7 Biomassepotenziale und Nutzung
7.2 Methoden der Potenzialbetrachtung
7.2.2 Methoden zur Potenzialberechnung landwirtschaftlicher Anbaubiomasse, Nebenprodukte und
Zu den landwirtschaftlichen Anbaubiomassen zählen Grünlandbiomassen (halmgut- und krautartige) und landwirtschaftliche Hauptprodukte wie z. B. Lignocellulosepflanzen (KUP, Ganzpflanzensilagen), Öl- und Faserpflanzen (Raps, Sonnenblumen, Öllein, Faserlein), Zucker- und Stärkepflanzen (Zuckerrüben, Kartoffeln, Getreide, Körnermais) sowie Nebenprodukte (z. B. Zwischenfrüchte, Stroh, Rübenblätter und Reststoffe aus dem Gemüseanbau).
Die einzelnen Berechnungsschritte zur Ermittlung der Biomassepotenziale werden in Form von Methodenmodulen in Tabelle 3 aufgelistet. Je nach Rohstoff und Zielgröße werden unterschiedliche Kombinationen der Methodenmodule verwendet. Anhand der Berechnung des Strohpotenzials in der Studie von ZELLER u. a., (2012) wird ein Lesebeispiel gegeben, das die Handhabung und Benutzung der Methodenmodule in Tabelle 3 verdeutlicht.
Im Wesentlichen können zwei Methoden für die Berechnung des theoretischen Potenzials für Anbaubiomassen unterschieden werden. Einerseits können statistische Daten zu Flächen und Erträgen (StBA, InVeKoS), andererseits Methoden der Fernerkundung aber auch die Kombination aus beiden zur Anwendung kommen. In jeder Hinsicht führen die Berechnungen zu komplexen Modellen.
Im Landwirtschaftsbereich liefern die Agrarstrukturerhebung (ASE) und die Landwirtschaftszählung statistische Daten bis auf Gemeindeebene. Diese Daten sind über die Bundesländer oder das Forschungsdatenzentrum des Statistischen Bundesamtes (FDZ - StBA) abrufbar. Die Landwirtschafts-erhebung liefert in zehn-Jahresscheiben umfangreiche Daten. Die ASE-Daten werden alle zwei Jahre aktualisiert, berücksichtigen aber weniger Variablen. Die Daten sind auf einer Aggregationsebene, die keine Rückschlüsse auf Einzelbetriebe zulässt, öffentlich zugänglich. Feldblockscharfe Daten liegen in der InVeKoS-Datenbank vor. Diese Daten sind aufgrund von Datenschutzbestimmungen nicht öffentlich zugänglich.
Aus den Potenzialen der Anbaubiomassen ergeben sich anteilig die jeweils anfallenden Reststoff-mengen. Im Falle von Stroh wird der Ertrag beispielsweise aus dem Stroh-Korn-Verhältnis abgeleitet [DüV, DEUTSCHER BUNDESTAG (idF. v. 2006)].
Zur Verortung der Anbaubiomassen und deren Reststoffen können geografische Informationssysteme verwendet werden, um statistische Informationen mit Geodatensätzen (z. B. Corine Landcover19, ATKIS BasisDLM20, GlobeCover21) zu kombinieren. Hierbei können zwar räumliche Zuordnungen erreicht werden, jedoch wird die Datenqualität immer durch die räumliche Qualität der Eingangsdaten beschränkt.
19 http://www.corine.dfd.dlr.de/intro_de.html
20 http://www.geobasis-bb.de/GeoPortal1/produkte/atk_dlm1.htm
21 http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Space_for_our_climate/ESA_global_land_cover_map_
available_ online
Um das technisch nutzbare Potenzial für eine stoffliche und energetische Nutzung zu ermitteln sind vom theoretischen Potenzial der Bedarf für die Lebensmittel- und Tierfutterproduktion, sowie Nutzungseinschränkungen durch die Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsfaktoren (z. B. Naturschutz-restriktionen, Humuserhalt) und technisch bedingte Ernte-, Transport-, und Lagerverluste abzuziehen.
Die Basisdaten für diese Einflussfaktoren reichen von statistischen Daten (z. B. StBA), Modellen (z. B.
Repro-Model zur Humusbilanzierung22) und Literaturwerten bis zur Primärdatenerhebung.
Exkremente aus der Nutztierhaltung fallen im Wesentlichen in der Landwirtschaft an. Die energetische Verwertung in Biogasanlagen stellt nicht per se eine Nutzungskonkurrenz zur bisherigen Nutzung als Wirtschaftsdünger dar, da auch Gärreste als leicht pflanzenverfügbarer Dünger eingesetzt werden können.
Eine der aktuellsten und umfassendsten Studie zur Berechnung des theoretischen und technischen Potenzials von Wirtschaftsdünger auf nationaler Ebene wurde am DBFZ erstellt. Anhand von Daten zu Tierzahlen und Haltungsformen aus Agrarstrukturerhebung und Landwirtschaftszählung (StBA) und dem Aufkommen an Wirtschaftsdünger pro Tier und Haltungsform (KTBL, 2009a), wurden theoretische Potenziale berechnet. Das technische Potenzial ergibt sich aus dem theoretischen Potenzial, reduziert um den Gülleanteil, der in der Freilandhaltung anfällt und nicht energetisch genutzt werden kann (Landwirtschaftszählung, StBA).
