Energetische Nutzung von Biomasse - Auswirkungen auf die Landschaftsfunktionen und andere Raumnutzungen Prof. Dr. Institut für Umweltplanung Leibniz Universität Hannover
Gliederung Energetische Nutzung von Biomasse - Auswirkungen auf die Landschaftsfunktionen und andere Raumnutzungen Problematik Wirkfaktoren Wirkungskomplexe Landschaftsfunktionen Raumnutzungen
Entwicklung
Biogasanlagen Biogasanlagen 2008: Bestand 2020: Bedarf 2008: 1350 MWel 4000 Biogasanlagen Durchschnittliche Leistung: 330 kw 2007: 0,33 Mio. ha 2020: Erreichung von 3 530 MWel zusätzlich rund 6000 Anlagen mit 330 kw Gesamtanlagenzahl: > 10 000 2020: 0,67 Mio. ha (Daten aus: Thrän, Edel, Seidenberger, Gesemann, Rode 2009: Biomassekonkurrenzen, Zwischenbericht http://www.dbfz.de/web/fileadmin/user_upload/dbfz_zwischenbericht_biomassekonkurrenzen.pdf)
Biogasanlagen in Niedersachsen Quelle: NML (Hrsg.), 2012: Biogas in Niedersachsen Entwicklung, Stand und Perspektiven.
Maisanbaufläche in Niedersachsen Quelle: NML (Hrsg.), 2012: Biogas in Niedersachsen Entwicklung, Stand und Perspektiven.
Problematik Eine drastische Ausweitung der energetischen Nutzung von Biomasse hat starke Auswirkungen auf Landnutzungssysteme regionale Stoffströme Naturhaushalt Landschaftsfunktionen andere Raumnutzungen (inklusive Flächenkonkurrenzen) Über Rückkopplungen wird die Ausweitung der energetischen Nutzung von Biomasse beeinflusst.
Auswirkungen auf Natur und Landschaft sind u.a. zu erwarten durch: Veränderung von Anbausystemen (Fruchtfolgen, perennierende Arten, Mischfruchtanbau, Mehrkulturanbau) Veränderungen beim Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden Grundlegende Veränderung von Produktionszielen (Masse statt Qualität) Bewirtschaftung bleibt zunächst in ihrer Intensität unverändert bestehen Züchtungen neuer Sorten, Verwendung neuer Kulturpflanzen
Das Skalenproblem Bottom up-wirkungen Übergeordnete Vorgaben: EU, Bund, Land Region Landschaft Fläche/ Schlag Verändert nach Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.] 2010: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Auswirkungen auf die Landschaftsfunktionen Auswirkungen auf Natur und Landschaft Archivfunktion Natürliche Ertragsfunktion Wirkfaktoren und Wirkkomplexe der energetischen Biomassenutzung Wirkungen der energetischen Biomassenutzung auf die Landschaftsfunktionen Wasserdargebotsfunktion Retentionsfunktion und Hochwasserschutz klimatische, lufthygienische Ausgleichsfunktion Landschaftserlebnisfunktion Biotopfunktion Biotopentwicklungspotenzial Verändert nach Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.] 2010: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Gegenüber der gegenwärtigen Landnutzung veränderte Wirkfaktoren Art, Zeitpunkt und Intensität der Bewirtschaftung - Bodenbearbeitung - Pestizideinsatz - Düngung - Ernte Wasserverbrauch Fruchtarten: Dauerkulturen, Bestands- und Reihenkulturen Fruchtfolge und -vielfalt Zeitraum und Grad der Bodenbedeckung Bestandesstruktur Flächengröße Menge und räumliche Verteilung der Anbauflächen
