Ökologische Nachhaltigkeitsbewertung Parameter Wasserverbrauch

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1 Ökologische Nachhaltigkeitsbewertung Parameter verbrauch T. Lindenthal, S. Hörtenhuber, Forschungsinstitut für biologischen Landbau FiBL Österreich, Universität für Bodenkultur, Wien 1. Durchführung und Dauer der Studie Durchführung: FiBL Österreich: DI Stefan Hörtenhuber, Dr. Thomas Lindenthal, Mag a Theresia Markut FiBL Schweiz: Dr. Christian Schader Projektdauer: Mai 2010 Dezember 2016 Finanzierung: Hofer KG sowie BMLFUW (für Teilstudien) 2. Ziele der Studie Nach der Berechnung der Treibhausgasemissionen ( CO 2 -Fußabdruck siehe sämtlicher Produkte der Biopremium-Linie "Zurück zum Ursprung" (Biomarke des Lebensmitteldiskonters Hofer) setzt FiBL Österreich und FiBL Schweiz mit einer Bewertung des verbrauchs und den Biodiversitätsauswirkungen fort. Ziel der Studie war und ist es, den verbrauch von Bio-Lebensmittel im Vergleich zu konventionellen Produkten aus der jeweils gleichen Region zu berechnen. Daher wird eine detaillierte, umfangreiche bilanzierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette für biologische und konventionelle Produkte vorgenommen, die letztlich den Gesamt- verbrauch in Liter / kg Produkt angibt. Der Zielrahmen umfasst somit: a) Aufzeigen des gesamten verbrauchten und beeinträchtigten s in der Lebensmittel-Erzeugung b) Aufzeigen von -Einsparungspotenzial der Bilanzergebnisse von Produkten der Bio-Premium-Linie gegenüber konventionellen Produkten. c) Schwachstellen eines hohen verbrauchs und hoher beeinträchtigung (-verschmutzung) in der Lebensmittelerzeugung ausweisen d) Optimierungsmaßnahmen für eine effizientere Nutzung des s aufzeigen. Dabei werden alle drei Formen des verbrauches (s. Hoekstra et al. 2009) bilanziert: a) Blaues - direkter verbrauch: Oberflächen- und Grundwasser, das in der Produktion direkt eingesetzt wird - z.b. Bewässerungswasser, für die Tränke der Tiere, verbrauch der Molkerei, zur Reinigung von Anlagen, Kühlungswasser bei Mineraldüngerherstellung. b) Grünes Verdunstungswasser:, das die Pflanzen während der gesamten Wachstumszeit verdunsten und somit über Niederschläge oder Bewässerung benötigen.

2 c) Graues - Abwasser-Verdünnung der Nährstoff-/Schadstofffrachten: Volumen an benötigtem Frischwasser, um Schadstofffrachten und verschmutztes aufzunehmen und auf Gehalte unter Grenzwerten zu verdünnen - z.b. Nitrat-, Phosphor- und Pestizideintrag aus der Landwirtschaft in Grund- und Oberflächengewässer; Abwässer aus Molkereien etc. 3. Methode der Studie Der verbrauch / bilanzierung wird im Rahmen einer Life Cycle Assessment (LCA) entlang der gesamten Wertschöpfungskette bilanziert: a) Vorleistungen in der Landwirtschaft b) Landwirtschaftliche Produktion c) Transport (alle in der Kette anfallenden Transporte) d) Lebensmittelverarbeitung e) Verpackung f) Lagerung Die