Bioökonomie und Agroforstwirtschaft

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1 Bioökonomie und Agroforstwirtschaft Prof. Dr. Reinhard F. Hüttl BTU Cottbus, GFZ Potsdam, BioÖkonomieRat Cottbus, 6. Juni 2012

2 Bioökonomie - Definition Definition Die Bioökonomie umfasst alle industriellen und wirtschaftlichen Sektoren und ihre dazugehörigen Dienstleitungen, die biologische Ressourcen produzieren, verund bearbeiten oder in irgendeiner Form nutzen.

3 Bioökonomie Produkte und Themen Quelle: verändert nach EU-Kommission, 2006

4 Wirtschaftliche Bedeutung Ausgewählte Sektoren der Bioökonomie in Deutschland in 2007 Sektor Umsatz (Mrd. ) Beschäftigte Quelle Landtechnik 6, DBV Landmaschinenhandel und handwerk 1) 5, DBV Pflanzenzucht 0, BDP Futtermittel- und Landhandel 6, Deutscher Verband Tiernahrung Land- und Forstwirtschaft, Fischerei 52, Stat. Bundesamt Ernährungsgewerbe, Lebensmittelindustrie 140, Lebensmitteleinzelhandel 3) 170, Lebensmittelgroßhandel 3) 148, BMELV; Stat. Bundesamt Stat. Bundesamt, BLE, BMELV Stat. Bundesamt, BLE, BMELV Papier 33, Stat. Bundesamt Holzgewerbe 14, Stat. Bundesamt Textil- und Bekleidungsgewerbe 19, Stat. Bundesamt Ledergewerbe 3, Stat. Bundesamt Industrielle Biotechnologie 1) und Agrobiotechnologie Gesamt 599, , de

5 Triebkräfte Herausforderungen _ Bevölkerungswachstum _ Urbanisierung _ Klimawandel _ Flächenverfügbarkeit, Bodendegradation _ Steigende / veränderte Ansprüche an Biomasse _ u.v.m.

6 Bevölkerungswachstum Von 6,8 Milliarden in 2009 auf 9,1 Milliarden in 2050 Flächengröße entspricht Anteil an Weltbevölkerung in 2050

7 Ernährungssicherung Anzahl Hungernder von 1969 bis 2009 Unterernährte und Fettleibige in Mrd. Quellen: FAO, 2009; WHO, 2006; FAO, 2006a; nach DBank, 2009

8 Bodendegradation Erosion, Verdichtung, Versiegelung, Versalzung

9 F Weltweite Bodendegradation

10 Klimawandel Biomasseproduktion Änderung der Ernteerträge bis 2050 Quelle: Müller et al., 2009; World Bank, 2008

11 Steigender (Bio)-Energiebedarf Zunahme des Energieverbrauchs um 40 % bis 2030 Quelle: IEA, 2009

12 Biomasse: Importe (Auszug) Brasilien Dänemark Gemüse Niederlande Russland Mais EZB Suat Eman 1 dan 1 Benjamin Klack 2 Michelle Meiklejohn 1 USA Indonesien Michelle Meiklejohn

13 Nachwachsende Rohstoffe 19 % der AF 14 % 86 %

14 Herausforderungen Fazit Ziel Globale Biomasseproduktion steigern unter zunehmend schwierigen Bedingungen Aufgabe Maßnahmen zu einer intelligenten und lokal angepassten Erzeugung und Nutzung von Biomasse Forschung im Bereich Biomassebereitstellung und Nutzung Quelle: FAO Profile for Climate Change, 2009

15 BioÖkonomieRat Hintergrund Hightech-Strategie Cologne-Paper Workshop Klima, Forschungsfeld Pflanze Forschungsunion acatech Antrag BMBF-Förderung Gründung 2009

16 Arbeit des Rats Gründung des Rates Priorisierung Erste Empfehlungen weitere Arbeitsgruppen Erste Arbeitsgruppen 2010 Empfehlungen Phase 2009 Berichte der Arbeitsgruppen 2011 Empfehlungen Gutachten Ende Phase 1 Nat. Forschungsstrategie BÖ Beginn Phase 2

17 Ergebnisse des Rats (Auswahl) Erste Empfehlungen Innovation Bioökonomie Prioritäten in der Bioökonomie-Forschung Nachhaltige Nutzung von Bioenergie

18 Innovation Bioökonomie Struktur Empfehlungen Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen (Sozio-) Ökonomische Forschung Effizienzindikatoren, Innovationshürden, Hebelwirkungen Technologien: Omics-Technologien, Gentechnologie, Bioinformatik, Sensortechnologie Strukturen: Forschungsstrukturen, -zentren, Cluster, Innovationsallianzen E 1 E 2 E 3 Effiziente Wertschöpfungsketten, Verfahren und Produkte entwickeln Welternährung sichern, Gesundheit fördern und globale Verantwortung wahrnehmen Natürliche Ressourcen nachhaltig nutzen E 4 Bioökonomie im System aufstellen Ausbildung, Interdisziplinarität, Kommunikation, Versachlichung

