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Methoden zur Potenzialberechnung landwirtschaftlicher Anbaubiomasse, Nebenprodukte und

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

7.2.3 Methodengrundlagen zur Potenzialberechnung in Forst- und