Szenarienstudie 2025 - ZALF-Publikationen - Leibniz

Impact Assessment - Szenarienstudie 2025
Szenarienstudie 2025
Ergebnisse des Querschnittprojekts
IMPACT ASSESSMENT
Impact Assessment
Folgenabschätzung von Szenarien
der landwirtschaftlichen Produktion
in Brandenburg 2025:
Feldberegnung und Energiemaisanbau
1
Entscheidungen für eine nachhaltige Entwicklung erfordern
einen vorausschauenden Überblick über ökonomische, ökologische und soziale Auswirkungen.
In diesem Heft greifen wir mit den Themen Feldbewässerung
und Energiemaisanbau aktuelle Fragestellungen der Landwirtschaft in Brandenburg auf und beleuchten Chancen und
Risiken zukünftiger Entwicklungen. Durch die Zusammenstellung von Expertise aus vielen Disziplinen der Landschaftsforschung bündeln wir Informationen und stellen sie Entscheidungsträgern zur Verfügung.
2
Inhaltsverzeichnis
6Landwirtschaft in Brandenburg
8
Die Szenarienstudie
12
Landwirtschaftliche Szenarien für 2025
13
Szenario 1: Business As Usual
15
Szenario 2: Feldberegnung
20
Szenario 3: Energiemais
23
Anbauverteilung in den Szenarien
24Betriebliche Anbauverteilung
28
Kleinräumige Anbauverteilung im Hektarraster
31
Wirtschaftliche, soziale und ökologische Auswirkungen
32Ertragsleistung
40
Zusatzwasserbedarf durch Beregnung
44
Wasserverfügbarkeit für Beregnung
48
Stromproduktion durch Biogas
51Landschaftsgestalt
54Einsparung Treibhausgasemissionen
57Biodiversität
62Wassererosion
66Gewässerschutz-Pufferzonen
71 Diskussion der Ergebnisse
75 Fazit
76 Quellen
3
Abkürzungen
BBodSchG BMELV
DAL
DIN
EEG
FAO
FNR
ha
KTBL
LBV LELF
LUA
LUGV
LVLF
LWK
MIL
MMK
MODAM MUGV
MWE
NMU
OECD
PIK
SAMT UBA
VVGewSan
ZALF
4
Bundes-Bodenschutzgesetz
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
Direkt- und arbeitserledigungskostenfrei Leistung
Deutsches Institut für Normung
Erneuerbare Energien Gesetz
Food and Agriculture Organization of the United Nations
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Hektar
Kuratoriums für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V.
Landesbauernverband Brandenburg e.V.
Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung
Landesumweltamt Brandenburg
Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg
Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung Brandenburg
Landwirtschaftskammer Niedersachsen
Ministerium für Infrastruktur und Landwirtschaft
Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung
Multi-objective decision support tool for agro-ecosystem management
Brandenburgisches Ministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz
Ministerium für Wirtschaft und Europaangelegenheiten des Landes Brandenburg
Niedersächsisches Ministerium für Umwelt und Klimaschutz
Organisation for Economic Co-operation and Development
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Spatial Analysis and Modeling Tool
Umweltbundesamt
Verwaltungsvorschrift zur Umsetzung von Maßnahmen in Trägerschaft des Landes zur Sanierung und naturnahen
Entwicklung von Gewässern
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V.
Impact Assessment
5
Impact Assessment
Landwirtschaft in Brandenburg
Carsten Gutzler, Peter Zander
Die Landwirtschaft spielt in Brandenburg eine bedeutende
Rolle. Von den knapp 3 Millionen Hektar Landesfläche werden 1 Millionen Hektar als Ackerland genutzt. Es überwiegen
sandige Böden, die vergleichsweise geringe Erträge erwarten
lassen und sich für anspruchsarme Fruchtarten eignen. Dem
tragen die Landwirte in der Wahl ihrer Fruchtarten Rechnung. Es werden überwiegend Körnergetreide angebaut (im
Jahr 2011 auf 50% der Ackerflächen), daneben Pflanzen zur
Grünernte (27%), Ölfrüchte (14%) und Sonstige (5%). Der
Brachflächenanteil liegt bei 4%. Die flächenmäßig bedeutsamste Fruchtart ist der Roggen, der als anspruchsarme Art
auf 19% der Ackerflächen angebaut wird.
Vor dem Hintergrund einer global zunehmenden Nachfrage
nach Nahrungsmitteln, Rohstoffen und Energie erscheint
eine weitere Intensivierung der Landwirtschaft auch in Brandenburg wahrscheinlich. Im Moment lässt sich allerdings
noch nicht genau sagen, wie sich wichtige Rahmenbedingungen (z.B. technische Entwicklungen, Preise, Nachfragen,
Verordnungen) entwickeln werden, und wie die Dynamik
ausfallen wird. Die Abschätzung der möglichen Folgen einer
Intensivierung ist deshalb schwierig. Allerdings ist sie die Voraussetzung, um rechtzeitig begleitende Regelungen im Sinne
einer nachhaltigen Entwicklung einleiten zu können.
6
Zwei mögliche Entwicklungspfade sollen hier beleuchtet
werden: zunehmender Anbau von Energiemais und vermehrte Bewässerung der Ackerkulturen. In Brandenburg werden
landwirtschaftliche Erträge vor allem durch die im Bundesvergleich geringen Niederschläge limitiert. Zudem wird im
Rahmen des Klimawandels ein erhöhter Trockenstress während der Vegetationsperiode erwartet. Ein Schlüssel zur
Ertragssicherung und -steigerung ist daher die Feldbewässerung. Damit können wetterbedingte Ertragsschwankungen
gemindert und ein höheres Ertragsniveau erzielt werden.
Im Rahmen der Energiewende und der angestrebten Erhöhung der Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen sind
weitere Nutzungsansprüche an die bestehenden Ackerflächen entstanden. Eine möglichst hohe Produktion von Biomasse zur energetischen Verwendung wird angestrebt, um
fossile Brennstoffe zu ersetzen. Da Silomais bei der Verwendung in Biogasanlagen von allen Kulturpflanzen die höchsten Gaserträge bringt, wird in unseren Szenarien ein massiver Zuwachs der Anbauflächen angenommen. Um eine
Unterscheidung zwischen Futter- und Energie-Nutzung zu
vereinfachen, wird Silomais für die energetische Nutzung im
Rahmen dieser Studie auch als Energiemais bezeichnet.
Die landwirtschaftliche Produktion ist aufgrund ihrer hohen
Impact Assessment
Flächeninanspruchnahme von besonderer Bedeutung für
eine Vielzahl von Landschaftsfunktionen. So haben Agrarlandschaften neben ihrer Rolle zur Bereitstellung von Nahrungs- und Futtermitteln zugleich auch Funktionen als
Grundlage für Arbeitsplätze in der Landwirtschaft, als Erholungsräume, als kulturelles Erbe, als Einflussgröße für die
Gewässerqualität und als Lebensräume für Tiere und Pflanzen. Infolge dieser Multifunktionalität haben Veränderungen
in der landwirtschaftlichen Praxis auch immer Auswirkungen
auf eine Vielzahl ökonomischer, sozialer und ökologischer
Faktoren.
Politik und Verwaltung treffen in Abwägung aller erwarteten
Vor- und Nachteile wichtige Entscheidungen, um privatwirtschaftliche Entwicklungen mit gesellschaftlichen Zielen in
Einklang zu bringen. Der Wissenschaft kommt dabei die Aufgabe zu, den aktuellen Erkenntnisstand über Wirkungszusammenhänge und Handlungsfolgen ständig zu erweitern
und für die Entscheidungsträger verfügbar zu machen. Das
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V. (ZALF)
hat daher in der vorliegenden Studie Szenarien für die brandenburgische Landwirtschaft im Jahr 2025 analysiert. Ziel
war es, nach aktuellem Forschungsstand die Auswirkung von
Szenarien der landwirtschaftlichen Intensivierung auf eine
Auswahl von ökonomischen, sozialen und ökologischen Indikatoren darzustellen. Dadurch sollen Wirkungszusammenhänge sowie die Grenzen für zu erwartende Chancen und
Risiken aufgezeigt werden.
7
Impact Assessment
Die Szenarienstudie
Carsten Gutzler, Katharina Helming
Die vorliegende Studie analysiert Landwirtschafsszenarien in
Brandenburg für das Jahr 2025. Die ökonomischen, sozialen
und ökologische Auswirkungen von Anbauveränderungen
werden für folgende Szenarien untersucht:
Business As Usual
Da einige Änderungen in der Zukunft unabhängig von unseren
Untersuchungsfragen erwartet werden, ist die Vergleichsbasis
für die Szenarien nicht der heutige Stand. Stattdessen dient
hierzu ein Zukunftsszenario, in dem heutige Trends fortgeschrieben werden. Das Szenario beinhaltet erwartete Änderungen im Bereich der landwirtschaftlichen Züchtung, des Klimas
und der Agrarpreise.
Beregnungs-Szenario
Das Beregnungs-Szenario untersucht die Auswirkung einer flächigen Beregnung aller Weizen-, Raps-, Mais- und ZuckerrübeStandorte in Brandenburg. Diese Kulturen werden gegenwärtig
nicht, bzw. in sehr geringem Umfang beregnet. Dadurch, dass
sämtliche Flächen der jeweiligen Kulturart bewässert werden,
stellt das Szenario die Extremsituation hinsichtlich einer Beregnungsentscheidung aller Landwirte in Brandenburg dar.
8
Energiemais-Szenario
Um die möglichen Auswirkungen eines gesteigerten Anbauumfangs von Mais zur energetischen Verwendung zu untersuchen,
wird von einer starken Preissteigerung bei Silomais als Folge
einer staatlichen Förderung des Energiepflanzenanbaus ausgegangen.
Vorgehensweise
Grundlage der Analysen bilden Annahmen zu einer möglichen
Entwicklung von Preisen und Kosten, auf denen die Anbauentscheidung des einzelnen Landwirts basiert. Wir gehen davon
aus, dass diese Entscheidung generell mit dem Ziel einer
Gewinnmaximierung getroffen wird. Dabei haben externe
Trends wie die Kosten für Betriebsmittel und die Preise für die
angebauten Kulturen einen Einfluss, ebenso die weiteren Szenario-Annahmen, wie die flächige Bewässerung einiger Kulturen und die besondere Preissteigerung für Energiemais. (siehe
Abb. 1: I. Landwirtschaftliche Szenarien: Trends und Annahmen)
Die Anbauentscheidung wird darüber hinaus beeinflusst durch
die Erfahrungswerte zur Eignung von Standorten für den Anbau
bestimmter Fruchtarten und die Anforderungen einer guten
landwirtschaftlichen Praxis. Mit Hilfe eines ökonomischen
Modells werden zunächst die Anbauanteile einzelner Fruchtarten in den brandenburgischen Landkreisen berechnet. Über ein
Impact Assessment
I. Landwirtschaftliche Szenarien:
Trends und Annahmen
II. Anbauverteilung
Externe Trends
Anbaueignung
der Flächen
SzenarioAnnahmen
Anbauentscheidung
Gute fachliche
Praxis
Räumliche Anbauverteilung
III. Auswirkungen
IV. Validierung und
Kommunikation der Ergebnisse
Ökonomische
Auswirkungen
Soziale
Auswirkungen
Ökologische
Auswirkungen
Stakeholder Dialog
Publikation
Abbildung 1: Struktur der Studie
9
Impact Assessment
weiteres Modell wird dann die Anbauverteilung auf Landkreisebene unter Berücksichtigung von boden- und fruchtartbedingter Gewinnerwartung sowie von Zufallseinflüssen in eine plausible Verteilung im Hektarraster übertragen. (siehe Abb. 1: II.
Anbauverteilung)
Anschließend werden ökonomischen, sozialen und ökologische Auswirkungen eingeschätzt. Hierzu werden Zusammenhänge zwischen Anbauverteilung und z.B. Biodiversität, Gewässerqualität, Landschaftsgestalt oder Stromproduktion mittels
Indikatoren analysiert. Durch diesen Schritt werden Chancen
und Risiken in den einzelnen Bereichen deutlich. (siehe Abb. 1:
III. Auswirkungen)
Die inhaltliche Verknüpfung mehrerer Fachdisziplinen führt zu
einer zusätzlichen internen Ergebnisüberprüfung. In einem letzten Schritt werden die beschriebenen Chancen und Risiken in
einem Workshop Entscheidungsträgern auf Ebene der Landesverwaltung vorgestellt. Die vorliegende Publikation fasst die
Ergebnisse der Studie für Fachbehörden und Ministerien zusammen. (siehe Abb. 1: IV. Validierung und Kommunikation der
Ergebnisse)
Die Untersuchung deckt wichtige Bereiche der möglichen Auswirkungen von Bewässerung und Energiemaisanbau ab, erfasst
aber nicht alle relevanten Aspekte. Die Studienergebnisse sind
daher auch eine Basis für den Dialog mit den Vertretern aus
Fachbehörden und Ministerien, um weitere Forschungsschwerpunkte zu entwickeln.
10
Im Rahmen der Studie wurden Auswirkungen auf die folgenden Bereiche untersucht:
Ertragsleistung: Aussagen zu Ertragsleistungen auf Ackerland sind eine wichtige Grundlage für die Einschätzung der
Wettbewerbsfähigkeit von Landwirtschaftsbetrieben in
Gegenwart und Zukunft. Ebenso können sie für die Ableitung
von betrieblichen und ackerbaulichen Maßnahmen zur Anpassung der Betriebe an den Klimawandel und deren ökonomische und ökologische Bewertung herangezogen werden.
Zusatzwasserbedarf und Mehrertrag durch Beregnung:
Mit einer möglichen Beregnung lässt sich das Ertragsniveau
steigern und das besonders durch den Klimawandel zu erwartende Ertragsrisiko senken. Dafür sind aber Aussagen zum
fruchtartspezifischen Zusatzwasserbedarf und den daraus
resultierenden Mehrerträgen von ausschlaggebender Bedeutung. Die in Zukunft für die Beregnung notwendige betriebliche Zusatzwassermenge ist wiederum Grundlage für die Beantragung von Wasserentnahmerechten aus Grund- und/oder
Oberflächenwasser.
Wasserverfügbarkeit für Beregnung: Die Wasserverfügbarkeit für Beregnung zeigt an, in welchen Teilgebieten des
Landes Engpässe bei einer starken Erweiterung der Beregnungsflächen zu erwarten wären.
Stromproduktion Biogas und Flächenbelegung Mais:
Durch die Erzeugung von Biogas aus Silomais und die anschließende Verstromung kann ein Teil des Brandenburger Strombedarfs gedeckt werden. Daneben erfüllt Mais in Brandenburg
aber auch eine wichtige Rolle als Futterpflanze. Es wird berechnet, welcher Anteil des Strombedarfs im Jahr 2025 in Brandenburg über die Energiemais-Anteile in den Szenarien
gedeckt werden kann und welchen Anteil an den brandenburgischen Ackerflächen Mais dabei als Futter- und Energiepflanze belegt.
Landschaftsgestalt: Erlebt wird Landschaft wesentlich aus
nichtproduktiven, insbesondere aus erholungsbezogenen Nutzungen heraus, und zwar ästhetisch. Sie hat eine Gestalt, und
eine Vielzahl an Faktoren bewirkt, ob diese Gestalt als schön
empfunden wird. Die Gestalt der Landschaft in ihrer Vielfalt,
Eigenart und Schönheit und mit ihrem Erholungswert zu
schützen und zu entwickeln, ist ein wichtiges Ziel des Bundesund der Landesnaturschutzgesetze.
Einsparung Treibhausgas-Emissionen: Die Senkung der
energiebedingten Treibhausgas-Emissionen durch die Produktion von Energie aus erneuerbaren Quellen ist eines der Hauptziele der Energiewende. Für die Szenarien wurde die Einsparung von Treibhausgas-Emissionen durch die Produktion von
Biogas aus dem Maisanbau und die Verwendung in Blockheizkraftwerken abgeschätzt.
Impact Assessment
Biodiversität: Die Agrarlandschaft stellt ein bedeutendes
Habitat für eine Vielzahl heimischer Tier- und Pflanzenarten
dar. Die Erhaltung und Förderung der Biodiversität ist im Rahmen der „Nationalen Biodiversitätsstrategie (NatBioDivStrat)“
gesetzlich verankert. Für die Abschätzung der zu erwartenden
quantitativen Auswirkungen einer veränderten Landnutzung
auf die Biodiversität wurde der Indikator „Artenvielfalt in der
Agrarlandschaft“ ausgewählt.
Wassererosion: Die Wassererosion als ein Prozess von Loslösung und Transport von Bodenmaterial findet besonders auf
Ackerböden zu Zeiten unvollständiger Pflanzendecke statt.
Das erodierte Bodenmaterial sedimentiert in Senken und Flussläufen und kann dort zu Eutrophierung und Infrastrukturschädigung führen.
