Bioökonomie Alternative zur fossilen Wirtschaft? Prof. Dr. Joachim von Braun Vorsitzender des Bioökonomierates Professor für wirtschaftlichen und technologischen Wandel Direktor Zentrum für Entwicklungsforschung, Universität Bonn Einführungsvortrag zur Konferenz: Bioökonomie Nachhaltige Alternative zur fossilen Wirtschaft? Berlin, 4. November 2014
Perspektive und Ziel der Bioökonomie Perspek've: Mensch und Natur in Einklang bringen Ziel: eine vermehrt bio- basierte Volkswirtscha7 für nachhal:ges Wachstum 2
Die Bioökonomie umfassend definieren biologisches Wissen, Biomasse, Holz, Boden, Wald, Biodiversität, C aus CO2, Produkte für Endverbraucher, industrielle Prozesse (Kaskaden, Wertschöpfungsnetze), öffentliche Güter und gesunde Umwelt Bioökonomie ist die Erzeugung und Nutzung biologischer Ressourcen sowie Nutzung biologischer Prozesse und biologischen Wissens um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren bereitzustellen. Landwirtscha7, Ernährungsindustrie, Forst- und Holzwirtscha7, Bauwirtscha7, Energie, Chemieindustrie, Tex:lindustrie, Pharma, Fahrzeuge, Maschinenbau... 3
Ökonomische Bedeutung der Bioökonomie In Deutschland: ca. 13% der Beschäftigten, ca. 8% der Bruttowertschöpfung. Davon: 12% in Land- und Forstwirtschaft 52% verarbeitende Industrie 36% Handel und Dienstleistungen
1. Bioökonomie für gesunde Ernährung 5
Verteilung der Weltbevölkerung 2050 Quelle: J von Braun, ZEF 2013, Worldmapper 2009 6 9 Milliarden Menschen: werden Nahrung und Wasser für 12 Milliarden Menschen konsumieren; und viel urbaner leben
Fortschritte in der Hungerbekämpfung Hunger 1990/1992: 1.000 Millionen (19% der Weltbevölkerung) 2010/2013: 842 Millionen (12% der Weltbevölkerung) Abnahme nur 0,4% pro Jahr! (sehr grobe Schätzung der FAO) Unterernährte Kinder in Entwicklungsländern 1990: 40% 2011: 26% Abnahme pro Jahr 2,1% absolut von253 Mio. auf 165 Mio.! 7 Ende des Hungers bis 2030 möglich (aber ambitioniert!).
Trends im Konsum Gute Trends Diversifizierender Konsum Stagnation/Abnahme des Fleischverbrauchs in Ländern mit hohem Einkommen Steigerung des Konsums tierischer Produkte bei Einkommensverbesserung der Armen Nicht nachhaltige Trends Nachfrage nach ressourcenintensiv verarbeiteten Produkten steigt Exzessiver Konsum belastet Umwelt Ungesunde Ernährung (Fett/Zucker) in Ländern mit hohem Einkommen 8
Nachfrage nach landw. Produkten steigt 35 Nachfragewachstum landw. Produkte, 2010 2021 (in %) 30 25 20 15 10 5 0 Wheat Rice Plant Oil Sugar Poultry Beef Milk Pouder Fish 9 Quelle: OECD FAO Agriculture Outlook 2012 2020, 2012
Verbrauch weltweit im Jahr 2025 +24% +47% +41% Kalorienverbrauch Verpackung Abfälle Quelle: Weltbank, Ellen MacArthur Founda:on 2014 10
