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MARTIN KALTSCHMITT UND GUIDO A. REINHARDT (Hrsg.): Nachwachsende Energieträger. Grundlagen, Verfahren, ökologische Bilanzierung. Braunschweig/Wiesbaden: Vieweg Verlagsgesellschaft mbH, 1997

MARTIN KALTSCHMITT UND GUIDO A. REINHARDT (Hrsg.): Nachwachsende Energieträger. Grundlagen, Verfahren, ökologische Bilanzierung. Braunschweig/Wiesbaden: Vieweg Verlagsgesellschaft mbH, 1997
Autor:

Ludwig Leible, ITAS

Quelle:

Nr. 1, 7. Jahrgang

Datum: März 1998

TA-relevante Bücher und Tagungsberichte

MARTIN KALTSCHMITT UND GUIDO A. REINHARDT (Hrsg.): Nachwachsende Energieträger. Grundlagen, Verfahren, ökologische Bilanzierung. Braunschweig/Wiesbaden: Vieweg Verlagsgesellschaft mbH, 1997. ISBN 3-528-06778-0

Rezension von Ludwig Leible, ITAS

Mit dem methodischen Instrument der Ökobilanz wird im allgemeinen der Versuch unternommen, zu einer zusammenfassenden Bewertung der Umweltvorteile und -nachteile von Produkten, Produktionsprozessen oder Serviceleistungen zu gelangen. Daß diese abschließende Bewertung der Umweltauswirkungen keinesfalls immer eindeutig zugunsten eines Produktes oder Produktionsprozesses ausfallen muß, zeigen die Ergebnisse der hier vorgestellten Studie zum Themenbereich "Nachwachsende Rohstoffe als Energieträger".

Zielsetzung

Diese Studie wurde von 1993 bis 1997 mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (Osnabrück) vom Institut für Energiewirtschaft (IER) der Universität Stuttgart, vom Institut für Energie- und Umweltforschung (IFEU), Heidelberg, unter Mitarbeit des Kuratoriums für Technik und Bauen in der Landwirtschaft (KTBL), Darmstadt, und des Instituts für Umweltstudien (IUS), Heidelberg, durchgeführt. Zielsetzung war, die potentiell in Deutschland produzierbaren Bioenergieträger anhand verschiedener ökologischer Parameter untereinander und insbesondere mit den jeweils substituierbaren fossilen Energieträgern zu vergleichen. Den Bearbeitern der Studie war hierbei von vornherein klar, daß infolge der komplexen und zum Teil gegenläufigen Umwelteffekte der Energieerzeugung mit Bioenergieträgern eine einfache Abwägung, ob eine energetische Nutzung von Biomasse zu einer Umweltentlastung oder -mehrbelastung beiträgt, nicht möglich ist. In diesem Zusammenhang drängt sich natürlich die Frage auf, welcher Nutzen dann aus einer solchen Bewertung gezogen werden kann, die sich ausschließlich auf Umweltaspekte konzentriert.

Inhalt, Methodik

Die Studie konzentriert sich als Bezugsraum und -zeit auf Deutschland 1993 und ist hinsichtlich der Anzahl der betrachteten Bioenergieträger und deren energetischen Nutzungsmöglichkeiten sehr breit angelegt.

Beim Vergleich der verschiedenen Bioenergieträger und der zu substituierenden fossilen Energieträger (Heizöl, Erdgas, Steinkohle bzw. Diesel- und Ottokraftstoffe) wurde der gesamte Lebensweg - von der "Wiege bis zur Bahre"- sehr detailliert analysiert. Begonnen wurde hierbei mit dem Lebenswegabschnitt "Pflanzenproduktion", gefolgt von dem Bereich "Bereitstellung" der Energieträger bis hin zum Lebenswegabschnitt "Energetische Nutzung". Die Vorketten zur Bereitstellung der nötigen Produktionsmittel (Betriebsmittel), z.B. Dünger, Pflanzenschutzmittel, wurden hierbei einbezogen, nicht jedoch die Aufwendungen für Bereitstellung der Infrastruktur (z.B. Gebäude, Maschinen). Begründet wurde dies mit Abschätzungen für Kraftwerke und Raffinerien, die darauf hinweisen, daß diese Aufwendungen für Infrastruktur weniger als 10 % des späteren Energieumsatzes ausmachen und für alle Produktionsprozesse in ähnlichem Umfange anfallen.

