Agrofornet - Ergebnisse

Das Projekt-AgroForNet begann am 1. September 2010 und läuft bis Ende August 2014.
Die Ergebnisse, die im Laufe des Projekts gewonnen werden, werden auf dieser Seite etappenweise vorgestellt.

Im Folgenden können Sie zunächst die Hintergründe zu einigen der Themen und Problematiken nachlesen, die im Projekt aufgegriffen werden.




Themenbereiche



Klimawandel

Der Klimawandel ist weltweit eine der bedeutendsten Herausforderungen unserer Zeit. Erste Auswirkungen sind bereits heute spürbar, z.B. eine Erhöhung der Durchschnittstemperaturen, Veränderungen in der Menge und Verteilung des Jahresniederschlages sowie vermehrtes Auftreten ungewöhnlicher Witterungs- und Wetterereignisse. Neben den Änderungen des Globalklimas hat die regionale Dimension von Klimaänderungen eine besondere Bedeutung, denn nur wenn die Art und Intensität der Klimaänderung abgeschätzt werden, können Anpassungsstrategien entwickelt werden.

Deutschlandweit liegen einige Erkenntnisse und Forschungsansätze über regionale Auswirkungen des Klimawandels vor, z.B. für Brandenburg besonders durch Arbeiten des Potsdamer Instituts für Klimaforschung (Gerstengarbe et al. 2003, Gerstengarbe & Werner 2009, Kollas et al. 2008), in Sachsen durch die Initiative „Klimawandel in Sachsen“ (SMUL et al. 2005, Hänsel et al. 2005). In der Metropolregion Hamburg befasst sich das vom BMBF geförderte Verbundprojekt KLIMZUG Nord mit den künftigen Folgen des Klimawandels und der Erarbeitung eines Handlungskonzeptes für die Metropolregion, um negative Folgen des Klimawandels abzumildern.

Es ist geplant, im Rahmen von AgroForNet auf die genannten Erkenntnisse aufzubauen und mit diesen Forschungsvorhaben zu kooperieren. Gleiches gilt für Sachsen, wo für die Großregion Dresden im Rahmen des BMBF-KLIMZUG-Projektes REGKLAM ein regionales Klimaanpassungsprogramm basierend auf Klimaszenarien entwickelt und erprobt wird. Sachsen verfügt derzeit als einziges Bundesland auch über einen problemspezifischen Klimaatlas (SMUL 2008).



Energetische Nutzung von Holz

Die energetische Nutzung von Dendromasse aus dem Wald ist in einer Vielzahl von nationalen und internationalen Projekten und Studien hinsichtlich Dendromassepotenzialen sowie ökologischen und sozio-ökonomischen Auswirkungen untersucht worden (Mantau 2008, Rhode 2005, Marutzky 2004). Bundesweite Studien, die die ökologische und ökonomische Vorteilhaftigkeit verschiedener Bioenergielinien vergleichen, zeigen eindeutig, dass die energetische Nutzung von Holz aus dem Wald und Kurzumtriebsplantagen anderen Kulturen wie etwa Mais und Raps vorzuziehen ist. Dies betrifft sowohl die Energiebilanz (SRU 2007) als auch das CO2-Vermeidungspotenzial je Hektar Anbaufläche und die CO2-Vermeidungskosten (WBA 2008). Obwohl dies für einen Ausbau der Nutzung von Holz aus verschiedenen Quellen spricht, wird ein interdisziplinärer und praxisorientierter Ansatz allerdings erst seit 2005 mit dem BMBF Förderschwerpunkt „Nachhaltige Waldwirtschaft“ verfolgt.

Ein generelles Problem der verstärkten Nutzung von Dendromasse aus dem Wald (z.B. Schwachholz aus der Durchforstung, Ganz- und Vollbaumnutzung) besteht in der zunehmenden Nährstoffverarmung und verstärkten Versauerung der Waldböden, wenn keine entsprechende Kompensation erfolgt. Diese Problematik wurde in jüngster Zeit verstärkt thematisiert (Meiwes 2008). Dabei geht es nicht allein um ein Rückgang der Basensättigung und des Puffervermögens der Böden (Ahrends et al. 2008), sondern auch um elementspezifische Defizite z.B. von Kalium oder Phosphor (z.B. Dammann et al. 2008, Meiwes 2009, Rumpf et al. 2008), die durch die übliche Bodenschutzkalkung nicht ausgeglichen wird. Falls an einer intensiven Dendromassenutzung festgehalten wird, sind mittel- bis längerfristig Düngungskonzepte erforderlich, die sich denen in der Landwirtschaft annähern.

