Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Als Folge der wirtschaftlichen und politischen Rahmenbedingungen in Form einer ge\u00e4nderten Agrar- und Energiepolitik nimmt der Anteil von Energiepflanzen an der landwirtschaftlichen Nutzfl\u00e4che stetig zu. Die infolge des Klimawandels induzierte Politik greift zunehmend \u00fcber F\u00f6rderpolitiken und finanzielle Anreize f\u00fcr nachwachsende Rohstoffe und Produktionsverfahren mit verbesserter CO2-Bilanz in die wirtschaftliche Dynamik ein. Daraus entstehen neue Chancen f\u00fcr die Landwirtschaft aber auch neue Gefahren f\u00fcr den Umwelt- und Naturschutz, so dass ein neuer Konflikt zwischen Klima- und Umwelt und Naturschutz entsteht. Sinnvoll und notwendig erscheint es, m\u00f6gliche negative Folgen eines verst\u00e4rkten Biomasseanbaus f\u00fcr die Umwelt im Vorfeld abzusch\u00e4tzen. Das Projekt widmete sich dem Vorhaben, auf der Basis bestehender Technologien, der Beseitigung von betrieblichen Hemmnissen zur umwelt- und naturschutzgerechten Erzeugung von Energiepflanzen und zur Implementierung guter\/bester Praxis beizutragen. Der Bericht fasst die Projektergebnisse aus dem akteursbegleiteten Modellierungsprozess der betrieblichen Anpassungen an den Energiepflanzenanbau f\u00fcr Biogasanlagen und deren Auswirkungen auf die Umwelt zusammen: Die Entwicklung und die Diffusion innovativer, naturschutzgerechter Verfahren zur Erzeugung von Energiepflanzen erfordert die Quantifizierung der \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Kennzahlen dieser Verfahren, um so zu einer informierten Entscheidungsfindung im landwirtschaftlichen Betrieb sowie bei der Entwicklung neuer F\u00f6rderprogramme zu gelangen. Gemeinsam mit drei landwirtschaftlichen Betrieben sowie Akteuren des Naturschutzes und der Agrarforschung wurden technische und betriebliche Umsetzungskonzepte f\u00fcr den umwelt- und naturschutzgerechten Anbau von Energiepflanzen f\u00fcr verschiedene Standorte in Brandenburg erarbeitet. Es wurde dabei angenommen, dass Umsetzungen einiger der umweltfreundlichen Technologien nur dann wirtschaftlich sind, wenn ihr zus\u00e4tzlicher Nutzen f\u00fcr den Naturhaushalt auch von der Gesellschaft honoriert wird. Die Kenntnis von der H\u00f6he der Verg\u00fctung, die erreicht werden muss, um bestimmte naturschutzfachliche Ziele zu verwirkli-chen, bildet damit eine wesentliche Voraussetzung f\u00fcr die Entwicklung von politischen Instrumenten in der 2. S\u00e4ule der Agrarf\u00f6rderung.
\nForschungsziele:
\n–\tBewertung von agrartechnischen Verfahren f\u00fcr den neuen Betriebszweig Energiepflanzen hinsichtlich \u00f6kologischer, \u00f6konomischer und sozialer Nachhaltigkeit;
\n–\tAusweisung der Kosten sowie biotischen und abiotischen Lebensraumqualit\u00e4ten von neuen Produktionssystemen durch geeignete und messbare Indikatoren sowie Generierung von Prim\u00e4rdaten f\u00fcr Themen ohne ausreichende Erkenntnisse;
\n–\tEinbeziehung relevanter Akteure in einen Prozess, in dem Chancen und Risiken des steigenden Energiepflanzenanbaus verdeutlicht und L\u00f6sungswege erarbeitet werden;
\n–\tModellierung der betrieblichen Prozesse der Biogaserzeugung sowie der Auswirkungen ge\u00e4nderter Rahmenbedingungen auf Betriebsebene mit dem Modellsystem MODAM;
\n–\tBilanzierungs- und Entscheidungsunterst\u00fctzungsmodelle f\u00fcr Empfehlungen zum naturschutzgerechten Anbau von Energiepflanzen und zur Formulierung geeigneter F\u00f6rderungsinstrumente.
