Ökonomische Bewertung des Klimagasreduktionspotenzial von Moorrenaturierungen. Achim Schäfer (2010)

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1 Ökonomische Bewertung des Klimagasreduktionspotenzial von Moorrenaturierungen Achim Schäfer (2010) 1 Klimarelevanz und Ökosystemdienstleistungen von Mooren Trockengelegte Moore sind eine bedeutende Quelle für Treibhausgasemissionen (THG). Durch Entwässerung und Landnutzung wird Torf zersetzt und der darin gebundene Kohlenstoff als Kohlendioxid emittiert. Die weltweiten THG-Emissionen werden auf etwa 2-3 Gt CO 2 -eq. pro Jahr geschätzt (Kaat & Joosten 2008). Die entwässerten Moore des temperaten Europa (insbesondere Deutschland, Polen, Weißrussland, Ukraine und Russland) stellen eine bedeutende Quelle für THG-Emissionen dar und sind, nach Südost-Asien, die zweitgrößten globalen Emittenten. Die Moore innerhalb der EU 25 emittieren etwa Mt CO 2 -eq. pro Jahr (Byrne et al. 2004). Tab. 1: THG-Emissionen der Moore in Deutschland Fläche Emissionsfaktoren 1) Emission ha kg CO 2 -eq. ha -1 a -1 t CO 2 -eq. a -1 Hochmoore naturnah / Schwingrasen degenerierte Moore / Heidemoore, Pfeifengrasstadium Grünland Acker 2 ) Forst Abtorfung Summe Hochmoore Niedermoore naturnah extensiv / ungenutzt Grünland Acker 2) Forst Sonstige Summe Niedermoore Summe alle Moore Quelle: Höper ) THG-Umrechnungsfaktoren: CH 4 = 21, N 2 O = ) Korrektur bei ackerbaulicher Nutzung, da sich die Emissionen von Acker und Grünland bei intensiver Nutzung (Wasserstufe 2+) kaum unterscheiden (Couwenberg et al. 2008), wurden die Emissionswerte bei den Hochmooren von 16,1 t auf 24 t CO 2 -eq. und bei den Niedermooren von 43,3 t auf 24 t CO 2 -eq. reduziert. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die derzeitigen THG-Emissionen aus den Mooren in Deutschland nach Moortyp und Nutzung, die mit 30 bis 40 Mt CO 2 -eq. ebenfalls sehr hoch 1

2 sind (Höper 2007, Freibauer et al. 2009). Laut Nationalem Inventarbericht betrugen 2007 die THG-Emissionen in Deutschland 940 Mt CO 2 -eq. einschließlich der Emissionen aus Landnutzung (Umweltbundesamt 2009). Der Anteil der Emissionen aus nicht-standortgerechter Moornutzung an den Gesamtemissionen beträgt somit 3,2 bis 4,3 %. Dies mag auf den ersten Blick gering erscheinen. Aus ökonomischer Sicht sind jedoch die Reduktionsverpflichtungen und die damit verbundenen volkswirtschaftlichen Kosten relevant. Zum Vergleich: Nach dem Nationalen Allokationsplan müssen die in Deutschland am Emissionshandel teilnehmenden Energie- und Industrieunternehmen bis 2012 jährlich 15 Mt CO 2, Haushalte und Verkehr 22 Mt CO 2 einsparen. Die damit verbundenen Vermeidungskosten offenbaren die ökonomische Dimension möglicher Ökosystemdienstleistungen von Mooren für den Klimaschutz. 