Als Energieträger zur Wärme- und Stromproduktion wurden der gezielte Anbau der Energiepflanzen Triticale, Chinaschilf und Pappeln und die Reststoffe Stroh, Grasschnitt und Waldrestholz aus der Land- und Forstwirtschaft berücksichtigt. Als Biokraftstoffe - Ersatz für Diesel- und Ottokraftstoffe im Verkehrssektor - fanden Rapsöl, Rapsölmethylester (RME) und Ethanol (aus Kartoffeln, Weizen, Zuckerrüben) Berücksichtigung.

Bei dem Lebenswegabschnitt Pflanzenproduktion wurden neben den Standardverhältnissen zusätzlich die Auswirkungen von verschiedenen Landbauformen, Ertragsklassen, Schlaggrößen, Maschinenausnutzungen, Referenzsystemen für die Flächennutzung (z.B. Flächenstillegung), Ansätzen für die P-, K- und Ca-Düngung und N2O-Emissionsraten aus dem Boden untersucht. Diese Sensitivitätsanalysen geben dem Leser eine sehr wertvolle Hilfestellung, anhand derer er einschätzen kann, wie Annahmen-behaftet bzw. "belastbar" die abgeleiteten Umweltkennwerte und die daraus zu ziehenden Schlußfolgerungen sind. Entsprechend wurde für den Lebenswegabschnitt Bereitstellung der Bioenergieträger der Einfluß unterschiedlicher Annahmen für den Wassergehalt der Festbrennstoffe, für Transportfahrzeuge bzw. Transportentfernungen und für Materialverluste bei den Festbrennstoffen untersucht. Darüber hinaus fanden Analysen zu den Auswirkungen von Verfahrensvarianten bei der Gewinnung von Rapsöl, Rapsölmethylester (RME) und Ethanol hinsichtlich Anlagengröße, Zurechnung der Energieaufwendungen und Behandlung und Verwertung der Kuppelprodukte und Reststoffe Berücksichtigung.

Im Lebenswegabschnitt Energetische Nutzung wurden Sensitivitätsuntersuchungen durch Variation der Emissionsfaktoren, Anlagenkonzepte, Art der substituierten fossilen Energieträger, Netzstrombezug, Gutschrift für die Ascherückführung und Wirkungsgrade der Feuerungsanlagen durchgeführt.

In der über den gesamten Lebensweg der Energieträger durchgeführten Bilanzierung wurden folgende Kennwerte als ökologische Parameter abgeschätzt und in den Vergleich einbezogen: 

  • Verbrauch erschöpflicher Energieressourcen (Erdöl, Erdgas, Kohle),
  • Emission klimawirksamer Spurengase: CO2 (Kohlenstoffdioxyd), CH4 (Methan), N2O (Lachgas),
  • Versauerung von Böden und Gewässern durch die Emission von NOx (Stickstoffoxyde), SO2 (Schwefeldioxyd), HCl (Chlorwasserstoff) und NH3 (Ammoniak),
  • Ozonabbau in der Stratosphäre durch N2O,
  • Human- und Ökotoxizität durch die Emission von CO, NOx, SO2 , NH3, Staub, Dieselpartikeln, Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffen (NMHC) und organischen Schadstoffen (Benzol, Formaldehyd, Benzo(a)pyren, Dioxine).

Darüber hinaus wurden landwirtschaftlich bedingte Umweltauswirkungen an den Aspekten 

  • Eintrag von Nährstoffen und Pflanzenschutzmittel in Grund- und Oberflächengewässer,
  • Biodiversität (Arten- und Biotopschutzaspekte) und
  • bodenökologische Funktionen

dargestellt und diskutiert.

Ergebnisse, Schlußfolgerungen

Die in dieser Studie vorgestellten Ergebnisse bestätigen noch einmal die bereits in den letzten Jahren in unterschiedlichen Untersuchungen gewonnene Einschätzung, daß 

  • Bioenergieträger in einem erheblichen Maß zur Reduktion des anthropogenen Treibhauseffektes beitragen können, wobei die festen Bioenergieträger - hier insbesondere Holz - den flüssigen Biokraftstoffen (Rapsöl, RME, Ethanol) aus Umweltsicht überlegen sind.