Gewässer-Randstreifen/
Gewässerschutzpufferzonen:
Grundlage bilden die Gewässerlängen, auf denen durch den
Anbau von Silomais in den Szenarien eine Beeinträchtigung
der Gewässergüte zu erwarten ist. Es wird der Flächenanteil
ausgewiesen, bei dem bei einer Einrichtung von Pufferzonen
als präventive Maßnahme zum Gewässerschutz mit Ertragseinbußen zu rechnen wäre.
11
Impact Assessment
1. Landwirtschaftliche Szenarien für 2025
Trends und Annahmen
Carsten Gutzler
12
Die Studie arbeitet mit Szenarien. Dabei handelt es sich nicht
um Vorhersagen der wahrscheinlichsten Entwicklung, sondern
um gedankliche Modelle möglicher Zukünfte. Mit ihrer Hilfe
sollen Wirkungsmechanismen erfasst werden, um Chancen
und Risiken herauszuarbeiten. Dabei werden ein BeregnungsSzenario und ein Energiemais-Szenario jeweils mit einem Szenario verglichen, das bestehende Trends in die Zukunft fortschreibt (Business As Usual). Als Zeithorizont wurde das Jahr
2025 gewählt. Dieses Jahr liegt zum Zeitpunkt der Erstellung
dieser Studie weit genug in der Zukunft, um Umgestaltungen
der landwirtschaftlichen Praxis in Brandenburg zu ermöglichen, anderseits aber auch nahe genug, um die Abschätzung
von Trends und Entwicklungen zu ermöglichen. Bei der Szenarienentwicklung wurden ökonomisch handelnde Landwirte
angenommen, die nach guter fachlicher Praxis wirtschaften.
Szenario 1: Business As Usual
Dieses Szenario führt unter Berücksichtigung nutzerseitiger
Interaktionen bestehende Trends in die Zukunft weiter. Es wurden Annahmen für die Aufwendungen und Erträge von Anbauverfahren zusammengestellt und entsprechende Kosten und
Erlöse kalkuliert. Diese Angaben wurden für die Berechnung der
Anbauverteilung verwendet. Die Verteilung berücksichtigt die
Fruchtarten Wintergerste, Winterroggen, Winterweizen, Winterraps, Zuckerrübe und Silomais. Bei Silomais wird dabei je
nach Verwendung zwischen Silomais (Futter) und Silomais
(Energie) unterschieden.
Bereiche, in denen keine klaren Trends ableitbar sind, wie die
Tierbesatzdichte und gesetzliche Rahmenbedingungen, wurden
bewusst konstant gehalten.
Impact Assessment
2.Fruchtfolgerestriktionen
Der Anbau jeder Fruchtart wird für jedes Landbaugebiet auf
einen bestimmten, phytosanitär bedingten maximalen Fruchtartenanteil beschränkt. Darüber hinaus wurden weitere Restriktionen für einzelne Kulturen gesetzt. Zuckerrüben sind z.B. an
den Vertragsanbau gebunden und wurden konstant gehalten.
Die Wintergerste ist die bevorzugte Vorfrucht für Winterraps
(aus pflanzenbaulichen und arbeitstechnischen Gründen).
Daher wird angenommen, dass 50% der Rapsanbauflächen
Wintergerste als Vorfrucht haben.
Tabelle 1: Angenommene Mehrerträge durch Züchtungsfortschritt im Jahr
2025 gegenüber Stand 2012 [dt/ha]
Fruchtart
Landbaugebiet
I
II
III
IV
V
[dt/ha]
Das Business As Usual - Szenario dient als Vergleichsbasis für das
Beregnungs- und das Energiemais-Szenario.
Folgende Annahmen werden getroffen:
1. Konstanter Flächenbedarf für Futtermittel
Die heutige Tierhaltung wird unverändert beibehalten, auch die
Flächen, die für die Erzeugung von Futtermitteln benötigt werden, bleiben unverändert.
Silomais (Futter)
18
15
15
12
0
Energiemais
18
15
15
12
0
Wintergerste
0
0
0
0
0
Winterraps
6
4,5
4,5
0
0
Winterroggen
1,5
1,5
1,5
0
0
Winterweizen
6
6
4,5
0
0
Zuckerrübe
75
75
75
75
75
13
Impact Assessment
3. Rückgang der Brachflächen
Für die Berechnungen dieser Studie nehmen wir eine Halbierung des Brachflächenanteils an und setzen damit den bestehenden Trend fort.
4. Veränderung bei Preisen und Kosten
Das Szenario geht davon aus, dass die Erlöse für Agrarerzeugnisse stärker ansteigen als die Kosten für Betriebsmittel. Insgesamt wird für alle Kulturarten ein 10%-iger Aufschlag auf die
Reinerlöse pro Hektar nach Abzug aller Kosten angenommen.
5.Züchtungsfortschritt:
Die Einschätzungen der züchtungsbedingten Ertragssteigerungen bis 2025 beruhen auf der Annahme von pflanzenbaulich
akzeptablen Fruchtfolgen und nur unwesentlichen Auswirkungen des Klimawandels. Für Wintergerste wurde kein wesentlicher züchterischer Fortschritt unterstellt, für Winterweizen wurde angenommen, dass die Ertragssteigerung in den nächsten
Jahren geringer ausfallen wird, als in den vergangenen 10 Jahren. Die Mehrerträge durch Züchtung sind abhängig von der
Güte des Anbaustandorts. Diese wird in Brandenburg durch
fünf Landbaugebiete charakterisiert, wobei Landbaugebiet I die
fruchtbarsten Böden zusammenfasst, Landbaugebiet V die
ertragsärmsten Böden. Tabelle 1 zeigt die als Ergebnis eigener
Recherchen angenommenen Ertragszunahmen. 6. Gesetzliche Rahmenbedingungen:
Für das Business As Usual - Szenario wurden für 2025 keine
Änderungen der derzeitigen gesetzlichen Rahmenbedingungen
angenommen (Gemeinsame Agrarpolitik in der Europäischen
Union, Pflanzenschutz- und Düngeverordnung, ErneuerbareEnergien Gesetz).
Die mit dem „Greening“ verbundenen Änderungen der GAP
werden vermutlich nicht über die bereits hier getroffenen
Restriktionen einer guten fachlichen Praxis hinausgehen.
7. Klimatische Entwicklung
Die Folgen des Klimawandels können regional sehr unterschiedlich ausfallen. Globale und nationale Projektionen müssen
zunächst regionalisiert werden. Dies erfolgt mit Hilfe von Regionalen Klimamodellen. Im Rahmen der vorliegenden Studie
wird für Brandenburg ein Klimaverlauf entsprechend dem Regionalen Klimamodell STAR II1 (Klimaszenario 2K) angenommen.
1 Vergleiche: http://www.cec-potsdam.de/Produkte/Klima/STAR/star.html
http://www.hzg.de/science_and_industrie/klimaberatung/csc_web/011667/
index_0011667.html.de
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Szenario 2: Feldberegnung
Das Szenario basiert auf denselben Trendannahmen wie das
Business As Usual - Szenario. Zusätzlich wird die folgende
Annahme getroffen:
1. Einsatz von Feldberegnung
Es werden alle Anbauflächen von Weizen, Raps, Mais und
Zuckerrübe über Feldberegnung bewässert. Dabei wird in
Abhängigkeit von Witterung, Boden und Fruchtart diejenige
Menge an Beregnungswasser verwendet, die erforderlich ist,
um Wasserstress zu verhindern.
Die übrigen Fruchtarten werden nicht bewässert.
Die Kosten und zu erwartenden Mehrerträge bei Beregnung
wurden bei der Berechnung der Anbauverteilung berücksichtigt.
Warum ein Szenario zur Feldberegnung?
In der brandenburgischen Landwirtschaft stellt Wasser einen
limitierenden Faktor dar. Ursache sind zum einen die im gesamtdeutschen Vergleich geringen Niederschläge und hohen Sommertemperaturen im Osten von Deutschland, zum anderen die
in Brandenburg vorherrschenden Sandböden mit geringer Wasserkapazität. Da als Folge des Klimawandels in Brandenburg
Impact Assessment
sowohl ein Anstieg der Sommertemperaturen als auch eine
Verschiebung der Niederschläge zum Winterhalbjahr hin erwartet wird (vgl. LUA 2010), wird der Trockenstress für Anbaukulturen und das Risiko von Ertragseinbußen ohne Bewässerung
vermutlich zunehmen.
Mittels Beregnung von Ackerkulturen lassen sich sowohl Mehrerträge als auch eine höhere Ertragssicherheit realisieren. Die
Beregnungsfläche in Brandenburg entsprach 2009 mit 19.500
ha nur etwa zwei Prozent der gesamten Ackerfläche. Beregnet
wurden dabei zu etwa gleichen Anteilen: Körnergetreide, Silomais, Kartoffeln, Erdbeeren und Feldgemüse, Sonstige Anbaukulturen (Statistisches Landesamt 2012a). Eine großflächige
Beregnung von Ackerkulturen wird aufgrund der hohen Investitions- und Betriebsmittelkosten von den Landwirten meist als
unrentabel eingeschätzt. Durch die Preisentwicklung bei Agrarrohstoffen einerseits und die in Feldexperimenten belegten
Mehrerträge bei Beregnung andererseits könnte eine Investition in Beregnung in Zukunft jedoch wirtschaftlich sinnvoll werden und sich zum Teil bereits heute auszahlen.
Bewässerung wird jedoch nicht nur dann eingesetzt, wenn die
Erlöse aus dem Mehrertrag die Beregnungskosten übersteigen.
Auch der Ertragssicherheit kann eine hohe Bedeutung zukommen, wenn beispielsweise aufgrund vertraglicher Bindung (z.B.
Lieferverträge für Fabrik oder Biogasanlage) oder innerbetrieblichen Bedarfs (Futtermittel) eine bestimmte Menge produziert
werden muss.
15
Impact Assessment
Entwicklung der Feldberegnung in Brandenburg
Bezüglich der Förderung von Feldberegnung in Brandenburg
existieren gegenläufige Entwicklungen. Einerseits wurde im
Landkreis Teltow-Fläming von 1999 bis 2004 eine große EUPilotstudie zu Möglichkeiten der Feldberegnung in Zusammenarbeit mit dem Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung (LVLF) sowie dem ZALF durchgeführt
(LVLF 2004). Sowohl während der Laufzeit der Studie, als auch
erneut 2010 und 2011 fanden in Brandenburg sogenannte
Beregnungstage statt, in denen Landwirten die Möglichkeiten
einer modernen Beregnung vermittelt wurden. Dabei wurde
auch auf die Möglichkeiten staatlicher Förderung für Investitionen in Beregnungsmaßnahmen hingewiesen.
Andererseits vertritt das Landesamt für Gesundheit, Umwelt
und Verbraucherschutz (Arbeitsgruppe Landschaftswasserhaushalt) den Standpunkt, dass Brandenburg aufgrund seines angespannten Wasserhaushaltes keine Voraussetzungen für landwirtschaftliche Bewässerung bietet.
In der DDR kam der landwirtschaftlichen Bewässerung eine
deutlich höhere Bedeutung als heute zu. So wurden 1989 auf
dem Gebiet des heutigen Brandenburgs 120.600 ha beregnet
(Simon 2009). Die landwirtschaftlichen Betriebe erhielten für
Bewässerungsmaßnahmen eine kostenlos bereitgestellten
Bewässerungsinfrastruktur, gleichzeitig waren die wasser- und
naturschutzrechtlichen Anforderungen an die Bewässerung
weniger streng als heute. Nach der Wiedervereinigung ging die
Bewässerungsfläche in allen östlichen Bundesländern stark
16
zurück. Mit Blick auf die starke staatliche Förderung stellt die
Beregnungsfläche von 1989 in Bezug auf die wirtschaftliche
Realisierbarkeit möglicherweise eine obere Schranke dar. Eine
deutliche Herausforderung für die heutige Verwaltungsstruktur
ist das damals eng verzahnte Zusammenwirken von Wasserwirtschaft und Landwirtschaft zur Sicherung der Voraussetzungen
für Bewässerungsmaßnahmen.
Ertragssteigerung durch Beregnung:
Beregnungsversuche
Durch Beregnung kann in Brandenburg für alle Fruchtarten eine
Ertragssicherung und eine Ertragssteigerung erreicht werden.
Die Humboldt-Universität zu Berlin hat am Standort Berge/
Havelland (mittellehmiger Sand, Ackerzahl 40) langjährige
Beregnungsversuche und Vergleiche zwischen beregneten und
unberegneten Kulturen durchgeführt.
Neuere Erfahrungen zur Feldberegnung in Deutschland stammen vielfach aus Niedersachsen. Das westliche Nachbarland
Brandenburgs nimmt bezüglich der landwirtschaftlichen Beregnung eine Vorreiterrolle ein, so dass die für Brandenburg in
Zukunft möglicherweise zunehmende Praxis dort schon in großflächiger Umsetzung studiert werden kann. Obwohl Niedersachsen höhere Jahresniederschläge aufweist als Brandenburg,
wurden dort im Jahr 2010 etwa 300.000 ha Landwirtschaftsfläche beregnet. Dies entspricht etwa 60% der in Deutschland
beregneten Flächen. Feldversuche zur Beregnung durch die
Landwirtschaftskammer Niedersachsen belegen ebenfalls eine
klare Ertragssteigerung. Von 2006 bis 2010 wurden auf dem
Versuchsstandort Hamerstorf/Landkreis Uelzen (Sandboden,
Impact Assessment
Tabelle 2: Ertragsvergleich ausgewählter Fruchtarten aus Beregnungsversuchen von 1952 bis 2000, Standort Berge, Brandenburg,
Quelle: verändert nach Richter et al. (2001)
Anzahl
Messjahre
Getreide
Winterweizen
Wintergerste
Winterroggen
Sommergerste
Hafer
Sommerweizen
Körnerleguminosen
Ackerbohnen
Erbsen
Lupinen
Hackfrüchte
Kartoffeln früh
Kartoffeln mittelfrüh
Zuckerrüben (Rüben)
Futterrüben
Ackerfutterpflanzen
Luzerne
Rotklee
Rotkleegras
Welsches Weidelgras
Silomais
Menge Beregnung
Ertrag unberegnet
Ertragszunahme
Mehrertragswirkung
mm
dt/ha
dt/ha
kg/mm
48
25
32
41
46
37
62
35
48
47
54
62
58
54
50
43
40
43
10
7
5
9
8
10
16
21
10
19
15
16
23
6
2
68
50
50
26
26
16
10
8
6
14
15
11
43
36
43
35
68
99
116
116
248
363
517
1.041
98
125
113
288
143
126
97
248
24
20
16
24
24
150
154
160
159
80
133
108
126
151
146
23
35
40
29
31
16
23
25
19
38
17
Impact Assessment
Ackerzahl 30, mittlerer jährlicher Niederschlag: 700-750 mm)
Beregnungsversuche durchgeführt. Die Durchschnittserträge
stiegen in diesem Zeitraum bei optimaler Beregnung gegenüber
der unberegneten Variante bei Kartoffeln um 43%, bei Mais
(ohne 2007) um 23%, bei Gerste um 30% und bei Weizen um
46% (LWK 2011).
Wirtschaftlichkeit der Beregnung
Für die Beregnung fallen vielfältige Kosten an, über die Erstellung wasserrechtlicher Gutachten, die Investition in Beregnungsanlagen, Gebühren für die Grundwasserentnahme und
Kosten für Energie bis hin zu den Kosten des Rückbaus. Eine
Übersicht über verschiedene Kostenkomponenten der Feldberegnung und eine einfache Wirtschaftlichkeits-Abschätzung für
verschiedene Kulturen und Fruchtfolgen am Beispiel Niedersachsens liefert König (2009), für Brandenburg gibt der Leitfaden Feldberegnung des LVLF (2005) einen groben Überblick.
Zu beachten ist, dass die Wirtschaftlichkeit stark von den Marktpreisen für Agrarerzeugnisse abhängt und somit grundsätzlich
Schwankungen unterworfen ist.
Marktpreisentwicklung
Bis 2050 wird die Weltbevölkerung nach Schätzung der Vereinten Nationen auf 9,1 Milliarden Menschen steigen, wobei das
Bevölkerungswachstum vor allem in den Entwicklungsländern
stattfindet. Um die gesamte Weltbevölkerung zu ernähren,
bedarf es bezogen auf die Lebensmittelproduktion 2005 einer
70-prozentigen Steigerung bis zum Jahr 2050 (FAO 2009).
Durch Verwendung von Ackerflächen zur Energieproduktion ist
18
in der EU ein neuer Flächenbedarf entstanden. Im Jahr 2009
beendete die EU daher die vorgeschriebene Flächenstilllegung
für landwirtschaftliche Betriebe.
Gegenwärtig befinden sich die Agrarpreise auf einem hohen
Niveau. Die zukünftige Preisentwicklung ist unklar, mehrheitlich
geht man jedoch von langfristig hohen Preisen aufgrund einer
gesteigerten Nachfrage aus.
