English
Reducing the consumption of animal-based foods and shifting to a more plant-based diet is seen by many scientists as a contribution to combating climate change and improving the environment and public health (WILLETT et al., 2019; WBAE, 2020). However, a transition to more plant-based diets with less animal-based foods can be challenging for European countries as livestock farming is an important pillar of the agricultural sector. In the EU, more than half of agricultural holdings keep animals and livestock products account for 45% of the value of EU agricultural output (BREUER et al., 2019). Therefore, the whole agricultural value chain in the EU can be profoundly affected by a shift towards more plant-based diets.
This dissertation aims to estimate the effects of a dietary transition on the agricultural sector in the EU. In total, four articles contribute to this dissertation. The first article contains a comprehensive review of recent studies analysing the multiple economic, environmental and health effects of a dietary transition. The three following articles provide impact assessments with the objective of estimating the potential effects of a more plant-based diet on different agricultural sectors in the EU. A model-based approach with the computable general equilibrium model MAGNET is used to estimate the implications of dietary changes for production, income, trade and greenhouse gas emissions of different agricultural sectors in the EU.
The first article of this dissertation is a review of the current state of scientific work on the effects of more plant-based diets on agricultural markets, greenhouse gas emissions and public health. Of the studies reviewed, five focus primarily on the effects of reduced meat consumption on agricultural prices and production. The available model-based analyses show that a reduction in meat demand of 11% to 50% in the EU and OECD countries could lead to a decline in world meat prices and production of up to 10% (CORDTS et al., 2014; JENSEN and PÉREZ DOMÍNGUEZ, 2019; SANTINI et al., 2017; HAß et al., 2020; SCHMITZ, 2019). In addition, life cycle assessments consistently show higher greenhouse gas emissions from animal-based foods, especially beef, compared to plant-based foods (CLUNE et al., 2017; POORE and NEMECEK, 2018). SPRINGMANN et al. (2016) estimate that vegetarian and vegan diets have the potential to reduce diet-related emissions by 60% to 70% and to contribute to a reduction in premature mortality and non-communicable diseases. The results of the literature review show that there is growing evidence of the positive environmental, climate and health effects of a transition to more plant-based diets. However, the existing research landscape shows that there are few in-depth and complex analyses that deal with the economic effects of a change in diets, particularly in the agricultural sector. This serves as motivation for the following three impact assessments of this dissertation.
The EAT-Lancet Commission's dietary recommendations for healthy diets and sustainable food systems serve as the basis for the scenario analyses in articles (2) and (3) (WILLETT et al., 2019; SPRINGMANN, 2019). Using these recommendations provides a clearly defined more sustainable diet that is compatible with both health and environmental goals and allows the estimation of the effects of holistic dietary changes that are not only focussed on the reduction of animal-based foods. For EU citizens, the transition to the EAT-Lancet diet requires a reduction in the consumption of beef and pig meat by approximately 80% to 90% and an increase in the consumption of fruit, vegetables, pulses and nuts by more than 100%.
In article (2), we integrate three different economic models - CAPRI, MAGNET and FARMIS - to estimate the effects of dietary shifts towards the EAT-Lancet diet on agriculture in the EU. The findings show that, on average, agricultural incomes in the EU can increase as a result of a more plant-based diet. However, income effects differ at national, regional and farm level. In particular, countries with a strong specialisation in livestock farming can face income losses in the short-term. These amount to up to -67% in Ireland and -43% in Denmark. Conversely, regions with a higher proportion of fruit and vegetable farms, such as Italy and Spain, can benefit from income gains of up to 12% and 16%, respectively. The case study for Germany also revealed that permanent crop farms benefit from income increases of up to 11% due to the increased demand for fruit. In contrast, pig and poultry farms suffer considerable losses of 34% and dairy farms of 48%. In terms of greenhouse gas emissions, the simulation results indicate that adopting the EAT-Lancet diet can reduce agricultural emissions by a maximum of 3% by 2030 and 22% by 2050.
The findings of the second article gave rise to the research focus of the third article in this dissertation. The results from article (2) show that especially the two countries with the most livestock intensive agricultural sectors in the EU, Ireland and Denmark, could suffer the relatively largest income losses in the short-term. In the third article, we use the MAGNET model to estimate the potential long-term effects of adopting the EAT-Lancet diet on the agricultural sectors in Denmark and Ireland. In Ireland, a moderate dietary shift towards the EAT-Lancet diet results in agricultural income losses. However, a full shift results in agricultural income gains of 1% in 2050, driven by strong growth in horticulture and high exports of Irish livestock products. By contrast, Denmark experiences income gains of up to 1% with a partial dietary shift, but agricultural income losses of 7% with a full transition towards the EAT-Lancet diet, mainly due to a lack of export potential for Danish animal-based products.
