Technikfolgenabschätzung zum Thema 'Nachwachsende Rohstoffe'

  • Projektteam:

    Wintzer, Detlev (Projektleitung), Beate Fürniß, Sigrid Klein-Vielhauer, Ludwig Leible, Eberhard Nieke, Christine Rösch, Heinrich Tangen

  • Förderung:

    BMFT

  • Starttermin:

    1988

  • Endtermin:

    1993

  • Projektpartner:

    Über Unteraufträge waren die nachfolgend aufgeführten externen Experten an der Bearbeitung beteiligt:
    Prof. Dr. W. Großkopf / Prof. Dr. K.-H. Kappelmann, Universität Hohenheim;
    Prof. Dr. W. Haber, Lehrstuhl für Landschaftsökologie, TU München, Freising;
    Prof. Dr. W. Henrichsmeyer, Universität Bonn;
    Prof. Dr. D. Schliephake, Forschungs- und Industrie-Beratungsgesellschaft, Bad Honnef;
    Dr. A. Strehler, Bayer. Landesanstalt für Landtechnik, TU München, Freising;
    Prof. Dr. C. Thoroe, Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Hamburg;
    Frau Prof. Dr. A. Vömel, Universität Gießen;
    Dr. H. Woelk, Hamburg;
    Prof. Dr. J. Wurster, STW Steinbeis-Stiftung für Wirtschaftsförderung, Reutlingen;
    Prof. Dr. J. Zeddies / Dr. R. Doluschitz, Universität Hohenheim

  • Forschungsgruppe:

    Nachhaltigkeit und Umwelt; Energie - Ressourcen, Technologien, Systeme

Projektbeschreibung

In der im Auftrag des BMFT bearbeiteten TA-Studie wurden verschiedene Gruppen von Energieträgern, Chemierohstoffen und anderen Industriestoffen auf Pflanzenbasis unter technischen, ökonomischen, umweltrelevanten und sozialen Gesichtspunkten auf erkennbare Vor- und Nachteile bzw. Chancen und Risiken überprüft. Ausgangspunkt hierfür war das Jahr 1990; die mittelfristigen Perspektiven wurden für das Jahr 2005 abgeschätzt, unter Ableitung und Verwendung verschiedener Szenarien.

Die Arbeiten wurden 1993 mit der Veröffentlichung der Ergebnisse als Buch abgeschlossen. Darüber hinaus sind in 36 Materialbänden die von externen Experten oder Expertengruppen erarbeiteten detaillierten Hintergrundinformationen zur Gesamtstudie dokumentiert.

Im Bereich der energetischen Nutzung nachwachsender Rohstoffe (NR) wurden Analysen und Berechnungen für rd. 50 Produktlinien durchgeführt, um Aussagen zu den folgenden Aspekten zu machen:

  • die gegenwärtige (Bezugsjahr 1990) ökonomische Situation aus volkswirtschaftlicher Sicht
  • die ökonomischen Perspektiven für die mittelfristige Zukunft (2005), bei Veranschlagung technisch-ökonomischer Fortschritte
  • Schwellenpreise (Basis: Heizölpreis für Kleinverbraucher)
  • CO2-Minderungskosten
  • andere Umweltaspekte (z.B. Bodenerosion, N-Austrag)
  • Beschäftigungs-/Einkommenseffekte und Akzeptanz bei Landwirten

Für die ökonomische Bewertung ist ausschlaggebend, dass die energetische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen erst dann wettbewerbsfähig wird, wenn die hierbei substituierten fossilen Energieträger das als "Schwellenpreis" bezeichnete Energiepreisniveau erreicht haben. Je kleiner der jeweilige Abstand zum Schwellenpreis ist, desto geringer sind die CO2-Minderungskosten. Bei Schwellenpreisen deutlich unter 100 DM/MWh liegen vergleichsweise ökonomisch effiziente Optionen zur CO2-Minderung vor.