Die Berechnung der Wirtschaftsdüngerpotenziale kann zukünftig (Agrarstrukturerhebungen alle zwei Jahre) durch das DBFZ per Datenabfrage beim Statistischen Bundesamt mit einer räumlichen Auflösung auf Landkreisebene automatisiert durchgeführt werden. Daten zur aktuellen Nutzung werden im EEG-Monitoring (DBFZ) bereitgestellt.
22 http://www.nachhaltige-landbewirtschaftung.de/repro/
Tabelle 3 Methodenmodule zur Berechnung landwirtschaftlicher Anbaubiomasse, Nebenprodukte und Reststoffe. Die Handhabung der Module wird an einem Lesebeispiel in Absatz 7.2.1 und Abbildung 6 verdeutlicht
Methodenmodule
Potenzial / Betrachtungs- ebene
Einfluss-parameter Datengrundlage Datenbeschreibung Verwaltung, Urheber, Autor zeitliche Auflösung der
Theoretisch Anbauflächen Agrarstruktur-erhebung (Statistik)
Hektarzahlen (Feldfrüchte,
Grünland) StBA, Statistische
Landesämter alle 2-3 Jahre Gemeinde DBFZ, TLL, TI,
Landwirtschafts-zählung (Statistik) Hektarzahlen (Feldfrüchte,
Grünland) StBA, Statistische
Landesämter alle 10 Jahre Gemeinde DBFZ, TLL, TI,
(Grünland, etc.) DLR-DFD,
Umweltbundesamt 1990, 2000,
2006, 2012 Standort HNEE, DBFZ -
ATKIS BasisDLM
(Vermessung, Fernerkundung)
Agrarflächen (GIS-Shapes) Landesvermessungsämter,
BKG alle 5 Jahre Standort HNEE, DBFZ,
intensiv, extensiv, KUP) StMELF jährlich
Feldblock-scharf DBFZ, TI,
HNEE -
Erträge
Düngemittel-verordnung (Literatur)
Stroh-Korn-Verhältnis BMELV 2007 National DBFZ, TLL,
KIT-ITAS, DLL -
Methodenmodule Potenzial /
Betrachtungs- ebene
Einfluss-parameter Datengrundlage Datenbeschreibung Verwaltung, Urheber, Autor zeitliche Auflösung der
Landwirtschafts-zählung (Statistik) Erträge für
Hauptfruchtarten und
Flächeneinheit DLR (M. Thum; K.P.
Günther), ESA abhängig von
Flächeneinheit ZALF/TLL abhängig von
Flächeneinheit HNEE abhängig von
Flächeneinheit TI/Uni Bonn abhängig von
Methodenmodule Potenzial /
Betrachtungs- ebene
Einfluss-parameter Datengrundlage Datenbeschreibung Verwaltung, Urheber, Autor zeitliche Auflösung der
Nahrungsmitteln BMELV jährlich National Uni
Hohenheim (Daten von FAO-Stat)
-
Tierfutterbedarf Agrarstruktur-erhebung (Statistik)
Tierplätze, Haltungsformen StBA, Statistische
Landesämter alle 2-3 Jahre Gemeinde DBFZ, Uni Hohenheim
Tierplätze, Haltungsformen StBA, Statistische Landesämter
Methodenmodule Potenzial /
Betrachtungs- ebene
Einfluss-parameter Datengrundlage Datenbeschreibung Verwaltung, Urheber, Autor zeitliche Auflösung der
Futtermittelbedarf (KTBL, 2009b) 2009 National DBFZ -
Stoffliche
Landesämter alle 2-3 Jahre Gemeinde DBFZ -
Landwirtschafts-zählung (Statistik) Tierplätze, Haltungsformen;
Fläche für Gartenbauliche Erzeugnisse (Erdbeeren) und Speisepilze
StBA, Statistische
Landesämter alle 10 Jahre Gemeinde DBFZ -
KTBL:
in Naturschutzgebieten - - National DBFZ, HNEE,
Izes, ifeu -
Humuserhalt
VDLUFA-Methodenbuch Band 1 (Literatur)
Humus-Äquivalente je
Feldfrucht (VERBAND DEUTSCHER
LANDWIRTSCHAFTLICHER
Methodenmodule Potenzial /
Betrachtungs- ebene
Einfluss-parameter Datengrundlage Datenbeschreibung Verwaltung, Urheber, Autor zeitliche Auflösung der
Humuserhalt
Humuseinheiten-methode:
Humusbilanz Uni Halle; INL
Methodenmodule Potenzial /
Betrachtungs- ebene
Einfluss-parameter Datengrundlage Datenbeschreibung Verwaltung, Urheber, Autor zeitliche Auflösung der
MIL 2010 Brandenburg
DBFZ
Bioenergie Heizwert, Energiegehalt, Heizöl-Äquivalent,
Potenzial / Betrachtungs- ebene
Einfluss-parameter Datengrundlage Datenbeschreibung Verwaltung, Urheber, Autor zeitliche Auflösung der
Theoretisch Exkrementanfall
Agrarstrukturer-hebung (Statistik) Haltungsformen, Tierzahlen StBA, Statistische
Landesämter alle 2-3 Jahre Gemeinde DBFZ
Landwirtschafts-zählung (Statistik) Haltungsformen, Tierzahlen StBA, Statistische
Landesämter alle 10 Jahre Gemeinde DBFZ
KTBL:
und Haltungsform KTBL, 2009b 2009 National DBFZ
Technisch Anteil nutzbarer Exkremente (Erschließungs-faktor)
Landwirtschafts-zählung (Statistik)
Anteil Weidehaltung StBA, Statistische Landesämter