Die Bioökonomie muss sich in die Welt- Produk'on von NahrungsmiJeln, FuJer, Rohstoffen J. von Braun, ZEF 2014 Agrargleichung einfügen - Land, Wasser, Klima - Arbeit & Farmstruktur - Innova:on in Produk:on - Verarbeitung, Infrastruktur = Preise und Märkte - Weltmärkte - Preise - Finanzmärkte Nachfrage nach NahrungsmiJeln, FuJer, Rohstoffen - Bevölkerung(- swachstum) - Einkommen, Armut - Urbanisierung - Konsumverhalten
2. Nachhaltige Ressourcennutzung 12
Bioökonomie ist nicht nur Rohstoffsubstitutionsstrategie Bioenergie- ZukunQ - Innova:ve Träger - smarte Bereit- stellung - zielgerichtete Nutzung Berücksich'gung von Ernährungs- sicherung und Landnutzung * Quelle: John P. Holdren, The Global Energy Innova:on System. Interna:onal Conference on Innova:on in Energy Technologies, OECD/The NATIONAL ACADEMIES Washington, DC 29.- 30. Dezember 2003 13
Klima- Wandel verstärkt Ernährungsunsicherheit Auswirkungen des Klimawandels auf die Produk:vität von Food Crops in 2050 World Bank Publishers World bank Development report 2010 hop://wdronline.worldbank.org/ und Land- u. Forst- nutzungs- änderung verstärkt den Klimawandel Global Hunger Index 2014 Welthungerhilfe, IFPRI and Concern Worldwide K von Grebmer et al 20122hop://www.ifpri.org/ghi/ 2012 Quelle: T.Wheeler and J.von Braun Climate change impacts on global food security. In: Science 2013 J. von Braun, ZEF 2014
Preise: Preisniveau, Vola'lität, Extreme zunehmend abhängig vom Energiemarkt und Klimawandel Preis in $ pro Tonne 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Reispreis $/t Weizenpreis $/t Globaler Getreidepreisindex 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 Index 0 0,0 1/2000 8/2000 3/2001 10/2001 5/2002 12/2002 7/2003 2/2004 9/2004 4/2005 11/2005 6/2006 1/2007 8/2007 3/2008 10/2008 5/2009 12/2009 7/2010 2/2011 9/2011 4/2012 J. von Braun, ZEF 2014 Quelle: FAO, FAO Giews.
Netto-Primärproduktion an Biomasse Änderungen 2000 2009 Menschliche Nutzung von NeJo- Primärproduk'on: Global ca. 32%, Afrika 12%, Europa 72% * Zhao, Running, Science, August 20, 2010, *Imhoff et. Al. 2004 16
Globales Problem: Land- und Bodendegradation* und verbunden mit Wasserknappheiten *unter Berücksich:gung von Carbon- Düngung und Niederschlagsvariabilität Quelle: Bao et. Al. ZEF, 2014 (Ableitung aus neuen Analysen zur NPP- Entwicklung) 17
Gefährdete Biodiversität Im vergangenen Jahrhundert hat die Welt 40% ihrer Wälder eingebüßt Biodiversitätsverlust, nicht nur Aussterben von Arten Agro-Biodiversitätsverluste (Pflanzen, Tiere) Newman and Cragg, 2007, ten Brink 2011 18
19 3. Bioökonomische Innovationen
Mit der Bioökonomie zur Kreislaufwirtschaft Vermeidung von CO 2 - Emissionen CO 2 Nachhal'ge Produk'on Bioökonomie Biotechnologie Landwirtscha Biomasse Prozesstechnologie 7 Pflanzen- und Tierzucht Biolog. Wissen Ins:tu:onelle Innova:onen Abfälle/ Reste Abfallvermeidung Produkte 20 Ökologischer Fußabdruck