Die Studienergebnisse zu den technischen, ökonomischen und umweltrelevanten Analysen führten zu folgenden wesentlichen Schlussfolgerungen:

  • Die Zukunftsperspektiven für (inländische) nachwachsende Energieträger liegen aus gesamtwirtschaftlicher Sicht eher bei Produktlinien, die über feste nachwachsende Energieträger (NE) in den Wärmemarkt führen, als bei Ethanol, Methanol oder Rapsöl. Bei den angeführten flüssigen Energieträgern ergeben sich in der Regel geringere Energieausbeuten je Hektar (ha), eine ungünstigere Netto-Energiebilanz, geringere Netto-CO2-Minderungen je ha, höhere CO2-Minderungskosten und höhere anlegbare Energiepreise ("Schwellenpreise") für fossile Energieträger als für die Nutzung von festen NE in vielen Bereichen des Wärme- und Kraft-Wärmemarktes. Ein Vorteil der flüssigen Energieträger (insb. Rapsöl) ist in der vergleichsweise raschen technischen Einführbarkeit in den Kraftstoff- und Wärmemarkt zu sehen, entsprechende Subventionen vorausgesetzt.
  • Demgegenüber bestehen für die diskutierten festen NE zwei Nachteile: Erstens ist mehr Zeit für Forschung, Entwicklung und Demonstration erforderlich. Zahlreiche Fragen in den Bereichen des Pflanzenbaus (insbesondere für Miscanthus), der Ernte, Trocknung, Verdichtung, Logistik sowie der energetischen Verwendungstechnologien bedürfen einer weiteren Klärung. Zweitens wächst das Aufnahmepotential im Wärme- und Kraft-Wärmemarkt nur langsam. Dieses Tempo wird mitbestimmt durch die Erneuerungszeiten für Dampferzeuger, Heizkraftwerke und durch die Entwicklung des Fernwärmeausbaus.

Ein weiterer Schwerpunkt der Studie waren die Abschätzung von Marktpotentialen für die verschiedenen NR-Produktliniengruppen sowie die Analyse von Beschäftigungs- und Einkommenseffekten. Mit Blick auf die Marktpotentiale kommt die Studie zu folgender Einschätzung:

Die mittelfristigen Marktpotentiale bei der energetischen Nutzung nachwachsender Rohstoffe hängen entscheidend davon ab, ob der Vorteil der CO2-Entlastung ökonomisch honoriert wird und wann erkennbare technische Möglichkeiten der Verwendung von festen Brennstoffen für Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bis zur erfolgreichen Demonstration erschlossen werden können. Nach Einschätzung der Studie könnten günstigenfalls bis 2005 etwa 15 bis 35 Mio. t Festbrennstoffe aus Pflanzen in den Energiemarkt eingeführt werden. Der überwiegende Teil davon könnte aus Stroh und anderen pflanzlichen Reststoffen (v.a. Waldrestholz) erbracht werden. Die zusätzlich erforderlichen Flächen für den Anbau von Energiepflanzen sind bis 2005 gering (vermutlich nicht mehr als etwa 3 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche (LF)). Erst längerfristig (in 20 bis 40 Jahren) wird nicht mehr das Tempo der Vermarktbarkeit, sondern die Flächenverfügbarkeit zum entscheidenden Restriktionsfaktor.

Die Marktpotentiale im chemisch-technischen Bereich werden mittelfristig hauptsächlich durch Beiträge von pflanzlichen Ölen und Stärke bestimmt. Die Rohstoffbereiche Zucker, Pflanzenfasern, Arznei- und Gewürzpflanzen werden im betrachteten Zeithorizont bis 2005 höchstens ca. 30 000 ha mehr als gegenwärtig belegen. Bei Zucker und Stärke werden die mittelfristig zuwachsenden Marktpotentiale eher im technischen Bereich zu finden sein als im Bereich der Chemierohstoffe. Insgesamt könnten in Deutschland bis 2005 bei herkömmlicher Produktionsintensität durch nachwachsende Rohstoffe für den chemisch-technischen Bereich etwa 0,2 bis 0,6 Mio. ha mehr als gegenwärtig gebunden werden, d. h. etwa 1,1 % bis 3,3 % der LF. Durch Aufforstung kommt zusätzlich eine Spanne von 0,8 % bis 1,6 % der LF für Holz als dem ältesten nachwachsenden Rohstoff in Betracht.