LCA zum verbrauch wurde und wird entsprechend den ISO-Richtlinien und durchgeführt (indirekt auch bedeutsam: IPCC-Guidelines, s. IPCC 2007). Quellen und Systemgrenzen - rucksack am Beispiel Milch Blaues & graues Blaues Grünes Systemgrenze Blaues, grünes & graues Blaues & graues Blaues & graues Blaues Eigene Darstellung, 2010 (basierend auf Hoekstra et al., 2009), methodische Verfeinerungen und Ergänzung um weitere relevante Quellen (in roter Farbe) Abbildung 1: Systemgrenzen bei der Berechnung des verbrauchs (FiBL- bilanzierungsmethode) am Beispiel Milch

3 Die Systemgrenzen für die bilanzierung am FiBL wurden in Anlehnung an Systemgrenzen der CO 2 -Bilanzierung und auf Basis eingerechneter quellen in Hoekstra & Chapagain (2003; 2006) und Hoekstra et al. (2009) festgelegt. Abb.1 stellt die Systemgrenzen grafisch dar. Methodische Verfeinerungen auf Basis von Hoekstra & Chapagain (2003; 2006) sowie Hoekstra et al. (2009) sind mit roter Zusatzumrandung dargestellt, Ergänzungen um weitere relevante Quellen (z.b. die bilanz der Herstellung von Mineraldüngern und Pestiziden) sind in roter Schriftfarbe und mit roter Umrandung dargestellt. Die Bilanzierung baut auf Betriebsmodelle der österreichischen Landwirtschaft, differenziert nach den Herkunftsregionen der Produkte (zu Milchprodukte publiziert in Hörtenhuber et al. 2010), s. auch Kap. Daten 3.1 bilanzierungsmodell Die FiBL-bilanzierungsmethode basiert v.a. auf Arbeiten zu Water Footprints von Hoekstra & Chapagain (2003, 2006) sowie Hoekstra et al. (2009) aus den Niederlanden (Uni Enschede und UNESCO - Institut for Water Education). Eine Erweiterung des Modells von Hoekstra & Chapagain 2003, 2006, Hoekstra et al. 2009) wurde in folgenden Bereichen vorgenommen: 1.) Erfassung vorgelagerter Wirtschaftsbereiche: Erstmals erfolgt auch die Bilanzierung des bedarfs und der beeinträchtigung im vorgelagerten Wirtschaftsbereich (Herstellung Mineraldünger und Pflanzenschutzmittel; Be- und Verarbeitung von zugekauften Futtermitteln) 2.) Transporte: Berücksichtigung der für den haushalt relevanten Emissionen von Transporten. 3.) Tropenwaldrodung: Mit den Effekten der Tropenwaldrodung wurden zusätzlich auch anthropogene Prozesse mit berücksichtigt, die im Rahmen von Vorleistungen für die Futtermittelerzeugung den natürlichen kreislauf (global bis lokal) beeinträchtigen bzw. reduzieren. Neben der Menge verbrauchten grünen und blauen s wird somit bei der Water Footprint -Methode ebenso wie bei der weiterentwickelten FiBL- bilanzierungsmethode auch die beeinträchtigung mitbewertet ( Kombi- Modell für verbrauch und einer Abschätzung der Aquatoxizität!). Die Bewertung der Mengen an grauem wird in Abhängigkeit von der Menge an ausgewaschenem Nitrat ermittelt, nachdem dieses im 8. Österreichischen Umweltkontrollbericht (UBA, 2007) als primäre Schadstoffquelle in österreichischem (Grund-) identifiziert wurde.