19 Innovation Bioökonomie Empfehlung 3 Natürliche Ressourcen nachhaltig nutzen Wasser effizient nutzen, Wasserqualität verbessern Genetische Ressourcen von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen sichern und effizient nutzen Bodennutzung verbessern, Bodenqualität erhöhen, Ökosystemdienstleistungen schützen Land- und Forstwirtschaft bei der Anpassung an den Klimawandel unterstützen Nährstoffe gezielt einsetzen und nutzen

20 Natürliche Ressourcen nachhaltig nutzen Alternative Landnutzungssysteme Agroforstwirtschaft hier: Alley-Cropping Energiewald Robinie (Alter 2 Jahre) Energiewald Pappel (Alter 5 Jahre)

21 Agroforstsysteme Ökologische und ökonomische Vorteilswirkungen Klimaschutz Minderung von Lachgasemissionen Mikroklimaregulation Grundwasserbildung und - qualität Erosionsschutz Landschaftsästhetik Biodiversität Betriebs- und Regionalwirtschaftliche Effekte C-Sequestrierung/Substitution fossiler Brennstoffe Verringerung des N 2 O-Austrags durch verminderte N-Düngung Erhöhung der Luftfeuchtigkeit/Temperaturregulation Verringerung der Tiefensickerung/Einsparung von Dünger und Herbiziden Verminderung der Wind- und Wassererosion Steigerung des Erholungswertes durch verändertes Landschaftsbild Erhöhung der Artenvielfalt Einfluss auf regionale Wertschöpfung und Arbeitsnachfrage Quelle: Auszug aus Schaegner, 2007

22 Agroforstsysteme als CO 2 -Senke Kohlenstoff-Akkumulation im Rohboden (in %) nach 9 Jahren (n=17) Tiefe (cm) Baumstreifen 2005 Baumstr./ Feld 2005 Feld ,55 (0,64)* 0,45 (0,26) * ,85 (0,28) 1,13 (0,25) 1,03 (0,34) 1,04 (0,24) 0,99 (0,28) * Standardabweichung Verdopplung bis Verdreifachung des C-Gehaltes im Boden!

23 Agroforstsysteme und Mikroklima Windgeschwindigkeiten auf Freifläche (rot) und Ackerstreifen ein Jahr nach Versuchsanlage Monatsmittel der Windgeschwindigkeiten von Juni 2008 bis Dezember Windgeschwindigkeit (m s -1 ) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Referenzfläche Leeseite Ackerstreifen Mitte Ackerstreifen Luvseite Ackerstreifen Juni Juli August September Oktober November Dezember

24 Agroforstsysteme und Mikroklima Verlauf der Bodenfeuchte im Windschatten einer Robinienhecke und auf einer benachbarten Ackerfläche 25 Wassergehalt [Vol%] Ackerfläche ohne Gehölzstreifen Mitte eines 18m breiten Feldstreifens bei Alley-Cropping Datum Bodenwassergehalt in Alley-Cropping-Feldstreifen höher und später absinkend als auf freier Ackerfläche

25 Agroforstsysteme Biodiversität Integration von Biomasseproduktion und Biodiversität Quelle: BUND Lemgo, 2008 Quelle: wikipedia, 2008 Quelle: wikipedia, 2008 Quelle: Dupraz, 2005

26 Agroforstsysteme Biodiversität Ökologische Vorteilswirkungen des Alley Cropping Artenvielfalt

27 Agroforstsysteme Landschaftsgestaltung Höherer landschaftsästhetischer Wert kann u. a. zu höherer Akzeptanz z. B. der Bioenergienutzung beitragen.

28 Fazit: Bioökonomie und Agroforstsysteme Betriebswirtschaftliche und regionale Wertschöpfung durch neue Produkte Steigerung der Biomasseproduktion Mehrertrag pro Flächeneinheit; Inkulturnahme degradierter Böden Reduzierung der Konkurrenz um Biomasse Steigerung der Nachhaltigkeit der Flächennutzung Boden- und Gewässerschutz, Erosionsminderung, Kohlenstoffspeicherung und Biodiversität Klimaanpassung der Agrarproduktion Erhöhung der Anpassungsfähigkeit z. B. bei veränderten Wasserverfügbarkeiten Steigerung der Akzeptanz der Landnutzung Diversifizierung des Landschaftsbildes, Steigerung des Erholungswertes