Nachhaltiger Anbau von Bioenergie : eine ökonomisch-ökologische Analyse für die Landwirtschaft in Baden-Württemberg

Abstract

The aim of this thesis is on the one hand to estimate the potential of energy crop production for CO2-sequestration in Baden-Württemberg. On the other hand the focus lies on the interactions that arise from the implementation of optimized na-ture conservation measures with the land management on regional level. For this the existing economic-ecological regional model EFEM (Economic Farm Emission Model), based on linear programming, is further developed. The calculations are made on farm level and are extrapolated on regional level. The model is calibrated on the database for the years 2001-2005 and the so modeled Reference_2003 than is projected to the year 2015 (BAU_2015), this to evaluate the model results without the influence of the great changes in agricultural policy in the last years. Based on the modeled situation for the year 2015 further scenarios are defined that differ in the expansion of energy cropping and nature conservation measures. In the ?biomass scenarios? only the legal nature requirements have to be met while in the corresponding ?conservation scenarios? restrictions that are optimal from a nature conservation point of view, must be considered. The sensitivity analyses for selected parameters proved that the model results have sufficient stability to make reliable statements about synergy effects and conflicts between the expansion of energy crop cultivation and requirements for natural conservation. Altogether it could be shown that with the used model approach interactions be-tween the cultivation of energy crops and nature conservation are represented sufficiently and the objectives of energy and climate policy are compatible.

Das Ziel dieser Arbeit ist es zum einen das Potenzial des Energiepflanzenanbaus zur CO2-Bindung in Baden-Württemberg abzuschätzen. Zum anderen steht die Frage im Fokus, welche Wechselwirkungen sich durch die Einführung optimierter Naturschutzmaßnahmen mit der Landbewirtschaftung auf regionaler Ebene ergeben. Dafür wird das bestehende, auf linearer Programmierung beruhende, ökonomisch-ökologische Regionalmodell EFEM (Economic Farm Emission Model) weiterentwickelt. Die Berechnungen erfolgen auf einzelbetrieblicher Ebene und werden auf Vergleichsgebietsgruppenebene hochgerechnet. Das Modell wird auf der Datengrundlage der Jahre 2001-2005 kalibriert und die damit modellierte Referenz_2003 anschließend auf das Jahr 2015 projiziert (BAU_2015), um die Modellergebnisse ohne den Einfluss der sich in der jüngsten Vergangenheit stark geänderten agrarpolitischen Rahmenbedingungen beurteilen zu können. Basierend auf der für das Jahr 2015 modellierten Situation werden weitere Szenarien definiert, die sich hinsichtlich der Ausdehnung des Biomasseanbaus sowie der Naturschutzvorgaben unterscheiden. In den ?Biomasseszenarien? müssen jeweils nur die gesetzlichen Naturschutzvorgaben eingehalten werden, während in den korrespondierenden ?Naturschutzszenarien? jeweils die aus naturschutzfachlicher Sicht optimalen Restriktionen berücksichtigt werden. Mit den für ausgesuchte Parameter durchgeführten Sensitivitätsanalysen konnte bestätigt werden, dass die Modellergebnisse über eine ausreichende Stabilität verfügen, um zuverlässige Aussagen über die Synergieeffekte und Konflikte zwischen der Ausdehnung des Energiepflanzenanbaus und Naturschutzforderungen machen zu können. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass mit dem verwendeten Modellansatz die Wechselwirkungen zwischen dem Anbau von Energiepflanzen und dem Natur-schutz hinreichend genau abgebildet werden können und die Ziele der Energie- und Klimaschutzpolitik mit den Zielen des Naturschutzes vereinbar sind.