4 Direkter bedarf Indirekter bedarf Nicht verbrauchtes Grünes Blaues Grünes Blaues verbrauch Graues Graues verschmutzung Abb. 2: Darstellung der eingerechneten arten nach Hoekstra et al. (2009). Wie für die Bilanzierung der Treibhausgasemissionen nimmt das Endergebnis Bezug auf 1 kg Produkt, bspw. Trinkmilch oder Milchprodukte. Das Koppelprodukt Fleisch (von Altkuh und Kälbern) sowie die Aufzucht der Milchkühe wurden in der Bilanz entsprechend mitbewertet. Als Basis für Parameter der landwirtschaftlichen Erzeugung dienen detaillierte Betriebsmodelle, welche auch die Basis für die CO2-Bilanzierung bilden. 3.2 Herangezogene Daten Folgende Datenquellen wurden zur Berechnung des verbrauchs herangezogen: a) Auswertung statistischer, regional verorteter Daten b) Interviews mit Betriebsleiterinnen und Betriebsleitern c) Interviews mit Expertinnen und Experten d) Auswertung von bilanzdaten aus einschlägiger Literatur Die im Zuge der Treibhausgas- und bilanzierung entwickelten Betriebsmodelle der österreichischen Landwirtschaft integrieren regional verortete, statistische landwirtschaftliche Betriebsdaten aus dem österreichischen Agrarumweltprogramm ÖPUL (INVEKOS-Daten aus dem Jahr 2009) sowie weitere regionale statistische Daten u.a. zu Erträge, Düngung, Bewässerung, Milchleistungen: 1) INVEKOS Betriebs-Daten aus dem Jahr ) Nationale und bundesland-spezifische Daten: Amt NÖ , BMLFUW , BMLFUW 2006, BMLFUW 2008, Lindenthal et al. (2004), LFI 2007, LVL 2003, ÖPUL 2007, ÖWAV 2007, Statistik Austria 2008, ZAMG 2009, Zucht Data ) Internationale Literaturwerte: Fließbach et al. 2007, Hartl 1999, Hülsbergen 2002, Hülsbergen und Küstermann 2008, IPCC 2006, IPCC 2007a und b, Küstermann et al. 2007, Mäder et al. 2002, Niggli et al und 2009 Daten zum verbrauch im gesamten Prozess Folgende, in Tabelle 1 gezeigte verbraucher bzw. -verschmutzer ( Bilanzposten ) werden mit der FiBL-bilanzierungsmethode bewertet:

5 Tabelle 1: Bilanzierte verbraucher bzw. -verschmutzer der FiBL- bilanzierungsmethode. verbraucher/- verschmutzer Kurzbeschreibung bilanzierter Prozesse Wichtigste Literaturund Datenquellen Landwirtschaft und Vorleistungen Herstellung Mineraldünger und Pestizide Be- und Verarbeitung von Futtermitteln Bereitstellung von Ackerland mit Eingriff in haushalt (Tropen) Futtermittelanbau Blaues (z.b. Kühlungswasser) und graues (für emittierte Schadstoffe wie Ammoniak bei Harnstoffherstellung) Blaues für Reinigung von Anlagen (z.b. zum Pressen und zur Extraktion von Soja/Raps), Herstellung von PE-Silagefolien Rückgang des Niederschlagswassers (grün) im kreislauf als Folge von Tropenwaldrodung Grünes (Niederschlag) und geringe Mengen an blauem Bewässerungswasser; graues zur Neutralisierung von Nitratfrachten ins Grund- und Oberflächenwasser; Berücksichtigung von beeinträchtigung durch Emissionen im Rahmen des landwirtschaftlichen (und dem vorgelagerten) Transports (graues ) UNEP (1998) 1 LCA-Database (2003) 2, KWK Braun GmbH & Baesweiler Folien GmbH (2005) 3 Avissar & Werth (2005) 4, Richey et al. (1991) 5, FAO (2003) 5, Geoklima Schmid (2010) 6, Müller et al. (2007) 7, ÖWAF (2001) 8 ; Kolbe (2000, 2002) 9, Europäische Komission (2010) 10, Hobiger und Klein 2004 in UBA (2006) 11 ; * FAL in Wiedner (2010; LK Vorarlberg) 12, LfL (2004) 13 Tierhaltung Detaillierte Berechnung von für Viehtränke (in Abhängigkeit von Futterration) und Reinigungswasser für Stallungen (blaues ) Lebensmittelverarbeitung, Handel und Transporte ab dem Hoftor Molkerei (und Handel) Molkereiabwässer und Bedarf sowie BMZ & GTZ (2000) 14 Emissionen der Herstellung von Tetrapacks, etc. (graues ) Transporte Berücksichtigung von beeinträchtigung * Hausberger (2000) 15 durch Emissionen von der Landwirtschaft nachgelagerten Transporten (Milchsammlung, Auslieferung der Produkte bis zum Supermarktregal; graues ) 1 Die Publikation beschreibt detailliert Emissionen der Düngemittelindustrie. 