2 Quantifizierung der Ökosystemdienstleistungen Ökosystemdienstleistungen sind wohlfahrtsrelevant weil sie einen Nutzen stiften und Knappheit mildern. Durch Wiedervernässung der Moore können THG-Emissionen deutlich reduziert werden. Diese Landnutzungsänderung ist eine Maßnahme für den Klimaschutz und eine Ökosystemdienstleistung, weil sie dazu beiträgt, die für das 2 C-Ziel erforderlichen THG-Emissionen zu reduzieren und die Knappheit der zur Verfügung stehenden Emissionsrechte dauerhaft abmildert. Wieder vernässte Moore haben weitere positive wohlfahrtsrelevante Auswirkungen auf die Stabilisierung des Landschaftswasserhaushaltes und den Arten- und Biotopschutz und andere. Eine wichtige Voraussetzung zur Monetarisierung dieser Ökosystemdienstleistungen ist, dass die THG-Emissionen und die Veränderungen infolge Wiedervernässung hinreichend genau quantifiziert werden können. Mit dem GEST-Modell 1 können THG-Emissionen degradierter und wiedervernässter Moore quantifiziert, Trends und Regelmäßigkeiten zwischen Emissionen und Standortparametern aufgezeigt, Standorte mit ähnlichem Emissionsverhalten zugeordnet und somit die Ökosystemdienstleistungen abgeschätzt werden (Couwenburg et al. 2008). Abbildung 1 zeigt die Schätzwertbereiche für CO 2 und CH 4 und das daraus resultierende Treibhausgaspotenzial ohne N 2 O. Bei mittleren Wasserständen von mehr als 20 cm unter Flur 1 GEST ist eine Abkürzung für Treibhaus-Gas-Emissions-Standort-Typen und wurde von Experten des Institutes für Landschaftsökologie an der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald und dem Institut für Dauerhaft Umweltgerechte Entwicklung von Naturräumen der Erde (DUENE) e.v. entwickelt. 2

3 werden die THG-Emissionen ausschließlich durch die CO 2 -Emissionen bestimmt. Bei höheren mittleren Wasserständen treten CH 4 -Emissionen auf und die abwärts gerichtete Kurve der CO 2 -Emissionen wird unterbrochen, obwohl sie insgesamt weiter abfällt GWP [t CO 2-eq ha -1 a -1 ] Mittlerer Wasserspiegel [cm] Ackerbau, Konventionelle Grünlandnutzung Extensive Beweidung Naturschutzgerechte Grünlandnutzung Rohrglanzgras Schilfnutzung Erlenanbau Abb. 1: THG-Emissionen, Mittlerer Wasserspiegel und Moornutzung Quelle: verändert übernommen nach Couwenberg et al Im unteren Bereich der Abbildung sind die land- und forstwirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten entsprechend der für die jeweilige Nutzung erforderlichen Wasserstandsamplituden eingetragen. Ackerbau und konventionelle Gründlandnutzung verlangen Wasserstände von mindestens 50 bis 70 cm unter Flur. Die jährlichen Emissionen in diesem Bereich betragen etwa t CO 2 -eq. je Hektar. Moornutzungsalternativen mit niedrigeren THG-Emissionen sind in nach rechts unten absteigender Reihenfolge abgebildet. Werden beispielsweise tief entwässerte ackerbaulich genutzte Moore (Wasserstufe 2+, mittlere Wasserstände 50 cm bis 140 unter Flur) wiedervernässt und stattdessen eine standortgerechte Schilfrohrkultur betrieben, dann können die Emissionen bis zu 11,5 t CO 2 -eq. je Hektar und Jahr reduziert werden. Die höchsten Einsparpotenziale können durch eine umweltverträgliche Erlenwirtschaft mit bis zu 25 t CO 2 -eq. je Hektar und Jahr realisiert werden. 3