Ausgehend von den oben angeführten Marktpotentialen für nachwachsende Rohstoffe wurde ein zusätzlicher Arbeitskräftebedarf abgeschätzt, der zwischen etwa 20.000 und 60.000 Vollzeitarbeitskräften liegen dürfte. Ähnlich wie die Beschäftigungseffekte sollten auch die Einkommenseffekte durch nachwachsende Rohstoffe in ihrer Bedeutung für den ländlichen Raum nicht überschätzt werden.

Ausgewählte Publikation

Titelbild

Wintzer, D.; Fürniß, B.; Klein-Vielhauer, S.; Leible, L.; Nieke, E.; Rösch, Ch.; Tangen, H.
Technikfolgenabschätzung zum Thema Nachwachsende Rohstoffe. Reihe A: Angewandte Wissenschaft; Sonderheft. Münster-Hiltrup: Landwirtschaftsverlag 1993
(Schriftenr. d. Bundesmin. f. Ernährung, Landwirtschaft und Forsten)
Titelbild/jpg Volltext/pdf

Publikationen


1996
Buchaufsätze
Leible, L.
Durchführungs- und Anwendungsprobleme von Technikfolgenabschätzungen: Beispiele aus der TA-Studie "Nachwachsende Rohstoffe".
1996. Praxisfelder der Technikfolgenforschung: Konzepte, Methoden, Optionen. Hrsg.: G. Bechmann, Bechmann, G. [Hrsg.] Praxisfelder der Technikfolgenforschung : Konzepte, Methoden, Optionen Frankfurt/Main [u.a.] : Campus Verl., 1996 (Veröffentlichungen des Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) ; Bd.3), 41–77, Campus-Verlag 
Zeitschriftenaufsätze
Leible, L.
Technology assessment on renewable raw materials: potentials and risks of the use of starches.
1996. Starch/Stärke, 46th Starch Convention, Detmold, April 26-28, 1995, 48 (4), 121–30 
Proceedingsbeiträge
Leible, L.; Wintzer, D.
Comparisons between fluid and solid biofuels: results of a technology assessment study.
1996. Biomass for energy and the environment. Hrsg.: Proceedings of the 9th European Bioenergy Conference, 1875–1880, Pergamon 
Vorträge
Leible, L.
Technology assessment on renewable raw materials: potentials and risks of the use of starches.
1996. 46th Starch Convention, Detmold, April 26-28, 1995 Starch/Stärke, 48(1996) Nr. 4 
Leible, L.; Nieke, E.
Nachwachsende Rohstoffe - Ein umweltverträglicher Weg zur Bereitstellung von Rohstoffen und Energie?.
1996. Tag der offenen Tür des Forschungszentrums Karlsruhe (1996), Karlsruhe, Deutschland, 6. Juli 1996 
1995
Buchaufsätze
Leible, L.
Umwelteffekte des Anbaus und der Verwertung von nachwachsenden Rohstoffen: Flächenbedarf, Energie- und CO2-Bilanz, Beschäftigungseffekte.
1995. Nachwachsende Rohstoffe - Strohfeuer oder Ausweg? Beiträge zum Hearing am 8. und 9. Juni 1995 in Bonn. Hrsg.: Bündnis 90/Die Grünen, 16–28 
Leible, L.; Wintzer, D.
Technikfolgenabschätzung zum Thema ’Nachwachsende Rohstoffe’.
1995. Eberlein, D. [Hrsg.] Systemanalyse und Technikfolgenabschätzung : Die Praxis in den deutschen Großforschungseinrichtungen Frankfurt [u.a.] : Campus, 1995 (Studien zur Geschichte der deutschen Großforschungseinrichtungen ; 9), 51–65 
Zeitschriftenaufsätze
Leible, L.
Hoffnungsträger Pflanze - vom Lebensmittel zum Brennstoff.
1995. Kirche im ländlichen Raum, 46 (1), 10–15 
Proceedingsbeiträge
Leible, L.
Technikfolgenabschätzung Nachwachsende Rohstoffe - Zielsetzung, Vorgehensweise, Bewertung.