Eine Alternative besteht in der Nährstoffrückführung, indem v.a. Holzasche, wie sie bei Dendromasse-Feuerung zentral oder dezentral in größeren Mengen anfällt, bedarfsgerecht und umweltunschädlich im Wald ausgebracht wird (Holzner 1999, Stupiak et al. 2008). Dies kann eine kostengünstige Alternative zum Einsatz von Mineraldüngern und gleichfalls teuren Aschedeponierung darstellen (Zimmermann und Bundt 2002, Kölling und Stetter 2008). Auch über die verstärkte Rückführung der Rinde in den Wald (Zöttl 1989) ist in diesem Zusammenhang wieder nachzudenken. Hier ergeben sich neuerdings sogar Möglichkeiten einer kombinierten Rückführung der im Vergleich zum reinen Holz wesentlich nährstoffreicheren Rinde und Holzasche (Ettl et al. 2009).

Die am Projekt beteiligten Dendromasse-Verwerter betreiben bereits seit einigen Jahren Dendromasse-Anlagen und besitzen Erfahrungen in der Rohstoffbeschaffung und Logistik. Ausgereifte und den Anforderungen der Bundesimmissionsschutzverordnungen gerechte Heiz- und Heizkrafttechnologien für den Brennstoff Holz sind verfügbar und einsatzbereit.

Ein nennenswertes Hindernis für einen weiteren Ausbau der Kapazitäten für eine energetische Nutzung von Dendromasse stellt die derzeit nicht langfristig gesicherte Holzversorgung dieser Anlagen dar. Geschäftsmodelle, die sowohl die Langfristigkeit des Abschreibungszeitraumes für Heizkraftanlagen und des Investitionszeitraumes von Kurzumtriebsplantagen bei Landwirten berücksichtigen, als auch im Rahmen eines partizipativen Prozesses mit den Verwertern entwickelt und auf deren Bedürfnisse abgestimmt sind, existieren derzeit nicht. Auch eine Einbindung externer Experten zu finanziellen, rechtlichen und steuerlichen Aspekten ist derzeit völlig unzureichend. Diese Mängel werden im Rahmen von AgroForNet aufgegriffen.



Holz aus Wald und Landschaftspflege

Die energetische Nutzung von Holz aus der Landschaftspflege wurde in den vergangen Jahren zwar in einzelnen regionalen Studien und Arbeiten aufgegriffen (z.B. Wenzelides et al. 2008, Wiehe & Kirsch-Stracke 2007, BMELV & BMU 2009, BMELV 2009, Mantau 2008, Hagemann 2008) bislang jedoch nicht als Teil einer ganzheitlichen Strategie zur Energieholzbereitstellung und regionalen Wertschöpfungskette verstanden. Die Möglichkeiten der Mobilisierung von Waldholzreserven, die bislang das bedeutendste Potenzial für eine energetische Holznutzung darstellen, wurde im Rahmen mehrerer Studien evaluiert und vorangetrieben (Ahrends et al. 2008, Dammann et al. 2008, Meiwes 2008, Stupiak et al. 2008). Auch in diesem Fall ist ein Ansatz über die Integration der Waldbesitzer in die Holz-Wertschöpfungskette durch innovative Geschäftsmodelle jedoch nicht ausreichend berücksichtigt worden.

Auch die Möglichkeiten des Asche-Recyclings im Sinne geschlossener Stoffkreisläufe sind derzeit noch nicht geklärt (Zimmermann & Bundt 2002, Kölling & Stetter 2009, Stupiak et al. 2008). Bei der Verwertung von Dendromasse für energetische Zwecke kommt es, ungeachtet der Herkunft des Holzes aus Plantagen, dem Wald oder der Landschaftspflege, zu besonderen logistischen Herausforderungen. Um den gesamten Wertschöpfungsprozess der energetischen Holznutzung zu erhöhen, müssen daher auch die Holzlogistik, einschließlich der Holztrocknung, weiter optimiert werden.

Allen bisherigen Forschungs- und Entwicklungsprojekten zur energetischen Nutzung von Bio- bzw. Dendromasse ist gemeinsam, dass sie eine Vielzahl ökologischer, technischer und sozialer Einzelprobleme auf wissenschaftlicher Ebene untersucht haben. Es ist aber bisher noch nicht gelungen, diese wissenschaftlichen Erkenntnisse in regionalen Wertschöpfungsnetzen mit land- und forstwirtschaftlichen Unternehmen sowie Kommunen und Industrieunternehmen zusammenzuführen und erkannte Hemmnisse in diesem Prozess wirkungsvoll abzubauen.



Kurzumtriebsplantagen

Die Dendromasse-Erzeugung und -Bereitstellung in Kurzumtriebsplantagen wurde in Deutschland seit den 1970er Jahren mit verschiedenen Fragestellungen in wechselnder Intensität untersucht. Mit dem „Modellvorhaben Stora Enso“ wurden erstmals deutschlandweit Fragestellungen zu Anbauverfahren, Produktionstechnik sowie Ökologie und Ökonomie des Pappelanbaues auf landwirtschaftlichen Flächen bearbeitet (BMEL 1999).

