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Agrarökonomie - erste Ergebnisse

Szenariensimulation: Verminderung des Maisanbaus durch Einbeziehung alternativer Anbaukulturen zur Biogasgewinnung

Mit dem regionalisierten Agrarsektormodell RAUMIS (Regionalisiertes Agrar- und Umweltinformationssystem) wurden landwirtschaftliche Produktionsverfahren zur Bereitstellung von Biogassubstrat simuliert. Neben dem traditionell angebauten Energiemais finden folgende alternative Kulturen Berücksichtigung: Schilf aus Paludikultur auf wiedervernässten Niedermoorböden, Miscanthus, Durchwachsene Silphie, Sorghum, der Zweitfruchtanbau Grünschnittroggen-Sorghum und Grünschnittroggen-Silomais, der Grassilagen aus Grünlandnutzung sowie aus Ackergräsern und Leguminosen-Gras-Gemengen.

Die Gesamtfläche für Biogassubstratpflanzen ist auf maximal 135% der für 2023 erwarteten Energiemaisfläche in der jeweiligen Region beschränkt. Geringere Ernte- und Energieerträge alternativer Biogaskulturen machen z. T. einen größeren Flächenumfang notwendig, um die Nachfrage nach Biogas aus Energiemais auch durch alternative Biogaskulturen decken zu können. Die Begrenzung der Flächenvergrößerung verhindert eine Ausdehnung alternativer Biogaskulturen über die Nachfrage der bestehenden Biogasanlagen hinaus und zugleich eine zu große Reduzierung von Nahrungs- und Futtermittelflächen. In den modellierten Förderpolitikszenarien werden Mitigationszahlungen angenommen, welche für die durch die alternativen Biogaskulturen vermiedenen Emissionen gezahlt werden.

Ergebnisse auf Sektorebene

Tabelle 1 stellt die Ergebnisse für Emissionen, Einkommen und Produktion dar: das Baseline-Szenario (Jahr 2023) berücksichtigt nur Energiemais, während in den vier weiteren Szenarien zusätzlich die Produktion von alternativen Bioenergiepflanzen und Mitigationszahlungen betrachtet werden. Ohne Mitigationszahlungen substituieren vorwiegend Grünschnittroggen-Silomais und Durchwachsene Silphie den Energiemais. Die Ausdehnung der Produktion von Bioenergiepflanzen auf über 9% der Landwirtschaftlichen Nutzfläche (LN) erhöht die Mitigationswirkung um 3%, da fossile Energieträger durch Energie aus Biomasse ersetzt werden können. Aufgrund z. T. geringerer Biomasseerträge und Substratpreise gegenüber Energiemais oder anderen Kulturen sinkt das landwirtschaftliche Einkommen mit steigender Ausdehnung von alternativen Biogaskulturen, wenn die Mitigationszahlungen nicht berücksichtigt werden. Unter Berücksichtigung einer Mitigationszahlung von 25 EUR/t CO2-Äquivalent kann das Niveau des landwirtschaftlichen Einkommens erhalten bleiben, wobei sich der Mitgationseffekt um 40% erhöht.

Bei Vermeidungszahlungen von 25 EUR/t CO2-Äq. und mehr vergrößert sich die Anbaufläche von Sorghum, Durchwachsener Silphie und Paludikulturen auf Kosten des Energiemais. Die durch die Wiedervernässung eingesparten THG-Emissionen werden den Paludikulturen als Mitigationseffekt gutgeschrieben. In Verbindung mit den Mitigationszahlungen erhöht diese Annahme die Konkurrenzfähigkeit deutlich, so dass sich Paludikulturen gegenüber anderen Kulturen durchsetzen können. Bei Mitigationszahlungen von 75 EUR/t CO2-Äq.erweitert sich die Anbaufläche von Biogaspflanzen auf 12% der LN und es dominieren Paludikulturen, Durchwachsene Silphie und der Energiemais. Sorghum, Grünschnittroggen-Silomais und Miscanthus fällt nur eine geringe Bedeutung zu. Der Zweitfruchtanbau Grünschnittroggen-Sorghum sowie die energetische Nutzung von Grassilage konnten sich unter den gewählten Szenarien-Annahmen auch bei hohen Mitigationszahlungen nicht durchsetzen.

Ergebnisse auf regionaler Ebene

Die Verteilung der alternativen Biogaskulturen wird durch die regionale Konkurrenzfähigkeit gegenüber den anderen Kulturen bestimmt. Diese wird maßgeblich durch die modellierten standortabhängigen Ertrags- und Flächenpotenziale beeinflusst.

Die Karten 1 bis 4 zeigen die regionalen Verteilungen des Energiemais in der Baseline, sowie der Durchwachsenen Silphie, von Sorghum und den Paludikulturen im Förderpolitikszenarium mit Mitigationszahlungen von 75 EUR/t CO2-Äq.

In der Baseline liegen die Produktionsschwerpunkte für Energiemais überwiegend in Nordwest- und Süddeutschland. Im Förderszenario kann Energiemais vor allem im Nord-Westen durch die Durchwachsene Silphie und durch Paludikulturen (auf Niedermoorböden) substituiert werden. Es ist davon auszugehen, dass in diesen Regionen die größten Kapazitäten für Biogasanlagen bestehen, weshalb eine Ausdehnung der alternativen Biogaskulturen plausibel erscheint. Die Substitution im Süden erfolgt weniger durch Paludi und Durchwachsene Silphie und wird durch Sorghum und den Zweitfruchtanbau Grünschnittroggen-Silomais (nicht dargestellt) ergänzt.

(Karten 1 bis 4 zum Herunterladen als PDF, nicht barrierefrei, 167 KB)

 

Diskussion und Ausblick

Der Energiemaisanbau ist den alternativen Biogaskulturen ökonomisch überlegen. Erst durch die zusätzliche Vergütung von erhöhten CO2-Reduktionen der alternativen Biogaskulturen können sich diese in Abhängigkeit der Vergütungshöhe gegenüber dem Energiemais durchsetzen. Hierbei sind die kulturspezifischen Produktionsansprüche in Kombination mit regionalen, agronomischen Bedingungen für die Verteilung der regionalen Produktionsschwerpunkte der Kulturen gemäß der regionalen Konkurrenzfähigkeit gegenüber anderen Kulturen ausschlaggebend.

Grünschnittroggen-Sorghum sowie die energetische Nutzung von Grassilage konnten sich unter den gewählten Szenarienannahmen auch bei hohen Mitigationszahlungen nicht durchsetzen. Die Konkurrenzfähigkeit der alternativen Biogaskulturen wird durch Annahmen zu Produktionskosten, Preisen, Biomasse- und Energieerträgen sowie Mitigationseffekten bestimmt. Daher müssen diese Annahmen weiter diskutiert und bei der Interpretation der Ergebnisse stets berücksichtigt werden.

Als Förderpolitikszenarien wurden Mitigationszahlungen angenommen, die sich auf die Mitigation durch Substitution fossiler Energieträger durch Nutzung erneuerbarer Energien beziehen. Für Paludikulturen wurde auch die Mitigation von THG-Emissionen aus der mit Wiedervernässung verbundenen Moorboden-Umnutzung berücksichtigt. Weitere Förderpolitikszenarien könnten untersucht werden, in denen zum Beispiel flächenbasierte Extensivierungsprämien für extensive Dauerkulturen (Paludi, Miscanthus, Durchwachsene Silphie) erfolgen.

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