2 Daten zu bedarf bei Extraktion von Raps. 3 Ökobilanz zur Herstellung von PE-Folien (inkl. Zahlen zu bedarf). 4 Publikation zu Niederschlagsrückgang nach Tropenwaldrodung. 5 Klimadaten zum brasilianischen Tropenwald. 6 Detaillierte Daten zu Pflanzenwasserbedarf nach Modellierung mit Pflanzenbauprogramm, INVEKOS-Daten sowie landes- und regionsspezifischen Humus- und Niederschlagsdaten. 7 Daten zu Bewässerung für importierte Futtermittel. 8 Daten zu Bewässerung für österreichische Futtermittel. 9 Daten zu Nitratauswaschung bei unterschiedlichen Wirtschaftsweisen, etc. 10 Festgelegter Nitratgrenzwert für Trinkwasser (45 mg pro Liter). 11 Geogene Nitrat-Hintergrundwerte in Österreich. 12 Schätzgleichung für detaillierte Abschätzung der Tränkewasser-Mengen für Rinder (Milchkühe). 13 Reinigungswasserbedarf in Rinderställen. 14 Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung und Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit: Bewertung von Umweltwirkungen der Molkereien. 15 NOx-Emissionen von Dieselmotoren.

6 4. Ergebnisse der FiBL-Studie im Vergleich zur internationalen Literatur Die Ergebnisse der FiBL-Studie liegen im Rahmen der wichtigsten Literaturergebnisse (bilanzen für Milch und Milchprodukte): FiBL, 2010: l pro kg Milch (inkl. nachgelagerten Prozessen) Hoekstra und Chapagain, 2006: pro kg Milch im globalen Durchschnitt ca. 990 l bei einer Spannweite von 641 bis l Hoekstra und Chapagain, 2003 (UNESCO Institut for Water Education): ca. 800 l pro kg Milch 5. Literatur Amt NÖ ( ) Grüner Bericht Amt der Niederösterreichischen Landesregierung - Bericht über die wirtschaftliche und soziale Lage der Land- und Forstwirtschaft in Niederösterreich. Amt der Nieder österreichischen Landesregierung. Avissar, R. und D. Werth (2005): Global Hydroclimatological Teleconnections Resulting from Tropical Deforestation. JOURNAL OF HYDROMETEOROLOGY 6. American Meteorological Society. BMLFUW ( ) Grüner Bericht Bericht über die Situation der österreichischen Land- und Forstwirtschaft Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und wirtschaft, Wien. BMLFUW (2006) Richtlinien für die Sachgerechte Düngung - Anleitung zur Interpretation von Bodenuntersuchungsergebnissen in der Landwirtschaft. Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und wirtschaft, Wien. BMLFUW (2008): Deckungsbeiträge und Daten für die Betriebsplanung Hörtenhuber, S., 2008: Treibhausgasemissionen aus der Milchproduktion in Abhängigkeit von Standort und Wirtschaftsweise Ergebnisse für österreichische Modellbetriebe. Diplomarbeit, Universität für Bodenkultur Wien. Ecoinvent Centre (2007) ecoinvent data v2.0 final reports Ecoinvent 2000 No. 1-25, Swiss centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, 2007 European Comission (2010): Comission staff working document accompanying the Report from the Commission in accordance with Article 3.7 of the Groundwater Directive 2006/118/EC on the establishment of groundwater threshold values. FAO (2003): Review of world water resources by country. ftp://ftp.fao.org/agl/aglw/docs/wr23e.pdf FAO Statistics Division (2010). Fließbach A, Oberholzer H-R, Gunst L, Mäder P (2007) Soil organic matter and biological soil quality indicators after 21 years of organic and conventional farming. Agriculture, Ecosystems & Environment 118, GEMIS 4.42 (2007) Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) Version GEMIS 4.5 (2007) Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) Version 4.5. Geoklima 2.1; GLP (2000): Gute landwirtschaftliche Praxis im üblichen Sinn (GLP). BMLFUW Wien sowie Oberösterrei-chische Landwirtschaftskammer.

