschen Rechtsverordnungen (BioSt-NachV und
Biokraft-NachV) hat diese Festlegung damit durchaus ihre Berechtigung. Aus wissenschaftlicher Sicht hingegen ist die Substitutionsmethode (Gutschriftsverfahren) wesentlich besser
geeignet, die Realität sachgerecht abzubilden. Beispielsweise ist eine energetische Allokation
von Koppelprodukten wie z. B. Futtermittel fragwürdig; eine Allokation nach Marktwert oder die
Anwendung der Substitutionsmethode (Gutschrift auf Basis des Futterwerts) wären in diesem
Fall wesentlich angebrachter. Aus diesem Grund sollte die Substitutionsmethode weiterhin in
der Politikberatung zum Einsatz kommen, trotz ggf. deutlicher Ergebnisunterschiede zu den
Treibhausgasbilanzen, die nach den Regeln der europäischen Erneuerbare-Energien-Richtlinie
berechnet wurden.
4.3
Die Bestimmung der Wirkintensität von Anbaukulturen erfordert die Kenntnis verschiedener
Wirkzusammenhänge. Diese sind derzeit Gegenstand intensiver Grundlagenforschung.
Forschungsergebnisse werden im Rahmen der EVA-Projekte I und II zu Auswirkungen des
Energiepflanzenanbaus auf die Landschaftsfunktionen und die biologische Vielfalt zugänglich
sein. Es liegen bereits grundlegende Aussagen zu Wirkintensitäten zahlreicher Anbaukulturen
vor. Sie sind jedoch zu allgemein, um tatsächlich in der Risikoabschätzung, v. a. im Hinblick auf
kumulative Effekte, realitätsgetreue Aussagen zu erhalten.
Um die Empfindlichkeit der Landschaftsfunktionen zu bestimmen, sind diverse Verknüpfungsregeln heranzuziehen (beispielsweise aus MARKS et al. 1992 oder MÜLLER 2004). Verknüpfungsregeln lassen Abschätzungen mit Hilfe weniger, meist leicht verfügbarer Parameter zu. Für die
Methodik wurden die in Kapitel 2.5 vorgestellten Regeln verwendet. Die vorhandenen Bewertungsgrundlagen für den Bereich Landschaftsbild und biologische Vielfalt sind jedoch nur
begrenzt vorhanden. Für das Landschaftsbild sind besonders die nicht flächenbezogenen,
quantitativen Änderungen in der Artenzusammensetzung der Anbaukulturen und das damit
einhergehende Risiko der Veränderung des Erscheinungsbilds der regionstypischen Kulturlandschaft relevant. Dies kann sowohl die Erwartung der Touristen als auch das Heimatgefühl
der Anwohner beeinträchtigen. Ob die Empfindlichkeit kulturartenspezifisch eruiert werden kann
– und sollte – ist fraglich. Ein weiterer Aspekt ist die in manchen Regionen drohende Monotonisierung in der Landwirtschaft, wobei zu berücksichtigen ist, dass der Energiepflanzenanbau
wiederum in anderen Regionen zu einer Erweiterung der typischen Anbaukulturen führt.
165
Im Bereich der biologischen Vielfalt kommt vor allem das fehlende Grundlagenwissen über
kumulative Effekte zum Tragen. In dieser Methodik wurden ausschließlich einzelne Fruchtarten
betrachtet. Aufgrund der fehlenden Betrachtung von Fruchtfolgen wurde ein wichtiger Bestandteil der biologischen Vielfalt ausgeschlossen. Außerdem ist das Artenvorkommen nicht genügend erfasst bzw. nicht digital verfügbar.
Dringender Forschungsbedarf wurde auch für die Wirkung des landwirtschaftlichen Anbaus auf
die Gewässergüte nach WRRL festgestellt (vgl. 0, S. 116). Der Ansatz eignet sich grundsätzlich
als Steuerungsinstrument, es konnte bisher jedoch kein übertragbarer Bewertungsansatz
entwickelt werden.
166
5
Interdisziplinäre Zusammenarbeit
Die Zusammenarbeit basierte auf einem fortlaufenden Austausch und Abgleich der notwendigen Daten und Rahmenbedingungen einzelner Arbeitsschritte, der gewonnen Erkenntnisse
sowie letztlich der Ergebnisse. Auf diese Weise wurde ein gemeinsames Verständnis der
Thematik erzeugt. Für diesen Prozess ist die aufzuwendende Zeit unter Berücksichtigung
gegebenenfalls nötiger Rückkoppelungen zukünftig zu kalkulieren.
Aufgrund der gegebenen Laufzeit des Projektes konnte nicht zu allen Punkten eine effektive
Rückkoppelung stattfinden. Im Prozess der Entwicklung des Methodenkonzeptes stellte sich
insbesondere heraus, dass die eindeutige Abstimmung der jeweiligen Systemgrenzen nicht
gänzlich erreicht werden konnte, die für das Methodenkonzept jedoch von großer Bedeutung
ist. Dies hat zur Folge, dass nicht alle angestrebten Verschneidungen zwischen den drei
Anforderungen durchgeführt werden konnten.
Beispielsweise ist aus Sicht der betriebswirtschaftlichen Bewertung von Anbaukulturen zur
Biogaserzeugung die Einbeziehung der EEG-Vergütung sinnvoll und notwendig, da der Erzeuger der Energiepflanzen häufig auch der Eigentümer der Energieanlage ist bzw. sich der Preis
bei Substratlieferverträgen stets an der EEG-Vergütung der jeweiligen Anlage orientiert. Dies ist
aus Sicht der Einzelanforderung sinnvoll, verhindert aber die interdisziplinäre Betrachtung/
Verschneidung mit der Anforderung Klimaeffizienz. Denn die ist nicht mit der Systemgrenze
Hoftor kongruent, da sie bezogen auf das Endprodukt berechnet wird und daher die Einbeziehung der gesamten Konversion und Nutzung benötigt. Dementsprechend müsste auch die
ökonomische Bewertung alle Konversions- und Nutzungspfade der Substrate, zusätzlich zu
Anbau, Lagerung und Transport, einbeziehen.
167
Teil E Schlussfolgerung und Handlungsempfehlung
Für einen nachhaltigen Ausbau der Nutzung Erneuerbarer Energien ist es erforderlich, den drei
zentralen Anforderungen Flächeneffizienz, Klimaeffizienz und Naturverträglichkeit sowie der
Wahrung eines gebietstypischen und akzeptierten Landschaftsbildes in möglichst ausgeglichener Weise gerecht zu werden.
In dem vorliegenden Projekt konnte deutlich gemacht werden, dass die drei unter Nachhaltigkeitsaspekten zentralen Anforderungen an Bioenergienutzung, nämlich die Wirtschaftlichkeit
(hier Flächeneffizienz), die Klimaeffizienz und die Naturverträglichkeit miteinander vergleichbar
bewertet werden können. Dadurch werden Zielkonkurrenzen abbildbar und damit harmonisierund steuerbar, wenngleich die derzeitigen formellen Planungsinstrumente hierauf noch nicht
hinreichend abgestellt sind.
Mit dem entwickelten und modellhaft angewendeten Methodenkonzept wird ein auf andere
Regionen übertragbares und auf variierende Anforderungen erweiterbares Instrument bereitgestellt, mit welchem die sich aus den drei Perspektiven ergebenden regionalen Möglichkeiten
und Grenzen des Biomasseanbaus aufgezeigt werden können. Es ermöglicht damit die Bewertung von Anbausystemen als Entscheidungsgrundlage für die planerische und informelle
Steuerung des Ausbaus der Bioenergie.
Die modellhafte Anwendung der entwickelten Methoden hat gezeigt, dass es Bioenergiesysteme gibt, die alle drei Anforderungen erfüllen. Es ist möglich, diese in einer aggregierten Methodik auf Regionsebene darzustellen und zu bewerten, demnach Risiken sowohl aus Sicht einer
einzelnen Anforderung als auch aus Sicht einer anforderungsumfassenden Bewertung räumlich
konkretisiert aufzuzeigen und daraus Hinweise für die Planung und Steuerung sowie für
Investitionsentscheidungen abzuleiten.
Alle drei Anforderungen können methodisch kompatibel umgesetzt werden, zur tatsächlichen
Anwendungsreife sind allerdings noch Anpassungen notwendig. Diese sind regionsspezifisch
und sollten je nach Region ausgestaltet und an einem Beispielprojekt exemplarisch durchgeführt werden.
1.1
Empfehlungen aus den Ergebnissen der Methodenanwendung
Alle drei Anforderungen konnten fachlich zufriedenstellend in das Methodenkonzept integriert
werden.
Aus Sicht der Landwirtschaft stellen sich fast alle der in die Bewertung einbezogenen Fruchtarten aus betriebswirtschaftlicher Sicht als anbauwürdig dar. Dies ist dadurch begründet, dass
die Auswahl an der regionalen landwirtschaftlichen Anbaueignung orientiert war. Allerdings
differieren die wirtschaftlichen Erträge so stark, dass mit deutlichen Präferenzen für einzelne
Fruchtarten zu rechnen ist. Das Ergebnis wird maßgeblich von der EEG-Vergütung und somit
durch den Stromertrag beeinflusst. Da letzterer beispielsweise bei Mais besonders hoch ist,
erfolgt eine Konzentration auf diese Fruchtart, obwohl es theoretisch einen großen Spielraum in
der Fruchtfolgegestaltung gäbe, der einen Beitrag zur Erhöhung/Wahrung der Artenvielfalt
liefern könnte. Allerdings sind diese Fruchtarten ökonomisch weniger attraktiv. Will man zu
168
mehr Nachhaltigkeit bei der Erzeugung von Biomasse zur energetischen Verwertung gelangen,
muss daher über Ausgleichszahlungen oder Änderungen des Vergütungssystems des EEG
nachgedacht werden. Für Thüringen lag bspw. die größte Gewinnmarge bei mittleren Böden bei
Durchwachsener Silphie. Dieses Ergebnis sollte bei der Beratung zu Biogasanlagen beachtet
werden, da Durchwachsene Silphie im Energiepflanzenanbau in direkter Konkurrenz zu Mais
angebaut wird. Hier könnten sich durch Abgleich mit der Naturverträglichkeit Synergien zwischen Naturschutz und Landwirtschaft ergeben.
Die Methodik ist generell geeignet, um die betriebswirtschaftliche Anbauwürdigkeit darzustellen
und vor der Gebietskulisse eine sowohl aus Biodiversitätsgründen als auch aus Landschaftsbild/Akzeptanzgründen gewünschte Anbauvielfalt zu generieren. So kann bei der Modellierung
von Szenarien der Konflikt Biodiversität/Landschaftsbild und Wirtschaftlichkeit identifiziert und
gelöst werden. Die Methodik könnte einen wichtigen Stellenwert in der landwirtschaftlichen
Beratung einnehmen.
Für eine Weiterentwicklung der Methodik und Erprobung in einer Beispielregion wäre zur
Darstellung der Nutzenmaximierung aus Sicht des Klimaschutzes und der Naturverträglichkeit
eine Betrachtung des Gewinnbeitrags der gesamten Produktionskette (Anbau bis Konversion
und Reststoffverwertung) sinnvoll. Hierbei sollte die EEG- Vergütung einzeln ausgewiesen
werden, um politische Alternativen beurteilen zu können.
