Methodenentwicklung zur Abschätzung des nachhaltigen Biomassepotenzials aus Grünlandbeständen in Brandenburg

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1 29. Juni 2010 Dr. Caroline Schleier Methodenentwicklung zur Abschätzung des nachhaltigen Biomassepotenzials aus Grünlandbeständen in Brandenburg Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (FH) Friedrich-Ebert-Straße 28 D Eberswalde Prof. Dr. Max Mustermann HNE Eberswalde (FH) Modul Wirtschaftskreisläufe Seite 1

2 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Projekteckdaten Projekteckdaten Finanzierung Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur, Brandenburg Forschung- und Innovationsförderung zur Steigerung der Innovationskraft an Brandenburger Hochschulen. Laufzeit /2010 Projektleiter Prof. Dr. Hans-Peter Piorr und Dipl.-Geogr. Frank Torkler Ansprechpartner: Dr. Caroline Schleier Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 2

3 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Ziel Ziel Entwicklung eines Grünlandmoduls für das Biomasseertragsmodell (bym) Abschätzung der Bioenergiepotenziale auf überschüssigen Grünlandflächen Räumliche Analysen von Nutzungsintensitäten (Standortszenarien) Berücksichtigung wichtiger Nachhaltigkeitsaspekte Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 3

4 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Modul des bym Biomasse-Ertragsmodell - bym GIS-basierte Modellierung der Bioenergiepotenziale auf dem Ackerland entwickelt von Prof. Dr. Hans-Peter Piorr, Frank Torkler, Sybille Brozio, Mirella Zeidler Raumbezug Brandenburg, Deutschland Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 4

5 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland Modul des bym Biomasseertragsmodell bym Nachhaltige Biomassepotenziale Acker Aus Geodaten: Ertragsberechnung über Ertragsfunktionen Aus Statistikdaten: Bedarfsanalyse: Nahrung Tierfütterung Einstreu Standortparameter: Boden, Niederschlag Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 5

6 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Hintergrund Hintergrund Grünlandmodul Sinkende Viehbestände Überschüsse im Grünland Energetische Nutzung möglich Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 6

7 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Hintergrund Hintergrund Grünlandmodul aber auch sinnvoll? Chance und Gefahr: Erhalt der Grünlandfläche drohende Intensivierung Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 7

8 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Hintergrund Nachhaltige Entwicklung sicher? Intensivierung wahrscheinlich Bioenergieertrag abhängig von Biomassequalität und -nutzung Ursache der Überschüsse Intensivierung der Milchviehhaltung Milchleistung - Milch-kg / Jahr / Tier 1: 1-2 Schnitte, späte Schnitte (Blüte) 2: >2 Schnitte, frühe Schnitte Berechnet nach KTBL (2005), FNR (2004) LKV Jahresbericht 2007/2008 Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 8

9 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Ansatz Ansatz Erntemenge - Futterbedarf = Überschuss/Defizit Erntemenge 1. Referenzszenario: Statistikdaten 2. Standortszenarien: standortspezifische Ertragszuweisung Futterbedarf Energiebedarf der Tierhaltungsgruppen Zuweisung von Futterrationen zur Deckung des Energiebedarfs Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 9

10 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Ansatz Ansatz Energiebedarf (Literaturauswertung) nach Leistung: Schlachtgewichte, Milchleistung, Eier (statistische Daten) Futterrationen (Expertenbefragungen, Faustzahlen) Futtermittel: Getreide, Grassilage, Heu, Ackergräser, Leguminosen, Mais, Soja, Mineralstoffe, Aminosäuren u.a. Futter aus dem Grünland: zwei Substrate: extensiv - intensiv Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 10

11 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Standortszenarien Modellansatz Standortszenarien Ziel: genauere räumliche Analysen Berechnung Erntemengen durch standortspezifische Zuweisung von Erträgen 1. Definition von Standortgruppen 2. Verteilung von Nutzungsintensitäten auf Standortgruppen 3. Zuweisung von Erträgen in Trocken-, Durchschnitts-, Feuchtjahren Standortgruppen Schutz Intensität 1-4 Ertrag Erntemenge Abbildung von Nutzungsveränderungen und Nachhaltigkeitsaspekten Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 11

12 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Geodaten Auswahl an verfügbaren Geodaten in Brandenburg Geo-Datensatz Format und Maßstab Quelle Basisdaten Digitale Verwaltungsgrenzen Shape: 1: BKG (2007) Landnutzung Feldblockdaten InVeKoS Shape: 1: MLUF (2009) Niederschlag Jahresniederschlag Raster: 1 km DWD ( ) Boden BÜK300 Shape: 1: LBGR (2007) Schutzgebiete Natura 2000 Shape 1: : LUA (2004) Schutzgebietskataster Shape: 1: LUA (2009) Naturräumliche Gliederung Naturraum Shape: 1: BfN (2002) Relief Digitales Geländemodell DGM25 25x25m LGB (2004) Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 12

13 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Grünland Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 13

14 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Standortszenarien Standortgruppen Bildung auf unterschiedlichen Ebenen möglich müssen dann mit Erträgen belegt werden Beispiel Boden: Standortgruppe Bodensystematik Substrat Inhalt 1 Moore 0 alle Moore 2a Niedermoore 1 tiefgründige Niedermoore, 2b Niedermoore 2 flachgründige Niedermoore 2c Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 14

15 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland Standortszenarien Ergebnisse Überschüsse / Defizite in Tonnen Heu je Landkreis Extensiv / Intensiv Berechnung Bioenergieerträge Nach FNR 2004 aus Futterinhaltsstoffen (Futtermitteltabellen der DLR entnommen) Biogaserträge Methanerträge Elektrisch installierbare Leistung bzw. standardisiert auf 500er kw el - Anlage (bei h Volllast im Jahr) Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 15

16 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Standortszenarien Beispiel: Risikoszenario Moorintensivierung Nutzungsintensität Moore (ohne Schutzauflagen) Szenario 1 Extensiv = 100% Bioenergieertrag Szenario 2 GfP = 100 % Szenario 3 Hochintensive Nutzung = 100% Differenzen liefern Risikopotenzial einer Intensivierung der Moore Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 16

17 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Modellansatz Fortführung des Modellansatzes Ziel Erhöhung der Genauigkeit Übertragung auf andere Räume (Deutschland Europa) Maßnahmen Anpassung der Futterrationen nach Anbauregionen Prüfung der Qualitätsgruppen und Methode Bioenergieertragsberechnung Modell ergänzen um Naturraum, Exposition, Neigung neue Standortgruppen auf unterschiedlichen Ebenen definieren Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 17

18 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Fazit Probleme bei der Umsetzung Datengrundlagen Ungenauigkeiten der Agrarstatistik (allg. Erfassung, Weiden, Mähweiden) Informationsverluste bei räumlichen Verschnitten von Geodaten: Modellierungsebene richtet sich nach Datensatz mit geringster Auflösung Zusammenführung der Standortgruppen: Zusammenführen der Daten unterschiedlicher Ebenen möglich? bei Änderung des Maßstabs: Neudefinition Standorte/Erträge Restriktionen festlegen Genauigkeit des Modells Abbildung der Realität / wahrscheinlichen Entwicklung überprüfbar?? Möglichkeiten Notwendigkeiten Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 18

19 Nachhaltiges Biomassepotenzial Grünland - Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Caroline.Schleier@hnee.de Die Veröffentlichung der ersten Ergebnisse ist in Vorbereitung. Näheres dazu bald unter Dr. Caroline Schleier HNE Eberswalde (FH) FB Landschaftsnutzung und Naturschutz Seite 19