\nHypothesen:
\n–\tEs gibt Energiepflanzen-Anbauverfahren, die sowohl die \u00f6kologischen Leistungen der Betriebe verbessern k\u00f6nnen als auch in der Praxis umsetzbar sind (d. h. \u00f6konomisch tragf\u00e4hig bzw. betriebswirtschaftlich sinnvoll). Verfahrensalternativen (Extensivierung, Fruchtartendiversifizierung, etc.) k\u00f6nnen vor allem Bedeutung f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Landschaftsr\u00e4ume haben.
\n–\tBestimmte naturschutzfachliche Ziele k\u00f6nnen nur unter Gewinnverzicht erreicht werden (F\u00f6rderung erschlie\u00dft Energiepflanzenanbauverfahren f\u00fcr sensible Gebiete\/konkrete Schutzg\u00fcter).
\nDie Akteursbeteiligung – verstanden als Ansatz zur Umsetzungsorientierung – verbessert infolge einer breiten fachlichen und praxisorientierten Diskussion die \u00dcbertragbarkeit der betriebspezifischen Ergebnisse. Sie st\u00e4rkt die Effizienz der empfohlenen Wege und Ma\u00dfnahmen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Projektes wurden die praxis\u00fcblichen Anbauverfahren ermittelt und innovative Anbauverfahren auf der Basis der Erkenntnisse anderer, experimentell orientierter Projekte entwickelt. Das beste-hende bio-\u00f6konomische Modell MODAM wurde mit diesen Daten sowie den betrieblichen Ressourcen der Kooperationsbetriebe untersetzt. Dar\u00fcber hinaus wurde das Betriebsmodell um ein neues Modul zur Abbildung der Biogasanlage erweitert, um die gesamte Verwertungskette des Energiepflanzenanbaus im Betrieb abbilden zu k\u00f6nnen. In Kooperation mit den Praxisbetrieben wurden die Ergebnisse der ersten Modelll\u00e4ufe evaluiert und die Rahmenbedingungen f\u00fcr die Szenariorechnungen formuliert. Da das Modell auch Module zur \u00f6kologischen Bewertung der Produktionsverfahren enth\u00e4lt, konnten die \u00f6konomi-schen und \u00f6kologischen Folgen und Rahmenbedingungen des Energiepflanzenbaus kalkuliert und abgebildet werden. In Kooperation mit den Praxisbetrieben werden die Modellergebnisse \u00fcberpr\u00fcft und L\u00f6sungswege zur \u00dcberwindung technischer, organisatorischer und finanzieller Hemmnisse eines umwelt- und naturschutzgerechten Anbaus von Energiepflanzen erarbeitet und Handlungsempfehlungen f\u00fcr Politik und Landwirtschaft abgeleitet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
\u00d6konomik des Pflanzenbaus
\nMit Hilfe der Pflanzenbauexperten wurden potenziell interessante Verfahren auf der Basis von Mais-, Hirse-, Sonnenblumen und Getreidesilagen sowie Kombinationen dieser Kulturen mit Winterroggen-GPS als Zweikulturnutzungssysteme identifiziert. Nach der Analyse der Kosten und Leistungen dieser Verfah-ren blieben lediglich Mais und Hirse sowie Winterroggen auf den leichteren Standorten in Einzelnutzung als \u00f6konomisch interessante Alternativen zu den aktuell praktizierten Verfahren \u00fcbrig. Nur die g\u00fcnstigs-ten Verfahren mit Produktionskosten von < 0,18-0,20 \u0080\/m\u00b3 potenzieller Methangasausbeute erzielen durch die Verstromung in einer NawaRo-Biogasanlage eine gewinnbringende Entlohnung. Grunds\u00e4tzlich