Daß die Überlegenheit der biogenen Festbrennstoffe gegenüber den flüssigen Biokraftstoffen neben den Umweltaspekten auch aus volkswirtschaftlicher Sicht gegeben ist, wurde bereits mehrfach in anderen Studien belegt. Auf solche "Wettbewerbsverhältnisse" aus volkswirtschaftlicher und betriebswirtschaftlicher Sicht wurde in dieser Studie leider nicht eingegangen, da hier ausschließlich Umweltaspekte im Vordergrund standen. Internationale Wechselwirkungen, wie z.B. Bezug von Bioenergieträgern mit hoher Energiedichte vom Weltmarkt und daraus resultierende Konfliktpotentiale, konnten bei diesem methodischen Ansatz ebenfalls nicht berücksichtigt werden. Dies sind nur einige Aspekte, die für die Bewertung der relativen Bedeutung von Bioenergieträgern wichtig sind. In diesem Zusammenhang scheint der Einwand gerechtfertigt, ob die methodische Vorgehensweise anhand umfassenderer systemanalytischer Ansätze (z.B. Produktlinienanalyse, Technikfolgenabschätzung) nicht zu weitergehenden Aussagen und Schlußfolgerungen geführt hätte als dies anhand von Ökobilanzen möglich ist. Dies ist ein alter Einwand gegenüber Ökobilanzen. Aus einzelwirtschaftlicher Sicht oder aus volkswirtschaftlicher Betrachtungsweise stehen in der Regel weitergehende Fragestellungen im Vordergrund, die auf eine stärkere Anwendungsrelevanz in der Bearbeitung ausgerichtet sind. So ist beispielsweise aus einzelbetrieblicher Sicht wichtig, mit welchen Veränderungen im Produktionsverfahren (Technik, Vorprodukte) die Umweltverträglichkeit eines Produktes verbessert werden kann, welche Kosten (Einsparungen) damit einhergehen und welche Marktchancen hierdurch erschlossen werden könnten. Aus volkswirtschaftlicher Sicht (Staat) stehen vor allem Effizienzgesichtspunkte im Vordergrund: Wo sind die drängendsten Umweltprobleme, welchen Beitrag können nachwachsende Energieträger zu ihrer Lösung leisten, welche Bioenergieträger sind hierbei aus volkswirtschaftlicher Sicht besonders effizient, welche Hemmnisse stehen ihrer Markteinführung entgegen und wie können diese abgebaut werden?

Trotz dieser methodisch bedingten Einschränkungen in der Aussagekraft und Anwendungsrelevanz der Ergebnisse dieser Studie ist zu honorieren, daß die Vorgehensweise bei der Ableitung der umweltrelevanten Kennwerte sehr detailliert und hinsichtlich der Nachvollziehbarkeit vorbildlich beschrieben und dargestellt sind. Wenn man sich jedoch auf der anderen Seite die Vielfalt der abgeleiteten Umweltkennwerte in ihrer widersprüchlichen Aussagekraft, den teilweise großen bestehenden Unsicherheiten und in der für eine ökologische Gesamtbewertung notwendigen, jedoch fehlenden Gewichtung betrachtet, dürfte sich der Leser überfordert fühlen. Hier wäre es sehr hilfreich, entsprechende Bewertungshilfen an die Hand zu bekommen, die eine Einordnung erlauben, wo denn aus Umweltsicht die drängendsten Probleme sind und folglich besondere Prioritäten bei Problemlösungsstrategien anzusetzen wären. Durch die einfache Darstellung der bestehenden Verhältnisse in Deutschland bei der Energieversorgung und bei den Emissionen (z.B. treibhausrelevante Emissionen, Versauerung) im Vergleich zu den mittel- bis längerfristig durch die Nutzung von Bioenergieträgern (Mengenszenarien) zusätzlichen Mehr- oder Minderemissionen hätte z.B. aufgezeigt werden können, welche "wichtigen" Umweltkennwerte weniger oder besonders von Bedeutung für nachwachsende Energieträger sind. Nach einer solchen "Einordnung" (Prioritätensetzung) der vielfältigen und detailliert dargestellten Umweltkennwerte hätte vermutlich auf den einen oder anderen Kennwert oder Differenzierung verzichtet werden können. Die abschließende Bewertung und die daraus abzuleitenden Schlußfolgerungen hätten sicherlich nicht darunter gelitten.

Fazit

Die detaillierten Darstellungen dieser ökologischen Bilanzierung dürften sowohl hinsichtlich der methodischen Vorgehensweise als auch in der dargestellten Fülle an Daten und Ergebnissen für zukünftige Studien dieser Art eine hilfreiche Referenz sein. Daß dies zu keinen neuen Schlußfolgerungen bei der ökologischen Bewertung nachwachsender Energieträger führte, bleibt davon unberührt. Dies hängt neben der methodisch bedingten Begrenzung vor allem auch damit zusammen, daß dieses Thema bereits seit 10 bis 15 Jahren intensiv bearbeitet wird.