StSP Indikatoren nachhaltige Landnutzung:Modellierung ökologischer und gesamtbetrieblicher Wirkungen von Biogassystemen

Stipendiatin/Stipendiat: Susann Helbig

Die Biogasproduktion als Methode der Energieerzeugung aus Nachwachsenden Rohstoffen nimmt in Landwirtschaftsbetrieben einen steigenden Stellenwert ein. Dies kann hauptsächlich auf die fördernde Politik des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) und dessen Novellierung im August 2004 zurückgeführt werden. Ziel ist eine dauerhafte Reduzierung von umweltschädigenden Emissionen durch nachhaltige Energieerzeugungsmethoden. Der Großteil der Biogasanlagen (BGA) ist in landwirtschaftliche Betriebssysteme integriert. Dies führt in Bezug auf vorangegangene Betriebsstrukturen zu den gesamten Betrieb umfassenden Veränderungen, da der Landwirtschaftsbetrieb nunmehr nicht nur Nahrungs- und Futtermittel produziert, sondern die Bewirtschaftung nach der Rohstoffversorgung der BGA ausrichtet, was sich beispielsweise in vereinfachten Fruchtfolgen und verändertem Nährstoffmanagement zeigt. Damit einhergehende Umweltwirkungen, z.B. hinsichtlich Biodiversität, Bodenfruchtbarkeit, Emission klimarelevanter Verbindungen und betrieblicher Energieeffizienz, sind vielfältig und in ihrer Komplexität schwer zu erfassen und zu bewerten. Aussagen zur Nachhaltigkeit dieser Betriebssysteme können derzeit nicht ausreichend fundiert getroffen werden.Es existiert eine Reihe von Modellansätzen, die sich mit der Nachhaltigkeitsbewertung landwirtschaftlicher Betriebssysteme auseinandersetzen. Besonders geeignet sind hier indikatorbasierte Bewertungssysteme, mit denen sowohl ökologische Leistungen als auch potentielle Umweltbelastungen von Landbewirtschaftungssystemen herausgestellt werden können. Das in Deutschland in seiner Entwicklung am weitesten fortgeschrittene derartige Modell REPRO analysiert landwirtschaftliche Betriebe vornehmlich auf Basis der Bilanzierung von Stoff- und Energieflüssen und erlaubt durch den Systemansatz differenzierte Aussagen zu managementbezogenen Schwachstellen und ermöglicht durch unterschiedliche Auswertungsmethoden eine differenzierte Nachhaltigkeitsbewertung. Derzeit ist es jedoch nicht möglich, mit diesem Modell Betriebssysteme mit BGA abzubilden. Aufgrund des hohen Informationsbedarfes zu umweltbezogenen Auswirkungen von BGA im landwirtschaftlichen Kontext besteht deshalb die Notwendigkeit (I) zur Entwicklung eines Biogasmoduls, welches stoffliche und energetische Verläufe inklusive Emissionen umweltrelevanter Verbindungen im Biogasprozess abbilden kann und (II) zu dessen Implementierung in das bestehende Modell REPRO. Das erweiterte Modell REPRO soll die Beantwortung u.a. folgender Fragestellungen ermöglichen: - Wie verändern sich innerbetriebliche Stoffflüsse?- Welche Verlustpotentiale umweltrelevanter Verbindungen (NH3, N2O, CH4, CO2) entstehen?- Welche Auswirkungen bestehen durch veränderte Betriebsstrukturen und Nährstoffmanagement auf Biodiversität, Bodenfruchtbarkeit (Humusversorgung der Ackerböden) und Bodenschutz (Bodenerosion, Schadverdichtung)?- Wie verändert sich die betriebliche Energieeffizienz?Von dieser Bestandsaufnahme ausgehend können Szenarien bezüglich der langfristigen Entwicklung von Landwirtschaftsbetrieben mit Biogaserzeugung (Erträge, Humusbilanzen, Düngeraufkommen usw.) entwickelt werden. Daneben lassen sich beispielsweise Aussagen treffen, wie BGA konzipiert werden sollten um eine sinnvolle Integration in ein bestehendes Betriebssystem zu gewährleisten oder wie Fruchtfolgen in Hinblick auf nachhaltige Landbewirtschaftung und optimale Biogasnutzung gestaltet werden können.Ziel des Vorhabens ist somit die Entwicklung eines Werkzeugs, welches ökologische Effekte des Betreibens einer BGA im Landwirtschaftsbetrieb wissenschaftlich fundiert bilanzieren und bewerten und damit der Praxis als auch der Beratung, Wissenschaft und Ad-ministration als Entscheidungsinstrument dienen kann.

Förderzeitraum:
01.10.2006 - 30.11.2009

Institut:
Technische Universität München
Lehrstuhl für Ökologischen Landbau

Betreuer:
Prof. Dr. Kurt-Jürgen Hülsbergen

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