stellt unter den klimatischen Bedingungen Brandenburgs auf den B\u00f6den mit einer meist geringen Feld-kapazit\u00e4t die Wasserversorgung der Pflanzen den limitierenden Faktor f\u00fcr Anbau und Ertr\u00e4ge dar. Dies ist insbesondere bei den Zweikulturnutzungsverfahren problematisch und f\u00fchrt zu relativ h\u00f6heren Kosten je m\u00b3 Methangas. Da die Kostendifferenz des Zweikulturnutzungsverfahrens gegen\u00fcber einem Stan-dardmaisverfahren jedoch nur gering ist, kann in witterungsbedingt g\u00fcnstigen Jahren die Verwendbarkeit im Einzelfall gepr\u00fcft werden. Der Vergleich der effizientesten unter den neu aufgenommenen Energiepflanzen-Anbauverfahren mit dem g\u00fcnstigsten Stilllegungsverfahren zeigte, dass auch auf den potenziel-len Grenzertragsstandorten (Ackerzahl < 30) eine wirtschaftliche Produktion f\u00fcr Biogasanlagen m\u00f6glich ist.\nEinzelbetriebliche Analyse\nDie \u00f6konomische Analyse der einzelbetrieblichen Modellierung zeigte die Abh\u00e4ngigkeit der Rentabilit\u00e4t der Biogasanlage von den realisierten Biogasausbeuten und den verausgabten Investitionskosten. Mit einer Reihe von Simulationsl\u00e4ufen wurden einerseits steigende Marktpreise f\u00fcr Nahrungsmittel und andererseits eine verringerte Biogasausbeute als Ann\u00e4herung an unterschiedliche Probleme bei der Energiepflanzenproduktion wie der Verwertung (Vergasung und Verstromung) untersucht. \nSteigende Fl\u00e4chenopportunit\u00e4tskosten - infolge gestiegener Marktpreise f\u00fcr Nahrungsmittel - f\u00fchrten zu einem verst\u00e4rkten Anbau derjenigen Produktionsverfahren, die trotz h\u00f6herer Kosten eine gr\u00f6\u00dfere Fl\u00e4-cheneffizienz (m\u00b3 CH4\/ha) aufweisen. Die gro\u00dfz\u00fcgige Fl\u00e4chenausstattung der untersuchten Betriebe (weiteres Verh\u00e4ltnis von ha\/kW) f\u00fchrte insgesamt zu einer flexibleren Reaktion auf steigende Marktpreise bzw. verringerte Biogasausbeuten. Bei aktuellem Preisniveau (Weizen ca. 22 \u0080) bestanden Rentabilit\u00e4tsprobleme nur bei sehr niedrigen Biogasausbeuten die 60 % der optimalen BGA unterschreiten. Da-gegen wurde bei ausreichenden Biogasausbeuten die Anlagenrentabilit\u00e4t auch bei weiteren Preissteigerungen von bis zu 50 % gegen\u00fcber dem aktuellen Preisniveau gew\u00e4hrleistet.\nIn den gerechneten Szenarien zeigte sich, dass unter den festgelegten Rahmenbedingungen nur drei der neuen Energiepflanzen-Verfahren in die L\u00f6sung kamen. F\u00fcr beide Standortklassen (AZKl 25 und 38) wurde ein Hirse-Verfahren (in Hauptfrucht-Stellung) ausgew\u00e4hlt. Zus\u00e4tzlich kamen auf den leichteren Standorten ein Roggen-Ganzpflanzenverfahren und auf den besseren Standorten ein Energiemais zum Einsatz.