In Ireland, where beef and dairy production dominate the agricultural sector, reductions in agricultural greenhouse gas emissions of up to 26% in 2050 are possible if the EAT-Lancet diet is fully implemented. In Denmark, where pig farming plays an important role, agricultural greenhouse gas emissions decrease by up to 22%. In the EU27, the full adoption of the EAT-Lancet diet reduces agricultural greenhouse gas emissions by 29%. Particularly large reductions are possible in methane emissions, which fall by more than 30% in Ireland and Denmark and by more than 40 % in the EU27 if the EAT-Lancet diet is fully adopted.
The growing popularity of plant-based diets in Germany, driven by environmental, animal welfare and health concerns, is also driving rapid growth in the market for plant-based alternative products, particularly dairy alternatives (SMART PROTEIN PROJECT, 2021a, 2021b). The fourth article of this dissertation presents a unique dataset of consumer purchases in Germany, showing that despite high annual growth rates of 27% between 2017 and 2021, the market share of dairy alternatives remains low at 6%. Using this time series, we estimate that the market share of plant-based dairy alternatives could reach 8% to 14% in 2032. Based on an analysis with the CGE Modell MAGNET, we estimate that raw milk producers' incomes fall by 6% to 10% and incomes of milk processors by 3% to 5% as a result of a substitution of cow milk with plant-based dairy alternatives in Germany. At the same time, such a dietary shift can contribute to a sustainable food system and reduce greenhouse gas emissions from German raw milk production by up to 8%.
Overall, the results of this dissertation indicate that more plant-based diets have the potential to reduce agricultural greenhouse gas emissions in the EU and can contribute to a more sustainable agri-food system. Therefore, policy makers, particularly in countries with a large livestock sector, should consider promoting dietary changes. However, a shift towards more plant-based diets also involves a reduction in the consumption of animal-based foods, which can significantly affect agricultural sectors with intensive livestock production such as in Denmark, Ireland or Germany. This requires compensatory measures to facilitate the transition of agriculture and related processing industries to a more plant-based diet and to mitigate the negative effects on sectoral incomes. When promoting a plant-based diet, particularly in the context of climate policy, policymakers need to consider two aspects with regard to trade effects. Firstly, they need to closely monitor export dynamics to ensure that the emission reductions achieved through domestic dietary changes are not offset by increased exports to third countries. Secondly, in terms of food security, policy makers need to consider the potential increase in import dependency associated with increased demand for horticultural products as a result of changing diets.
Overall, this work contributes to closing the knowledge gap on the effects of dietary changes on agricultural sectors and confirms the positive effects on GHG emissions. Nevertheless, further research is needed. From an economic perspective, there is a lack of knowledge about how farms adapt, what adaptation costs they face and what adaptation pathways they might follow. Moreover, the results of this dissertation only refer to the EU, so further analyses are needed to assess to what extent other exporters of animal-based foods, but also of horticultural products, could be affected by dietary changes. Moreover, this dissertation only provides insights into the effects of dietary changes on greenhouse gas emissions, although water, land use, biodiversity and many other environmental dimensions may also be affected. Further analysis of the environmental effects of dietary changes is therefore needed for different regions of the world. This is particularly true as the transition towards the dietary recommendations of the EAT-Lancet Commission leads to different changes in demand in different regions. In low- and middle-income countries, the consumption of animal-based foods may even increase as part of a healthier and more sustainable diet, meaning that the environmental impact may be significantly different than in the EU.
Keywords: dietary change; plant-based diets; trade; agricultural incomes; greenhouse gas emissions; CGE modelling; EU
German
Die Verringerung des Verzehrs von tierischen Lebensmitteln und die Umstellung auf eine stärker pflanzenbasierte Ernährung wird von verschiedenen Wissenschaftlern als Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Verbesserung der Umwelt und der Gesundheit gesehen (WILLETT et al., 2019; WBAE, 2020). Der Übergang zu einer solchen Ernährung mit weniger tierischen Lebensmitteln kann für europäische Länder jedoch eine Herausforderung darstellen, da die Tierhaltung eine wichtige Säule des Agrarsektors ist. In der EU hält mehr als die Hälfte der landwirtschaftlichen Betriebe Tiere, und tierische Erzeugnisse machen 45% des landwirtschaftlichen Produktionswerts in der EU aus (BREUER et al., 2019). Daher kann die gesamte landwirtschaftliche Wertschöpfungskette in der EU durch eine Umstellung auf eine stärker pflanzlich orientierte Ernährung beeinflusst werden.