Gegenwärtig gibt es nur wenige Forschungsvorhaben, die sich deutschland- und europaweit mit dem Thema Kurzumtriebsplantagen befassen, darunter das von der DBU geförderte Projekt „Novalis“ sowie das von der FNR geförderte Vorhaben „ProLoc“. Auf europäischer Ebene werden im Projektverbund ERA-NET-Bioenergy-RATING-SRC die drei Teilprojekte „Einfluss von Kurzumtriebsplantagen auf die Biodiversität“, „Ökonomische Betrachtung von Wertschöpfungsketten und Optimierungsmöglichkeiten bei Kurz-Umtrieb-Plantagen unter besonderer Berücksichtigung der Flächenlage und Flächengröße“ sowie „Auswirkungen von Kurzumtriebsplantagen auf die Bodenökologie“ bearbeitet.

Wesentliche Bewirtschaftungsaspekte, ökologische und sozio-ökonomische Aspekte von Kurzumtriebsplantagen wurden im Rahmen der vom BMBF geförderten Projekte Agrowood, Dendrom und Agroforst untersucht. Im Projekt Agrowood erfolgten im Bereich Produktion Untersuchungen zu Anlage- und Ernteverfahren. Dabei wurde ein erheblicher Optimierungsbedarf festgestellt.
Im Bereich des Forstschutzes und des Risikomanagements konnten wesentliche Erkenntnisse gesammelt werden. Diese Thematik gewinnt beim Anbau von Kurzumtriebsplantagen auf größeren Flächen besonders große Bedeutung. Im Rahmen von Agrowood wurde ein fremdenergiefreies Trocknungsverfahren für Hackschnitzel entwickelt, das weiterer technologischer Verbesserung bedarf, um zur Marktreife und Marktverbreitung zu gelangen.
Im Bereich der Ökologie wurden ebenfalls Erkenntnisse zu den Themen Bodenwasserhaushalt (Petzold et al. 2008, 2009) und Diversität der Bodenvegetation sowie einiger Käfergruppen gewonnen. Im Rahmen von AgroForNet werden die vorhandene Kenntnisse über ökologische Aspekte auf Landschaftsebene ausgebaut. Auch Fragen, die den Anbau von Kurzumtriebsplantagen auf Extremstandorten, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Bodenhilfsstoffen, Düngung und Ascherecycling angehen, werden untersucht.
Erhebliche Wissensdefizite im Bereich der Landschaftsästhetik, der Auswirkungen des Anbaus von Kurzumtriebsplantagen auf Landschaftsbild, Erholungsfunktion und Tourismus werden im Rahmen des Projektes adressiert.

AgroForNet liefert umfangreiche Erkenntnisse über die ökologischen Auswirkungen von Kurzumtriebsplantagen auf Landschaftsebene. Besonders die Auswirkungen von Kurzumtriebsplantagen auf Naturschutzziele, bodenökologische Aspekte (hier insbesondere der Stoff- und Wasserhaushalt) sowie das bei der zu erwartenden deutlich ausgeweiteten Gesamtfläche veränderte Schädlingspotenzial und Risikomanagement erfordern weitere wissenschaftliche Bearbeitung.



Landschaftsbild, Landschaftsästhetik und Tourismus

Der Zustand des Landschaftsbildes ist zunehmend im Spannungsfeld verschiedener Landnutzungsinteressen und Akteure (u.a. Tourismus, Landwirtschaft, Bevölkerung). Insbesondere die Auswirkungen des Biomasseanbaus auf das Landschaftsbild, die Landschaftsästhetik und den Tourismus sind Gegenstand der öffentlichen Diskussion. Tourismusverbände in verschiedenen Regionen Deutschlands haben auf dieses Problem hingewiesen und Bürger erleben Veränderungen der Landschaft zuallererst dann, wenn sich ihre unmittelbare Umgebung visuell merklich verändert.
Es ist daher von Bedeutung für die Entwicklung des nachhaltigen, regionalen Anbaus und der Nutzung von Dendromasse, die Auswirkungen auf das Landschaftsbild und Tourismus zu prognostizieren, im Vergleich mit dem Status quo zu bewerten und die Ergebnisse in der Öffentlichkeit zu kommunizieren.

Die Bewertung des Landschaftsbildes ist in bestehenden Bewertungssystemen im Bereich nachhaltiger Landwirtschaft gegenüber anderen Analysebereichen deutlich unterrepräsentiert (Roedenbeck 2004). Derzeit steht keine spezifische Methode zur Erfassung, Visualisierung und Bewertung unterschiedlicher Dendromasseformen in der Landschaft bereit.
Zurückgegriffen werden kann aber auf bestehende Landschaftsbildbewertungsverfahren, die erweitert und hinsichtlich ihrer Anwendung für Dendromasse ergänzt werden können. Als Grundlage besonders geeignet ist z.B. Blumentrath (2009), dessen Methode im Gegensatz zu den üblichen Landschaftsbildbewertungen auch landwirtschaftliche Kulturarten und deren visuelle Wirkungen im Jahresverlauf einbezieht sowie erste Grundlagen für eine IT gestützte Bewertung der dreidimensionalen Wirkungen solcher Kulturen legt.




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