\nNaturhaushalt \nAus \u00f6kologischer Sicht sind zun\u00e4chst keine allgemeing\u00fcltigen Aussagen zu den \u00f6kologischen Wirkungen des Energiepflanzenanbaus m\u00f6glich, da die Effekte je nach Anbaukultur und betrachtetem Einzelverfahren stark variieren k\u00f6nnen. In der Regel f\u00fchrt jedoch die Tatsache, dass bei Energiepflanzen h\u00e4ufig keine Insektizide und Fungizide eingesetzt werden, zu einer g\u00fcnstigeren Einsch\u00e4tzung der Energiepflanzenverfahren im Hinblick auf ihre Wirkungen auf die Biotik (Flora und Fauna). Die Reduktion des Faktoreneinsatzes im Rahmen des Energiepflanzenanbaus ist u. a. beim Pflanzenschutz m\u00f6glich, weil insbesondere hinsichtlich der Qualit\u00e4t des Erntegutes niedrigere Anspr\u00fcche gelten als beim Marktfruchtanbau.\nWeitere Faktoren, die eine endg\u00fcltige Bewertung der Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus auf den Naturhaushalt beeinflussen, sind die Fruchtfolge, die Fl\u00e4chenausstattung sowie die Risiken der Standorte. Dabei entscheidet die Fruchtfolge, ob mit dem Anbau einer bestimmten Fruchtart eine Diversifizie-rung oder aber eine ungewollte Verengung der Fruchtfolge verbunden ist. Die Fl\u00e4chenausstattung bestimmt, ob die Einf\u00fchrung eines neuen Betriebszweiges - wie der Energiepflanzenproduktion - zu gravierenden \u00c4nderungen der Fl\u00e4chennutzung beitr\u00e4gt oder nur zu marginalen \u00c4nderungen der Anbauverh\u00e4ltnisse f\u00fchrt. Zuletzt bestimmt der Standort mit seinem individuellem Potential oder Risiko (z. B. die Erosionsgef\u00e4hrdung), ob ein Zusammentreffen mit den jeweiligen Zielorganismen oder Gef\u00e4hrdungsm\u00f6glichkeiten von Umweltg\u00fctern in dem betrachteten Gebiet stattfindet. F\u00fcr die betrachteten - mit relativ viel Fl\u00e4che ausgestatteten - Betriebe mit einer Biogasanlage wurde eine weitere Fruchtfolge infolge einer gr\u00f6\u00dferen Anzahl von Kulturarten beobachtet als bei reinen Marktfruchtbetrieben. Erst bei einer im Verh\u00e4ltnis zur BHKW-Leistung zu geringen Fl\u00e4chenausstattung kam es bei Gemischtbetrieben (Biogas-anlagen und Tierproduktion) zu hohen bis sehr hohen (> 50 %) Silomaisanteilen in der Fruchtfolge. Modellergebnisse zeigten z. B. eine einsetzende Intensivierung auf den relativ ertragsschwachen B\u00f6den, die zu einem Wechsel von Wintergetreide, vornehmlich Roggen, zu Mais oder Hirse f\u00fchrte, welche beide l\u00e4ngere Zeit im Fr\u00fchjahr von fehlendem Bestandesschluss in der Reihe und damit von erh\u00f6hter Erosionsgefahr gekennzeichnet sind. Der Vergleich der Fl\u00e4chenanteile von Betrieben mit Biogasanlage und Betrieben ohne Biogasanlage zeigte, dass infolge des Betreibens einer Biogasanlage die Fl\u00e4che von Winterroggen um die H\u00e4lfte, die Stilllegungsfl\u00e4che von ihrer maximalen (hier modellbedingt 20 %) auf ihre minimale Ausdehnung (8 %) reduziert wurde. Auf der frei werdenden Fl\u00e4che wurde Hirse angebaut (starke Zunahme von 42 %), eines der neuen Energiepflanzen-Verfahren. Eine modellierte Fruchtfolge-restriktion in Form einer 50 %-Fl\u00e4chen-Begrenzung von Mais konnte als ein sinnvoller und erfolgreicher Ansatzpunkt angesehen werden, um andere Fruchtarten mit der Zielstellung h\u00f6here \u00f6kologische Leistungen in die Fruchtfolge von den Betrieben aufnehmen zu lassen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt wurde auf drei selbst veranstalteten Fachgespr\u00e4chen und Workshops und einer Abschlussveranstaltung einer ausgew\u00e4hlten \u00d6ffentlichkeit pr\u00e4sentiert (eingeladene Akteure und Experten). Des-weiteren wurden Ergebnisse des Projekts auf verschiedenen Veranstaltungen im Themenfeld Energie-pflanzenanbau und Naturschutz einer breiteren \u00d6ffentlichkeit vorgestellt. Zu nennen sind hier:
\nExpertenworkshop zur Akteursanalyse im Rahmen des SUNREG II-Projektes in Hannover, Fachvor-tr\u00e4ge auf verschiedenen Treffen des Arbeitskreises Energetische und stoffliche Nutzung von Biomasse in Eberswalde, Expertenworkshop bei der Regierung in Oberbayern in M\u00fcnchen, Symposium Energiepflanzen in Berlin, Jahrestagung der Agrarsozialen Gesellschaft in G\u00f6ttingen zum Thema: Nahrung und Energie aus der Landwirtschaft, Jahrestagung Fachverband Biogas 2008, Workshop 5, Maisw\u00fcste oder intelligente Fruchtfolge in N\u00fcrnberg und auf dem Expertenworkshop Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus auf Natur und Landschaft im Bundesumweltministerium in Berlin.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der Anstieg der Fl\u00e4chenkonkurrenz infolge neuer Marktbedingungen (steigende Nahrungsmittelpreise) machte in den Modellierungen deutlich, dass das Problem einer zunehmenden Intensivierung nicht allein im Bereich des Bioenergieanbaus liegt. Auch weiterhin h\u00e4ngt das \u00f6kologische Ergebnis entscheidend von den tats\u00e4chlich realisierten Kulturen, Produktionsverfahren und Fruchtfolgen ab, doch lassen die Ergebnisse deutlich gr\u00f6\u00dfere biotische Potentiale beim Energiepflanzenanbau (Biogas) als beim traditionellen Anbau erkennen. Dabei m\u00fcssen die neuen Energiepflanzen-Produktionsverfahren hinsichtlich ihrer \u00f6kologischen Auswirkungen noch weiter untersucht und bewertet werden. Die blo\u00dfe Implementierung des Betriebszweigs Biogas f\u00fchrt auf reinen Marktfruchtbetrieben zur Erweiterung des Anbauspektrums und kann unter bestimmten Rahmenbedingungen \u00f6kologische Vorteile bringen. Sobald weitergehende Aspekte (Naturschutz) beachtet werden sollen, w\u00e4re eine F\u00f6rderung besonders geeigneter oder zumin-dest Begrenzungen einzelner Kulturen notwendig. Ein sinnvoller Ansatzpunkt hierf\u00fcr liegt in der Steue-rung der Fl\u00e4chenausstattung der Betriebe im Verh\u00e4ltnis zur installierten BHKW-Leistung (oder zuk\u00fcnftig der produzierten Biogasmenge). In den Szenarien zeigte sich eine \u00dcberlegenheit sowohl \u00f6konomischer (v.a. Stabilit\u00e4t) als auch \u00f6kologischer (v.a. Diversit\u00e4t) Kriterien bei einer nutzbaren Fl\u00e4che > 0,5 ha\/kW. Dieser Zusammenhang war auf vorherigen Gemischtbetrieben (Markt- und Veredelungsproduktion) mit ausreichender Fl\u00e4chenausstattung noch einmal besser, so dass hier der G\u00fcllebonus im EEG zu einer g\u00fcnstigen Entwicklung beitragen kann. Aus \u00f6konomischer Sicht scheinen die jetzigen F\u00f6rderbedingun-gen f\u00fcr die untersuchten Betriebe ausreichend zu sein, um eine Biogasanlage zu betreiben.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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