4 Die Ökosystemdienstleistungen werden durch eine Änderung der Landnutzung erbracht, für die verschiedene Maßnahmen zur Verfügung stehen (s. Tabelle 2). Wie bereits in Abbildung 1 erkennbar, haben Maßnahmen mit Nutzung höhere THG-Reduktionspotenziale als ohne Nutzung. Nasse Bewirtschaftungsverfahren (Paludikulturen 2 ) wie die Erlenwirtschaft, die Schilfrohr- und die Tormooskultur sind somit nicht nur eine wirtschaftlich interessante Alternative, sondern sind auch eine effektive Maßnahme für den Klimaschutz (Gaudig & Joosten 2003, Schäfer & Joosten 2005, Wichtmann & Schäfer 2005). Tab. 2: Quantifizierung der THG-Reduktionspotenziale THG-Reduktion Vorher Nachher Differenz CO 2 -eq. ha -1 a -1 Niedermoor 1a Wiedervernässung ohne Nutzung 24,0 4,0-20,0 1b Wiedervernässung ohne Nutzung 16,5 4,0-12,5 1c Wiedervernässung ohne Nutzung 8,5 1,0-7,5 1d Wiedervernässung ohne Nutzung (Polder) 24,0 1,0-23,0 2a Wiedervernässung mit Nutzung 24,0 1,0-23,0 2b Wiedervernässung mit Nutzung 16,5 8,0-8,5 2c Wiedervernässung mit Nutzung 8,5 1,0-7,5 2d Wiedervernässung mit Nutzung (Polder) 24,0 1,0-23,0 3a Neuwaldbildung 24,0-1,0-25,0 3b Neuwaldbildung 16,5-1,0-17,5 4a Revitalisierung von Waldmooren 24,0 16,5-7,5 4b Revitalisierung von Waldmooren 9,5-0,4-9,9 5a Extensive Grünlandnutzung 24,0 16,5-7,5 5b Extensive Grünlandnutzung 16,5 11,0-5,5 6 Umwandlung Acker in extensive Grünlandnutzung 24,0 16,5-7,5 7 Umwandlung Acker in Röhricht mit Nutzung 24,0 12,5-11,5 Hochmoor 2b Wiedervernässung von Grünland oder Torffläche mit Torfmooskultur 16,5 8,0-8,5 6 Umwandlung Acker in extensive Grünlandnutzung 24,0 16,5-7,5 7 Umwandlung Torffläche in Extensiv-Grünland 24,0 16,5-7,5 Zum bundesweiten Reduktionspotenzial werden in der Literatur unterschiedliche Angaben gemacht. Unter der Annahme, dass die die gesamte entwässerte Moorfläche (1.400 km 2 ) wieder vernässt würde, errechnen Hirschfeld et al. (2008) ein Reduktionspotenzial von insgesamt 2 4

5 37 Mt CO 2 -eq. pro Jahr (= 26,4 t je Hektar). Freibauer et al. (2009) schätzen, dass durch eine vollständige Renaturierung der landwirtschaftlich genutzten Moore Deutschlands (1.300 km 2 ) theoretisch bis zu 35 Mt CO 2 -eq. pro Jahr (= 26,9 t je Hektar) einspart werden könnten. Für die Berechnung der Einsparmöglichkeiten unterstellen die Autoren bei den Niedermooren (Hochmooren) einen jährlichen Mittelwert von 30 t CO 2 -eq. (15 t CO 2 -eq.) je Hektar. Bei den vorliegenden Schätzungen zum bundesweiten Reduktionspotenzial handelt es sich um theoretische Zahlen, deren Größenordung stark überschätzt sein dürfte, zumal Speichereffekte nicht berücksichtigt wurden. Für eine pragmatische Abschätzung der Reduktionspotenziale stellt sich auch die Frage, in welchem Umfang die Wiedervernässung trockengelegter Moorflächen möglich ist beziehungsweise in Zukunft sein wird. Limitierende Faktoren sind beispielsweise das Wasserdargebot in niederschlagsarmen Regionen (z.b. Brandenburg) und das Vorhandensein von nährstoffarmem Wasser bei den Hochmooren sowie naturschutzfachliche Vorgaben. Außerdem ist zu bedenken, dass Wiedervernässungsmaßnahmen lange Zeiträume beanspruchen. Durch das vergleichsweise ambitionierte Moorschutzkonzept in Mecklenburg-Vorpommern wurden zwischen 2000 und ha der insgesamt etwa ha Moorfläche wieder vernässt. Dadurch konnten jährlich t CO 2 -eq. (= 10,4 t je Hektar) eingespart und