Die OECD & FAO (2012) erstellen in ihrem „Agricultural Outlook“ Projektionen für die Marktentwicklung in den Jahren
2012 bis 2021. Sie gehen davon aus, dass die derzeitigen hohen
Agrarpreise zu einer Steigerung der Produktion führen, was im
Gegenzug preissenkend wirkt. Der Markt stabilisiert sich
dadurch selbst. Inflationsbereinigt bleiben die Preise für die
meisten Agrarerzeugnisse demnach entweder konstant oder
fallen leicht gegenüber dem Stand 2011. Dennoch liegen sie im
Mittel um 10 bis 30% über den Preisen im letzten Jahrzehnt.
Gründe sind hierfür zum einen die steigenden Energiekosten,
die auch die Erzeugungskosten für Agrarprodukte erhöhen,
sowie eine gesteigerte Nachfrage nach Nahrungsmitteln und
Biotreibstoffen.
Für die Szenarien nehmen wir vereinfacht für alle Agrarerzeugnisse eine Steigerung der Reinerlöse von 10% nach Abzug aller
Kosten an.
Impact Assessment
Ertragssteigerung realisiert werden kann. Eine großflächige
Beregnung wurde von den Landwirten lange Zeit als unrentabel
eingeschätzt. Inzwischen sind die Preise für Agrarprodukte im
Vergleich zur vorherigen Dekade aber deutlich gestiegen. FAO
& OECD (2012) gehen davon aus, dass die Preise auch in den
kommenden zehn Jahren auf einem hohen Niveau bleiben werden. Hierdurch könnte einer großflächigen Bewässerung vielfach wirtschaftlich sinnvoll werden. Entscheidend ist dabei, wie
sich das Verhältnis von Preisen für Agrarprodukte und Kosten
für Energie in den kommenden Jahren entwickeln wird.
Fazit
Bei den Ackerflächen in Brandenburg handelt es sich überwiegend um Standorte, bei denen klimatisch bedingt Wasser den
limitierenden Faktor darstellt. Diverse Versuche in Brandenburg
zeigen, dass durch die Beregnung von Ackerkulturen eine
19
Impact Assessment
Szenario 3: Energiemais
Das Szenario basiert auf denselben Trendannahmen wie das
Business As Usual - Szenario. Zusätzlich wird die folgende
Annahme getroffen:
1.Erlöse für Energiemais steigen stärker als Erlöse
anderer Fruchtarten
Durch staatliche Förderungen steigen die Erlöse für Energiemais
stärker als bei den übrigen Agrarprodukten. Daher wird für
Energiemais im Vergleich zum heutigen Stand ein 20%-iger
Aufschlag auf die Reinerlöse pro Hektar bei gleichbleibenden
Kosten angenommen.
Die höheren Reinerlöse wurden bei der Berechnung der Anbauverteilung berücksichtigt und beeinflussen das Berechnungsergebnis deutlich.
Warum ein Szenario zum Energiemais-Anbau?
Die Biomasse leistet in Deutschland mit fast 70% derzeit den
größten Beitrag zur Energiebereitstellung aus erneuerbaren
Quellen1. Den größten Anteil besitzt dabei die Wärmenutzung
1 Hierbei ist zu beachten, dass die bereitgestellten Energieformen nur bedingt
vergleichbar sind. Während bei Wind, Wasser und Photovoltaik die erzeugten Mengen
direkt als Strom anfallen, beziehen sich die Angaben z.B. bei biogenen Kraftstoffen auf
den Energiegehalt der chemischen Verbindung, von der nur ein kleiner Teil durch die
Motoren genutzt werden kann.
20
aus Holz, Biogas leistet einen Anteil von rund 12%. Dennoch
steht vor allem die Anbaubiomasse zur Biogaserzeugung im
Zentrum der öffentlichen Aufmerksamkeit. Diese wird mit einer
Zunahme des Maisanbaus in Verbindung gebracht, da Mais bei
der Verwendung in Biogasanlagen den höchsten Methanertrag
aller Ackerkulturen und den höchsten finanziellen Gewinn für
den Anlagenbetreiber bringt.
Deutschlandweit wird die Produktion von Energiepflanzen auf
Ackerstandorten von staatlicher Seite gefördert. Hauptinstrumente sind das Förderprogramm für nachwachsende Rohstoffe
(BMELV 2008) und das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Produzenten von Strom aus erneuerbaren Quellen erhalten nach
EEG eine Abnahmegarantie durch Stromversorgungsunternehmen, so wie einen festgelegten Abnahmepreis, der vom Datum
der Inbetriebnahme an 20 Jahre lang zugesichert wird. Die
Mehrkosten werden von den Stromkunden getragen. Erklärtes
Ziel der staatlichen Förderpolitik ist es, über Energiepflanzen
den Bedarf an fossilen Stoffen zu reduzieren und die CO2-Emissionen im Energiesektor zu reduzieren.
Entwicklung des Energiemais-Anbaus auf Bundesebene
Im Jahr 2011 wurden in Deutschland auf etwa 17% der Ackerflächen (2 Millionen Hektar) Energiepflanzen angebaut. Vor
allem der Anbau von Silomais hat dabei in den letzten Jahren
stark zugenommen. Rund 800.000 ha werden hier energetisch
genutzt. Diese Zunahme wird in einigen Regionen Deutschlands
als problematisch angesehen. Betroffen sind vor allem Regionen
Impact Assessment
180.000
160.000
140.000
Anbaufläche [ha]
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
Silomais in Brandenburg
20.000
davon zur Energiegewinnung
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
Abbildung 2: Anbaufläche Silomais zur Futter- und Energiegewinnung in Brandenburg 1990-2012; Quelle: eigene Darstellung nach Daten
Statistisches Bundesamt (1991-2012), MUGV (2010) und Statistisches Landesamt Berlin-Brandenburg (2010, 2011, 2012b)
21
Impact Assessment
mit einem hohen Viehbesatz, die bereits einen hohen Flächenanteil von Mais zur Futtergewinnung aufweisen. Dort schafft
die Investition in Biogasanlagen neue Absatzmöglichkeiten für
die anfallende Gülle und verschiebt die Anbauverteilung noch
stärker in Richtung des Maisanbaus. Im Dezember 2010 wies
der niedersächsische Umweltminister vor dem Bundesrat darauf hin, dass in einigen Gebieten Niedersachsens Maisanbau
bereits auf fast 60% der Ackerfläche vorläge.
Entwicklung des Energiemais-Anbaus in Brandenburg
Nach 1990 gingen in Brandenburg die Viehbesatzzahlen und
damit der Bedarf an Futtermitteln stark zurück. Dies führte
auch zu einem Rückgang der Anbauflächen für Silomais. Mit
der Einführung des “Nachwachsende-Rohstoffe-Bonus“ in das
EEG (2004) wurde der Anbau von Silomais für viele Landwirte
wirtschaftlich interessant. Seit 2005 ist infolge dessen eine kontinuierliche Steigerung der Anbauflächen zu beobachten: in
Brandenburg wurde 2012 auf 164.700 ha Silomais angebaut.
Von der Erntemenge wurden 46% als Substrat in Biogasanlagen verwendet (Statistisches Landesamt 2012b). Dies entspricht
einer Anbaufläche von rund 76.000 ha. Abbildung 2 zeigt die
Entwicklung der Anbauflächen für Silomais und den Anteil für
eine energetische Verwendung in Brandenburg. Die Zahlen für
die Jahre 2008 und 2009 wurden aus der Anbaufläche von Silomais unter der Annahme abgeschätzt, dass in diesen Jahren
dieselbe Menge an Silomais für Futterzwecke verwendet wird
wie im Jahr 2010.
22
Fazit
Die jährliche Zunahme der Anbaufläche von Silomais zur energetischen Verwendung (2005-2012) betrug in Brandenburg
rund 10.500 ha. Durch aktuelle Änderungen im EEG (2012)
wird auf Bundesebene versucht, die starke Zunahme der Maisflächen zu begrenzen und andere Biogas-Substrate attraktiv zu
machen. Inwieweit die gesetzten Anreize greifen werden, muss
sich in den kommenden Jahren zeigen.
In den Szenarien beleuchten wir die Folgen einer starken Ausweitung des Energiemaisanbaus. Daher gehen wir bei den Szenario-Annahmen davon aus, dass die neuen Regelungen keine
Trendumkehr bewirken. Das Szenario Business As Usual liegt
mit einem Energiemais-Anteil von 19% an der Ackerfläche
Brandenburgs nur leicht unter dem Anteil, der sich bei linearer
Fortschreibung der gegenwärtigen Anbauzunahme bis ins Jahr
2025 ergeben würde (21%).
Impact Assessment
2. Anbauverteilung in den Szenarien
23
Impact Assessment
Betriebliche Anbauverteilung
Peter Zander, Angelika Wurbs, Renate Wille, Martin Hecker, Johannes
Hufnagel, Reinhold Roth, Dietmar Barkusky, Gernot Verch
Die Überprüfung der Auswirkungen einer großflächigen Beregnung bzw. eines umfangreichen Anbaus von Energiemais im
Hinblick auf ihre biophysikalischen Auswirkungen erfordert eine
räumlich konkrete Zuordnung der Landnutzung, die wiederum
von den vorhandenen betrieblichen Strukturen, Standorten und
Rahmenbedingungen abhängig ist. Da hier nicht die Wahrscheinlichkeit des Eintretens dieser Entwicklungen geprüft werden soll, sondern lediglich eine möglichst realitätsnahe Allokation von Landnutzungsoptionen gefordert ist, wurden im
sozio-ökonomischen Teil nicht konkrete Betriebe simuliert, sondern relativ einfach strukturierte Regionshöfe auf der Basis der
Landkreise gebildet, für die mit wenigen Einschränkungen die
optimale Anbauverteilung bei gegebenen Rahmenbedingungen ermittelt wurden. Die Anbauverfahren wurden spezifisch
für die Landbaugebiete zusammengestellt, wobei sich die
Anbauverhältnisse je Landbaugebiet aus der relativen Vorzüglichkeit einzelner Kulturen auf diesem Standort ergeben. Die
hier erstellten und angewandten Regionshöfe ermitteln die
Anbauanteile für die wichtigsten Kulturen je Landbaugebiet
innerhalb der Brandenburger Landkreise. Die Ergebnisse wurden anschließend zu einer landesweiten Anbauverteilung
aggregiert.
24
Ergebnis
Die Veränderungen in den Anbauverteilungen stellen sich in
den einzelnen Landkreisen unterschiedlich dar. Dies liegt im
Wesentlichen an der unterschiedlichen Ausstattung der Landkreise bezüglich der Bodenqualitäten und des Tierbestandes,
welcher sich in der entsprechenden Ackerfutterproduktion niederschlägt. Die unterschiedliche Reaktion der Fruchtarten auf
die Bodenqualität führt dann auch zu unterschiedlicher Vorzüglichkeit je Standort.
Für Brandenburg zeigt sich, dass in den Szenarien für das Jahr
2025 der Winterrapsanbau gegenüber dem Winterroggenanbau ausgebaut wird, was im Wesentlichen auf den größeren
züchterischen Fortschritt bei Winterraps zurückzuführen ist. Die
Ausdehnung des Anbaus von Energiemais wird vor allem durch
den Preisanstieg im Energiemaisszenario begünstigt. Bei einem
geringeren Preisniveau wirkt der Einsatz der Beregnung begünstigend auf die Ausdehnung des Maisanbaus (Vergleich Beregnungs-Szenario gegenüber Szenario Business As Usual).
Die Ergebnisse zeigen entsprechend den Rahmenbedingungen
höhere Maisanteile aufgrund der höheren Nachfrage durch Biogasanlagen und der höheren Preise. Die Beregnung modifiziert
die daraus resultierende Verteilung der sonstigen Kulturen im
Wesentlichen durch die Verkehrung der relativen Vorzüglichkeit
von Winterraps und Winterweizen. Gemäß der EU Regelung
Impact Assessment
45
% Anbaufläche in Brandenburg
40
Szenario: Business As Usual
Szenario: Beregnung
Szenario: Energiemais
39
35
30
27
25
21
20
19
16
15
10
10 10 10
8
15
13 13
13 13
12
8
8
4
5
0
Futtermais
Energiemais
Gerste
Raps
Roggen
Weizen
Abbildung 3: Fruchtartenanteile an der Landesackerfläche in den drei Szenarien für das Jahr 2025
25
Impact Assessment
zur Erhaltung landwirtschaftlicher Flächen in einem guten landwirtschaftlichen und ökologischen Zustand darf der Anbauanteil einer Kultur an der Betriebsfläche maximal 70% betragen.
Dieser Anteil wird vom Mais in keinem der Szenarien erreicht.
Die sich ergebende landesweite Anbauverteilung für Futtermais, Energiemais, Gerste, Raps, Roggen und Weizen ist in
Abbildung 3 dargestellt. Nicht dargestellt sind die Anteile von
Zuckerrübe (0,7%) und sonstigen Futterpflanzen (13,7%), die
in allen Szenarien konstant sind.
Methode
a.Kostenkalkulation
Die Kostenkalkulation beruht auf detaillierten Verfahrensbeschreibungen, die Angaben zu den eingesetzten Maschinen, den benötigten
Betriebsmitteln und Mengen sowie den Erträgen beinhalten. Dies Verfahren wurden von Experten des ZALF zusammengetragen und in der MODAM1 -Datenbank abgelegt.
Die Kosten der Verfahren setzten sich aus den Direktkosten, den
Arbeitserledigungskosten, den Gebäudekosten sowie den Flächenkosten
zusammen. In der Realität kommen noch Rechtekosten und allgemeine
Kosten der Unternehmensführung hinzu, die hier aber nicht berücksichtigt
wurden.
Die Kostenkalkulation in der MODAM-Datenbank nutzt die Betriebsmittel- und die Maschinenkosten der aktuellen Datensammlung des Kuratoriums für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL 2010). Die
Arbeitszeiten der einzelnen Arbeitsgänge werden dabei in Abhängigkeit
von der ausgebrachten Menge und einer mittleren Feld-Hof-Entfernung
errechnet. Aus den errechneten Arbeitszeiten, sowie den KTBL-Daten lassen sich dann die Arbeitserledigungskosten bestehend aus variablen und
festen Maschinenkosten sowie einem Lohnansatz berechnen. Die Produktpreise wurden aus aktuellen Zeitreihen der regional erzielten HoftorPreise abgeleitet.
Angesichts der typischen Brandenburger Betriebe mit einer Lohnverfassung (ca. 75% der Fläche wird von 1643 Betrieben mit einer mittleren
Betriebsgröße über 600 ha bewirtschaftet) kann davon ausgegangen
werden, dass die Arbeitserledigungskosten, das heißt die Lohnarbeit und
1 MODAM - Multi-objective decision support tool for agro-ecosystem
management (Zander & Kächele 1999)
26
der Maschinenpark, sehr genau auf das Produktionsprogramm abgestimmt werden. Daher ist es beim Vergleich unterschiedlicher Anbauoptionen sinnvoll, die Festkosten der Arbeitserledigung sowie einen Lohnansatz zu berücksichtigen. Grundlage der Gegenüberstellung der
verschiedenen Anbauverfahren in den Berechnungen ist daher der Wert
der Direkt- und Arbeitserledigungskostenfreien Leistung (DAL), den
MODAM für jedes Produktionsverfahren ermittelt (KTBL-Datensammlung Betriebsplanung 2012/13, Seite 29 ff.). Folgende Eingangsdaten
wurden verwendet:
b.Anbauverfahren
Die Anbauverfahren wurden auf Basis einer Düngung entsprechend der
Düngeverordnung von Experten des ZALF zusammengestellt. Kosten und
Leistungen wurden auf der Basis aktueller KTBL-Daten zu Betriebsmittelund Arbeitserledigungskosten mit Hilfe der Kalkulationsverfahren von
MODAM ermittelt.
c. Erträge und Managementkosten unter Beregnung
Für die Fruchtarten Silomais (für Futter und Energienutzung), Winterraps,
Winterweizen und Zuckerrüben wurde der umfassende Einsatz von
Beregnungstechnik unterstellt. Die Verfahren unter Beregnung stellen
eine Anpassung der Anbauverfahren dar und wurden auf der Basis von
Expertenwissen im Hinblick auf den Pflanzenschutz, die Düngung und
die Erträge entsprechend modifiziert. Die Erträge unter Beregnung wurden anhand von Litertaturdaten und Expertenwissen geschätzt. Insbesondere auf Landbaugebiet I ändert sich durch den angenommen züchterischen Fortschritt und die Beregnung auch die relative Vorzüglichkeit
von Weizen und Raps. Das heißt, dass dort im Jahr 2025 bei Beregnung
Impact Assessment
unter unseren Annahmen der Winterraps einen höheren DAL liefert als
der Winterweizen – im Gegensatz zu allen anderen Landbaugebieten.
d. Die Linearen Optimierungsmodelle der Regionshöfe
Die Optimierung der Landnutzungsstruktur erfolgte in Regionshöfen, die
jeweils einen Landkreis abbilden und die Ackernutzung nach ökonomischen Kriterien optimieren. Dabei wurde unterstellt, dass die Tierhaltung
konstant bleibt und einen fixen Futteranspruch an Silomais und Grünland
hat. Fruchtfolgerestriktionen in Form maximaler Anbauanteile der Kulturen je Landbaugebiet und Landkreis wurden berücksichtigt (siehe Szenarioannahmen). Ebenso wurden Vorfruchteffekte (Wintergerste) und Quotenregelungen (Zuckerrübe) einbezogen.
Das Berechnungsverfahren wurden in MS-Excel implementiert und verwendet den Excel-eigenen Solver. Dabei wird unter Berücksichtigung der
genannten Restriktionen der Gesamt-DAL für jeden Landkreis separat
maximiert. Daraus ergibt sich jeweils eine optimale Verteilung der Anbauverfahren.
Methodisch werden die Szenarienergebnisse der betriebsökonomischen
Berechnungen stark durch die gennannten Vorgaben bestimmt, da wichtige Faktoren, wie die Tierhaltung und der Zuckerrübenanbau auf das
aktuelle Niveau fixiert werden. Die Einschätzung der zukünftigen Preise
ist sehr grob, gibt aber sicherlich einen richtigen Trend wieder. Für Nahrungsmittel könnten die Preissteigerungen allerdings auch noch sehr viel
höher ausfallen und würden dann den Maisanteil wieder drücken. Für die
Untersuchung einer marktbestimmten Entwicklung der Landnutzung in
Brandenburg, sollte ein auf Marktmodellen aufbauendes Betriebstypenmodel genutzt werden, um die Auswirkungen der Agrar- und Umweltpolitik sowie der Märkte besser abbilden zu können.
27
Impact Assessment
Kleinräumige Anbauverteilung im
Hektarraster
Ralf Wieland
Ziel ist die Abschätzung kleinräumiger Anbauverteilungen für Brandenburg mit einer Auflösung von einem Hektar. Die erzeugten Landnutzungskarten übertragen die betriebsökonomisch berechneten Anbauverteilungen auf ein landesweites Hektar-Raster. Dadurch werden viele
der nachfolgenden Berechnungsschritte für die Bewertung der Szenario-Auswirkungen ermöglicht.
Ergebnis
Karten der Anbauverteilungen wurden für alle drei Szenarien erstellt.
Abbildung 4 zeigt exemplarisch die Verteilung für das Beregnungs-Szenario. Die weißen Flächen sind die nicht ackerbaulich genutzten Bereiche wie Siedlungen, Wälder, Gewässer oder Grünland. Die Verteilung
bezieht die Anbaueignung und die auf unterschiedlichen Böden zu
erwarteten Deckungsbeiträge mit ein, darüber hinaus aber auch die
Unsicherheit von zufallsbedingten Variationen. Die Verteilungsmuster
liefern aggregiert auf Landkreisebene verlässliche Aussagen, dürfen
jedoch nicht auf Ebene der Einzelpixel interpretiert werden.
Besonders hohe Maisanteile in den Szenarien (Futter und Energiemais)
erhalten die Landkreisen Märkisch-Oderland und Uckermark mit 30%
(Business As Usual) und 38% (Beregnung). Am niedrigsten sind die
Anteile in den Landkreisen Dahme-Spreewald, Oberspreewald-Lausitz,
28
Ostprignitz-Ruppin und Spree-Neisse mit 25% (Business As Usual) und
34% (Beregnung). Im Energiemais-Szenario gibt es kaum noch Unterschiede, alle Landkreise besitzen einen Anbauanteil von knapp unter
50%.
Bei Roggen werden die höchsten Anbauanteile in den Landkreisen Ostprignitz-Ruppin und Spree-Neisse gesehen. Dort liegen die Anteile im
Szenario Business As Usual bei 27% und 26 %, im Beregnungs-Szenario
sinken sie auf 18% und im Energiemais-Szenario auf 16%. Die geringsten Anteile finden sich in den Landkreisen Märkisch-Oderland und
Uckermark. Dort beträgt der Anbauanteil im Szenario Business As Usual
16%, im Beregnungs-Szenario 10% und im Energiemais-Szenario 11%
und 10%.
Impact Assessment
Abbildung 4: Berechnete Anbauverteilung in Brandenburg im Jahr 2025 im Beregnungsszenario
29
Impact Assessment
Methode
Die Verteilungsberechnung basiert auf den betriebsökonomischen
Berechnungen von Anbauverteilungen auf Bundeslandebene und den
ebenfalls betriebsökonomisch berechneten Deckungsbeiträgen für die
Anbaukulturen auf unterschiedlichen Standorten. Es wird angenommen, dass die Landwirte an jedem Standort vorrangig diejenige Kultur
anbauen, mit denen sie ihren zu erwarteten Gewinn maximieren. Hier
werden sowohl Preise und Kosten als auch Anbaueignung und Ertragserwartung einzelner Fruchtarten in den verschiedenen Landbaugebieten mit einbezogen.
Wir berücksichtigen aber auch, dass eine reale landesweite Anbauverteilung keine reine Gewinnoptimierung widerspiegelt (deterministische Verteilung), sondern auch wahrscheinlichkeitsbasierte Zufallselemente enthält (stochastische Elemente). Die verwendete Methode
basiert daher auf der Technik der „Monte-Carlo-Simulation“, einer
wissenschaftlich bewährten Methode, wenn es um die Projektion
angenommener Verteilungen geht (siehe Liang et al. 2010). Beschrieben ist der Algorithmus in Wieland (2010).
30
Die Ackerflächen des Landes werden in Parzellen zu jeweils einem
Hektar aufgeteilt und jeder einzelnen eine Anbaukultur zugeordnet.
Dies erklärt die starke Fragmentierung der erzeugten Landnutzungsverteilung. Die so erzeugten Verteilungen stellen fiktive Anbauverteilungen dar, wobei die Einzelpunkte nicht als Vorhersage für die jeweilige Ackerfläche interpretiert werden dürfen. Im Einzelfall wird die
Zuordnung selten richtig sein1. Aggregiert auf Kreisebene, wie es bei
den Berechnungen der Szenarioauswirkungen dieser Studie der Fall
ist, sind die Aussagen dagegen verlässlich.
1 Um gesicherte Aussagen für den einzelnen Acker zu generieren müsste
die Monte-Carlo-Simulation mindestens zehnmal wiederholt werden und
eine Analyse der Varianz der erzeugten Ergebnisse erfolgen. Dies könnte
Ziel einer Folgestudie sein.
Impact Assessment
3. Wirtschaftliche, soziale und ökologische Auswirkungen
31
Impact Assessment
Ertragsleistung
Wilfried Mirschel, Ralf Wieland, Carsten Gutzler
Aussagen zu Ertragsleistungen auf Ackerland sind eine wichtige
Grundlage für die Einschätzung der Wettbewerbsfähigkeit von
Landwirtschaftsbetrieben in Gegenwart und Zukunft. Ebenso
können sie für die Ableitung von betrieblichen und ackerbaulichen Maßnahmen zur Anpassung der Betriebe an den Klimawandel und deren ökonomische und ökologische Bewertung
herangezogen werden. Regional ausgewiesene Ertragspotenziale und Ertragsdifferenzierungen im Land Brandenburg bilden
die Basis für eine Abgrenzung von Förderregionen/Förderschwerpunkten für die Landwirtschaft bzw. die Förderung von
Klimaanpassungsmaßnahmen einzelner Betriebe oder ganzer
Regionen. Sie sind außerdem Grundlage für regionale Aussagen zu Anbaurentabilitäten.
Die Quantifizierung der Ertragsleistung ist aber auch
Voraussetzung für die Ableitung und Quantifizierung weiterer
in der Studie betrachteter Indikatoren, wie z.B. der
bewässerungsbedingten
Mehrertragsleistung
oder
der
potenziellen Bioenergie-Produktion in den verschiedenen
Regionen Brandenburgs.
Im Rahmen der betriebsökonomischen Berechnung der Anbauverteilungen wurden die zu erwartenden Erträge expertenbasiert abgeschätzt. Dies entspricht der Vorgehensweise bei der
Anbauplanung. In diesem Arbeitsschritt werden die zu erwartenden Erträge modellbasiert berechnet. Dies erlaubt für jeden
32
Standort die Einbeziehung von Höhe, Relief, Steinigkeit, Ackerzahl, Wasserversorgung sowie der Daten des regionalen Klimamodells für das Klimaniveau 2025 (Berücksichtigung des Zeitraumes 2020-2030).
Ergebnis
Zusammenfassend für die Landkreise in Brandenburg zeigen die
Tabellen 3-5 die Durchschnittserträge für die Fruchtarten Silomais, Wintergerste, Winterroggen, Winterweizen, Winterraps
und Zuckerrübe in den Szenarien. Während im Business As Usual und im Energiemais-Szenario annähernd die gleichen Ertragsleistungen erzielt werden, kann im Beregnungs-Szenario bei
den bewässerten Fruchtarten ein deutlicher Mehrertrag und
gleichzeitig eine höhere Ertragsstabilität erzielt werden. Im Zeitraum 2020-2030 treten bedingt durch die unterschiedlichen
jährlichen Wetterbedingungen in den Einzeljahren bei allen
betrachteten Fruchtarten deutliche Ertragsschwankungen auf.
Bei den Sommerungen (Silomais und Zuckerrübe) liegt dabei die
Standardabweichung im Szenario Business As Usual im Bereich
10 bis 15% und bei den Winterungen im Bereich 5 bis 10%.
Standort- und damit bodenbedingt gibt es aber auch zwischen
den einzelnen Landkreisen bei allen drei Szenarien deutliche
Ertragsunterschiede.
Impact Assessment
Abbildung 5: Schema des Modells YIELDSTAT zur standortdifferenzierten
Ertragsschätzung auf Agrarflächen
33
Impact Assessment
Tabelle 3: Hektar-Erträge im Jahr 2025 in den Landkreisen (Business As Usual Szenario)
Business
as Usual
Silomais
Wintergerste
Winterraps
347
370
351
319
315
350
336
332
367
316
375
366
331
56
57
57
51
51
58
53
53
57
52
59
58
55
37
38
37
35
36
35
36
36
37
33
40
36
34
Winterroggen
Winterweizen
Zuckerrübe
64
66
66
60
65
68
60
62
65
62
68
66
65
581
609
592
600
601
580
602
614
599
582
616
604
584
[dt/ha]
BAR
EE
HVL
LDS
LOS
MOL
OHV
OPR
OSL
PM
PR
SPN
TF
34
46
48
46
43
42
43
45
42
46
41
50
44
45
UM
354
62
38
48
72
580
Brandenburg
343
56
36
45
66
588
Impact Assessment
Tabelle 4: Hektar-Erträge im Jahr 2025 in den Landkreisen (Beregnungs-Szenario)
Beregnung
Silomais
Wintergerste
Winterraps
Winterroggen
Winterweizen
Zuckerrübe
[dt/ha]
BAR
EE
HVL
LDS
LOS
MOL
OHV
OPR
OSL
PM
PR
SPN
TF
492
497
492
465
456
499
484
490
506
462
510
504
472
56
57
57
51
51
58
53
53
56
52
59
57
55
39
41
39
37
38
37
38
38
40
36
42
38
37
46
48
46
43
42
43
45
42
45
41
50
44
45
76
77
78
74
78
79
73
75
76
75
80
78
78
695
703
699
708
698
695
713
714
695
688
712
702
688
UM
495
62
39
48
84
691
Brandenburg
486
56
39
45
78
696
35
Impact Assessment
Tabelle 5: Hektar-Erträge im Jahr 2025 in den Landkreisen (Energiemais-Szenario)
Energiemais
Silomais
Wintergerste
Winterraps
BAR
EE
HVL
LDS
LOS
MOL
OHV
OPR
OSL
PM
PR
SPN
TF
336
358
338
302
304
343
325
303
340
292
368
333
319
56
57
57
51
51
58
52
53
56
52
59
58
56
37
38
37
35
36
35
36
37
38
34
40
36
35
UM
344
62
Brandenburg
336
56
Winterroggen
Winterweizen
Zuckerrübe
46
49
46
43
42
44
46
43
46
41
50
44
45
65
66
66
61
66
68
61
62
65
63
69
67
66
585
608
591
604
602
579
603
611
596
582
616
602
585
38
49
72
581
37
45
66
588
[dt/ha]
36
Die Analyse des Beregnungs-Szenarios zeigt, dass die Beregnung
als eine der möglichen Anpassungsmaßnahmen der Landwirtschaft an den Klimawandel wesentlich zur Ertragssteigerung und
zur Ertragsstabilität und damit zur Senkung des Anbaurisikos beitragen kann. Der Beregnungseffekt wird besonders in den einzelnen Trockenjahren deutlich. Beim Anbau von Mais zur Gewinnung von Bioenergie ist dies bei Landwirtschaftsbetrieben, die
Lieferverträge erfüllen müssen, besonders wichtig.
Tabelle 6 zeigt den Mehrertrag, der bei der Anbauverteilung des
Beregnungs-Szenarios durch die Beregnungsmaßnahmen erzielt
wird. Für das Klimaniveau um 2025 sind die höchsten Mehrerträge durch Beregnung bei Silomais zu erzielen, die geringsten bei
Winterraps. Bei Winterweizen und Zuckerrüben führt die Beregnung zu Mehrerträgen um die 18%.
Welche Menge an Beregnungswasser für die untersuchten
Fruchtarten in den einzelnen Landkreisen erforderlich wäre und
wo eine Bereitstellung dieser Wassermengen kritisch ist, wird in
den folgenden Abschnitten untersucht.
Impact Assessment
Tabelle 6: Bewässerungsbedingte Mehrerträge im Land Brandenburg
für das Beregnungs-Szenario
Fruchtart
Silomais
Winterweizen
Winterraps
Zuckerrübe
Mehrertrag
[dt/ha]
[%]
145
12
2
107
43%
18%
7%
18%
Das Energiemais-Szenario ergibt auf Landesebene im Vergleich
zum Szenario Business As Usual keine gravierenden Ertragsveränderungen. Lediglich bei Silomais selbst liegt der Ertragsdurchschnitt im Energiemais-Szenario um 7,5 dt/ha niedriger. Ein
Grund dafür ist, dass durch den flächenmäßig erweiterten
Maisanbau auch auf ertragsschwächeren Standorten Silomais
angebaut wird.
37
Impact Assessment
Methode
Grundlage für die regionalen Ertragsschätzungen bildet das statistisch basierte Hybridmodell YIELDSTAT, das für 16 Fruchtarten und
zwei Grünlandnutzungsintensitäten (intensiv, extensiv) parametrisiert
ist. Das Modell YIELDSTAT geht von einer Matrix für den Basisnaturalertrag für 56 Standorttypen auf aluvial, diluvial, Löss-, Moor- und
Verwitterungsböden aus und berücksichtigt spezifische, den Ertrag
beeinflussende Faktoren wie Hängigkeit, Steinigkeit, Höhenlage und
Hydromorphie der einzelnen Ackerflächen, Mesoklimazone, wachstumswirksame Temperatur, klimatische Wasserbilanz im Vegetationsjahr und in der Hauptwachstumsphase sowie die Temperaturbedingungen im Winter. Berücksichtigung findet auch das Agro-Management
wie Fruchtfolge, Bodenbearbeitung und Bewässerung sowie der agrotechnische und züchterische Fortschritt und der CO2-Düngungseffekt.
Das Modellschema von YIELDSTAT ist in Abbildung 5 dargestellt. Eine
detaillierte Beschreibung der einzelnen Algorithmen ist in Mirschel et
al. (2009, 2012a) zu finden. Das Modell YIELDSTAT wurde bereits
erfolgreich für die Abschätzung zukünftiger Erträge in den Freistaaten
Sachsen und Thüringen eingesetzt (Mirschel et al. 2009, 2012a). Die in
den Szenariorechnungen der Studie verwendeten Daten sind:
•
•
•
•
•
38
STAR2-Klimadaten für Brandenburg (Klimaszenario 2 K)
Karten der Mittelmaßstäbigen Landwirtschaftlichen
Standortkartierung für Brandenburg (MMK)
Karte der gemeindebezogenen Ackerzahl
Karte der mesoskaligen Klimazonierung nach Adler (1987)
Karte der Höhenlage (abgeleitet aus DGM 25)
• Karte der kleinräumigen Landnutzungsverteilung für die einzelnen
Szenarien.
Die Berechnungen gehen bei allen betrachteten Szenarien von den
folgenden Annahmen aus:
• Beibehaltung des gegenwärtig praxisüblichen Agromanagements
• Berücksichtigung der rein konventionellen Anbauweise (kein
ökologischer Anbau)
• Bodenbearbeitung mit Pflug (keine reduzierte Bodenbearbeitung,
keine Direktsaat)
• Berücksichtigung eines Brachflächenanteils von 2%.
Die Ertragssimulationen wurden mit einer räumlichen Auflösung von 1
ha (100m x 100m) unter Verwendung des „Spatial Analysis and Modeling Tools" (SAMT) (Wieland et al., 2006) berechnet. Für die einzelnen
Szenarien wurden die Ergebnisse für die Gebietskulisse „Landkreise“
aggregiert und für eine Aussage auf dem Klimaniveau von 2025 über
den Zeitraum von 2020 bis 2030 gemittelt.
