Treibhausgas-Emissionen in der deutschen Landwirtschaft

Abstract

Die vorliegende Monographie befasst sich unter verschiedenen Aspekten mit den Treibhausgas-Emissionen in der Landwirtschaft. Im ersten Teil werden diese quantitativ zusammengefasst und hinsichtlich ihrer Zusammensetzung analysiert. Dabei wird unterschieden zwischen den Emissionen, die der Landwirtschaft im Nationalen Inventarbericht zum deutschen Treibhausgasinventar zugerechnet werden ( Quellgruppe Landwirtschaft ) und solchen, die der Landwirtschaft darüber hinaus primär zuzurechnen sind ( Energieemissionen , Emissionen aus Landnutzung und Landnutzungsänderung ). Je nach dem, welche Datenbasis dann zugrunde gelegt wird, trägt die Landwirtschaft im Jahr 2004 mit 6,3 % bzw. 11,1 % zu den Gesamtemissionen an Treibhausgasen in Deutschland bei. Damit ist sie ein bedeutender Emittent. Die Emissionsentwicklung in Bezug auf das Kioto-Basisjahr 1990 beträgt, bezogen auf die Quellgruppe Landwirtschaft -18,5 %, womit sie mehr Emissionen gemindert hat als der Durchschnitt (-17,5 %) aller erfassten Bereiche im Nationalen Inventarbericht. Schließt man allerdings die Bereiche Energieemissionen und Landnutzung und Landnutzungsänderung mit in die Betrachtung ein, dann liegen die Emissionsminderungen mit -16,4 % unter dem Durchschnitt. Hinzu kommt, dass die erzielten Reduktionen von Treibhausgas-Emissionen vorwiegend auf strukturellen Änderungen basieren und weniger auf systematische Maßnahmen zurückzuführen sind. Dieser Umstand wirft die Frage auf, in welcher Art und Weise die Landwirtschaft bei fortschreitender Verschärfung von nationalen Minderungszielen einen gezielten Beitrag zur Minderung von Treibhausgas-Emissionen leisten kann.Aus diesem Grund beschäftigt sich der zweite Teil der Arbeit mit den Treibhausgas-Minderungspotenzialen, die durch die energetische Nutzung von landwirtschaftlichen Biomassen generiert werden könnten. Aufgrund der Heterogenität der vorhandenen Biomasse und der Vielzahl von Produkten, die sich auf deren Grundlage erzeugen lassen, existieren in der Praxis eine Vielzahl von technischen Verfahren mit unterschiedlichen Emissionsfaktoren. Dieser Umstand erschwert die Ableitung von realistischen Minderungspotenzialen. Die Arbeit beschränkt sich aus diesem Grund auf die Technologien, die unter Klimagesichtspunkten durch die Umwandlung der vorhandenen Biomasse den höchsten Nutzen stiften, um den maximal möglichen Beitrag der Landwirtschaft zum Klimaschutz in diesem Bereich abzuschätzen. Die Höhe des so berechneten Minderungspotenzials an Treibhausgasen beläuft sich auf 50.341 Gg CO2-Äquivalent a-1. Durch Emissionseinsparungen in dieser Höhe wäre die Landwirtschaft in der Lage, ihr Emissionssaldo bezogen auf die Emissionen der Quellgruppe Landwirtschaft von 2004 um -78,3 % zu senken. Eine Realisierung in dieser Größenordnung setzt allerdings voraus, dass die Biomasse mit den Technologien genutzt wird, mit denen sie die größten Treibhausgasminderungen generiert. In dieser Hinsicht ist die zukünftige Förderung von Nachwachsenden Rohstoffen vor allem vor dem Hintergrund der Nutzung in Biogasanlagen zu überprüfen, da sie dort nicht den maximalen Klimanutzen stiften. Die Erzeugung von Nachwachsenden Rohstoffen zur Festbrennstoffnutzung liefert bessere Ergebnisse. Da in der Praxis, ausgelöst durch die Novellierung des Erneuerbare Energien Gesetztes (EEG), bereits eine Vielzahl von Biogasanlagen mit Nachwachsenden Rohstoffen betrieben werden, stellt sich die Frage, in wie fern dieser auf 20 Jahre staatlich geförderte Weg in Bezug auf seinen Beitrag zum Klimaschutz verbessert werden kann.Der dritte Teil der Arbeit untersucht deswegen die Zielbeiträge, die verschiedene technische Möglichkeiten zur Nutzung von Biogas zum Klimaschutz liefern. Untersuchungsgegenstand sind bestehende Technologien wie die energetische Nutzung im Motor-BHKW, die Direkteinspeisung von Biogas in das Erdgasnetz sowie die zukünftig mögliche Nutzung von Biogas in verschiedenen Brennstoffzellen-Systemen. Obwohl die Direkteinspeisung im Vergleich zur dezentralen Energieerzeugung am Anlagenstandort höhere Energieausbeuten bei der Umsetzung von Primär- in Sekundärenergie liefert, ist das Treibhausgas-Vermeidungspotential letztlich bedeutend geringer. Die Ursachen dafür liegen primär in der höheren Stromausbeute bei der energetischen Verwertung am Anlagenstandort. Je mehr Strom eine Technologie im Verhältnis zum Energieinput erzeugt, desto höher erweist sich ihr Treibhausgasminderungspotenzial gegenüber definierten Referenzsystemen. Aber nicht nur die Menge der Stromerzeugung spielt eine Rolle, sondern auch, wie diese ökologisch bewertet wird. Hier gibt es ebenfalls deutliche Unterschiede zwischen der Biogasnutzung am Anlagenstandort und der Direkteinspeisung. Im ersten Fall kann für die Stromproduktion der Emissionsfaktor des deutschen Kraftwerksmix (653 gCO2/kWhel) angesetzt werden, weil der so erzeugte Strom sämtliche fossilen Energieträger substituieren könnte. Bei der Direkteinspeisung wird dagegen nicht Strom, sondern der klimafreundlichste der fossilen Energieträger, nämlich Erdgas, substituiert. Wird das eingespeiste Biogas verstromt, kann für den erzeugten Strom nur noch ein Referenzwert für die Stromerzeugung aus Erdgas (432 gCO2/kWhel) angesetzt werden. Unter ökologischen Gesichtspunkten bietet die Direkteinspeisung von Biogas in das Erdgasnetz wesentlich weniger Treibhausgasminderungsmöglichkeiten als Systeme, die am Anlagenstandort auf Basis von Brennstoffzellen betrieben werden. Dies gilt selbst dann noch, wenn am Anlagenstandort kein Wärmenutzungskonzept vorgesehen ist. Aus diesem Grund sollte auch die Förderung innovativer Technologien durch das EEG nach ihrem potenziellen Beitrag zum Klimaschutz ausgerichtet werden.