Wirkkomplexe der landwirtschaftlichen Flächennutzung Bodenerosion durch Wind und Wasser (Zeitpunkt und Intensität der Bodenbearbeitung und Ernte, Fruchtart, Fruchtfolge, Zeitraum und Grad der Bodenbedeckung, Bestandesstruktur) Bodenverdichtung (Art, Zeitpunkt und Intensität der Bewirtschaftung) Veränderung des Bodenhumushaushaltes (Intensität von Ernte und Bodenbearbeitung, Fruchtart, Fruchtfolge, Art der Düngung) Austrag von Düngemitteln (Art, Zeitpunkt und Intensität der Düngung, Bodenbearbeitung und Ernte, Fruchtart, Fruchtfolge, Zeitraum und Intensität der Bodenbedeckung) Austrag von Pestiziden und deren Abbauprodukten (Art, Zeitpunkt und Intensität der Pestizidausbringung, Fruchtart, Fruchtfolge) Grundwasserzehrung (pflanzlicher Wasserverbrauch, Beregnung) Veränderung des Mikro-, Lokal- und Regionalklimas (Wasserverbrauch, Bestandesstruktur) Veränderung von Lebensräumen (Art, Zeitpunkt und Intensität der Bewirtschaftung, Fruchtart, -folge und vielfalt, Bestandesstruktur, Zeitraum der Bodenbedeckung, Flächengröße und -verteilung) Veränderung des Landschaftsbildes (Fruchtart, -folge, -vielfalt, Bestandesstruktur, Zeitraum der Bodenbedeckung, Flächengröße und -verteilung)
Wirkseite: Indikatoren und Parameter Wirkfaktor Indikator Parameter Bestandesentwicklung Bestandesbegründung Saatzeitpunkt Monatshälfte/KW Höhe des Bestandes Reihenabstand Zeitpunkt Auflaufen Zeitpunkt Schossen Zeitpunkt Bestandesschluss Bodenbedeckungsgrad Schichtung des Bestandes Düngerzeitpunkt Zeitpunkt Pflanzenschutz Erntezeitpunkt Höchstwert in m Abstand in cm KW/Monatshälfte KW/Monatshälfte KW/Monatshälfte höchstmöglicher Anteil der mit Vegetation bedeckten Fläche Anzahl der Schichten KW/Monatshälfte KW/Monatshälfte KW/Monatshälfte 13 (Daten aus Wiehe, J. et al. 2010. In: Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Wirkfaktoren, Wirkkomplexe, Landschaftsfunktionen Verursachender Wirkfaktor Maschineneinsatz Bodenbearbeitung Humuszehrung Düngung Wirkkomplex Bodenerosion durch Wind und Wasser Bodenverdichtung Verlust der Bodenfruchtbarkeit Betroffene Landschaftsfunktion Archivfunktion Natürliche Ertragsfunktion Retentionsfunktion Pflanzenschutz Austrag von Düngemitteln Hochwasserschutzfunktion Wasserverbrauch der Austrag von Kulturen Pflanzenschutzmitteln Wasserdargebotsfunktion Bestandesstruktur und -entwicklung Fruchtartendiversität Flächengröße und -verteilung / Sonderstrukturen Grundwasserzehrung Veränderung des Wasserabflussverhaltens Verlust von Lebensräumen und Artenvielfalt Veränderung des Landschaftsbildes Biotopfunktion Biotopentwicklungs-potenzial Landschaftserlebnisfunktion Betroffene Landschaftsfunktion (Daten aus Wiehe, J. et al. 2010. In: Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Auswirkungen auf die Landschaftsfunktionen Auswirkungen auf Natur und Landschaft Archivfunktion Natürliche Ertragsfunktion Wirkfaktoren und Wirkkomplexe der energetischen Biomassenutzung Empfindlichkeit der Landschaftsfunktionen gegenüber der energetischen Biomassenutzung Wirkungen der energetischen Biomassenutzung auf die Landschaftsfunktionen Wasserdargebotsfunktion Retentionsfunktion und Hochwasserschutz klimatische, lufthygienische Ausgleichsfunktion Landschaftserlebnisfunktion Biotopfunktion Biotopentwicklungspotenzial Verändert nach Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.] 2010: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Empfindlichkeitsseite: Indikatoren und Parameter Landschaftsfunktion Indikator Parameter natürliche Ertragsfunktion Wassererosionsempfindlichkeit Winderosionsempfindlichkeit Potenzielle Verdichtungsempfindlichkeit Empfindlichkeit gegenüber Pflanzenbehandlungsund Schädlingsbekämpfungsmittel Bodenart, Hangneigung Bodenart, Humusgehalt, Bodenkundliche Feuchtestufe Bodenart, Bodenkundliche Feuchtestufe, Humusgehalt in %, Carbonatgehalt, Grobbodenanteil, Verfestigungsgrad aus Bodenkarten und NIBIS Humusgehalt, Bodenart 16 (Daten aus