Die regionalen Ergebnisse sind jedoch aus Sicht der Landwirtschaft nicht auf andere Regionen
übertragbar, da die Gebietskulisse für jede Region neu berechnet werden muss.
Aus Sicht der Klimaeffizienz sind neben dem Energiepflanzenanbau und der Konversion in
erster Linie mögliche indirekte Effekte ausschlaggebend für die Klimagasbilanz. Diese ergeben
sich aus der Verdrängung der bisherigen Flächennutzung und zeichnen sich, mittels komplexer
Mechanismen, über die globalen Agrarmärkte ab. Sie lassen sich daher keinem bestimmten
Standort zuordnen. Somit bestimmt das landwirtschaftliche Referenzsystem inklusive der
direkten und indirekten Landnutzungsänderungen maßgeblich die Bewertung der Klimaeffizienz. Aber auch die Wahl der Fruchtart, der Konversionstechnologie oder des Zielproduktes sind
entscheidende Faktoren. Zentrales klimaschutzfachliches Ergebnis ist, und hier besteht eine
maßgebliche Synergie mit den Zielen des Naturschutzes, dass ein Grünlandumbruch auf
organischen Böden in keinem Fall sinnvoll erscheint.
Als letztlich standortabhängigste und deshalb auch am stärksten limitierende Anforderung stellt
sich die Naturverträglichkeit dar, da sie aufgrund der natürlichen Gegebenheiten einige
Flächen als Anbaustandorte für bestimmte Fruchtarten ausschließt bzw. einschränkt. In der
Gesamtbetrachtung sind für jede Fruchtart Flächen vorhanden, auf denen sie naturverträglich
angebaut werden könnte. Ob diese den regionalen Zielvorgaben für die Produktion von Biomasse zu energetischen Zwecken entsprechen (definiert durch Leistungsvorgaben in den
Biomasseaktionsplänen) wurde hier nicht geprüft, ist aber eher wahrscheinlich. Es liegt die
Vermutung nahe, dass das Problem beim derzeitigem Ausbaustand der Bioenergie noch nicht
die Menge, sondern die regionale Verteilung des Biomasseanbaus ist, deren Folgen und
Chancen mit der Methodik gut für alle drei Kriterien abgebildet werden können. Die Anforderung
der Naturverträglichkeit besitzt somit den stärksten Einfluss bzw. das stärkste Interesse an
einer Steuerung der räumlichen Verteilung des Biomasseanbaus.
169
Es zeigte sich, dass auch eine Verschneidung der Anforderungen zu einer Gesamtbewertung möglich und sinnvoll ist und als fundierte Bewertungsgrundlage (Szenariogrundlage) für
einen nachhaltigen Ausbau der Bioenergienutzung dienen kann. Dazu müssen die Systemgrenzen kompatibel sein. Eine Unterscheidung von Nahrungs- und Energiepflanzen ist nur dann
sinnvoll und notwendig, wenn in den jeweiligen Produktionsrichtungen verschiedene Bewirtschaftungsweisen unterschiedliche Wirkungen besitzen können. In der Gesamtbetrachtung ist
ein umfassendes Abbild der landwirtschaftlichen Produktion sinnvoller als eine Unterscheidung
in Nahrungs- und Energiepflanzen. Für die Planung wären sinnvollerweise demnach zunächst
naturverträgliche Möglichkeiten zu bestimmen und dann nach wirtschaftlichen und klimaeffektiven Szenarien zu suchen.
1.2
Möglichkeiten und Grenzen der Bewertungsmethodik
Mit dem vorliegenden Methodenkonzept ist es möglich, die aktuelle Anbaukulisse darzustellen
und ihre Nachhaltigkeit aus Sicht der Landwirtschaft, des Klima- und des Naturschutzes zu
bewerten. Sie ist auf andere Regionen übertragbar, solange eine ausreichende Datengrundlage
gesichert ist. Es können sowohl anforderungsbezogen als auch integrativ, Risiken und Chancen
des Energiepflanzenanbaus räumlich verortet werden. Daraus lassen sich zunächst unter
Einbeziehung der tatsächlichen und geplanten Bioenergieanlagen ökonomische und ökologische Belastungsgrenzen für Regionen darstellen und räumlich verorten. Weiterhin können
eventuelle Risiken für das Landschaftsbild und die Heimatfunktion oder für den Tourismus
dargestellt werden. Dies kann als Unterstützung für die Regionalplanung dienen, indem
verschiedene Szenarien visualisiert und überschlägig bewertet werden. Außerdem kann so eine
fachlich qualifizierte räumliche Rückmeldung über die Erreichung der verschiedenen übergeordneten politischen Ziele vorgenommen werden - sei es zu den Ausbauzielen der Bundesregierung im Bereich der Erneuerbaren Energien als auch zu den regionalen Zielen wie den
Biomasseaktionsplänen der Länder, dem Bedarf an Infrastrukturausbau oder der CO2Einsparung. Hierzu können optimale Nutzungssysteme und vorteilhafte Verwertungspfade
identifiziert werden. Das Methodikkonzept kann durch Weiterentwicklung einen Beitrag zur
Koordinierung verschiedener zusätzlicher Anforderungen wie bspw. die der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) leisten. Auch die Darstellung der gesamten landwirtschaftlichen Produktion ist
möglich und sinnvoll. Es können verschiedenste Versorgungsszenarien berücksichtigt werden
und damit die Effekte und Wechselwirkungen politischer Entscheidungen beim Biomasseanbau
verdeutlichen. Die Visualisierung trägt zur Entscheidungsfindung und Transparenz insbesondere für die Öffentlichkeit aber auch für die Entscheidungsträger bei. In dem sich schnell wandelnden Rahmen des Ausbaus der Bioenergie kann die Methodik kontinuierlich auf die neuen
Anforderungen ausgerichtet werden.