1995. 3.Symp.Nachwachsende Rohstoffe - Perspektiven für die Chemie, Monheim, 4.-5.Mai 1994 Tagungsbd. Muenster-Hiltrup : Landwirtschaftsverl., 1994 (Schriftenreihe des Bundesministeriums fuer Ernaehrung, Landwirtschaft und Forsten : Reihe A: Angewandte Wissenschaft ; Sonderh.), 40–55 
Vorträge
Leible, L.
Technikfolgenabschätzung zu Nachwachsenden Rohstoffen (NR): Chancen und Risiken der Stärkeverwendung.
1995. 46. Stärke-Tagung / Starch Convention (1995), Detmold, Deutschland, 28. April 1995 
Leible, L.
Nachwachsende Rohstoffe (NR): Chancen und Risiken für die Landwirtschaft.
1995. Vortragsveranstaltung, Stiftung Ökofonds/Letzebuerger Jongbaueren a Jongwenzer (1995), Mersch, Luxemburg, 10. März 1995 
Leible, L.
Auswirkungen des Anbaus und der Verwendung Nachwachsender Rohstoffe : Flächenbedarf, Energie- und CO2-Bilanz, Beschäftigungseffekte.
1995, Dezember 14. Bündnis90/Die Grünen (Bundestagsfraktion, Landtagsfraktion Sachsen-Anhalt), Fachtagung: "Nachwachsende Rohstoffe - Zukunftsmärkte in Sachsen-Anhalt?" (1995), Magdeburg, Deutschland, 14. Dezember 1995 
Leible, L.
Technikfolgenabschätzung Nachwachsende Rohstoffe - Zielsetzung, Vorgehensweise, Bewertung.
1995. 3.Symp.Nachwachsende Rohstoffe - Perspektiven für die Chemie, Monheim, 4.-5.Mai 1994 Tagungsbd. Muenster-Hiltrup : Landwirtschaftsverl., 1994 (Schriftenreihe des Bundesministeriums fuer Ernaehrung, Landwirtschaft und Forsten : Reihe A: Angewandte Wissenschaft ; Sonderh.) 
1993
Buchaufsätze
Leible, L.; Wintzer, D.
Energiebilanzen bei nachwachsenden Energieträgern: Bedeutung und Beispiele.
1993. Energie aus Biomasse: eine Chance für die Landwirtschaft ? Hrsg.: H. Flaig, H. Mohr, 67–83, Springer Verlag 
Vorträge
Leible, L.
Technikfolgenabschätzung (TA) zu Nachwachsenden Rohstoffen (NR): ein Beispiel für die Durchführung von TA-Untersuchungen.
1993. Ringvorlesung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (1993), Merseburg, Deutschland, 13. Mai 1993 
Leible, L.
Chancen für Nachwachsende Rohstoffe (NR) - Raps im Vergleich zu anderen NR: technische, ökonomische und umweltrelevante Kennwerte und Bewertung.
1993. Agrarforum der Evangelischen Jugend auf dem Lande (EJL 1993), Altenkirchen, Deutschland, 6. März 1993 
1992
Zeitschriftenaufsätze
Wintzer, D.; Fürniß, B.; Klein-Vielhauer, S.; Leible, L.; Nieke, E.; Rösch, C.; Tangen, H.
Zusammenfassung der Ergebnisse der TA-Studie “Nachwachsende Rohstoffe”.
1992. KfK-Nachrichten, 24 (4), 245–253 
Vorträge
Leible, L.
Chancen und Risiken für Nachwachsende Rohstoffe (NR) - Ergebnisse einer Technikfolgenabschätzung.
1992, Dezember 15. Seminar Pflanzenbau II, Universität Hohenheim (1992), Stuttgart, Deutschland, 15. Dezember 1992 
1991
Zeitschriftenaufsätze
Wintzer, D.; Fürniß, B.; Klein-Vielhauer, S.; Leible, L.; Nieke, E.; Petermann, T.; Rösch, C.; Tangen, H.
Technikfolgenabschätzung zum Thema ’Nachwachsende Rohstoffe’. Zwischenbericht: Energetische Nutzung nachwachsender Energieträger.
1991. Agra-Europe, 48, 1–52 
Vorträge
Leible, L.
Ziele und Möglichkeiten der Technikfolgenabschätzung (TA) - Veranschaulicht am Beispiel Nachwachsende Rohstoffe.
1991. Verband Deutscher Akademiker für Ernährung, Landwirtschaft und Landespflege, Landesverband Baden-Württemberg (1991), Stuttgart, Deutschland, 5. Juni 1991 

Kontakt

Dr. Ludwig Leible
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe