Diskussion der Ergebnisse

Die Ergebnisse der Modellierung sind anhand der Zielsetzung zu untersuchen. Als erstes ist zu überprüfen, ob die hergeleiteten Bedingungen die Erfüllung der ausgewählten Nachhaltigkeitskriterien in den drei Szenarien ermöglichen. Anschließend ist durch die Gegenüberstellung der Bioenergiepotenziale in den Szenarien zu untersuchen, wie sich das

Voraussetzungen zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse in einer Beispielregion

Potenzial unter unterschiedlichen Rahmenbedingungen ändert. Die Relevanz der Einflussfaktoren für die Bereitstellung von Biomasse zur energetischen Nutzung wird in der Sensitivitätsanalyse (Kapitel 5.1, S. 137) untersucht.

Erfüllung der Nachhaltigkeitskriterien

Gewährleistung der Versorgung mit Nahrungsmitteln

Dieses Kriterium wurde in allen Szenarien erfüllt. Defizite traten lediglich bei einigen Kulturen in S2 und S3 ein, weil die Nachfrage durch die interne Produktion nicht befriedigt werden konnte. Dies liegt an der zu eng gezogenen Importgrenze. Das Modell reagiert darauf und fordert eine Erweiterung der Ackerfläche. Wenn die obere Grenze der Ackerfläche jedoch bereits erreicht wurde, kann das Defizit nicht gedeckt werden. Dies bedeutet, dass die Importgrenzen höher liegen sollten, was modellexogen erfolgt.

Die Versorgung mit tierischen Produkten konnte in S1 und S2 gewährleistet werden. In S3 ergeben sich Defizite, die auf die zu eng gezogene Importgrenze zurückzuführen sind. Die Deckung des Rindfleischbedarfs ist in allen Szenarien möglich. Bei der Versorgung mit Geflügelfleisch tritt ein Defizit ab dem Jahr 11 auf. Die Produktion von Geflügel wird durch die begrenzte Verfügbarkeit an Soja eingeschränkt. Die Sojaversorgung ist wiederum aufgrund der zu niedrigen Importgrenze nicht ausreichend.

Nachhaltige Nutzung erneuerbarer Ressourcen: Erhaltung der Funktionsfähigkeit der Natur Die Erfüllung dieses Ziels wird durch die Gegenüberstellung der tatsächlichen Umwandlung und dem regionalen Umwandlungsziel überprüft. Danach wird es in allen Szenarien im betrachteten Zeitraum, bis auf bestimmte Perioden in S3, erfüllt. Dies ist auf den Milchvorrat zurückzuführen: nach der kontinuierlichen Reduktion der Grünlandfläche reduziert sich der Bestand an Milchkühen so weit, dass die Erweiterung der Grünlandfläche wieder notwendig wird. Eine Voraussetzung für die Schaffung von Naturschutzzonen ist jedoch, dass die Ernährungssicherheit gewährleistet wird. D.h., solange ein Defizit besteht, kann keine Umwandlung stattfinden. Wenn die Naturschutzziele nicht erreicht werden können, wird zudem keine Grünlandfläche zur Energiebewirtschaftung freigesetzt.

Nachhaltige Nutzung erneuerbarer Ressourcen: Waldbewirtschaftung

Dieses Kriterium ist vollständig in den Szenarien erfüllt. Der Holzeinschlag überschreitet weder in Kultur- noch in Naturwäldern den Nachhaltshiebsatz. Die vorrangige Bewirtschaftung von Kulturwäldern ist eingehalten, wie beispielsweise in S1 deutlich zu sehen ist. Als Reaktion auf einen Holzüberschuss vermindert sich der Holzeinschlag in

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135 Liliana Gamba: Erste Modellentwicklung zur nachhaltigen Nutzung der Biomasse

Naturwäldern. Die Menge an Waldholzresten, die entnommen werden, überschreitet nicht die obere Grenze.

Gewährleistung von Wohn- und Infrastrukturfläche

Die Erfüllung dieses Kriterium kann weder in S1 noch in S3 gewährleistet werden. Dies liegt daran, dass die obere Grenze der bebauten Flächen aus Acker- und Grünland zu eng gesetzt wurden. Abhängig von der regionalen Lage in Bezug auf die Raumentwicklung ergeben sich zwei Möglichkeiten, um das Kriterium zu erfüllen. Eine Alternative besteht darin, bei hoher Bevölkerungsdichte bzw. fast komplett genutzter Wohn- und Infrastrukturkapazitäten die obere Grenze zu erweitern. Die andere Möglichkeit besteht u.a.

in der Reduktion der Fläche pro Einwohner (Erhöhung der Bevölkerungsdichte) oder in der Nutzung bisher ungenutzter Wohnungen und Infrastruktur [DNP und MAVDT 2004].