7 sowie Hartl, W., E. Erhart und B. Putz (1999): Beitrag von Biotonnenkompost zur Nährstoffversorgung in viehlo-sen ökologisch wirtschaftenden Betrieben. In Hoffmann, H. und S. Müller (Hrsg.): Beiträge zur 5. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau, Berlin, Verlag Dr. Köster, Berlin, Hausberger, S. und R. Pischinger (2000): Emissionen des Off-Road-Verkehrs im Bundesgebiet Österreich für die Bezugsjahre 1990 bis Stgudie im Auftrag des Umweltbundesamtes Österreich, Graz-Wien. Hobiger, G. und P. Klein, (2004): Geogene Hintergrundgehalte oberflächennaher Grundwasserkörper (GEOHINT). Österreichweite Abschätzung von regionalisierten, hydrochemischen Hintergrundgehalten in oberflächennahen Grundwasserkörpern auf der Basis geochemischer und wasserchemischer Analysedaten zur Umsetzung der rahmenrichtlinie 2000/60/EG. Geologische Bundesanstalt, Wien. Hoekstra, A. Y., A. K. Chapagain, M. M. Aldaya und M. M. Mekonnen (2009): Water Footprint Manual State of the Art Water Footprint Network. Enschede, The Netherlands. Hoekstra, A.Y. und A.K.Chapagain (2003): Virtual water flows between nations in relation to trade in livestock and livestock products. Value of Water Research Report Series No. 13. UNESCO- IHE. Delft, The Netherlands. Hoekstra, A.Y. und A.K.Chapagain (2006): Water footprints of nations: Water use by people as a function of their consumption pattern. Water Resour Manage (2006). DOI /s x HÖRTENHUBER, S., LINDENTHAL T., AMON B., KIRNER, L., ZOLLITSCH W. (2010): Greenhouse gas emissions from selected Austrian dairy production systems model calculations considering the effects of land use change. Renewable Agriculture and Food Systems, 25 (4), Hülsbergen, K.-J. (2002): Entwicklung und Anwendung eines Bilanzierungsmodells zur Bewertung der Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Systeme. Habilschrift. Halle/Saale, (Shaker-Verlag, Aachen 2003) Hülsbergen, K-J. und Küstermann, B. (2008): Optimierung der Kohlenstoffkreisläufe in Öko-Betrieben. Ökologie und Landbau 145, 1, IPCC (2006) Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H.S., Buendia L., Miwa K., Ngara T. and Tanabe K. (eds).published: IGES, Japan. IPCC (2007) Climate Change IPCC Fourth Assessment Report. The Physical Science Basis. www. Ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg1.htm ISO (2006) International Standard: Environmental management Life cycle assessment Principles and framework. Second edition ISO (2006) International Standard. Environmental management Life cycle assessment Requirements and guidelines. First edition Kolbe, H. (2000): Landnutzung und schutz. Der Einfluss von Stickstoff-Bilanzierung, N-min- Untersuchung und Nitratauswaschung sowie Rückschlüsse für die Bewirtschaftung von schutzgebieten in Deutschland. WLV Wissenschaftliches Lektorat und Verlag, Leipzig, ISBN Kolbe, H. (2002): belastung in Abhängigkeit von der Landnutzung. Ökologie & Landbau 122(2): Küstermann, B., Kainz, M., Hülsbergen, K.-J., (2007) Modeling carbon cycles and estimation of greenhouse gas emissions from organic and conventional farming systems. Renewable Agriculture and Food Systems. 23: KWK Braun GmbH & Baesweiler Folien GmbH (2005): Umwelterklärung _05.pdf