Ziel dieser Dissertation ist es, die Auswirkungen einer solchen Ernährungsumstellung auf die landwirtschaftlichen Sektoren in der EU abzuschätzen. Insgesamt tragen vier Artikel zu dieser Dissertation bei. Der erste Artikel beinhaltet einen Überblick über Studien, die die vielfältigen ökonomischen, ökologischen und gesundheitlichen Auswirkungen einer Ernährungsumstellung analysieren. Die folgenden drei Artikel zeigen Folgenabschätzungen, die darauf abzielen, die möglichen Auswirkungen einer stärker pflanzenbasierten Ernährung auf verschiedene landwirtschaftliche Sektoren in der EU abzuschätzen. Ein modellbasierter Ansatz mit dem Gleichgewichtsmodell MAGNET wird verwendet, um die Auswirkungen von Ernährungsänderungen auf Produktion, Einkommen, Handel und Treibhausgasemissionen in verschiedenen landwirtschaftlichen Sektoren in der EU abzuschätzen.
Der erste Artikel dieser Dissertation gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der wissenschaftlichen Arbeiten zu den verschiedenen Auswirkungen einer stärker pflanzlich orientierten Ernährung auf Agrarmärkte, Treibhausgasemissionen und Gesundheit. Von den untersuchten Studien konzentrieren sich fünf in erster Linie auf die Auswirkungen eines geringeren Fleischkonsums auf die Agrarpreise und -produktion. Die verfügbaren modellgestützten Analysen zeigen, dass ein Rückgang der Fleischnachfrage um 11% bis 50% in den EU- und OECD-Ländern zu einem Rückgang der Weltmarktpreise und der Fleischproduktion um bis zu 10% führen könnte (CORDTS et al., 2014; JENSEN and PÉREZ DOMÍNGUEZ, 2019; SANTINI et al., 2017; HAß et al., 2020; SCHMITZ, 2019). Zudem zeigen Ökobilanzen konsistent höhere Treibhausgasemissionen für tierische Lebensmittel, insbesondere Rindfleisch, im Vergleich zu pflanzlichen Lebensmitteln (CLUNE et al., 2017; POORE and NEMECEK, 2018). SPRINGMANN et al. (2016) schätzen, dass vegetarische und vegane Ernährungsweisen das Potenzial haben, ernährungsbedingte Emissionen bis 2050 um 60 % bis 70 % zu reduzieren und zu einer Verringerung der vorzeitigen Sterblichkeit und der nicht übertragbaren Krankheiten beizutragen. Die Ergebnisse der Literaturrecherche zeigen, dass es immer mehr Studien und Belege für die positiven Auswirkungen einer Umstellung auf eine mehr pflanzenbasierte Ernährung auf Umwelt, Klima und Gesundheit gibt. Die bestehende Forschungslandschaft zeigt jedoch, dass es nur wenige tiefgreifende und komplexe Analysen gibt, die sich mit den wirtschaftlichen Auswirkungen einer Ernährungsumstellung, insbesondere im Agrarsektor, befassen. Diese Erkenntnisse dienen als Motivation für die folgenden drei Folgenabschätzungen dieser Dissertation.
Als Grundlage für die Szenarioanalysen in den Artikeln (2) und (3) werden die Ernährungsempfehlungen der EAT-Lancet-Kommission für gesunde Ernährung und nachhaltige Lebensmittelsysteme verwendet (WILLETT et al., 2019; SPRINGMANN, 2019). Die Verwendung dieser Empfehlungen liefert eine klar definierte, nachhaltigere Ernährung, die sowohl mit Gesundheits- als auch mit Umweltzielen vereinbar ist, und ermöglicht die Abschätzung der Auswirkungen einer ganzheitlichen Ernährungsumstellung, die sich nicht nur auf die Reduzierung des Verzehrs tierischer Lebensmittel konzentriert. Für EU-Bürger bedeutet die Umstellung auf die EAT-Lancet-Ernährung eine Reduzierung des Verzehrs von Rind- und Schweinefleisch um etwa 80% bis 90% und eine Steigerung des Verzehrs von Obst, Gemüse, Hülsenfrüchten und Nüssen um mehr als 100%.