Wiehe, J. et al. 2010. In: Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Wirkungsketten Die Wirkungskette Auswirkungen auf den Wasserhaushalt (Wiehe, J. et al. 2010. In: Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Raumnutzungen Auswirkungen auf Natur und Landschaft Wechselwirkungen mit anderen Raumnutzungen Wirkfaktoren und Wirkkomplexe der energetischen Biomassenutzung Empfindlichkeit der Landschaftsfunktionen gegenüber der energetischen Biomassenutzung Wirkungen der energetischen Biomassenutzung auf die Landschaftsfunktionen Wirkungen der energetischen Biomassenutzung auf die Landschaftsbzw. Raumfunktionen Ansprüche der Raumnutzungen an die Landschafts- bzw. Raumfunktionen Synergien und Konflikte mit anderen Raumnutzungen Verändert nach Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.] 2010: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Landschaftsfunktionen und Raumnutzungen Natürliche Ertragsfunktion: Landnutzung durch Land- und Forstwirtschaft Wasserdargebotsfunktion: Trinkwassergewinnung, Arten- und Biotopschutz, Land- und Forstwirtschaft Retentionsfunktion: Hochwasserschutz Biotopfunktion: Arten- und Biotopschutz, Jagd Landschaftserlebnisfunktion: Naherholung, Tourismus Die sich auf die Landschaftsfunktionen ergebenden Auswirkungen sind standortspezifisch. Die sich auf die Raumnutzungen ergebenden Auswirkungen sind standort- und regionsspezifisch.
Potenzielle Konfliktbereiche Hildesheim Fläche Raumnutzungen ha % bezogen auf die Gesamtfläche (und Ackerfläche) Landkreis Hildesheim 120.765 100,0 Landwirtschaft (Ackerflächen) 71.746 59,4 Wirkbereiche der 15 Biogasanlagen 17.628 15 (25) Vorbeugender Hochwasserschutz (Überschwemmungsgebiete) Trinkwasserversorgung (RROP, WSG) Naturschutz (RROP, NSG etc.) Potenzielle Konfliktbereiche ha % bezogen auf Flächenanteile der jeweiligen Raumnutzung 7.682 6 1.790 23 17.640 15 970 6 49.120 41 2.540 5 Landschaftsbezogene Erholung (RROP, LSG) 37.635 31 1.210 3 Daten aus Buhr et al. 2010. In: Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
SUNREG II Buhr et al. 2010. In: Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Potenzielle Konfliktbereiche Soltau-Fallingbostel Fläche Raumnutzungen ha % bezogen auf die Gesamtfläche (und Ackerfläche) Landkreis Soltau-Fallingbostel 188.098 100,0 Landwirtschaft (Ackerfläche) 54.865 30 Wirkbereiche der 38 Biogasanlagen 22.036 12 (40) Hochwasserschutz (Überschwemmungsgebiete) Trinkwasserversorgung (RROP, WSG) Potenzielle Konfliktbereiche ha % bezogen auf Flächenanteile der jeweiligen Raumnutzung 7.765 4 81 1 38.716 21 2.760 7 Naturschutz (RROP N&L, NSG etc.) 93.089 50 4.216 5 Erholung (RROP, LSG) 119.644 64 23.746 20 Daten aus Buhr et al. 2010. In: Rode, M., Kanning, H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
SUNREG II Buhr et Michael al. 2010. Rode, In: Rode, Wiebke M., Kanning, Saathoff H. [Hrsg.]: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade. Ibidem-Verlag, Stuttgart: 296 S.)
Konkurrenzen Einschränkungen auf Flächen möglich, die konkreten Schutzbestimmungen unterliegen: Europäische Vogelschutzgebiete, Naturschutzgebiete, Nationalparke, Biosphärenreservate und LSG, Naturparke, Naturdenkmale, geschützte Landschaftsbestandteile, geschützte Biotope www.lewitz.eu Landschaftsschutzgebiete Trinkwassergewinnungsgebiete Hochwasserschutzgebiete Bodenschutzgebiete etc. Gewinnung darf stattfinden, wenn diese den genannten Schutzzwecken nicht zuwider läuft. Auf Flächen ohne besonderen Schutzstatus gilt...
BNatSchG Die land-, forst- und fischereiwirtschaftliche Bodennutzung ist nicht als Eingriff anzusehen, soweit dabei die Ziele des Naturschutzes und der Landschaftspflege berücksichtigt werden. Entspricht die land-, forst- und fischereiwirtschaftliche Bodennutzung den [...] Anforderungen an die gute fachliche Praxis, widerspricht sie in der Regel nicht den Zielen des Naturschutzes und der Landschaftspflege.
Vorgaben: Gute fachliche Praxis Düngung: Düngemittelgesetz, Düngeverordnung, BioAbfV, Wasserhaushaltsgesetz, BnatSchG 5 Pflanzenschutz: PflSchG, PflSchSachkV, PflSchAnwV, PflSchMittelV, Bienenschutz-V, WHG, BnatSchG 5 Bodenbearbeitung: Bundesbodenschutzgesetz, BBoSchV Nutzungsartenwechsel (z.b. Grünlandumbruch): BnatSchG 5: Erosionsstandorte, hoher Grundwasserstand, Moorstandorte, z.t. Landeswassergesetze
Vorgaben: Naturschutz generell: ROG, NROG, LROP, RROP Landwirtschaft / Forstwirtschaft: qualitative Vorgaben (EU, national) // BWaldG, NWaldLG // Forstlicher Rahmenplan Naturschutz: BNatSchG, NNatG, FFH-RL, Vogelschutzrichtlinie // Landschaftsrahmenpläne, Landschaftspläne, SchuVO Trinkwassergewinnung: WRRL, NO 3 -RL, WHG, NWG // Wasserwirtschaftliche Planung, SchuVO Hochwasserschutz: Hochwasserschutzgesetz, WRRL, WHG, NWG // Hochwasserschutzpläne Landschaftsbezogene Erholung: BNatSchG, NNatG // SchuVO Siedlung: BauGB // B-Plan, FNP Steuerung durch informelle Instrumente
Fazit Die sich auf Landschaftsfunktionen und Raumnutzungen ergebenden Auswirkungen sind anbau- und standortspezifisch. * Die Wahl und Ausgestaltung der Kulturverfahren, * die Standortbedingungen beim Energiepflanzenanbau auf einer Fläche und * die räumliche Dimension und Verteilung des Anbaus sind gleichermaßen mit entscheidend für einen naturverträglichen und schutzgebietskonformen Ausbau der energetischen Biomassenutzung eines Gebietes. Anpassung der Kulturartenwahl und der Anbauverfahren an die lokalen Empfindlichkeiten von Natur und Landschaft Anbau einer möglichst vielgliedrigen (mindestens dreigliedrigen) Fruchtfolge, um eine hohe Fruchtartendiversität zu gewährleisten Möglichst geringer Einsatz von Betriebsmitteln Konkurrenz mindernde und Synergien fördernde Steuerung
Literatur Rode, M.W., Schlegelmilch, S. 2006: Räumliche Dimensionen und Auswirkungen des Biomasseanbaus aus landschaftspflegerischer Sicht. Schriftenreihe des Deutschen Rates für Landschaftspflege 79: 58-66. Rode, M.W., Schneider, C., Ketelhake, G., Reißhauer, D. 2005: Naturschutzverträgliche Erzeugung und Nutzung von Biomasse zur Wärme- und Stromgewinnung. BfN-Skripten 136: 183 S. Rode, M.W. 2005: Energetische Nutzung von Biomasse und der Naturschutz. Natur und Landschaft 9/10 2005: 403-412. (ohne das Kapitel Wald) Buhr, N., Steinkraus, K., Wiehe, J., Kanning, H., Rode, M.W. 2006: Umwelt- und Raumverträglichkeit der energetischen Biomassenutzung. UVP-report 20 (4): 168-171. (ohne die Kapitel Akteurslandschaften und Steuerungsinstrumente) Wiehe, J., Rode, M.W. 2007: Auswirkungen des Anbaus von Pflanzen zur Energiegewinnung auf den Naturhaushalt und andere Raumnutzungen. Rundgespräche der Kommission für Ökologie 33: Energie aus Biomasse: Ökonomische und ökologische Bewertung, Verlag Dr. Friedrich Pfeil, München: 101-113. Rode, M.W., Kanning, H. (Hrsg.) 2010: Natur- und raumverträglicher Ausbau energetischer Biomassepfade (SUNREG II). Ibidem, Hannover: 296 S.. rode@umwelt.uni-hannover.de Prof. Dr. Michael Rode Institut für Umweltplanung Universität Hannover