8 LFI (2007) Düngung im ÖPUL. Ländliches Fortbildungsinstitut (LFi) Österreich, Wien. LfL (2008) Alexandrinerklee Terifolium alexandrinum. Züchtungsforschung bei Futterpflanzen und Le-guminosen IPZ 4b. Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft. LfL (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, 2009): Gruber Tabelle zur Fütterung in der Rindermast. LfL-Infomationen. 14. Auflage. Weihenstephan/Freising, Deutschland. Lindenthal, T., Bartel, A., Darnhofer, I., Eder, M., Freyer, B., Hadatsch, S., Milestad, R., Muhar, A., Payer, H., Penker, M. Rützler, H., Schneeberger, W., Velimirov, A., Walzer, A. (2004): Flächendecken-de Umstellung auf biologischen Landbau: Integrative Akzeptanz- und Wirkungsanalyse anhand ausgewählter Untersuchungsregionen (Weinviertel, Liezen). Endbericht. Programm Kulturland-schaftsforschung; BMBWK Wien, 118 S. LVL (2003) Tagungsband des 4. Brandenburger Beregnungstages am in Gütersfelde. Lan-desamts für Verbraucherschutz und Landwirtschaft und Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt-schutz und Raumordnung des Landes Brandenburg.Mäder P, Fließbach A, Dubois D, Gunst L, Fried P, Niggli U (2002): Soil Fertility and Biodiversity in Organic Farming. Science 296, Müller, A., J. Schmidhuber, J. Hoogeveen, P. Steduto (2007): Some insights in the effect of growing bio-energy demand on global food security and natural resources. Paper presented at the International Conference Linkages between Energy and Water Management for Agriculture in Developing Countries. Hyderabad, India, January Nielsen, P.H. (2003): Soy meal. LCA-Database. Niggli U, Fließbach A, Hepperly P, Scialabba N (2009) Low Greenhouse Gas Agriculture: Mitigation and Adaptation Potential of Sustainable Farming Systems. FAO, April 2009, Rev Niggli, U., Schmid, H. und Fliessbach, A. (2008) Organic Farming and Climate Change. International Trade Centre (ITC) UNCTAD/WTO, Geneva. ÖPUL (2007): Das aktuelle Agrar-Umweltprogramm in der ländlichen Entwicklung 2007 bis sowie ÖWAF (2007): Empfehlungen für Bewässerungswasser. ÖWAV Arbeitsbehelf 11, 2. Auflage. Österreichischer - und Abfallwirtschaftsverband Wien. 2OEWAV_Arbeitsbehelf.pdf Richey, J. E., R. L. Victoria, E. Salati und B. R. Forsberg (1991): The biogeochemistry of a major river system: The Amazoncase study. Biogeochemistry of Major World Rivers, J. E.Richey, Ed., John Wiley & Sons, Schmid, E. (2010): verbrauch von Kulturpflanzen in Österreich (unveröffentlichte Berechnungen). Universität für Bodenkultur Wien, Institut für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung. Statistik Austria (2008): Statistik der Landwirtschaft Statistik Austria, Wien. Theilen, U. und H. Goldbach (2000): Umwelthandbuch Molkereien. Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) und Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH. Eschborn, Deutschland. UBA (Hrsg., 2007): 8. Umweltkontrollbericht - Umweltsituation in Österreich. Bericht des Umweltministers an den Nationalrat. Umweltbundesamt Wien. UNEP (United Nations Environment Programme, 1998): Mineral fertilizer production and the environment. Part 1. The Fertilizer Industry's Manufacturing Processes and Environmental Issues. ISBN: ZAMG (2009): Klimaten in Österreich. ZAMG, Wien. [Download on ] ZuchtData (2007): Jahresbericht URL: RiZu/ZuchtData- Jahresbericht-2006.pdf, gesehen am