Durch die Integration von drei verschiedenen ökonomischen Modellen - CAPRI, MAGNET und FARMIS - schätzen wir im Rahmen von Artikel (2) die Auswirkungen von Ernährungsumstellungen im Sinne der Empfehlungen der EAT-Lancet Kommission auf den Agrarsektor in der EU. Die Ergebnisse zeigen, dass die landwirtschaftlichen Einkommen in der EU im Durchschnitt durch eine stärker pflanzlich orientierte Ernährung steigen können. Allerdings sind die Einkommenseffekte auf nationaler, regionaler und betrieblicher Ebene unterschiedlich. Insbesondere Länder mit einer starken Spezialisierung auf die Tierhaltung können kurzfristig Einkommensverluste erfahren. Diese belaufen sich in Irland auf bis zu -67% und in Dänemark auf bis zu -43%. Umgekehrt können Regionen mit einem höheren Anteil an Obst- und Gemüsebetrieben, wie Italien und Spanien, von Einkommensgewinnen von bis zu 12% bzw. 16% profitieren. Die Fallstudie für Deutschland zeigt außerdem erhebliche Unterschiede auf Betriebsebene. Aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach Obst können Dauerkulturbetriebe von Einkommenssteigerungen von bis zu 11% profitieren. Dagegen können Schweine- und Geflügelbetriebe erhebliche Verluste von 34% und Milchviehbetriebe von 48% erleiden. Hinsichtlich der Treibhausgasemissionen zeigen die Simulationsergebnisse, dass die Umsetzung der EAT-Lancet Empfehlungen die Emissionen aus der Landwirtschaft bis 2030 um maximal 3% und bis 2050 um 22% reduzieren kann.
Die Ergebnisse des zweiten Artikels geben den Anstoß für die Forschungsrichtung des dritten Artikels dieser Dissertation. Die Ergebnisse aus Artikel (2) zeigen, dass insbesondere die beiden Länder mit den tierhaltungsintensivsten Agrarsektoren in der EU, Irland und Dänemark, kurzfristig die relativ größten Einkommensverluste erleiden könnten. Im dritten Artikel verwenden wir das MAGNET-Modell, um die potenziellen langfristigen Auswirkungen der Umsetzung der EAT-Lancet Empfehlungen auf die Agrarsektoren in Dänemark und Irland zu schätzen. In Irland könnte eine teilweise Umstellung der Ernährung auf die EAT-Lancet Empfehlungen zu Einkommensverlusten führen. Eine vollständige Umstellung könnte jedoch zu einem Anstieg der landwirtschaftlichen Einkommen um 1% im Jahr 2050 führen, was auf ein starkes Wachstum im Gartenbau und hohe Exporte tierischer Produkte zurückzuführen ist. Im Gegensatz dazu könnte Dänemark bei einer teilweisen Umstellung der Ernährung Einkommensgewinne von bis zu 1% erzielen, bei einer vollständigen Umstellung auf die EAT-Lancet-Empfehlungen jedoch Einkommensverluste von 7% erleiden, was hauptsächlich auf das fehlende Exportpotenzial für dänische tierische Produkte zurückzuführen ist. Bei den landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen sind in Irland, wo die Rindfleisch- und Milchproduktion den Agrarsektor dominiert, bei vollständiger Umsetzung der EAT-Lancet Ernährungsempfehlungen bis 2050 Reduktionen von bis zu 26% möglich. In Dänemark, wo die Schweinehaltung eine wichtige Rolle spielt, können landwirtschaftliche Treibhausgasemissionen um bis zu 22% sinken. In der EU27 könnte die vollständige Umsetzung der EAT-Lancet Ernährungsempfehlungen die landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen um 29% reduzieren. Besonders große Rückgänge sind bei den Methanemissionen möglich, die in Irland und Dänemark um mehr als 30% und in der EU27 um mehr als 40% sinken könnten, wenn die EAT-Lancet Ernährungsempfehlungen vollständig umgesetzt werden.
Die zunehmende Beliebtheit einer mehr pflanzenbetonten Ernährung in Deutschland - aus Umwelt-, Tierschutz- und Gesundheitsgründen - führt auch zu einem schnell wachsenden Markt für pflanzliche Alternativprodukte, insbesondere für Milch und Milchprodukte (SMART PROTEIN PROJECT, 2021a, 2021b). Der vierte Artikel dieser Dissertation basiert auf einem Datensatz zu Haushaltseinkäufen in Deutschland und zeigt, dass trotz hoher jährlicher Wachstumsraten von 27% zwischen 2017 und 2021 der Marktanteil von Milch- und Molkereiproduktalternativen mit 6% gering bleibt. Anhand dieser Zeitreihe schätzen wir, dass der Marktanteil von pflanzlichen Milch- und Molkereiproduktalternativen im Jahr 2032 zwischen 8% und 14% liegen könnte. Auf der Grundlage einer Analyse mit dem MAGNET Modell schätzen wir, dass die Einkommen der Rohmilcherzeuger um 6% bis 10% und die Einkommen der milchverarbeitenden Industrie um 3% bis 5% sinken könnten, wenn Kuhmilch in Deutschland vermehrt durch pflanzliche Alternativen ersetzt wird. Gleichzeitig kann eine solche Ernährungsumstellung mit mehr pflanzlichen Milch- und Molkereiproduktalternativen zu einem nachhaltigeren Lebensmittelsystem beitragen und die Treibhausgasemissionen der deutschen Rohmilchproduktion um bis zu 8% reduzieren.
Insgesamt deuten die Ergebnisse dieser Dissertation darauf hin, dass eine mehr pflanzenbasierte Ernährung das Potenzial hat, die landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen in der EU zu verringern, und zu einem nachhaltigeren Lebensmittelsystem beizutragen. Daher sollten insbesondere politische Entscheidungsträger in Ländern mit einem relativ bedeutungsvollen Tierhaltungssektor eine Förderung mehr pflanzenbasierter Ernährungsweisen in Erwägung ziehen. Eine solche Umstellung bedeutet jedoch auch eine Verringerung des Konsums tierischer Lebensmittel, was landwirtschaftliche Sektoren mit intensiver Tierhaltung wie in Dänemark, Irland oder Deutschland erheblich beeinträchtigen kann. Dies erfordert Ausgleichsmaßnahmen, um die Umstellung der Landwirtschaft und der damit verbundenen verarbeitenden Industrie auf eine stärker pflanzlich orientierte Ernährung zu erleichtern und die negativen Auswirkungen auf die Einkommen abzumildern. Bei der Förderung einer mehr pflanzenbasierten Ernährung, insbesondere im Zusammenhang mit der Klimapolitik, sollten politische Entscheidungsträger zwei Aspekte im Hinblick auf die Auswirkungen auf den Handel berücksichtigen. Erstens müssen Exportdynamiken beobachten werden, um sicherzustellen, dass die durch die inländische Ernährungsumstellung erzielten Emissionsreduzierungen nicht durch verstärkte Exporte in Drittländer ausgeglichen werden. Zweitens sollten politische Entscheidungsträger im Hinblick auf die Ernährungssicherheit die potenzielle Zunahme der Importabhängigkeit berücksichtigen, die mit einer erhöhten Nachfrage nach Gartenbauerzeugnissen infolge der veränderten Ernährungsgewohnheiten einhergehen kann.
Insgesamt trägt diese Arbeit dazu bei, die Wissenslücke über die Auswirkungen von Ernährungsumstellungen auf den Agrarsektor zu schließen und bestätigt die positiven Auswirkungen auf Treibhausgasemissionen. Dennoch ist weitere Forschung erforderlich. Aus wirtschaftlicher Sicht fehlt es an Kenntnissen darüber, wie sich landwirtschaftliche Betriebe anpassen, welche Anpassungskosten auf sie zukommen und welche Anpassungspfade sie einschlagen können. Außerdem beziehen sich die Ergebnisse dieser Dissertation nur auf die EU, sodass weitere Analysen erforderlich sind, um zu beurteilen, inwieweit andere Exporteure von tierischen Lebensmitteln, aber auch von Gartenbauerzeugnissen, von Ernährungsänderungen betroffen sein könnten. Hinsichtlich der Umweltauswirkungen bietet diese Dissertation nur Einblicke in die Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen, obwohl auch Wasser-, Landnutzung, biologische Vielfalt sowie viele andere Umweltaspekte betroffen sein können. Auch hier sind weitere regionale Analysen für verschiedene Regionen weltweit erforderlich. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund, dass die Umstellung auf die Ernährungsempfehlungen der EAT-Lancet-Kommission in verschiedenen Regionen zu unterschiedlichen Veränderungen der Nachfrage führt. Insbesondere in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen kann der Verzehr von tierischen Lebensmitteln im Rahmen einer gesünderen und nachhaltigeren Ernährung sogar zunehmen, wodurch sich die Umweltauswirkungen deutlich von denen in der EU unterscheiden können.
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10636