knapp t Kohlenstoff im Torf gespeichert werden. Für die Fortschreibung des Moorschutzkonzeptes wurde eine detaillierte Quantifizierung der Reduktionspotenziale mit dem GEST-Modell für ein Szenario von einem Flächenumfang von ha bis 2020 durchgeführt. Die Berechnungen ergaben eine jährliche Reduktion von etwa t CO 2 -eq. (= 12,5 t je Hektar) und eine Erhöhung des Kohlenstoffspeichers von etwa t C pro Jahr (entspricht etwa 1,8 t CO 2 je Hektar) (MSK MV 2009, S. 32 und 73). Die Berechnungen der THG-Reduktionspotenziale mit dem GEST-Modell und die praktische Anwendung für das Moorschutzkonzept in Mecklenburg-Vorpommern zeigen, dass - es bei vorliegenden bundesweiten Abschätzungen des THG-Reduktionspotenzials an Praxisbezug mangelt, - realistisch erscheinende Flächenkulissen für die praktische Umsetzung von Moorschutz deutlich niedrigere aber dennoch erhebliche Beiträge zu den Reduktionsverpflichtungen aufweisen, - der Faktor Zeit für die Abschätzung der THG-Reduktionspotenziale und die Realisierung von Maßnahmen von hoher Bedeutung ist, 5

6 - die unmittelbar wirksame Reduktion von THG durch Wiedervernässung deutlich über den langfristigen Kohlenstoff-Akkumulationsraten im Torfkörper liegt und - nasse Bewirtschaftungsverfahren einen deutlich höheren Beitrag zum Klimaschutz leisten können. 3 Monetarisierung der Ökosystemdienstleistungen Eine Monetarisierung der für den Klimaschutz erbrachten Emissionsreduktion als Ökosystemdienstleistung von Mooren bildet die vermiedenen THG-Schadenskosten in Geldeinheiten ab. THG-Schadenskosten sind der Gegenwartswert der Klimafolgeschäden, den eine heute emittierte Einheit eines Treibhausgases (t CO 2 -eq.) verursacht. Schadenskosten werden mithilfe von integrierten Bewertungsmodellen ( Integrated Assessment Models ) berechnet. Dabei werden das Klimasystem und die Wechselwirkungen mit dem sozio-ökonomischen System durch Szenarien modelliert und die Schadenskosten in Abhängigkeit von verschiedenen Stabilisierungszielen, THG-Emissionen und -pfaden ermittelt. Aufgrund unterschiedlicher Annahmen (z.b. Zeithorizont, Stabilisierungsziel, Emissionspfad, Diskontrate) variieren die Ergebnisse innerhalb einer relativ großen Bandbreite zwischen 14 und 300 EUR je t CO 2 -eq. (vgl. z.b. Clarkson & Deyes 2002, Pearce 2003, Tol 2005, Downing et al. 2005). Auf der Grundlage der aktuellen Studien empfiehlt das UBA in seiner Methodenkonvention zur Schätzung externer Umweltkosten, einen zentralen Schätzwert von 70 EUR je t CO 2 als marginale Schadenskosten für die Berechnung öffentlicher Investitionen, insbesondere im Energie- und Verkehrssektor zu verwenden (Umweltbundesamt 2007). Nach jüngeren Berechnungen des Stern-Reports (Stern 2007) liegen die marginalen Schadenskosten bei einer business as usual Entwicklung mit 85 $ je t CO 2 -eq. in etwa der gleichen Größenordnung. Eine konsequente Anwendung der Methodenkonvention verlangt, dass dieser Schätzwert auch für die Berechung der externen Kosten der nicht-standortgerechten Moornutzung berücksichtigt werden muss. Durch intensive Acker- und Grünlandnutzung werden jährlich bis zu 24 t CO 2 -eq. je