Die Bewertungsmethodik ist ohne Abschläge derzeit auf die regionale Ebene begrenzt, weder
ist eine schlaggenaue Darstellung noch eine Extrapolation auf Landesebene möglich. Eine
zeitliche Entwicklung des Anbaus ist derzeit nicht darstellbar, aber zukünftig möglich.
Kumulative Effekte mit Wirkung auf die Habitatfunktion oder das Landschaftsbild können derzeit
lediglich verbal-argumentativ dargestellt werden. Das Aufzeigen von Risikoräumen jedoch ist
durch Kumulierung von b-Flächen als Ranking möglich, dies erlaubt eine Risikoeinschätzung
bei der Betrachtung von Szenarien etwa bzgl. der Veränderung der Anbaustruktur. Hierzu
besteht insgesamt Forschungsbedarf, sowohl bei der Grundlagenforschung zur Bereitstellung
170
der erforderlichen Eingangsdaten als auch bei der Methodenentwicklung. Eine Betrachtung der
Wechselwirkungen der Nutzungsmuster ist auf der Landschaftsebene bisher nicht möglich.
Fruchtfolgen wurden bisher nicht berücksichtigt und bedürften der grundlegenden Weiterentwicklung der Methodik. Die Anwendbarkeit der Methodik wird generell durch die regionale
Datenverfügbarkeit limitiert: sie ist nur so gut oder genau wie die Daten, die zur Verfügung
stehen. Die Datenlage hat derzeit das Manko, noch nicht auf die neue Anforderung an die
Landschaft als Energielieferant ausgerichtet zu sein. In verschiedenen Bereichen, etwa den
Auswirkungen des Anbaus von Energiepflanzen gerade auch im Vergleich zur herkömmlichen
landwirtschaftlichen Produktion oder zu neuen Arten, besteht noch ein großes Forschungsdefizit. Hier werden in laufenden Forschungsprojekten zwar Daten generiert, deren Kompatibilität
konnte hier jedoch noch nicht geprüft werden.
Forschungsbedarf besteht, insbesondere vor dem Hintergrund der sich teilweise manifestierenden Bodendegradierung in allen Regionen, im Bereich der Wirkungszusammenhänge verschiedener Anbaumethoden. Im hier entwickelten Methodikkonzept wurde z.B. auch nicht zwischen
Bearbeitungsmethoden wie konventionellem und ökologischem Landbau oder auch Systemen
wie terra preta unterschieden. Dies war nicht Ziel der vorliegenden Aufgabenstellung, ist aber
zukünftig ein interessanter und wichtiger Aspekt.
1.3
Qualität und Anwendbarkeit des Methodenkonzeptes als Grundlage der
planerischen Steuerung
Das hier entwickelte Methodenkonzept der integrierten Bewertung von Biomasseanbauszenarien erweist sich aus Sicht aller drei Anforderungen als guter Ansatz und ist prinzipiell auf andere
Regionen übertragbar. Vor dem Hintergrund der konkret formulierten fachlichen Kriterien gelingt
es, die einzelnen Anforderungen im Fall der Anwendung mit Hilfe der für das betrachtete Gebiet
vorliegenden Daten hinreichend genau abzubilden. Das methodische System ist dabei so
flexibel, sich auf variierende Anforderungen einstellen zu lassen und damit verschiedene
Szenarien darstellen zu können, um das Ziel-Optimum aus Sicht der regionalplanerischen oder
weiterer im Diskurs in der Region gebildeten Ziele zu identifizieren.
Verallgemeinerbare Erkenntnisse können als Grundlage für politische Entscheidungen insbesondere auf Bundesebene genutzt werden. Es ist jedoch im Hinblick auf die Zielstellung der
Schaffung einer umfassenden regionalen Entscheidungsgrundlage für die Festlegung von
nachhaltigen, regionalen Ausbauzielen noch nicht anwendungsreif. Aus diesem Grund ist die
weitere Konkretisierung und umfassende Erprobung in einer Modellregion dringend zu empfehlen. Eine gesamtlandwirtschaftliche Betrachtung wäre wesentlich sinnvoller als die Beschränkung auf den Energiepflanzenanbau, da sonst regionale Verdrängungseffekte nicht berücksichtigt werden können. Eine Trennung der Betrachtungsweisen ist politisch nur eingeschränkt und
fachlich gar nicht zu rechtfertigen. Das Methodenkonzept ist für diese Erweiterung prinzipiell
geeignet. Im Zuge der konkreten Anwendung des Methodenkonzeptes empfiehlt es sich, bei
der Betrachtung von bestimmten Regionen, zuerst die Naturverträglichkeit und die Flächeneffizienz aller tatsächlich angebauten Kulturen sowie möglicher „neuer“ Energiepflanzen zu
bewerten und darauf aufbauend eine Klimagasbilanz zur Ermittlung der optimalen Energiepfade
durchzuführen. Dabei sollten neben dem Status Quo der Anbaukulisse einschließlich des
Flächenbedarfes für Nahrungs- und Futtermittelanbau auch verschiedene Entwicklungsszenarien betrachtet werden.
171
Für die jeweiligen Energiepfade kann, im Hinblick auf die Ausbauziele der Länder, so eine
regionale Empfehlung zur optimalen Verteilung der Anbauflächen abgeleitet und darauf aufbauend nachhaltige, regional verortete Biomassepotenziale bestimmt werden. Unter Anwendung
des Methodenkonzeptes könnten so letztlich auch Rückschlüsse auf die Umsetzungswahrscheinlichkeit der regionalen Biomasse-Ausbauziele abgeleitet werden.
Grundsätzlich ist das Methodenkonzept auch geeignet, als webbasiertes Informationstool einer
breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht zu werden. Das gilt bspw. insbesondere für Regionen
die eine hohe touristische Bedeutung haben, und damit gegenüber evtl. negativen Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus in Bezug auf das Landschaftsbild bzw. die Kulturlandschaft
besonders sensibel sind.
Tabelle 25: Überblick der Einsatzmöglichkeiten und Anforderungslücken des Methodenkonzeptes
Einsatzmöglichkeiten
Anforderungslücken
Darstellung der Wirtschaftlichkeit, Naturverträglichkeit
sowie der Klimaeffizienz von Anbaukulturen auf bestimmten Standorten
Flächeneffizienz:
Flächenspezifische Betrachtung der Bodenschwereklassen
erforderlich
Transportkosten müssten bis zum Endnutzer betrachtet
werden
Gewinnbeitrag ist fruchtartspezifisch an die EEGVergütung gekoppelt
Verschiedene Betriebsstrukturen wären zu berücksichtigen
Betrachtung der Bewirtschaftungsmethoden möglich
Identifizierung von Nutzungssystemen (Kultur, Anbauverfahren und räumliche Verteilung, standortgenau)
Klimaeffizienz:
Abbildung von Nutzungsszenarien
Naturverträglichkeit:
Indirekte Landnutzungsänderungen können bisher nicht
sachgerecht abgebildet werden
Auswirkungen auf die Biodiversität können nicht
sachgerecht abgebildet werden
Auswirkungen auf die Umsetzung der WRRL können nicht
sachgerecht abgebildet werden (ist als Zusatznutzen/
Integration in weitere Fachplanungen fachlich denkbar)
Abbildung der Folgen aktueller und geplanter Entwicklung
als Gefährdungspotenziale
Systemgrenzen der drei Anforderungen im Methodenkonzept bisher nicht umfassend kompatibel
Darstellung von Bioenergiebereitstellungspotenzialen
Als Entscheidungsgrundlage für die Festlegung von
nachhaltigen, regionalen Ausbauzielen bisher nicht
anwendungsreif
Regionale Anpassung des Methodenkonzepts möglich
1.4
Schlussfolgerungen und Diskussion der Steuerungsmöglichkeiten in
Richtung eines im Sinne der drei Anforderungen optimierten Energiepflanzenanbaus
Aufgrund der verschiedenen, sehr komplexen und von unterschiedlichen Stellen koordinierten
Anreize und Steuerungsmechanismen lässt sich der Energiepflanzenanbau derzeit insgesamt
nur sehr eingeschränkt planerisch in Richtung einer Optimierung der gewählten Anforderungen
steuern. Grundlegend ist es daher erforderlich, dass alle bestehenden Planungs-, Steuerungsund Anreizinstrumente konsequent angewandt, harmonisiert und an die neuen Anforderungen
172
der entstandenen Herausforderung einer Landschaft mit Funktion eines Energielieferanten
angepasst werden. Das Forschungsprojekt hat gezeigt, dass die integrierte Bewertung der drei
Anforderungen stark standortabhängig ist. Erst wenn die Bewertung tatsächlich standortbezogen erfolgt, kann eine Aussage zur Nachhaltigkeit bestimmter biomassebasierter Energieerzeugungspfade getroffen werden.
Die Ergebnisse machen also deutlich, dass die verschiedenen Steuerungsinstrumente dringend
die individuellen, regionalen Bedingungen einbeziehen müssen, wenn eine nachhaltige Bioenergienutzung etabliert werden soll. Hierzu kann die vorliegende Methodik einen wertvollen
Beitrag leisten, zunächst bei der Identifikation von zu verfolgenden, nachhaltigen Energieerzeugungspfaden und im weiteren auch bei der Investitionsentscheidung bei größeren raumrelevanten Planungen, indem sie einen Überblick der Chancen und Risiken im Raum gibt.
Der Energiepflanzenanbau kann durch die Anwendung der Methodik in seiner Art und räumlichen Verteilung so gestaltet werden, dass er den Grundsätzen und Kriterien der drei Anforderungen entspricht. Dies erfordert die Integration der gewonnen Erkenntnisse in der Beratung
und Information von Landwirten und damit einen zusätzlichen, besonderen Planungsaufwand.
Dazu fehlen der Regionalplanung derzeit sowohl der Auftrag als Legitimierung als auch die
finanziellen und personellen Mittel zur Umsetzung dieser Planung und der in Folge möglichen
Beratung und Steuerung.
Zu überlegen ist v. a. eine Ausweitung der Kompetenzen und Mittel der regionalen Planungsstellen oder der Landkreise sowohl im Bereich der Beratung als auch bei der Anlagenzulassung. Diese sollte an Nachhaltigkeitskriterien geknüpft und ein finanzieller Ausgleich für
Ernteeinbußen aufgrund der Einhaltung dieser Kriterien geschaffen werden – dies ist im Prinzip
keine grundlegende Neuerung, es bedarf lediglich einer Anpassung an die sich ändernden
Anforderungen an die Landwirtschaft. Andererseits empfiehlt sich eine stärkere Regionalisierung geeigneter Förderinstrumente, wie z.B. des EEGs. Die regionalen Ausbauziele sollten mit
der vorliegenden Methodik im bottum-up-Verfahren integriert bewertet und die Fördermaßnahmen der Länder dementsprechend angepasst werden. Grundsätzlich gilt jedoch, dass es wenig
sinnvoll ist, den Energiepflanzenanbau allein reglementieren zu wollen. Denn im Regelfall
werden Energiepflanzen nicht grundsätzlich anders, vor allem nicht intensiver angebaut als
Nahrungs- oder Futterpflanzen. Die erhöhte Belastung kommt für den Bereich Naturverträglichkeit zwar auch durch Änderungen in den Habitatvoraussetzungen und der Eigenart der Kulturlandschaft, in der Regel aber durch allgemein zunehmenden Nutzungsdruck auf die Gesamtfläche zustande.
Die Methodik könnte letztlich auch Hinweise auf Belastungsgrenzen beim Biomasseausbau bei
der Umsetzung der EE-Ausbauziele der Bundesregierung geben und damit als Mittel der
Rückkopplung an den Bund dienen. Diese Ergebnisse könnten als Informationstool webbasiert
einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Eventuell ergäbe sich hier auch ein
Ansatzpunkt für die integrierte Erarbeitung eines Webtools, insbesondere für touristisch
attraktive und damit gegenüber negativen Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus besonders sensibler Gebiete. Dies entspricht dem in den Regionen bereits zu beobachtenden Trends
zum „Fördermitteltuning“. Die Methodik dient nur der Ziel- und Konfliktidentifizierung, kann aber
durch Visualisierung und Verortung bei der regionalen Zuordnung der jeweiligen Fördermittel
helfen.
173
Die Wirtschaftlichkeit des Energiepflanzenanbaus zur Biogasproduktion ist stark von der EEGVergütung abhängig d.h. dass das EEG die maßgeblich steuernde Wirkung in diesem Bereich
entfaltet. Die Regionalisierung der Förderung vor einer umfassenden Gebietskulisse könnte hier
ausgleichend eingreifen. Dies sollte möglichst nicht zu mehr Bürokratie führen. Um Nachhaltigkeit im Sinne der drei Anforderungen zu erreichen, sollte dringend bei der Umsetzung der
bestehenden Instrumente und auch bei der Ausgestaltung möglicher, neuer formaler Instrumente auf die Durchsetzungsfähigkeit geachtet werden. Dies impliziert eine integrierte Zuständigkeit
und Sanktionsmöglichkeiten wie etwa bei der Ahndung von Grünlandumbruch durch den
Verlust der Förderung für den zuständigen Betrieb. Bedacht werden sollte dabei immer, dass
der produzierende Landwirt nicht an der Erzeugung von Bioenergie gehindert werden soll,
sondern ein Anreiz für ihn geschaffen werden sollte, diese möglichst effizient hinsichtlich aller
drei Anforderungen zu gestalten.
174
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http://www.mluv.brandenburg.de/cms/detail.php/bb2.c.545002.de (30.04.09).
BRANDENBURG) (2007) Ausbaustand Erneuerbare Energien im Jahr 2007, unter URL:
http://www.mluv.brandenburg.de/cms/media.php/2328/eeausbau.pdf (23.04.09).
OCHMANN, K. (2009) mdl.: Telefonat mit K. Ochmann, MLUV Bbg. am 23.04.09.
THÜRINGER LANDESREGIERUNG (2009A): Internetauftritt der Landesregierung – Erneuerbare
Energien,
unter
URL:
http://www.thueringen.de/de/picloader.asp?pic=/imperia/md/images/tmwta/energie/erneuerbare
_energien1.gif 23.04.09).
THÜRINGER LANDESREGIERUNG (2009B): Internetauftritt der Landesregierung – Erneuerbare
Energien/Biomasse,
unter
URL:
http://www.thueringen.de/de/picloader.asp?pic=/imperia/md/images/tmwta/energie/erneuerbare
energie-biomasse.gif (23.04.09).
TLL (THÜRINGER LANDESANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT) (2009): Biogasanlagen in Thüringen,
unter URL: http://www.tll.de/ainfo/bga_info/pdf/bga_link.pdf (16.04.09).
TLS
(THÜRINGER
LANDESAMT
FÜR
STATISTIK)
(2009):
unter
URL:
http://www.tls.thueringen.de/seite.asp?aktiv=dat01&startbei=datenbank/oertlich.asp (22.04.09).
TLUG (THÜRINGER LANDESANSTALT FÜR UMWELT UND GEOLOGIE) (2009): Umwelt regional –
Saale-Holzland-Kreis;
unter
URL:
http://www.tlugjena.de/uw_raum/umweltregional/shk/index.html (22.04.09).
TMLNU (THÜRINGER MINISTERIUM FÜR LANDWIRTSCHAFT, NATURSCHUTZ UND UMWELT) (2007):
Bericht zur Entwicklung der Landwirtschaft in Thüringen 2007, unter URL:
http://www.tll.de/agb07/pdf/agb07.pdf (22.04.09).
TMWTA (THÜRINGER MINISTERIUM FÜR WIRTSCHAFT, TECHNOLOGIE UND ARBEIT) (2009): Energiepolitik, unter URL: http://www.thueringen.de/de/tmwta/energie/energiepolitik/ (22.04.09).
185
Teil G Anhang
186
1
Datengrundlagen
1.1
Datenbedarf
Folgende Datengrundlagen werden benötigt:
Touristisch genutzte Gebiete
Nährstoffversorgung
Bodenwasserhaushalt/
bodenkdl. Feuchtestufe
rechtliche Vorgaben
x
x
x
x
x
Grundwasserdargebotsfunktion
x
x
x
x
x
Retentionsfunktion (Wasser)
x
x
x
x
x
Biologische Vielfalt / Biotopfunktion: Fauna/ Vögel/
Brutplätze
Empfindlichkeit Wasser nach WRRL
Artenlisten
x
Schutzgebiete/ -programm
x
Hydromorphie
x
GW-Flurabstand
x
Empfindlichkeit gegenüber Schadstoffeintrag
x
Landnutzung
x
x
Niederschlag
x
x
Gefügeform
x
Erosionsempfindlichkeit (Wind)
Empfindlichkeit gegenüber Verdichtung
Skelettgehalt
Hangneigung
Erosionsempfindlichkeit (Wasser)
Rohdichte
Humusgehalt
Bewertungskriterien
Bodenart (Bodenform)
Notwendige Parameter/Grundlagen
x
x
x
x
x
x
Landschaftsbild: Erlebnis- und Erholungsfunktion
x
x
x
Tabelle 26: Bewertungskriterien und -parameter für die zu untersuchenden Kulturen
187
Der Datenbedarf orientiert sich stark an der Detailstufe der Betrachtung. Für den gewählten
Maßstab von 1:50.000 sind die ausgewählten Verknüpfungsregeln und Datengrundlagen
ausreichend. Bei einer Weiterentwicklung und gegebenenfalls benötigten, größeren Maßstäben,
sind genauere und damit auch komplexere Verknüpfungsregeln zu verwenden, um der notwendigen Detailschärfe zu entsprechen. Dies bedeutet, dass zusätzliche und detailreichere Daten
erforderlich sind. Beispielsweise bedarf eine genauere Bewertung der Bodenerosionsempfindlichkeit neben den Bodendaten Angaben aus Höhenmodellen DGM5 oder DGM25, den Niederschlagsereignissen und weiteren Daten.
1.2
1.2.1
Verwendete Datengrundlagen
Brandenburg
Datengrundlagen
Maßstab
Zeitpunkt der Quelle
Erstellung
Biotoptypen- und Nutzungstypenkartierung (BTNT) Brandenburg
1:10.000
1991-1993
Landesumweltamt Brandenburg
Mittelmaßstäbliche
Landwirtschaftliche
Standortkartierung
(MMK) Brandenburg
1:200.000
1997
Landesamt für Geowissenschaften
und
Rohstoffe
Brandenburg
Bodengeologisches
Basiskartenwerk (BK50) und Bodenübersichtskarte (BÜK 300)
1:50.000 /
1:300.000
Nicht bekannt
und
Rohstoffe
Brandenburg
Digitales
(DGM25)
Geländemodell
Raster 25 Meter
Stand 2009
und
Rohstoffe
Brandenburg
Schutzgebiete
GSG...)
(FFH;
SPA;
unterschiedliche
1997
Landesumweltamt Brandenburg
Überregionale
Wanderwege
Rad-
und
unterschiedlich
2008
www.radelninbrandenburg.de
Landschaftsrahmenplan
Ostprignitz-Ruppin
LRP
1:50.000
2008
Untere Naturschutzbehörde
Landkreis OPR
Wasserschutzgebiete
Vorwiegend
1:10.000
sonst
1:25.000/1:50.000
2009
Ministerium für Ländliche
Entwicklung, Umwelt und
Verbraucherschutz
Artenvorkommen
unterschiedlich
Nicht bekannt
Untere Naturschutzbehörde
Landkreis OPR
EKIS
unterschiedlich
Nicht bekannt
Ministerium für Ländliche
Entwicklung, Umwelt und
Verbraucherschutz
188
1.2.2
Thüringen
Datengrundlagen
Maßstab
Zeitpunkt der Quelle
Erstellung
Biotoptypen- und Nutzungstypenkartierung (BTNT) Thüringen
1:10.000
1995
Thüringer Landesanstalt für
Umwelt und Geologie
Bodengeologische Konzeptkarte
Thüringen (BGKK)
1:100.00
Nicht bekannt
Umwelt und Geologie
Digitales
Geländemodell
Thüringen (DGM25)
Raster 25 Meter
1995
Thüringer Landesamt für
Vermessung und Geoinformation
Schutzgebiete; Artenschutz
Unterschiedliche
Nicht bekannt
Umwelt und Geologie
Artenvorkommen
unterschiedlich
Nicht bekannt
Umwelt und Geologie
EKIS
unterschiedlich
Nicht bekannt
Umwelt und Geologie
Landesentwicklungsplan
Thüringen
unbekannt
2004
Ministerium
Verkehr
für
Bau
und
189
2
Ergebnisse der Treibhausgasbilanzen
2.1
Ergebnisse für die Systemgrenze „Hoftor“
190
Emissionen→ BRACHE - dLUC
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
Weizenstroh
SHK
1,75
2
Emissionen→ BRACHE - iLUC
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
1,75
SHK
Weizenstroh
2
t CO2eq / (ha*a)
191
Emissionen→ GETREIDE - dLUC
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Weizenstroh
SHK
3,5
4
Emissionen→ GETREIDE - iLUC
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
0
1
2
3
4
t CO2eq / (ha*a)
192
5
6
SHK
7
Weizenstroh
8
Emissionen→ GRÜNLAND - dLUC
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Weizenstroh
SHK
3,5
4
Emissionen→ GRÜNLAND - iLUC
Raps
Weizen
Roggen
Zuckerrübe
Gersten-GPS
Roggen-GPS
Silomais
Kleegras
Durchw. Silphie
Pappel
Miscanthus
OPR
0
4
8
12
16
20
24
SHK
28
Weizenstroh
32
t CO2eq / (ha*a)
193
2.2
Ergebnisse für die Systemgrenze „Gesamter Lebensweg“
BRACHE - dLUC
-2,5
-2,5
Raps - Pflanzenöl
-2,7
-2,7
Raps - Biodiesel
-2,3
-2,3
Raps - HVO
-3,8
-4,6
Weizen - Bioethanol
-2,7
Roggen - Bioethanol
Zuckerrübe - Bioethanol
-5,5
-3,2
Gersten-GPS - Biomethan
Roggen-GPS - Biomethan
-5,3
-6,6
-7,5
Silomais - Biomethan
-1,8
-2,6
Kleegras - Biomethan
Durchw. Silphie - Biomethan
-7,5
-9,1
-10,0
Futterroggen / -hirse - Biomethan
-1,1
-1,9
Pappel - Bioethanol
-3,7
-6,2
Pappel - BtL-Diesel
-2,2
-3,3
Miscanthus - Bioethanol
-6,5
-9,8
Miscanthus - BtL-Diesel
Weizenstroh - Bioethanol
-0,4
Weizenstroh - BtL-Diesel
-1,6
-4,5
-4,5
-9,0
Raps - Strom & Wärme
-7,3
Weizen - Strom & Wärme
-5,2
Roggen - Strom & Wärme
-2,7
Gersten-GPS - Strom & Wärme
Roggen-GPS - Strom & Wärme
-4,4
-5,6
-6,4
Silomais - Strom & Wärme
-1,5
-2,1
Kleegras - Strom & Wärme
Durchw. Silphie - Strom & Wärme
-6,4
-7,8
-8,6
-20,7
OPR
Miscanthus - Strom & Wärme
SHK
-25
Weizenstroh - Strom & Wärme
-4,8
-20
-15
t CO2eq / (ha*a)
194
Pappel - Strom & Wärme
-18,5
-27,8
-30
Futterroggen / -hirse - Strom & Wärme
-12,4
-10
-5
0
BRACHE - iLUC
-10,8
-11,0
Raps - Pflanzenöl
-11,0
-11,2
Raps - Biodiesel
-10,6
-10,7
Raps - HVO
-8,5
-10,5
Weizen - Bioethanol
-6,1
Roggen - Bioethanol
-17,3
-3,2
-5,3
-6,6
-7,5
-1,8
-2,6
-7,5
-9,1
-10,0
-1,1
-1,9
Pappel - Bioethanol
-3,7
-6,2
Pappel - BtL-Diesel
-2,2
-3,3
-6,5
-9,8
-0,4
-1,6
-12,8
-13,0
-9,0
-7,3
-5,2
-2,7
-4,4
-5,6
-6,4
-1,5
-2,1
-6,4
-7,8
-8,6
-20,7
-18,5
-27,8
OPR
-30
-12,4
SHK
-25
-4,8
-20
-15
-10
-5
0
t CO2eq / (ha*a)
195
GETREIDE - dLUC
-1,8
-1,2
Raps - Pflanzenöl
-2,0
-1,4
Raps - Biodiesel
-1,6
-1,0
Raps - HVO
-3,0
-3,3
Weizen - Bioethanol
-1,9
Roggen - Bioethanol
-4,2
-2,4
-4,0
-5,8
-6,2
-1,1
-1,3
-6,2
-8,4
-8,8
-0,4
-0,7
Pappel - Bioethanol
-2,9
-4,9
Pappel - BtL-Diesel
-1,4
-2,0
-8,6
-5,8
-0,4
-1,6
-3,8
-3,3
-6,6
-7,7
-4,5
-1,9
-3,2
-4,8
-5,1
-0,7
-0,8
-5,2
-7,1
-7,3
-19,4
OPR
SHK
-25
-4,8
-20
-15
t CO2eq / (ha*a)
196
-17,8
-26,5
-30
-11,6
-10
-5
0
0,0
GETREIDE - iLUC
Nacht.→
0,0
-8,2
-7,9
Raps - Pflanzenöl
-8,4
-8,1
Raps - Biodiesel
-8,0
-7,6
-7,4
Raps - HVO
-6,0
Weizen - Bioethanol
-3,5
Roggen - Bioethanol
-14,2
-0,6
-2,2
-4,0
-4,4
0,7
0,5
-4,4
-6,5
-7,0
1,4
1,2
Pappel - Bioethanol
-1,1
-3,1
Pappel - BtL-Diesel
0,4
-0,2
-4,0
-6,7
-0,4
-1,6
-10,2
-9,9
-4,8
-5,9
-2,7
-0,1
-1,3
-3,0
-3,3
1,1
1,0
-3,3
-5,2
-5,5
-17,6
-15,9
-24,7
OPR
-25
-9,8
SHK
-20
-4,8
-15
-10
-5
0
5
t CO2eq / (ha*a)
197
GRÜNLAND - dLUC
-1,7
-1,6
Raps - Pflanzenöl
-1,9
-1,8
Raps - Biodiesel
-1,4
-1,4
Raps - HVO
-2,9
-3,7
Weizen - Bioethanol
-1,8
Roggen - Bioethanol
-4,6
-2,3
-4,4
-5,7
-6,6
-1,0
-1,7
-6,6
-8,2
-9,2
-0,3
-1,1
Pappel - Bioethanol
-2,8
-5,3
Pappel - BtL-Diesel
-2,4
-1,3
-5,7
-9,0
-0,4
-1,6
-3,7
-3,7
-8,1
-6,5
-4,4
-1,8
-3,6
-4,7
-5,5
-0,6
-1,2
-5,6
-6,9
-7,7
-19,8
OPR
SHK
-25
-4,8
-20
-15
t CO2eq / (ha*a)
198
-17,7
-26,9
-30
-11,5
-10
-5
0
Nachteile für Bioenergie→ GRÜNLAND - iLUC
←Vort.
14,7
14,5
Raps - Pflanzenöl
14,5
14,3
Raps - Biodiesel
14,9
14,8
Raps - HVO
16,9
15,0
Weizen - Bioethanol
19,4
Roggen - Bioethanol
8,2
22,3
20,2
18,9
18,0
23,7
22,9
18,0
16,4
15,4
24,3
23,5
19,3
15,6
Pappel - Bioethanol
21,8
Pappel - BtL-Diesel
23,3
22,2
18,9
-0,4
-1,6
12,7
12,5
16,5
18,1
20,2
22,8
21,0
19,9
19,1
24,0
23,4
19,0
17,7
16,9
4,8
7,0
-2,3
OPR
-4,8
-5
13,1
0
5
10
15
SHK
20
25
t CO2eq / (ha*a)
199

Flächeneff zum fektive Bewe Schutz Bioener ertunge von bio E

Transcrição

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