Letzteres ist modellexogen. In der Beispielregion sind keine konkreten Nachhaltigkeitsziele hierzu vorhanden (vgl. Kapitel 4.2.3.4, S.101).

Die Erfüllung weiterer Nachhaltigkeitskriterien wie z.B. die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit des Ackers wird durch die Auswahl von Eingangsgrößen (z.B. der Anteil an Ernteresten zur Düngung) gewährleistet und daher nicht durch das Modellsystem beeinflusst.

Das Bioenergiepotenzial in den drei Szenarien

Das kleinste Bioenergiepotenzial aus Ackerpflanzen ergibt sich in S1. Es liegt etwa 75%

unter dem Potenzial der zwei anderen Szenarien. Die grundsätzliche Annahme dieses Szenarios war, dass hundert Prozent der Fläche, die für den Anbau von Kulturpflanzen geeignet ist, bereits bewirtschaftet wird. Daher ergibt sich die verfügbare Fläche für den Anbau von Energiepflanzen lediglich aus der Reduktion der Ackerfläche. Diese Reduktion ist notwendig, um Produktionsüberschüsse über die (konstante) Exportgrenze zu vermeiden.

Der Effekt der Umwandlung von Ackerfläche in Naturschutzzonen und in bebaute Fläche im Vergleich zu S2 und S3 scheint vernachlässigbar klein zu sein. Dies bestätigen die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse (vgl. Kapitel 5.1.4, S.146).

Das Bioenergiepotenzial aus Grünland ist dagegen in S1 100% größer als in S2 und S3.

Dies ist in den beiden letztgenannten Szenarien auf die vergleichbar kleine Grünlandfläche im Anfangsjahr und auf die verstärkte Umwandlung von Grünlandflächen in Naturschutz- und bebaute Flächen zurückzuführen.

Das Potenzial aus Kulturholz weist eine vernachlässigbar kleine Reduktion (kleiner als 0,1%) in S2 und S3 im Vergleich zu S1 auf.

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Das Bioenergiepotenzial aus Sekundärbiomasse wird in den Szenarien hauptsächlich durch die Änderungen der Parameter des Subsystems Energiepflanzen beeinflusst. Die Annahmen in den Szenarien für die Parameter des Subsystems biogene Reste beschränken sich auf die Erfassung von Waldrestholz. Insgesamt ergibt sich eine Zunahme des Potenzials in S2 und S3 von jeweils 5% und 6% im Vergleich mit S1. Dies lässt sich vor allem durch die insgesamt höhere pflanzliche Nahrungsmittelproduktion in S2 und S3 erklären.

Eignung des Modells

Die Modellierung des Beispiels anhand der drei Szenarien und die Simulationsergebnisse beweisen, dass mit dem vorliegenden Ansatz das Bioenergiepotenzial, das die Erfüllung ausgewählter Nachhaltigkeitskriterien in einer Region gewährleistet, ermittelt werden kann.

Gezeigt wird durch das Beispiel zunächst, dass sich das Modell strukturtreu verhält. Die Systemelemente und –zusammenhänge, die in der Beispielregion vorkommen, sind im Modell repräsentiert. Änderungen der regionalen Gegebenheiten konnten ohne weiteres berücksichtigt werden. Die einbezogenen Nachhaltigkeitskriterien wurden zu großen Teilen erfüllt. Abweichungen diesbezüglich sind nachvollziehbar und ergeben sich aus Kompromissen, die bei der Erfüllung von Zielen getroffen werden mussten, bzw. aus der modellexogenen Zielsetzung für bestimmte Parameter. Das Bioenergiepotenzial in den drei Szenarien variiert als Resultat der Änderungen der regionalen Gegebenheiten.

Diskussion

137 Liliana Gamba: Erste Modellentwicklung zur nachhaltigen Nutzung der Biomasse

5 Diskussion

In diesem Kapitel wird zunächst die Relevanz der Einflussgrößen auf die Ergebnisse anhand der Sensitivitätsanalyse untersucht. Anschließend werden mögliche Fehlerquellen identifiziert und ihr Einfluss auf die Ergebnisse diskutiert. Zum Abschluss wird auf den Anwendungsbereich des Modells eingegangen.