Forschungsfelder definieren, integral mit Standortfragen Neue Forschungsfelder mit größtmöglichem Innovationspotenzial mit hohem Umsetzungspotential unterschiedlicher zeitlicher Dimension (quick wins und langfristig) vorhandenen Forschungskompetenzen und Disziplinen vernetzen
Bausteine der Bioökonomie? Strukturelle Erneuerung der Wirtscha7 Bio- ökonomie Naturschutz Nachhal:ge Nutzung der Natur Forschung, Entwicklung, Innova:on 22
Bioökonomie Wertschöpfungspotentiale 1. Biomasseproduk:on (Landwirtscha7, Forst etc.) Biomasse 2. Biomassenutzung (stoffliche Nutzung, Energie) 3) Verarbeitung von Biomasse (Nahrung, Fuoer, Basischemie, Bauwirtscha7) 4) Einsatz biobas. Produkte (Automobil, Spezialchemie) 5) Nutzung biologischen Wissnes (IT, Design, Pharma, Bionik) Geis:ges Eigentum Wertschöpfung 23
Forschungsfelder definieren, auch unter Berücksichtigung von bioök. Standorten Neue Forschungsfelder mit - größtmöglichem Innovationspotenzial - mit hohem Umsetzungspotential - unterschiedlicher zeitlicher Dimension (quick wins und langfristig) - vorhandenen Forschungskompetenzen und Disziplinen vernetzen 24
Projektbeispiele einer Kaskaden- und Koppelnutzung 25 Formholzprodukte (TG 1) Herstellung faserverstärkter Rundprofile aus Holz als tragende Bauteile Biomass2Chemicals (TG 2) Herstellung von biogenem Wasserstoff u. Kohlenwasserstoffen aus Holzresten LignoSandwich (TG 3) Ligninbasierte Phenolharzsysteme zur Herstellung von Sandwichelementen Biogas aus Schlempen (TG 4) Erzeugung von Biogas und Biomethan aus Produk:onsrückständen Quelle: Daniela Thrän, Bioökonomierat
Die Bioökonomiepotentiale Sektoral vernetzt ausbauen Forschungsprogramme als Grundlage Automobil Nahrung + Fuoer* Gesund- heit Chemie Bioökonomie TeleKomm Maschinenbau Pharma Land + Forst* * klassische BÖ- Sektoren Bauindustrie Energie Größe der Kreise = Branchenumsatz lt. Sta:s:schem Bundesamt Dicke der Pfeile = angenommener Bezug zur Bioökonomie 26
Chancen der BÖ für die deutsche Land- und Forstwirtschaft - Profitieren von neuen Wertschöpfungsketten (Biomasse-Inhaltsstoffe, neue Märkte für stoffliche Nutzungen) - Produktivitätssteigerung im gesamten Agro- System, Tier, Pflanze (nachhaltige Intensivierung) Aber: nicht nur Postulat Food First, sondern praktikable Standards für die Ernährungs-sicherung bei der Produktion und Nutzung von Biomasse, in Kooperation mit Entwicklungs- und Schwellenländern
1. Innovation bei Getreide hat knapp mit dem wachsenden Bedarf mitgehalten 2. Abnehmenden Ertragszuwächse (1960-2010) Ertrag in Tonnen /ha/jahr Ertragszuwachs in % pro Jahr Quelle: Fischer, Byerlee, Edmeades, 2014
Innovation wichtiger Teil der Lösung Innova'onen sorgen für 75% des ldw. Produk'onswachstums Beitrag von Innova:on (TFP) Inpu:ntensivierung Bewässerung Anbauflächen- erweiterung Raten müssen nega'v werden Quelle: K. Fuglie, IFPRI, Global Policy Report, 2013.