Hektar emittiert. Vorbehaltlich weiterer Untersuchungen ist zu vermuten, dass die dadurch verursachten externen Kosten in Höhe von EUR je Hektar und Jahr deutlich über dem entgangenen Nutzen der verdrängten Fleisch- und Milchproduktion liegen dürfte. Für die Berechnung des monetären Wertes der Ökosystemdienstleistung wieder vernässter Moore können die vermiedenen marginalen Schadenskosten zugrunde gelegt werden. Tabelle 3 zeigt in der rechten Spalte den Wert der durch Landnutzungsänderungen erbrachten Öko- 6

7 systemdienstleistungen, welche in der Größenordnung zwischen 385 und EUR je Hektar und Jahr liegen. Tab. 3: Monetärer Wert der Ökosystemdienstleistung infolge Wiedervernässung Monetärer Wert EUR ha -1 a -1 Niedermoor Wiedervernässung ohne Nutzung Wiedervernässung mit Nutzung Neuwaldbildung Revitalisierung von Waldmooren Extensive Grünlandnutzung Umwandlung Acker in extensive Grünlandnutzung 525 Umwandlung Acker in Röhricht mit Nutzung 805 Hochmoor Torfmooskultur auf Grünland oder Torffläche 595 Umwandlung Acker in extensive Grünlandnutzung 525 Umwandlung Torffläche in Extensiv-Grünland 525 Der Schätzwert der Methodenkonvention in Höhe von 70 EUR je t CO 2 ist gleichzeitig auch ein Orientierungswert, der mit den Vermeidungskosten der Nutzungsänderung verglichen werden kann. Bei den im Moorschutzprogramm Mecklenburg-Vorpommern bis 2003 durchgeführten 33 Wiedervernässungsmaßnahmen sind nachweislich etwa EUR je Hektar an Planungs- und Baukosten entstanden (Schäfer & Joosten 2005, S. 17). Wenn die Flächen nicht weiter genutzt werden sollen, dann fallen gegebenenfalls weitere Kosten für den Flächenerwerb an, so dass sich die gesamten Kosten auf etwa EUR je Hektar erhöhen. Bei einem Zinssatz von 3% (5%) p.a. betragen die jährlichen Kosten 150 EUR (250 EUR) je Hektar. Werden durch die Wiedervernässung ohne Nutzung jährlich 20 t CO 2 -eq. eingespart, dann liegen die Vermeidungskosten mit 7,50-12,50 EUR je t CO 2 -eq. deutlich unter dem Schätzwert der Methodenkonvention. Diese niedrigen Vermeidungskosten sind jedoch stark von der regionalen Agrarstruktur und der Nutzung abhängig. In Regionen mit hohem Nutzungsdruck ist mit deutlich höheren Vermeidungskosten zu rechnen. Der durchschnittliche Kaufwert je Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche liegt in Niedersachsen (Bayern) etwa auf dem dreifachen (fünffachen) Wert von 7

8 Mecklenburg-Vorpommern. Die in diesen Bundesländern betriebene intensive Moornutzung (z.b. Maisanbau für Biogas) verursacht aber auch deutlich höhere Schadenskosten 3. Die Vermeidungskosten standortgerechter Nutzungsalternativen liegen dagegen deutlich niedriger weil keine Kosten für den Flächenerwerb anfallen. Bei einer umweltverträglichen Erlenwertholzproduktion liegen die Vermeidungskosten bei sehr konservativen Annahmen zwischen 0-4 EUR je t CO 2 -eq. (Schäfer & Joosten 2005). Ein Vergleich der Vermeidungskosten mit anderen Klimaschutzmaßnahmen (z.b. Enkvist et al. 2007) zeigt, dass sich der Moorschutz lohnt weil die Kosten für die Durchführung der Maßnahmen deutlich niedriger sind als die Schadenskosten des Nicht-Handelns. Literatur Byrne, K.A. et al EU-Peatlands: Current Carbon Stocks and Trace Gas Fluxes. Lund. Clarkson, R & K. Deyes Estimating the Social Cost of Carbon Emissions. Government Economic Service Working Paper 140. HM Treasury, London. Couwenberg, J Biomass energy crops on peatlands: on emissions and perversions. IMCG-Newsletter 2/2007: Couwenberg, J., J. Augustin, D. Michaelis, W. Wichtmann & H. Joosten Entwicklung von Grundsätzen für eine Bewertung von Niedermooren hinsichtlich ihrer Klimarelevanz. DUENE e.v., Greifswald. Downing, T. E., D. Anthoff, B. Butterfield, M. Ceronsky, M. Grubb, J. Guo, C. Hepburn, C. Hope, A. Hunt, A. Li, A. Markandya, S. Moss, A. Nyong, R. S. J. Tol & P. Watkiss Social Cost of Carbon: A closer look of uncertainty. DEFRA, London. Enkvist, P.-A., T. Nauclér & J. Rosander A cost curve for greenhouse gas reduction. The McKinsey Quarterly 1: Freibauer A., M. Drösler, A. Gensior & E.-D. Schulze Das Potenzial von Wäldern und Mooren für den Klimaschutz in Deutschland und auf globaler Ebene. Natur und Landschaft 84 (1): Zu THG-Vermeidungskosten der Bioenergieproduktion vgl. Isermeyer et al Zu Emissionsfaktoren der Bioenergieproduktion auf Mooren vgl. Couwneburg

9 Gaudig, G. & H. Joosten Kultivierung von Torfmoos als nachwachsender Rohstoff Möglichkeiten und Erfolgsaussichten. Greifswalder Geographische Arbeiten 31: Hirschfeld, J., J. Weiß, M. Preidl & T. Korbun Klimawirkungen der Landwirtschaft in Deutschland. Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung, Berlin. Höper, H Freisetzung von Treibhausgasen aus deutschen Mooren. Telma 37: Isermeyer, F., A. Otte, O. Christen, S. Dabbert, K. Frohberg, U. Grabski-Kieron, J. Hartung, A. Heißenhuber, J. Hess, D. Kirschke, P.M. Schmitz, A. Spiller, A. Sundrum & C. Thoroe Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung. Münster-Hiltrup, Landwirtschaftsverlag. Kat, A. & H. Joosten, H Factbook for UNFCCC policies on peat carbon emissions. Wetlands International, Wageningen. MSK MV Konzept zum Schutz und zur Nutzung der Moore. Fortschreibung des Konzeptes zur Bestandssicherung und zur Entwicklung der Moore. Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz Mecklenburg-Vorpommern, Schwerin. Pearce, D.W The social cost of carbon and its policy implications. Oxford Review of Economic Policy 19 (3): Schäfer, A. & H. Joosten (Hrsg.) Erlenaufforstung auf wieder vernässten Niedermooren. DUENE e.v., Greifswald. Stern, N The economics of climate change. American Economic Review 98 (2): Tol, R.S.J The marginal damage costs of carbon dioxide emissions: an assessment of uncertainties. Energy Policy 33 (16): Umweltbundesamt Ökonomische Bewertung von Umweltschäden. Methodenkonvention zur Schätzung externer Umweltkosten. Umweltbundesamt, Dessau. Umweltbundesamt National Inventory Report for the German Greenhouse Gas Inventora under the United Nations Framework Convention on Climate Change Umweltbundesamt, Dessau. Wichtmann, W. & A. Schäfer Energiegewinnung von ertragsschwachen Ackerstandorten und Niedermooren. Natur und Landschaft 80 (9/10):

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