Feld bei Müncheberg (M. Luckas)
Impact Assessment
39
Impact Assessment
Zusatzwasserbedarf durch Beregnung
Wilfried Mirschel, Ralf Wieland
Der Zusatzwasserbedarf ist im Rahmen der Pilot-Studie ein
wichtiger Indikator für die Bewertung der einzelnen zukunftsorientierten Landnutzungsszenarien. Die im Beregnungs-Szenario regional ermittelten Zusatzwassermengen ermöglichen im
Abgleich mit den auf regionaler Ebene verfügbaren Wassermengen eine Aussage zur flächenmäßig möglichen Ausdehnung einer Beregnung, d.h. zum maximal möglichen Anteil der
Beregnungsfläche an der gesamten Anbaufläche.
Kenntnis der in Zukunft für die Beregnung notwendigen
betrieblichen Zusatzwassermenge ist auch Grundlage für die
Beantragung von Wasserentnahmerechten aus Grund- und/
oder Oberflächenwasser.
Ergebnis
In Tabelle 7 werden die bei optimaler Wasserversorgung berechneten Zusatzwassermengen und Mehrerträge pro Fruchtart dargestellt. Dabei wird deutlich, dass Mais und Zuckerrübe aufgrund ihrer spezifischen Vegetationsperiode, die über den
gesamten Sommer bis hin in den Herbst hinein reicht, für eine
wasserstressfreie Biomasse- bzw. Ertragsbildung signifikant
mehr Zusatzwasser benötigen als Wintergetreide und Raps mit
ihrer Vegetationsperiode, die nur bis in die Mitte des Sommers
reicht. Da beim Winterweizen im Vergleich zum Winterraps die
Ertragsbildungsphase später liegt und damit die Wahrschein-
40
lichkeit des Auftretens von Wassermangelstresssituationen
wesentlich größer ist, beträgt die Zusatzwassermenge im Vergleich zum Winterraps hier ungefähr das Dreifache.
Sowohl beim Zusatzwasser als auch bei den Mehrerträgen gibt
es in Brandenburg territoriale Unterschiede. Bei Mais und
Zuckerrübe weist der Landkreis Elbe-Elster den geringsten
Zusatzwasserbedarf und damit die geringsten Mehrerträge auf,
die Landkreise Ostprignitz-Ruppin (Silomais) und MärkischOderland (Zuckerrübe) den größten Zusatzwasserbedarf und
die höchsten Mehrerträge. Bei den Winterkulturen hat der Kreis
Dahme-Spreewald den höchsten Zusatzwasserbedarf und die
größten Mehrerträge und die Kreise Barnim (Winterweizen)
und Uckermark (Winterraps) die geringsten Zusatzwasserbedarfe und Mehrerträge. Es gibt aber auch innerhalb der untersuchten Zeitspanne 2020 bis 2030 Jahresunterschiede im Zusatzwasserbedarf. Diesbezüglich weist der Silomais die größte
Standardabweichung auf.
Die Ergebnisse des Beregnungs-Szenarios zeigen deutlich, dass
die Beregnung bei ausreichender Wasserbereitstellung und entsprechender Flächenerschließung eine sehr effektive Maßnahme ist, um Erträge zu steigern. Sie kann immer notwendiger
werden, um sich an den Klimawandel anzupassen.
Impact Assessment
Linearberegner am ZALF (D. Barkusky)
41
Impact Assessment
Tabelle 7: Zusatzwasserbedarf und bewässerungsbedingte Mehrerträge im Beregnungs-Szenario
Silomais
Winterweizen
Winterraps
Zuckerrübe
Zusatzwasserbedarf
Mehrertrag
Zusatzwasserbedarf
Mehrertrag
Zusatzwasserbedarf
Mehrertrag
Zusatzwasserbedarf
Mehrertrag
[mm]
[dt/ha]
[mm]
[dt/ha]
[mm]
[dt/ha]
[mm]
[dt/ha]
BAR
124
149
72
11
19
2
115
109
EE
109
130
81
12
27
3
98
93
HVL
119
142
78
12
26
3
113
107
LDS
123
148
89
13
28
3
108
103
LOS
122
146
80
12
25
2
99
94
MOL
125
150
74
11
21
2
119
113
OHV
126
151
84
13
25
3
116
111
OPR
134
161
87
13
26
3
108
102
OSL
118
142
81
12
26
3
105
100
PM
124
149
83
12
27
3
113
107
PR
115
138
78
12
19
2
100
95
SPN
118
141
85
13
27
3
104
99
TF
119
143
79
12
27
3
109
103
UM
119
143
75
11
18
2
117
111
Land BB
121
145
80
12
24
2
113
107
42
Impact Assessment
Methode
Die Ermittlung des Zusatzwasserbedarfs erfolgt mit dem Modell
ZUWABE, das für die neuen Bundesländer parametrisiert ist. Eine
detaillierte Beschreibung des Modells ist bei Mirschel et al. (2012b) zu
finden. Im Modell werden für vier Standortgruppen mit unterschiedlichem Bodenwasserspeichervermögen fruchtartspezifische Zusatzwasserbedarfsrichtwerte für die Bestimmung des Zusatzwasserbedarfs
abgeleitet (Roth 1993). Grundlage dafür bilden die fruchtartspezifischen Beregnungszeitspannen, die klimatische Wasserbilanz im
Beregnungszeitraum, das Speichervermögen des Bodens, das bei
Beginn der jeweiligen Beregnungszeitspanne noch vorhandene
Bodenwasser, die Tiefe des durchwurzelten Bodenraumes und das von
der Wurzelleistung abhängige Wasserausschöpfungsvermögen einzelner Fruchtarten. Alle Richtwerte sind dabei auf eine hohe Ertragswirksamkeit der Bewässerung bei gleichzeitig günstiger Zusatzwasserausnutzung orientiert. Die in den Szenario-Berechnungen der Studie
verwendeten Daten sind:
• STAR2-Klimadaten für Brandenburg (Klimaszenario 2 K)
• Standorttyp-Karte der Mittelmaßstäbigen Landwirtschaftlichen
Standortkartierung für Brandenburg (MMK) mit abgeleiteten
Daten zur Bodenwasserbereitstellung
• fruchtartspezifische Beregnungszeitspannen (Roth 1993)
• Landnutzungskarten für die einzelnen Szenarien.
Beim Beregnungsszenario wird davon ausgegangen, dass
• alle Anbauflächen mit den Fruchtarten Silomais, Winterweizen,
Winterraps und Zuckerrübe beregnet werden können, ohne eine
Prüfung auf standort- und beregnungstechnische
Voraussetzungen, und
• das dafür notwendige Beregnungswasser uneingeschränkt zur
Verfügung steht.
Die Simulationsrechnungen zum Zusatzwasserbedarf wurden mit
einer räumlichen Auflösung von 1 ha unter Verwendung des „Spatial
Analysis and Modeling Tools“ (SAMT) (Wieland et al. 2006) durchgeführt. Anschließend wurden die Ergebnisse für die Landkreise aggregiert und für eine Aussage auf dem Klimaniveau von 2025 über den
Zeitraum 2020 bis 2030 gemittelt.
43
Impact Assessment
Wasserverfügbarkeit für Beregnung
Ralf Dannowski, Tom Baumeister
Die im Beregnungsszenario angenommene Erweiterung der
beregneten Fläche führt infolge zusätzlichen Wasserbedarfs zu
einer Veränderung des Gebietswasserhaushaltes. Für die Wasserverfügbarkeit für Beregnung – als nutzbarer Anteil am potenziellen Wasserdargebot – muss eine Obergrenze so festgelegt
werden, dass noch ausreichend Abfluss für Ökosystemkompartimente und weitere Nutzungen verbleibt.
Limitierend können ebenso die Fassungsbedingungen für
Grundwasser wirken, die sich aus den örtlichen hydrogeologischen Verhältnissen ergeben. Für die Feldberegnung ist zu beurteilen, in welchem Maße die Ressource Grundwasser beansprucht wird und in welchen Teilgebieten des Landes die
Wasserverfügbarkeit nicht zur vollen Deckung des Wasserbedarfs im Beregnungsszenario ausreichen würde.
Abbildung 6 zeigt die Verteilung des Indikators „Wasserverfügbarkeit für Beregnung“. Die Bewertung hinsichtlich der ökologischen Verträglichkeit bzw. Umsetzbarkeit von Beregnungsvorhaben aus Wasserhaushaltssicht – die einer Einzelfallprüfung
nicht vorgreift – erfolgt anhand der Höhe des für Ökosystemkompartimente und sonstige Nutzungen verbleibenden Abflusses. Polygone, in denen der verbleibende Abfluss < 60 mm/a
wäre, werden rot dargestellt. Hier ist mit deutlichen Einschränkungen bei der Bereitstellung des erforderlichen Beregnungswassers oder auch der Erschließungsfläche für Beregnung zu
rechnen. Polygone mit verbleibendem Abfluss zwischen 60 und
44
80 mm/a erhalten gelbe Füllung. Hier ist keine vollständige
Umsetzbarkeit der modellierten Beregnungsvorhaben gegeben.
Ergebnis
Die Grundwasserneubildung beträgt im Mittel der Landesfläche
Brandenburgs 113,0 mm/a, das entspricht 3.352 Mill. m³/a. Für
Beregnung würden rund 22,5 mm/a oder 669 Mill. m³/a Wasser
benötigt. Das entspricht 20% des potenziellen Dargebots. Bei
landesweiter Betrachtung sollte die Bereitstellung des erforderlichen Beregnungswassers somit keine Probleme bereiten. Der
ausgewiesene Beregnungswasserbedarf wird trotz der geringen
Grundwasserneubildung im Land Brandenburg keine allgemeine Überbeanspruchung des Landschaftswasserhaushaltes darstellen. Diese Aussage steht im Widerspruch zu den Thesen der
Arbeitsgruppe Landschaftswasserhaushalt beim LUGV, die eine
deutliche Ausdehnung der Beregnungsfläche in Brandenburg
für unmöglich hält. Ihre Position könnte durch das bekannte
Absinken der Grundwasseroberfläche in weiten Teilen des Landes beeinflusst sein. Letzteres ist aber hauptsächlich auf Klimaschwankungen zurückzuführen und seit Beginn der aktuellen
niederschlagsreichen Phase (Winter 2007) zum Stillstand mit
Tendenz zur Umkehr gekommen.
Eine räumlich differenzierte Ausweitung der beregneten Fläche
in Brandenburg ist möglich. In Teilgebieten bestehen allerdings
keine naturräumlichen Voraussetzungen für die Förderung des
benötigten Grundwassers, oder der Gebietswasserhaushalt ist
in der Folge des Braunkohlebergbaus gestört.
Impact Assessment
Abbildung 6: Wasserverfügbarkeit für
Feldberegnung im Beregnungsszenario
45
Impact Assessment
Größere Gebiete mit hohem Anteil an grundwassernahen
Standorten bieten aus sich heraus keine ausreichende Wasserverfügbarkeit für die volle Erschließung der errechneten Beregnungsfläche. Das betrifft insbesondere das Rhin-Havelland, aber
auch das Oderbruch, den Spreewald und weite Teile der Uckermark. Bemerkbar wird insgesamt auch der bekannte landesweite Niederschlagsgradient mit Abnahme der mittleren Jahresniederschläge von der Prignitz im Nordwesten nach Osten und
Südosten.
Methode
Die Berechnung der „Wasserverfügbarkeit für Beregnung“ signalisiert
auf teilflächenspezifischer Grundlage, in welchen Teilen des Landes
Engpässe in der möglichen Erweiterung der Beregnungsflächen zu
erwarten wären. Verwendete Eingangsinformationen sind:
• Potenzielles Wasserdargebot: Landesweite Ermittlung des
langjährigen mittleren Gesamtabflusses und der Höhe der
Grundwasserneubildung im Zeitraum 1976 bis 2005,
Modell ABIMO, Quelle: MUGV/LUGV
• Einheiten der oberflächennahen Grundwasserleiter in
Brandenburg (HYKA 97), Klassifikation nach Hannappel (1996),
Quelle: LUA BB/LUGV
Für die Generierung und Bewertung des Indikators wurden folgende
Annahmen getroffen:
• Die Beregnung erfolgt ausschließlich aus dem Grundwasservorrat.
Dabei soll keine Inanspruchnahme des verfügbaren
46
Wasserdargebots über ein ökologisch verträgliches Maß hinaus
stattfinden.
• Bisherige Grundwassernutzungen sollen durch den zusätzlichen
Wasserbedarf für Beregnung nicht beeinträchtigt werden.
• Die Obergrenze der Wasserverfügbarkeit wird so festgelegt, dass
nach Wasserentnahme für Beregnung in einer Flächeneinheit
(HYKA 97-Polygon) abgestuft noch 80 bzw. 60 mm/a für sonstige
Nutzungen zur Verfügung stehen oder zum Abfluss gelangen
können. Werden diese Werte unterschritten, so ist eine volle
Erschließung der errechneten Beregnungsfläche im jeweiligen
Polygon kritisch.
• Die hydrogeologischen Einheiten 0, 7 und 8 der HYKA 97 bieten
keine Möglichkeit der Grundwasserentnahme für Beregnung. Das
potenzielle Wasserdargebot wird dort mit Null angesetzt.
Die Auswertung erfolgt GIS-gestützt mit Hilfe eines Wasserbilanzansatzes für die hydrogeologischen Einheiten (Polygone) der HYKA 97:
1) Durch Verschneiden der HYKA 97-Polygone mit dem Merkmal
Grundwasserneubildung (RU) der ABIMO-Ergebnisse wird das potenzielle Grundwasserdargebot der hydrogeologischen Einheiten in mm/a
berechnet. Es entsteht eine Karte des potenziellen Wasserdargebots.
2) Durch Verschneiden der HYKA 97-Polygone mit dem Beregnungsbedarf für die modellierte Anbauverteilung des Beregnungsszenarios wird
der Wasserbedarf für Beregnung in den hydrogeologischen Einheiten in
mm/a berechnet. Es entsteht eine Karte des Beregnungswasserbedarfs.
3) Werden beide Themen voneinander subtrahiert, so entsteht eine
Karte des unter Beregnungsannahmen verbleibenden Abflusses, anhand
dessen die Wasserverfügbarkeit für Beregnung nach obigen Kriterien
bewertet werden kann.
Beregnung in Blönsdorf/Fläming (R. Dannowski)
Impact Assessment
47
Impact Assessment
Stromproduktion durch Biogas
Carsten Gutzler
Der Anbau von Mais mit dem Ziel der Energiegewinnung ist
einer der beiden Untersuchungsschwerpunkte der Studie.
Durch die Erzeugung von Biogas und die anschließende Verstromung kann ein Teil des Brandenburger Strombedarfs gedeckt
werden. Auf Grund seiner hohen Hektarerträge in Kombination
mit einer hohen Methanausbeute pro Tonne Frischmasse stellt
Mais gegenwärtig das wirtschaftlich attraktivste Biogassubstrat
dar. Daneben erfüllt Mais in Brandenburg aber auch eine wichtige Rolle als Futterpflanze. Knapp 10% der Ackerflächen im
Land werden hierfür benötigt.
Im Folgenden wurde berechnet, welcher Anteil des Strombedarfs im Jahr 2025 in Brandenburg über die Energiemais-Anteile in den Szenarien gedeckt werden kann und welchen Anteil
an den Ackerflächen Brandenburgs Mais dabei als Futter- und
Energiepflanze belegt.
Eine direkte, behördliche Kontrollmöglichkeit des Anbauumfangs von Mais existiert nicht, da die Auswahl der Anbaufrüchte
zur unternehmerischen Freiheit des Landwirts gehört. Weil der
über Biogasgewinnung erzeugte Strom ohne Förderung jedoch
wirtschaftlich nicht konkurrenzfähig wäre, bestehen auf Bundesebene starke indirekte Steuerungsmöglichkeiten über das
Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) und die Ausgestaltung der
Förderungs-Voraussetzungen und Förderhöhen.
48
Ergebnis
Über die Produktion von Biogas können im Business As Usual
Szenario 21%, im Beregnungs-Szenario 34% und im Energiemais-Szenario 46% des Netto-Strombedarfs von Brandenburg
im Jahr 2025 gedeckt werden. Abbildung 7 zeigt das Ergebnis
der Berechnungen. Zusammen mit einem unveränderten Anteil
des Futtermais-Anbaus (violett) werden dafür zwischen 29%
und 48% der brandenburgischen Ackerfläche benötigt. Die
Berechnungen basieren auf einer exklusive Nutzung der mit
Energiemais belegten Ackerflächen zur Energieproduktion und
beinhalten somit eine Konkurrenz zu anderen Nutzungsformen. Bei den Werten zur Strom-Bedarfsdeckung handelt es
sich um eine obere Abschätzung.
Aufgrund seiner geringen Bevölkerungsdichte und großen
Ackerflächen kann Brandenburg einen beträchtlichen Anteil
seines Strombedarfs über die Erzeugung von Biogas decken.
Hierdurch werden aber auch Ackerflächen belegt und stehen
für die Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln nicht zur
Verfügung. Ein eventueller Bedarf an Ackerflächen zur Versorgung der Bevölkerung Berlins wird nicht berücksichtigt. Die
Begrenztheit der vorhandenen Ackerflächen legt eine möglichst effiziente Nutzung der Ressourcen nahe, vor allem da
Deutschland bereits heute ein Netto-Importeur von Agrarprodukten ist. Eine effizientere Nutzungsoption wäre, die erzeugte
Impact Assessment
Abbildung 7: Maisanteil und Anteil der Strombedarfsdeckung in Brandenburg für drei Szenarien im Jahr 2025
49
Impact Assessment
Bioenergie nicht wie bisher üblich als Grundlaststrom einzuspeisen, sondern nur bedarfsgerecht als Regelenergie zum Ausgleich fluktuierender Einspeisungen bei Solar- und Windstrom
zu verwenden.
Methode
Für die Erntemengen in den Szenarien wird auf die studieninternen
Berechnungsergebnisse zurückgegriffen. Der angenommenen mittlere
Methanertrag, Wirkungsgrad und Eigenstromverbrauch der Biogasanlagen basiert auf Angaben der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR 2010, 2012). Werte für den erwarteten Stromverbrauch beruhen auf Angaben der Energiestrategie 2030 des Landes Brandenburg
(MWE 2012). Der Futterbedarf wird als weiterhin konstant angenommen, eine Zunahme der Tierproduktion wird für keines der drei Szenarien unterstellt. Daher werden in allen Szenarien 10% der Ackerflächen als Anbauflächen für Futtermais berücksichtigt.
Der mittlere elektrische Wirkungsgrad der Biogasanlagen wird mit
38% bei einem Eigenstromverbrauch von 7,9% berücksichtigt.
Dadurch lassen sich pro Tonne Silomais 413 Kilowattstunden Strom
erzeugen. Dementsprechend liegen die Stromausbeuten pro Hektar in
den Szenarien bei 12.900 kWh (Business As Usual), 14.600 (Beregnung) und 12.300 (Energiemais).
Die Energiestrategie 2030 geht in ihrem Zielszenario von einer Reduzierung des Strombedarfs in Brandenburg um 10% zwischen 2007
und 2030 aus. Für die Abschätzung des Stromverbrauchs im Jahr 2025
50
wird daraus eine Bedarfsdegression von jährlich 0,48% Endenergie
abgeleitet. Der so berechnete Strombedarf beträgt für das Jahr 2025
13.400 Gigawattstunden Endenergie.
Insgesamt stellen die Werte der Strom-Bedarfsdeckung eine obere
Abschätzung dar. Sie beziehen sich auf die benötigte Endenergie und
lassen damit den erhöhten Bedarf infolge von Verlusten im Leitungsbereich unberücksichtigt. Ebenfalls wurde für das Beregnungs-Szenario kein zusätzlicher Stromverbrauch zum Betrieb der Beregnungsanlagen angenommen, da hier unterschiedliche Arten der
Energieversorgung in Frage kommen. Zuletzt ist unklar, ob sich die
Ziele einer Stromreduktion von fast einem halben Prozent jährlich bis
zum Jahr 2025 erreichen lassen, oder ob mit einer Zunahme der elektrischen Anwendungen im Haushalts- und Bürobereich und mit den
Zielen für eine gesteigerte Elektromobilität nicht eher eine Zunahme
des Stromverbrauchs zu erwarten ist.
Die Berechnungen für den Flächenbedarf stellen dagegen eine untere
Abschätzung dar. Sie beziehen sich auf eine alleinige Nutzung des derzeit effizientesten Biogassubstrats Silomais. Werden auch andere
Pflanzen als Biogassubstrat verwendet, um eine breitere Fruchtfolge
zu erzeugen, erhöht sich bei gleicher Stromproduktion der Flächenbedarf.
Impact Assessment
Landschaftsgestalt
Anja Starick
Erlebt wird Landschaft wesentlich aus nichtproduktiven, insbesondere aus erholungsbezogenen Nutzungen heraus, und zwar
ästhetisch. Sie hat eine Gestalt, und eine Vielzahl an Faktoren
bewirkt, ob diese Gestalt als schön empfunden wird. Dazu
gehört, dass sie Eigenart bzw. einen spezifischen Charakter hat,
und Reize für möglichst alle Sinne bietet. Kulturell tradierte Vorstellungen einer romantischen Landschaft prägen ihr ästhetisches Erleben ebenso mit, wie das Wissen über eine Landschaft.
Dazu gehört auch das Wissen über den Zweck der landwirtschaftlichen Produktion. Physisch geprägt ist sie durch die landwirtschaftliche Produktion, und darüber hinaus durch die Landnutzungsstruktur insgesamt.
Im Zuge aktueller Entwicklungen werden die Auswirkungen der
Landnutzungen auf die Gestalt der Landschaft, z.B. die eines
vermehrten Maisanbaus, öffentlich kontrovers diskutiert.
In den Szenarien verändert sie sich durch die Veränderung der
Anbauverteilung. Dabei verschieben sich insbesondere die
Anteile von Mais und Getreide. Zur Verwendung der Fruchtarten liefern die Szenarien nur für Mais Aussagen. Sie zeigen
einen steigenden Anteil des Energiemaises an der gesamten
Maisanbaufläche vom Business As Usual über das Bewässerungs- zum Energiemais-Szenario.
Vielfalt der Agrarlandschaft in Brandenburg (A. Starick)
51
Impact Assessment
Die Gestalt der Landschaft in ihrer Vielfalt, Eigenart und Schönheit und mit ihrem Erholungswert zu schützen und zu entwickeln, ist ein wichtiges Ziel des Bundes- und der Landesnaturschutzgesetze.
Ergebnis
Im Ergebnis lassen sich auch unabhängig vom landschaftlichen
Kontext Unterschiede in der Art der ästhetischen Wahrnehmung und der Beurteilung der Schönheit der Fruchtarten feststellen. Getreide und Raps sind demnach attraktiv. Mais wird
ambivalent wahrgenommen. Zuckerrüben sind wenig attraktiv.
Entscheidend für die Wirkung auf die Landschaftsgestalt aber
sind die Fruchtartenzusammensetzung und der Anteil der
jeweiligen Fruchtart an der Flur.
Daraus resultieren in allen Szenarien Entwicklungen, die im Vergleich zum Business As Usual Szenario negativ bewertet werden. Einen deutlichen Unterschied gibt es in der Erheblichkeit
der negativen Veränderungen: Sie ist beim Beregnungs-Szenario geringer als im Mais-Szenario.
Insbesondere ein hoher Anteil von Mais an der Fruchtartenzusammensetzung bewirkt eine negative Veränderung. Zwar
kann ein substanzieller aber geringer Anteil von Mais die Flur
durchaus bereichern. Gerade in ausgeräumten offenen Landschaften trägt er dann zur Gliederung der Flur bei, schafft
attraktive Randsituationen und differenziert Sichten. Bei höheren Anteilen wird der Charakter gerade von offenen Landschaften jedoch grundlegend verändert. Mais beschränkt dann häu-
52
fig die Sicht und schränkt die Orientierung ein. Mit einem eher
abrupten jahreszeitlichen Verlauf ist Mais eine lange unscheinbare Fruchtart, die jedoch im Spätsommer die Flur schnell dominiert, und als hoher, kompakter, wenig gegliederter oder texturierter Körper in Erscheinung tritt, der eine geringe innere
Dynamik aufweist und wenig Farb- (z.B. Blüh-) und Geruchsreize bietet. Darum wirken höhere Anteile von Mais in der Flur
schnell monoton, das gilt umso mehr, wenn sie die Fruchtartenvielfalt reduzieren. Auf die Wahrnehmung negativ wirkt unter
Umständen auch, dass die Zunahme von Mais mit der Bioenergiebereitstellung assoziiert ist.
Besonders disponiert gegen die in den Szenarien dargestellten
Entwicklungen sind Schutzgebiete, namentlich die Biosphärenreservate, Naturparks und Landschaftsschutzgebiete, sowie die
Regionalparks und kleinräumig differenzierte Landschaften mit
kleinschlägiger Bewirtschaftung und historischer Prägung, das
betrifft zum Beispiel den Spreewald.
Örtliche Entwicklungen, beispielsweise Konzentrationen von
Mais im Umfeld einer Biogasanlage, sind mit der landesweiten
Betrachtung nicht abgebildet, zudem sind Vorbelastungen nicht
berücksichtigt. Grenzwerte, wie viel Mais ästhetisch verträglich
ist, können letztlich nur landschaftsspezifisch bestimmt werden.
Dafür ist ein Bezug zu den Charakteristika der Brandenburger
Kulturlandschaften unerlässlich, die es zunächst zu bestimmen
gilt. Forschungsbedarf besteht darüber hinaus in einer geringen
sozialempirischen Kenntnis zur Wahrnehmung und zur Veränderung der Wahrnehmung von Landnutzungsänderungen,
explizit der landwirtschaftlichen Produktion.
Möglichkeiten, die Fruchtartenzusammensetzung einer Landschaft zu steuern, um die negativen Wirkungen zu verhindern
und positive zu fördern, sind bislang gering. Für die besonders
disponierten Gebiete kann das zum Teil über die Schutzgebietsverordnungen geleistet werden. Darüber hinaus wären ein Ausbau des fachplanerischen Instrumentariums und eine enge Verknüpfung mit der Raum- und Landschaftsplanung erforderlich.
Auch der Ausbau informeller Instrumente kann einen Beitrag
leisten, beispielsweise durch Integration von Umweltwirkungen
in Regionale Energiekonzepte.
Impact Assessment
Methode
Untersucht wurde, inwieweit die Anbauveränderungen in den Szenarien einen positiven oder negativen Einfluss auf die Landschaftsgestalt haben. Nachdem der Charakter der verschiedenen Brandenburger Landschaften nicht systematisch beschrieben ist, lag der
Schwerpunkt auf dem sinnlichen Erleben einer Landschaft. Dazu wurde das Prinzip der Ökologischen Risikoanalyse angewendet und eine
Methode entwickelt und erprobt, anhand derer zunächst die ästhetische Wirkung der Fruchtartengruppen an sich, und auf dieser Basis
diejenige der Szenarien vergleichend bewertet werden konnte.
53
Impact Assessment
Einsparung Treibhausgas-Emissionen
Carsten Gutzler
Die Senkung der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen
durch die Produktion von Energie aus erneuerbaren Quellen ist
eines der Hauptziele der Energiewende. Für die Szenarien wurde die Einsparung von Treibhausgas-Emissionen durch die Produktion von Biogas aus dem Maisanbau sowie der Energieerzeugung in Blockheizkraftwerken abgeschätzt. Da in der
Landwirtschaft neben CO2 auch die Emissionen von Lachgas
und Methan relevant sind, beziehen sich alle Angaben auf CO2Äquivalente. Hierbei wird den Emissionen von Lachgas und
Methan eine Menge an CO2-Emissionen zugeordnet, die dieselbe klimaschädigende Wirkung hätte.
Anders als bei der Windkraft, wo durch die Ausweisung von
Vorranggebieten eine regionalplanerische Steuerungsmöglichkeit besteht, wird der Anbauanteil von Energiepflanzen vom
Landwirt nach Wirtschaftlichkeitsaspekten bestimmt. Entscheidend ist im Bereich Biogas die Förderung durch das Erneuerbare
Energien Gesetz (EEG). Da die über Anbaubiomasse erzeugte
Energie aufgrund ihrer hohen Gestehungskosten auch langfristig am Markt nicht konkurrenzfähig sein wird bestimmt die
Höhe der Fördersätze, ob sich der Anbau von Energiepflanzen
zur Biogaserzeugung für den Landwirt lohnt. Eine Steuerung
des Anbauumfangs durch den Gesetzgeber hat sich allerdings
als schwierig erwiesen. Die genaue Ausgestaltung der Förderung entscheidet weiter über die technischen Eigenschaften
von neu errichteten Anlagen (bspw. Abdichtungsanforderung
54
Gärrestelager, Wirtschaftlichkeit großer oder kleiner Anlagen,
Substratauswahl) und hat somit auch einen massiven Einfluss
auf die Treibhausgaseinsparungen pro Kilowattstunde.
Ergebnis
Entsprechend der Ernteerträge können landesweit in den
Szenarien zwischen 8,1 Tonnen (Energiemais-Szenario) und 9,5
Tonnen (Beregnungs-Szenario) CO2-Äquivalente pro Hektar
Energiemaisfläche eingespart werden. Bei den Werten des
Beregnungsszenarios ist zu beachten, dass die zusätzlichen
Energiekosten der Beregnung nicht berücksichtigt wurden.
Im Szenario Business As Usual werden insgesamt 1,8 Millionen
Tonnen, im Szenario Beregnung 3,0 Millionen Tonnen und im
Szenario Energiemais 3,5 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente
durch den Ersatz fossiler Energieträger eingespart. Abbildung 8
zeigt das Ergebnis der Berechnungen. Bezogen auf die energiebedingten Emissionen Brandenburgs im Jahr 2011 von etwa 57
Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten (LUGV 2012) entspricht
dies einer Einsparung von 3,2% (Business As Usual), 5,2%
(Beregnung) und 6,2% (Energiemais).
Die Ergebnisse stellen eine obere Abschätzung der EinsparungsMöglichkeiten dar. Die infolge des Energiepflanzen-Anbaus
reduzierte Anbaufläche für die Produktion von Nahrung- und
Futtermitteln bedingt erhöhte Importe. Folgen hieraus wurden
nicht berücksichtigt. Eine Veränderung der fossilen Referenz in
Richtung einer erhöhten Nutzung von Erdgas bei gleichzeitiger
4.000.000
Treibhausgas Einsparungen [Tonnen CO2-Äquivalente]
3.500.000
Impact Assessment
Wärme
Strom
Wärme + Strom
3.000.000
2.500.000
2.000.000
1.500.000
1.000.000
500.000
-
Business As Usual
Beregnung
Energiemais
Abbildung 8: Eingesparte Treibhausgas-Emissionen in den Szenarien (Referenz: Energiemix BRD 2011)
55
Impact Assessment
Reduzierung von Kohle- und Öl-Anteilen würde ebenfalls die
eingesparten Emissionen pro Kilowattstunde reduzieren.
Insgesamt kann der Anbau von Energiemais einen signifikanten
Beitrag zur Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen in Brandenburg leisten. Indirekte Effekte, die aus einem verstärkten
Import von Agrarprodukten resultieren und die Treibhausgasbilanz nachteilig beeinflussen können, werden dabei jedoch noch
nicht berücksichtigt. Hier besteht dringender Forschungsbedarf.
Tabelle 8: Treibhausgasemissionen pro Kilowattstunde: Biogas und Fossile
Referenz
Strom
Wärme
[g CO2-Äqu./ kWh]
Emission: Fossile Referenz
783
311
Emission: Biogas
234
140
Einsparung: Biogas
549
171
56
Methode
Für die Berechnungen dieser Studie wurden die vom Umweltbundesamt
veröffentlichten Koeffizienten für Emissionseinsparungen durch die
Erzeugung von Strom und Wärme aus Biogas verwendet (UBA 2012).
Diese basieren auf dem bundesdeutschen Anlagenbestand im Jahr 2011
und gehen davon aus, dass durch die Erzeugung einer Kilowattstunde
erneuerbarer Energien die Emissionen aus der Produktion einer Kilowattstunde in fossilen Kraftwerken eingespart werden. Es wird ausgeschlossen, dass sich regenerative Energien gegenseitig verdrängen. Für
Strom aus Biogas wird unterstellt, dass die substituierte fossile Energiemenge zu 69% über Kohle und zu 31% über Gas erzeugt worden wäre.
Bei Wärme aus Biogas-KWK-Anlagen wird angenommen, dass die eingesparte Wärme zu 61% über Öl, zu 35% über Gas und zu 4% über
Kohle erzeugt worden wäre. Aufgrund dieser Annahmen liegt der fossile
Referenzwert deutlich über dem Emissionsniveau des deutschen Strommixes, da dieser ja bereits regenerativen Quellen beinhaltet.
Die Biogasemissionen berücksichtigen die Vorkettenemissionen aus
dem Bau der Anlagen und dem Maisanbau. Referenz für die Emissionen
beim Anbau ist eine bestehende ackerbauliche Nutzung der Fläche.
Emissionseinsparungen, die bei Nicht-Nutzung der Fläche entstehen
würden (Brache), werden nicht berücksichtigt. Tabelle 8 zeigt die Emissionen pro Kilowattstunde Strom und Wärme für die Fossile Referenz
und die Einsparungen bei der Erzeugung über Biogas.
Bei den Berechnungen wurde für die Stromerzeugung der Anlagen ein
Wirkungsgrad von 38% und ein Eigenstromverbrauch von 7,9% angenommen. Für die Wärmebereitstellung wurde ein Wirkungsgrad von
45,5% und über die benötigte Prozesswärme der Anlage hinaus eine 50
prozentige Nutzung der anfallenden Wärme unterstellt.
Impact Assessment
Biodiversität
Michael Glemnitz, Ulrich Stachow, Frank Pasedag
Goldammer ( Emberiza citrinella), (J. Hoffmann)
57
Impact Assessment
180
Kiebitz
140
Grauammer
120
Braunkehlchen
100
Brutvögel gesamt
80
Wie wirken sich zukünfti60
ge, veränderte Landnutzungen auf die Biodiversi40
tät aus? Die Intensivierung
der Landnutzung gilt all20
gemein als eine der wichtigsten Ursachen für den
0
Artenverlust weltweit. In
Business As Usual
der „nationalen Biodiversitätsstrategie
(NatBioDivStrat)“, der nationalen
Umsetzung der „Convention on Biological Diversity“ (CBD), sind wesentliche Ziele und
Maßnahmen definiert, anhand derer der Zustand der biologischen Vielfalt in Landschaften verbessert werden soll. Dazu
gehört auch die Definition von Indikatoren, anhand derer die
Veränderung gemessen werden kann.
58
Feldlerche
160
Veränderung in Prozent
Die Goldammer ist eine
von zehn Vogelarten, die
im Rahmen der Nationalen Biodiversitätstrategie
als Indikator für den
Zustand der Biodiversität
in Agrarlandschaften Verwendung findet. Sie ist
eine typische Vogelart,
die auf Agrarflächen Nahrung sucht.
Beregnung
Energiemais
Szenarien
Abbildung 9: Szenarienergebnisse für Vögel, die auf Agrarflächen brüten
Impact Assessment
Neuntöter
Goldammer
Heidelerche
Veränderung in Prozent
180
Der Indikator „Artenvielfalt in der Agrarland160
schaft“, welcher die
Populationsentwicklung
140
von zehn typischen
Arten der Agrarlandschaften
zusammen120
fasst, wurde hier zur
Bearbeitung
ausge100
wählt. Damit soll untersucht werden, ob und
80
wie stark die Landnutzungsszenarien mit der
60
aktuellen Strategie der
Bundesregierung zum
40
Stopp bzw. zur Umkehrung des Verlustes an
20
Biodiversität im Widerspruch bzw. in Überein0
stimmung stehen.
Business As Usual
Von den insgesamt zehn
Vogelarten werden hier
sieben untersucht (Feldlerche, Heidelerche, Kiebitz, Grauammer, Goldammer, Braunkehlchen und Neuntöter),
die unmittelbar an Ackerkulturen gebunden sind. Für die übrigen drei Arten trifft dies nicht zu.
Futtersucher
gesamt
Beregnung
Energiemais
Szenarien
Abbildung 10: Szenarienergebnisse für Vögel, die auf Agrarflächen Nahrung
suchen
59
Impact Assessment
Ergebnis
Insgesamt stehen alle Szenarien in Konflikt mit den Zielen der
Nationalen Biodiversitätsstrategie, in der die Vergrößerung der
Populationen gegenüber dem gegenwärtigen Zustand angestrebt wird. Auch mit der gegenwärtigen Landnutzung und
dem Szenario Business As Usual werden die Ziele der Biodiversitätsstrategie nicht erreicht.
Durch eine Zunahme der Beregnung im Ackerbau und eine
Zunahme des Energiemaisanbaus nimmt die für die Brut von
Ackervögeln geeignete Fläche um bis zu 27% gegenüber der
heutigen Situation, und um 13,5% gegenüber dem Szenario
Business As Usual ab. Von den vier Indikatorarten, die auf
Ackerflächen brüten, kann nur eine Art von der veränderten
Landnutzung profitieren (Kiebitz), eine andere Art (Braunkehlchen) ist von der Veränderung kaum betroffen und für zwei
typische Ackerarten (Feldlerche und Grauammer) nimmt das
Angebot an potenziell geeigneten Bruthabitaten stark ab.
Während die positiven Effekte für die Kiebitze aufgrund der vergleichsweise kleinen Ausgangspopulation und einschränkenden Standortansprüche (nur auf feuchten, lehmigen Böden)
insgesamt gering ausfallen dürften, sind die Veränderungen für
die bislang weit verbreiteten Arten Feldlerche und Grauammer
dramatisch. Für den Kiebitz können im Szenario Business As
Usual 1.770 Brutpaare auf den Ackerflächen Brandenburgs
erwartet werden, im Energiemais-Szenario sogar 2.990 Brutpaare. Für die Grauammer jedoch vermindert sich die Anzahl
von 18.800 auf 13.500, für die Feldlerche sogar von 330.400
auf 260.100 Brutpaare im Vergleich der Szenarien Business As
60
Usual und Energiemais. Das führt zu einer Zunahme der Konflikte mit der Biodiversitäts-Strategie, weil durch Ausdehnung
des Maisanbaus der Rückgang der Populationen insgesamt eher
noch beschleunigt wird, entgegen dem eigentlichen Ziel.
Für außerhalb der Ackerflächen brütende Arten reduziert sich
die verfügbare Ackerfläche zur Nahrungssuche um etwa 5% im
Vergleich zur bisherigen Situation. Die Zunahme der Beregnungswirtschaft trägt am stärksten zum Rückgang der verfügbaren Flächen mit Nahrungsangebot bei. Maisanbau kann die
Zeitdauer des Nahrungsangebotes bis in den Spätsommer hinein verlängern. Deshalb kann Maisanbau im Rahmen von
Fruchtfolgen und unterhalb regionaler Grenzwerte teilweise
auch zu einer saisonalen Verbesserung des Futterangebotes beitragen.
Abbildungen 9 und 10 zeigen die relative Veränderung der zur
Verfügung stehenden, potenziell geeigneten Ackerfläche, einmal für die Brut von vier ausgewählten typischen Vogelarten,
einmal für drei typische Arten von Nahrungssuchern auf Agrarflächen (Auswahl analog zur NatBioDivStrat, 2007).
Der Indikator „Artenvielfalt in der Agrarlandschaft“ gilt als
Schlüsselindikator für die Nachhaltigkeit von Landnutzungssystemen. Für die Zukunftsszenarien Feldbewässerung und Energiemaisanbau zeigt der Indikator eine weitere Entfernung von
den Zielen der nationalen Biodiversitätsstrategie und eine
Zunahme der Zielkonflikte zwischen der Landnutzung und dem
Biodiversitätsschutz an. Die angestrebte Trendumkehrung erfordert demnach zunehmend Maßnahmen, die über die Gewährleistung einer „guten fachlichen Praxis“ hinausgehen. Erforderlich sind also z.B. gesetzliche Mindestvorgaben, u.a. die
Schaffung ökologischer Vorrangflächen im Rahmen der zukünftigen EU-Agrarförderung und Anreizsysteme für die gezielte
Förderung geeigneter Fruchtarten, z.B. mehrjähriges extensiv
genutztes Ackerfutter, den Anbau von Körnerleguminosen und
Sommergetreide bzw. angepasster Anbauverfahren, wie z.B.
Wintergetreideanbau in Doppelreihen oder die Anlage von
“Lerchenfenstern“.
Impact Assessment
Methode
Die Indikator-Vogelarten nutzen die Ackerflächen zur Futtersuche und/
oder als Bruthabitat. Die Ackerflächen müssen Deckung als Schutz vor
Prädatoren bieten, jedoch auch offen genug sein, um die Nester zu erreichen und Nahrung bieten. Dabei ist einerseits bekannt, wie eine Ackerfläche beschaffen sein muss, damit die einzelnen Vogelarten dort brüten
bzw. Futter finden können (z.B. Nahrungsangebot, Vegetationsdichte).
Andererseits kennt man für die landwirtschaftlichen Fruchtarten die
Vegetationsentwicklung und die üblichen Produktionsverfahren, aus
welchen sich die Häufigkeiten und Zeiträume der Bodenbearbeitung, des
Pflanzenschutz etc., die z.T. als gravierende Störungen für die Vogelarten
gelten müssen, ergeben.
Aus diesen Angaben, den Ansprüchen der einzelnen Vogelarten und der
Entwicklung der Ackerkulturen, kann für jede (Acker-) Rasterzelle die
potentielle Habitateignung für die Vogelarten errechnet werden: Überschneiden sich die Habitatansprüche der Arten mit den Merkmalen der
jeweiligen Vegetationsstruktur, kann eine Eignung als Brut- bzw. Futterhabitat angenommen werden. Diese Eignung kann durch einzelne Maßnahmen des landwirtschaftlichen Flächenmanagements eingeschränkt
werden, z.B. durch Bodenbearbeitung während der Brutperiode. Für
ackerbrütende Vogelarten wurde jeweils berechnet, ob mindestens 30
Tage lang hintereinander eine strukturelle Eignung als Bruthabitat gegeben ist und wie stark der Bruterfolg durch Futterverfügbarkeit und Störungen durch das Management beeinträchtigt wird. Bei Vogelarten, die
Ackerflächen nur zur Nahrungssuche aufsuchen, wurde die Zugänglichkeit dieser Ressource an Hand der Vegetationsstruktur und die Verfügbarkeit von Nahrung in Anhängigkeit von Managementmaßnahmen (z.B.
Pflanzenschutz) abgeschätzt.
61
Impact Assessment
Wassererosion
Detlef Deumlich
Die Wassererosion als ein Prozess von Loslösung und Transport
wird durch Regentropfen verursacht, die insbesondere auf
unbedecktem Boden eine stärkere Loslösung der Partikel durch
Splash (Verspritzen von Bodenteilchen) bewirken. Bei Überschreiten der Aufnahme- bzw. Speicherfähigkeit des Bodens
konzentriert sich das Wasser im Abflusssystem und formt sich in
der Folge vertiefende Rillen und Gräben, die letztlich Fließgewässer oder Hohlformen erreichen.
Mais wird aufgrund seiner späten Aussaat, langsamen Jugendentwicklung und großen Reihenentfernungen als erosionsfördernd betrachtet. Sein Anbau hat in Deutschland stetig zugenommen, zunächst als ertragreichste Futterpflanze, derzeit als
Substratlieferant für Biogasanlagen.
Um Erosion und Schadverdichtung von administrativer Seite zu
begegnen, existieren EU-Vorschriften, die seitens des Bundes
und der Länder im Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG),
dem Direktzahlungen-Verpflichtungengesetz (DirektZahlVerpflG), dem Dünge- bzw. Pflanzenschutzgesetz und den Verordnungen geregelt sind.
Ergebnis
Die Ausdehnung des Maisanbaus führt in allen Szenarien bei
Betrachtung der Mittelwerte zu einer Erhöhung der Erosionsge-
62
fährdung. Tabelle 9 vergleicht die mittleren Bodenabträge im
Beregnungs- und Energiemais-Szenario mit den Bodenabträgen
im Szenario Business As Usual. Zu berücksichtigen ist, dass
bereits im Szenario Business As Usual Bodenabträge existieren.
Jede weitere Erhöhung des Bodenabtrags verschärft die schädliche Bodenzustandsveränderung der betroffenen Flächen und
gefährdet angrenzende Areale. Die mengenmäßig größte Erhöhung betrifft den ohnehin bereits besonders erosionsgefährdeten Landkreis Uckermark.
Die Tabelle ermöglicht einen relativen Vergleich der Szenarienergebnisse auf Landkreisebene. Einzelne exponierte Schläge,
insbesondere Hänge lassen massive Bodenschädigungen bei
steigendem Maisanbau befürchten, während andere Ackerflächen von Erosion kaum betroffen sein werden.
Feldblockbezogen sind zukünftig vor allem die Areale vom
Maisanbau auszuschließen, die eine mehr als mittlere natürliche
Erosionsgefährdung besitzen. Betriebswirtschaftliche Entscheidungen sind unter Beachtung der Standortbedingungen bei
besonderer Beachtung des Bodenschutzes zu treffen. Selbst
Betriebsflächen in „konservierender Bodenbewirtschaftung“
sind bei größerer Hangneigung bzw. Horizontalwölbung stark
erosionsdisponiert. Maisanbau sollte dort unterbleiben.
Bodenschutzanstrengungen sind über die sogenannte „Gute
fachliche Praxis“ hinaus durch Maßnahmen der standortangepassten Produktion zur Sicherung nachhaltiger Landwirtschaft
erforderlich
Gully Erosion (D. Deumlich)
Impact Assessment
63
Impact Assessment
Tabelle 9: Zunahme der mittleren Bodenabträge [%] bzw. der Abtragsmasse (t) gegenüber Business As Usual in den Landkreisen in 2025
Landkreis/
Kreisfreie Stadt
64
Erosions-Zunahme gegenüber Business As Usual
Beregnungs-Szenario
Energiemais-Szenario
Beregnungs-Szenario
Energiemais-Szenario
Barnim
[%]
9%
[%]
18%
[t/Kreis]
1.240
[t/Kreis]
2.415
Elbe-Elster
11%
19%
1.024
1.760
Havelland
10%
18%
1.022
1.804
Dahme-Spreewald
13%
24%
1.157
2.044
Oder-Spree
9%
18%
1.365
2.817
Märkisch-Oderland
9%
16%
3.034
5.424
Oberhavel
10%
19%
815
1.506
Ostprignitz-Ruppin
14%
24%
1.717
2.977
Oberspreewald-Lausitz
15%
22%
580
871
Potsdam-Mittelmark
12%
19%
1.960
3.332
Prignitz
8%
16%
1.870
3.690
Spree-Neiße
11%
23%
728
1.409
Teltow-Fläming
9%
16%
1.252
2.215
Uckermark
9%
16%
8.462
15.792
Brandenburg
21%
30%
84
120
Cottbus
12%
21%
47
85
Frankfurt (Oder)
7%
18%
193
495
Potsdam
11%
22%
56
107
Impact Assessment
Methode
Zur Abschätzung der Erosionsgefährdung der drei Szenarien wird als
Erosionsmodell die Allgemeine Bodenabtragsgleichung (DIN 19708
„Bodenbeschaffenheit - Ermittlung der Erosionsgefährdung von
Böden durch Wasser mit Hilfe der ABAG1“) genutzt, als Flächeninformation werden die Ergebnisse der kleinräumigen Anbauverteilung im
1-Hektarraster verwendet.
Für die Berechnungsvarianten der Studie konnte auf existierende
Resultate zur Bodenerosionsabschätzung für Brandenburg aufgebaut
werden (Deumlich 2012). Im Rahmen der Studie werden die veränderten Bodenbedeckungs- und Managementfaktoren genutzt, die der
Anbauverteilung in den Szenarien entsprechen.
1 Allgemeine Bodenabtragsgleichung (Schwertmann et al. 1990)
65
Impact Assessment
Gewässerschutz-Pufferzonen
Dagmar Balla, Tom Baumeister, Ralf Dannowski
Mais hat gegenüber anderen Kulturen ein deutlich höheres
Umweltrisiko, insbesondere hinsichtlich der Nährstoffauswaschung, Erosion und Pestizidbelastung. Bei einem anwachsenden Anteil von Energiemais ist damit zu rechnen, dass sich
ebenfalls der Anteil der Maisschläge in direkter Gewässernachbarschaft erhöht. Auch wenn von einer guten fachlichen Praxis
bei der Bewirtschaftung der Schläge und zur Verminderung des
Umweltrisikos ausgegangen wird, sind dennoch Folgen auf die
Oberflächen- und Grundwassergüte zu erwarten. So ist der diffuse, landwirtschaftsbedingte Phosphoreintrag in die Oberflächengewässer zwischen 1985 und 2005 nur um 1% gesunken
(UBA 2011), obwohl in diesem Zeitraum umweltschonende Verfahren in der Landwirtschaft eingeführt worden sind. Um einen
vorsorgenden, effektiven Schutz der Gewässer zu gewährleisten, werden Pufferzonen von 10 - 20 m empfohlen. Eine Nährund Schadstoffretention von diffusen Stofffrachten, die sowohl
über Oberflächenabfluss als auch über den Grundwasserpfad
transportiert werden, ist erst ab dieser Breite zu erwarten (DWA
2012).
Gewässerschutz-Pufferzonen sind bei jedem Hanggefälle der
angrenzenden Flächen wirksam: bei Hangneigungen mit Erosionsgefährdung -gegenüber Stofffrachten, die mit dem Oberflächenabfluss antransportiert werden, bei schwächer geneigten
ebenen Reliefbedingungen hauptsächlich gegenüber Stofffrachten, die mit dem Grundwasser anströmen. Dort bieten
66
Pufferzonen besonders in der Grundwasser-Gewässer-Übergangszone ein hohes Stoffretentionspotenzial.
Gewässerschutz-Pufferzonen bzw. Gewässerentwicklungskorridore haben entsprechend der Gewässerentwicklungskonzepte
zur Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie darüber hinaus
positive Auswirkungen auf Biodiversität und Naturschutz, auf
Klimaveränderungen und auf Landschaftsästhetik, die durch
diesen Indikator gleichfalls mit berücksichtigt werden. Der Indikator versteht sich so als Beitrag zur Vermittlung von Akzeptanz
zwischen dem Landwirt auf der einen Seite, der aus ökonomischen Gründen keine Flächen mehr aufgeben möchte und auf
der anderen Seite dem Erfordernis zur Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie und der durch das Land Brandenburg geförderten Maßnahmen (z.B. VVGewSan 2011).
Eine direkte Beurteilung der Beeinflussung der Gewässergüte
durch die Erhöhung des Maisanteils lässt sich aufgrund der
räumlichen und zeitlichen Zuordnung der Effekte nur mit großem Aufwand nachweisen. Der Indikator „GewässerschutzPufferzonen“ geht daher
1. von den Gewässerlängen aus, auf denen durch den Anbau
von Mais eine Beeinträchtigung der Gewässergüte zu erwarten
ist,
Impact Assessment
14
Business As Usual
Beregnungs-Szenario
12
Energiemais-Szenario
Pufferzonenfläche in km2
10
8
6
4
2
0
Abbildung 11: Benötigte Flächen der Landkreise Brandenburgs für Gewässerschutz-Pufferzonen, angrenzend an die Maisschläge in den Szenarien
67
Impact Assessment
2.von einem Flächenanteil von Pufferzonen als präventive
Maßnahme zum Gewässerschutz aus, auf dem mit Ertragseinbußen zu rechnen wäre.
Ergebnis
Brandenburgs Gewässerufer haben eine Gesamtlänge von ca.
38.000 km, von denen zwischen 3.743 km (Business As Usual)
und 6.332 km (Energiemais-Szenario) an Maisflächen angrenzen (Tabelle 10). Das entspricht 10 – 16% der Gewässerlängen.
Wenn man der Forderung Folge leistet, eine 20 m breite Gewässerschutz-Pufferzone anzulegen, benötigt man dafür nur zwischen 0,5 und 0,8% der Ackerfläche Brandenburgs bzw. 1,9%
der Maisanbaufläche. Der ausgewiesene Anteil stellt dabei für
die gegebene Methodik ein Höchstmaß dar, weil die bereits vorhandenen Gewässerschutz-Pufferzonen unberücksichtigt bleiben.
Die Landkreise mit der höchsten Gewässerlänge - OstprignitzRuppin, Dahme-Spreewald sowie die Prignitz - weisen in den
Szenarien auch den höchsten Anteil der gewässerangrenzenden Maisflächen aus (7 - 10%). Im Energiemaisszenario mit 105
km2 Abzugsflächen für Pufferzonen (Tabelle 10) wären aber
durch die höheren Maisflächenanteile die Landkreise Elbe-Elster
mit 12,5%, Märkisch-Oderland mit 11% und Prignitz mit 11%
der Flächenanteile am meisten betroffen.
68
Methode
Es wird ermittelt, welche Konsequenz sich entsprechend der Szenarien
aus einer Erweiterung der Maisanbaufläche auf den Flächenbedarf
zur Ausweisung von Pufferzonen ergeben würde, um den Gewässerschutz zu gewährleisten. Dabei wird bewusst von einer totalen Einbeziehung aller Fließ- und Standgewässer, die an Maisäcker angrenzen,
ausgegangen, unabhängig von den bereits vorhandenen Gewässerrandstreifen. Die Gewässerlängen in der Gewässernachbarschaft von
Maisflächen wurden in ArcMap 10 durch den Verschnitt von folgenden Karten ermittelt: Feldblockkarte Brandenburg 2009, Anbauverteilung in den Szenarien, Karte der Landkreise Brandenburgs (ATKIS),
Gewässerkarte von Brandenburg (Fließ- und Stillgewässer).
Es werden Gewässerrandstreifen von 20m beidseitig an Fließgewässern 1. und 2. Ordnung sowie an Standgewässern angenommen, ohne
den Anteil bereits existierender Randstreifen zu quantifizieren.
Gewässerschutz-Pufferzonen in Worin (D. Balla)
Impact Assessment
69
Impact Assessment
Tab.10: Gewässernachbarschaften in Brandenburg zwischen Maisacker und Stand- und Fließgewässerufern, sowie die Flächeninanspruchnahme bei Einrichtung von 20 m breiten Pufferzonen in den Szenarien
Gewässerlängen an
Maisschlägen
[km]
Fläche der
Pufferzonen
[km2]
Flächenantiel der
Pufferzone an
Gesamtackerfläche
[%]
Flächenanteil der Pufferzone
an Maisfläche
[%]
Business as Usual
3.743
61,6
0,47
1,93
Beregnung
4.837
80,4
0,61
1,94
Energiemais
6.332
105,0
0,80
1,93
Szenarien
70
Impact Assessment
4. Diskussion der Ergebnisse
71
Impact Assessment
Dialog mit den Entscheidungsträgern
Andrea Knierim, Caroline Paul
Abbildung 12: Abfrage der Fachgebiete auf dem Workshop
72
Stakeholder bzw. Entscheidungsträger aus Politik und Verwaltung sollen so an der Auswertung der Studie beteiligt werden,
dass (i) ein möglichst breites Spektrum an Rückmeldungen zu
deren Relevanz erzielt wird, (ii) anhand ihrer Fragen und Prämissen eine Orientierung für die Ausrichtung von Folgestudien
gewonnen werden kann und diese dann ein Grundlage für
informierte Entscheidungen bieten. Die Partizipation von Stakeholdern verfolgt dabei konkret die folgenden Ziele:
• ausgewählte Ergebnisse zu den Szenarien vorzustellen,
• die Relevanz der abgebildeten „möglichen Zukünfte“ und
der damit verknüpften Chancen, Risiken und
Handlungsbedarfe für Brandenburg zu diskutieren,
• eine Beurteilung der Szenarienausgestaltung zu
ermöglichen,
• Forschungsbedarf für die inhaltliche Ausrichtung ähnlicher
Untersuchungen zu ermitteln, und
• Kooperationsinteressen zur Beteiligung an künftiger
Szenarienforschung zu eruieren.
Am 21.08.2012 wurden die ersten Ergebnisse der Studie Vertretern von MUGV, MIL, MWE, LUGV, LELF, sowie LBV und PIK
in einem Workshop vorgestellt. Die Teilnehmer vertraten sieben
Fachgebiete, die wichtig sind für den Zusammenhang zwischen
Landwirtschaft und Landschaft (siehe Abbildung 12). Die hohe
Zahl an Vertretern aus der Wissenschaft resultiert aus der Teilnahme von sieben ZALF-Wissenschaftlern, die an der Erstellung
der Studie beteiligt waren.
Impact Assessment
Ergebnis
Konkret liegen folgende Rückmeldungen der am Workshop
beteiligten Stakeholder zur Studie vor:
• Es wurde das Interesse bekundet, mehr Augenmerk auf die
sozialen und ökonomischen Auswirkungen der Szenarios im
ländlichen Raum zu legen. Die Veränderungen durch den Anbau
von Energiemais seien deutlich spürbar, wobei das Lohnunternehmertum beim Maisanbau als eine weitere soziale Auswirkung diskutiert wurde, welche die Akzeptanz von Energiemais
bei der ländlichen Bevölkerung verringere. Auch Arbeitsplätze
waren als Indikator von Interesse. Es wurde deutlich, dass unter
den Teilnehmern die Wahrnehmungen von Maislandschaften
im ländlichen Raum z.T. sehr unterschiedlich sind.
• Es bestand deutlicher Diskussionsbedarf zu dem Energiemaiszenario: Der Ausbau des Szenarios (39% Energiemaisanteil
der ackerbaulich genutzten Fläche) wurde kontrovers diskutiert.
Den hohen Maisanteil an der Ackerfläche Brandenburgs empfanden einige Teilnehmer als unrealistisch. Hier wurde ausgeführt, dass aus Sicht der Wissenschaft der Fokus einer explorativen Szenarienstudie darin liegt, mögliche Trends z.T. auch
überspitzt darzustellen, um künftige Entwicklungen der Landnutzung transparent und diese als Diskussionsgrundlage nutzbar zu machen.
• Im weiteren Diskussionsverlauf wurden auch alternative Biomassequellen als Rohstoffe zur Energieherstellung von mehre-
ren Teilnehmern angesprochen. Hier wird Forschungsbedarf
gesehen. So sei das Potenzial der Nutzung von Grünschnitt aus
geschützten Biotoptypen, die aufgrund der FFH-Managementplanung einer Freihaltung bedürfen, derzeit wirtschaftlich noch
nicht rentabel. Unter anderem erschwert die Heterogenität des
Grünschnitts derzeit eine energetische Verwertung. Auch technische Herausforderungen bei der Nutzung alternativer Bioenergieträger erscheinen interessant für eine weitere wissenschaftliche Vertiefung.
• Das ausreichende Vorhandensein von Wasser zur Feldberegnung in den meisten Landkreisen wurde als verwunderlich
angesprochen. Hierzu wurde ausgeführt, dass sich die Beregnung in den Szenarien allein auf die Ackerstandorte beschränkt
und mit einer angenommenen Beregnungsmenge von
50-75mm ein eher konservativer Wert angesetzt wurde. Als
Beregnungswasser wird in den Szenarien ausschließlich Grundwasser verwendet. Basierend auf der Anregung des Workshops
wurde die Wasserverfügbarkeit und der Mehrertrag für die vorliegende Veröffentlichung noch einmal bei optimaler Beregnung für die jeweiligen Fruchtarten (zwischen 24 und 133 mm)
untersucht.
• Zum Indikator Biodiversität wurde angemerkt, dass der
Rückgang der Biodiversität eine ganzheitliche Betrachtung
erfordert und nicht allein vom Ausbau des Energiemais beeinflusst wird. Auch der Rückgang von Brachflächen falle ins
Gewicht.
73
Impact Assessment
• Weitere Rückfragen bestanden bezüglich der ökonomischen Annahmen und Datenquellen der Studie. Bei der Szenarienentwicklung wurde ein ökonomisch handelnder Landwirt
angenommen, der nach guter fachlicher Praxis wirtschaftet;
ebenfalls sind das EEG sowie eine Fortführung der GAP mit
hypothetischen Deckungsbeiträgen als ökonomische Grundlagen eingeflossen. Faktorpreissteigerungen wurden pauschale
Preissteigerungen gegenübergestellt, so dass eine Erlössteigerung von 10% erzielt wird. Das Greening fand keine Berücksichtigung.
• Die Teilnehmer äußerten Interesse an der Untersuchung
weiterer ökologischer Indikatoren z.B. CO2-Bilanzen der Landwirtschaft, Dünge- und Pestizideinsatz, die resultierende Nitratbelastung und in Folge auch die Frage der Notwendigkeit, die
gute fachliche Praxis ggf. anzupassen. Eine Berechnung der
Treibhausgase-Einsparungen durch den Anbau von Energiemais
ist Teil der vorliegenden Veröffentlichung.
• Eine Nachfrage bezog sich auf die Vorgehensweise bei der
Auswahl der Indikatoren (Pre-Screening). Die Indikatorauswahl
erfolgte bei der Studie zunächst unter dem Gesichtspunkt der
wissenschaftlichen Relevanz und zeitnah verfügbaren Bearbeitungsmöglichkeiten am ZALF.
Die Mehrzahl der Workshop-TeilnehmerInnen äußerte Interesse
an einer weiteren Zusammenarbeit, entweder im Rahmen von
zukünftigen Workshops und/oder Befragungen.
74
Methode
Im Hinblick auf die Stakeholder-Partizipation wurden Protokolle zu
den vorbereitenden Treffen, zum Workshop selbst und zusätzliche
handschriftliche Aufzeichnungen angefertigt, die zur Auswertung
genutzt wurden. Eingangsdaten für die Gestaltung des Partizipationsprozesses und die Auswahl der möglichen Teilnehmer/innen waren
Erfahrungen aus Beteiligungsprozessen in den Projekten INKA BB,
Fachberatung Wasserrahmenrichtlinie und Evaluierung der Cross
Compliance-Beratung in Brandenburg sowie Kontakte aus einer Diplomarbeit zur Nachhaltigkeitsstrategie in Brandenburg.
Impact Assessment
5.Fazit
In der Studie wurden die Chancen und Risiken einer landwirtschaftlichen Entwicklung hin zu einem verstärkten Einsatz von
Feldbewässerung und Energiemaisanbau abgeschätzt.
Der Einsatz von Feldbewässerung ist bei einigen Fruchtarten
wirtschaftlich sinnvoll und besitzt ein hohes Potential, die Erträge zu steigern. Selbst unter den extremen Annahmen der Studie war in den meisten Regionen eine ausreichende Menge an
Grundwasser für Bewässerungsmaßnahmen verfügbar.
Durch eine starke Ausdehnung der Anbauflächen von Mais zur
energetischen Nutzung könnten in den Szenarien bis zu 41%
des Brandenburger Strombedarfs gedeckt und bis zu 3,5
Millionen Tonnen CO2-Äquivalente durch den Ersatz fossiler
Energieträger eingespart werden. Ein entsprechender Anstieg
des Maisanteils auf 48% der Ackerflächen hätte jedoch auch
nachteilige Wirkung auf die Biodiversität in der Agrarlandschaft,
könnte den Charakter der Landschaft nachteilig verändern und
würde das Erosionsrisiko erhöhen. Für Gewässerschutzmaßnahmen wäre ein Flächenentzug für Pufferzonen an den
Gewässerrändern von bis zu 2% der Maisflächen notwendig.
Die vorliegende Studie kann Entscheidungsträger unterstützen,
zukünftige Veränderungen in der Landwirtschaft abzuschätzen
und im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung regulierende
Maßnahmen einzuleiten.
75
Impact Assessment
6. Quellen und weiterführende Literatur
Warum ein Szenario zur Feldberegnung?
Richter, K.; Schmaler, K.; Krüger, U: 50 Jahre pflanzenbauliche Versuchs- und
Forschungstätigkeit am Standort Berge. Langjährige Ergebnisse zur Beregnung von
FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nations (2009): High Level
landwirtschaftlichen Kulturpflanzen: Humboldt-Universität zu Berlin (Hrsg.),
Expert Forum - How to Feed the World in 2050. Online: http://www.fao.org/
Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, Institut für Pflanzenbauwissenschaften,
fileadmin/templates/wsfs/docs/Issues_papers/HLEF2050_Global_Agriculture.pdf
64 S.
König, S. (2009): Wirtschaftlichkeit von Feldberegnung: Bachelorarbeit an der
Hochschule Neubrandenburg. Online: http://digibib.hs-nb.de/file/dbhsnb_deriva-
LUA: Landesumweltamt Brandenburg (2010): Auswertung regionaler Klimamodelle für
das Land Brandenburg. Fachbeiträge des Landesumweltamtes, Heft 113, Potsdam.
te_0000000387/Bachelorarbeit-Koenig-2009.pdf
LVLF: Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung
LWK: Landwirtschaftskammer Niedersachsen (2011): Erträge durch Beregnung
Brandenburg (Hrsg.) (2004): Pilotprojekt Beregnung des Landes Brandenburg.
absichern. Online: http://www.lwk-niedersachsen.de/index.cfm/portal/2/nav/185/
Zusammenfassung der Versuchsberichte 1999-2004. Online: http://www.masf.
article/16483.html
brandenburg.de/sixcms/media.php/4055/bereg_sb.pdf
OECD & FAO: Organisation for Economic Co-operation and Development & Food and
LVLF: Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung
Agriculture Organization of the United Nations (2012): OECD-FAO Agricultural
Brandenburg (Hrsg.) (2005): Leitfaden zur Beregnung landwirtschaftlicher Kulturen.
Outlook 2012, OECD Publishing. doi: 10.1787/agr_outlook-2012-en
Schriftenreihe des Landesamtes für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und
Flurneuordnung, Abteilung Landwirtschaft und Gartenbau Teltow, Groß Kreutz,
Simon, M. (2009): Die landwirtschaftliche Bewässerung in Ostdeutschland seit 1949.
Eine historische Analyse vor dem Hintergrund des Klimawandels. Potsdam-Institut
für Klimafolgenforschung, PIK-Report Nr. 114, Potsdam.
Statistisches Landesamt: Amt für Statistik Berlin-Brandenburg (2012a): Bewässerung in
landwirtschaftlichen Betrieben im Land Brandenburg 2009. Online:
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Impact Assessment
Auswirkungen von Feldbewässerung und
Energiepflanzen-Anbau in Brandenburg
• Flächige Beregnung von Weizen, Raps, Mais,
Zuckerrübe
• Förderung des Energiemais-Anbaus
• Soziale Auswirkungen
• Ökologische Auswirkungen
• Ökonomische Auswirkungen
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Impressum
Herausgeber
Dr. Carsten Gutzler/Dr. Katharina Helming
Gestaltung, Satz und Layout
Susanne Hecker
Monique Luckas
Druck
DBM Druckhaus Berlin-Mitte GmbH
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (Zalf) e.V.
Eberswalder Straße 84
15374 Müncheberg
www.zalf.de
T +49 (0)33432 | 82 200
F +49 (0)33432 | 82 223
E [email protected]