Integrierte Wertschöpfung - intersektoral Quelle: Biobased Industries Consor:um 2014 30
Neue biobasierte Produkte für Verbraucher Autoindustrie Reifen Biokunststoffe Metallersatz Bauindustrie biologische Dämmstoffe biobasierte Baumaterialien biobasierte Bauchemikalien Konsumgüter Enzyme in Waschmioeln biobasierte Kosme:ka biologische Zahnpflege Nahrungsmioel ausreichende Ernährung gesunde Zusatzstoffe biologische Geschmacksstoffe Getränkeindustrie biobasierte Verpackungen biobasierte Süßungsmioel Enzyme als Zusatzstoffe Medizin Biotech- Medikamente An:bio:ka Gewebeersatz Medizintechnik biologische Beschichtungen Implantate Diagnos:ka Energie Biotreibstoffe Bioenergie Biogas 31
4. Bioökonomie-Politik 32
Die Bioökonomie-Politik hat eine stürmische Entwicklung genommen. 2014 33 2009
Stand der Bioökonomie-Politik heute Deutschland Nationale Politikstrategie Bioökonomie Nationale Forschungsstrategie Bioökonomie 2030 BÖ-Referate in drei Bundesministerien (BMBF, BMEL, BMWi) Bioökonomierat zweite Ratsphase (seit 2012) Bioökonomie-Strategien in Bundesländern Spitzencluster Bioeconomy Interna:onal Bioökonomie-Strategien in Argentinien, Australien, Brasilien, China, Dänemark, Deutschland, Finnland, Großbritannien, Indien, Irland, Italien, Japan, Kanada, Malaysia, Neuseeland, Niederlande, Norwegen, Österreich, Russland, Schweden, Südafrika, USA Europa Biobased Industries Consortium (BIC) EU Bioeconomy Panel EU Bioeconomy Observatory Innovating for Sustainable Growth (2012) Key Enabling Technologies Observatory SPIRE Fokus der Bioökonomie-Politik: Nachhaltigkeit, Wertschöpfung, Produkte 34
Die Welt positioniert sich für die Bioökonomie Länder mit Bioökonomiestrategien (seit 2009) BÖ - System- Konkurrenz und - Koopera'on 35
Was rät der Bioökonomierat? 1) Aktive politische Unterstützung 5) Bildungs- & Forschungskapazitäten 8) Handelspolitische Agenda 2) Ressourcenkonflikte: Begleitende Forschung & institutionelles Lernen 6) Revision der Bioenergie-Politik 9) Globale Kontroll- Mechanismen 3) Regelwerke & Standards 7) Ernährungssicherung: Zusammenarbeit mit Schwellen- und Entwicklungsländern 10) Beteiligung der Zivilgesellschaft 4) Konzentration politischer Anstrengungen auf Technologieführerschaft und Märkte 10 Thesen zu optimalen Rahmenbedingungen für die Bioökonomie Quelle: Bioökonomierat 2014 36
Maßnahmen der Politikstrategie (2013) Die Politik hat rund 80 Maßnahmen vorgeschlagen. Der Bioökonomierat rät zu Prioritäten, kohärent zur Bioökonomie- Forschungsstrategie 2030 37
Aktion in allen 8 Handlungsfeldern der Politikstrategie, aber 3 jetzt besonders wichtig A) Kohärenter Poli:krahmen B) Informa:on, ges. Dialog E) Wachstumsmarkt, Technologien D) Erzeugung nachw. Ressourcen Prioritäten C) Ausbildung und Lehre G) Konkurrenz Flächennutzung H) Interna:onaler Kontext F) Prozesse, Wertschöpfungsnetze 38
Zielstrebig und langfristig in die Bioökonomie Ergebnis-orientiert fördern und gestalten: z.b. Deutschland hat eine weitgehend biobasierte Wirtschaft zum Ende des Jahrhunderts Messbar fördern und gestalten: der Anteil biobasierter Produkte im Endverbrauch wird pro Jahrzehnt um X %Punkte erhöht (z.b. von jetzt ca. 15% auf 60%) Mit strategischen Forschungsprojekten: z.b. bio-chem. Innovation Photosynthese; C aus Atmosphäre als Rohstoff; optimierte Wertschöpfungsnetze, etc. Mit Anreizen und Partnerschaften: Innovationspreise für Erfolge; Mittelstand; Wagniskapital 39
Gestalten Sie mit! Prof. Dr. Joachim von Braun Vorsitzender des Bioökonomierates Direktor Zentrum für Entwicklungsforschung Walter-Flex-Straße 3 53113 Bonn jvonbraun@uni-bonn.de Prof. Dr. Christine Lang Vorsitzende des Bioökonomierates & Geschäftsführerin Organobalance GmbH Gustav-Meyer-Allee 25 13355 Berlin lang@organobalance.de Geschäftsstelle Bioökonomierat Dr. Patrick Dieckhoff Lützowstraße 33-36 10785 Berlin p.dieckhoff@biooekonomierat.de 40