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PIK-Forscher zeigen Grenzen des Bioenergie-Potenzials auf

03.12.2008 - Nachhaltig produzierte Bioenergie kann bis zur Mitte dieses Jahrhunderts etwa ein Zehntel des weltweiten Bedarfs an Primärenergie decken. Das ist ein Ergebnis des Gutachtens „Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung“, das der Wissenschaftliche Beirat für Globale Umweltveränderungen (WBGU) am heutigen Mittwoch der Bundesregierung übergeben hat. Tim Beringer und Wolfgang Lucht vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) lieferten Modellierungs-Ergebnisse für das Gutachten und zeigen, dass der Anbau von Energiepflanzen in Konkurrenz zum Anbau von Nahrungsmitteln und zum Erhalt von Wäldern steht. Die Risiken für die Ernährungssicherheit und den Naturschutz müssen gegen die Kostenminderung im Klimaschutz abgewogen werden, die die Bioenergie-Nutzung ermöglicht.
PIK-Forscher zeigen Grenzen des Bioenergie-Potenzials auf

Würden besonders artenreiche Gebiete (dunkelrot) zu Anbauflächen umgestaltet, wäre das mit großen Biodiversitätsverlusten verbunden. Quelle: PIK

Kohlendioxid-neutrale Energie aus landwirtschaftlich produzierter Biomasse zu gewinnen ist eine wichtige Option für den Klimaschutz. So könnte Biomasse einen Teil der Emissions-intensiven Kohle in der Stromproduktion ersetzen. In Verbindung mit der Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (Carbon Capture and Sequestration, CCS) aus den Abgasen von Biomasse-Kraftwerken könnten künftig sogar negative Emissionen erzeugt werden, der Atmosphäre also effektiv Kohlendioxid entzogen werden.

„Die von uns gerechneten Szenarien zeigen jedoch, dass weltweit Waldflächen in Plantagen umgewandelt werden müssten, wenn Bioenergie-Pflanzen in größerem Umfang angebaut werden“, sagt Wolfgang Lucht. Bioenergieproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen, die benötigt werden, um den steigenden Nahrungsmittelbedarf zu decken, sei keine Option. Selbst bei einer vergleichsweise moderaten Nutzung würden voraussichtlich Restwälder in Europa und den USA zu Anbauflächen umgewandelt, zeigten die Simulationen mit dem globalen dynamischen Vegetationsmodell LPJmL („Lund-Potsdam-Jena managed Land“). Steigern ließe sich die jährlich verfügbare Menge von Bioenergie nur, wenn auch die besonders artenreichen Wälder der Tropen vermehrt abgeholzt oder zum Anbau von Nahrungsmitteln benötigte Flächen genutzt würden, so der Leiter des PIK-Forschungsbereichs „Klimawirkung und Vulnerabilität“.

Der WBGU, dem Stefan Rahmstorf und Direktor Hans Joachim Schellnhuber vom PIK angehören, gibt für die nachhaltige Nutzung von Bioenergie ein Potenzial von 80 bis maximal 170 Exajoule (EJ, Trillionen Joule) im Jahr 2050 an. Ein mittlerer Wert von 120 EJ pro Jahr entspricht in etwa einem Viertel des heutigen Primärenergiebedarfs und knapp einem Zehntel des Bedarfs im Jahr 2050. Rund 50 Exajoule pro Jahr könnten aus der Verwertung von Abfallstoffen wie Restholz, Gülle oder Stroh gewonnen werden. Diese sollten verstromt werden, empfiehlt der WBGU, da dies kaum Risiken für Böden, Wasser oder Klima berge.

Der Maximalwert von 170 EJ Bioenergie pro Jahr werde sich dagegen wahrscheinlich nicht realisieren lassen. Zum Teil sprechen wirtschaftliche Gründe gegen die volle Ausnutzung der möglichen Anbauflächen und zum Teil liegen diese in politischen Krisengebieten. Der WBGU geht davon aus, das bis zum Jahr 2050 etwa die Hälfte des jährlichen Potenzials, um 85 EJ, wirtschaftlich mobilisiert werden kann.

Untersuchungen von Wissenschaftlern des PIK-Forschungsbereichs „Nachhaltige Lösungsstrategien“ haben ergeben, dass das Potenzial der Bioenergie die Kosten für den Klimaschutz maßgeblich beeinflusst: Je höher das Potenzial, umso geringer sind die Gesamtausgaben zum Erreichen des Ziels, die globale Erwärmung auf zwei Grad Celsius zu begrenzen. Berechnungen mit dem Energie-Ökonomiemodell „REMIND“ zeigen etwa, dass der finanzielle Aufwand bei einem Potenzial von 200 gegenüber 100 EJ pro Jahr um die Hälfte auf rund ein Prozent des globalen Bruttosozialprodukts gesenkt werden könnte.

„Ein so großer Beitrag der Bioenergie wäre möglich, würde aber mit erheblichen Verlusten beim Naturschutz oder bei der Nahrungsmittelsicherheit erkauft werden“, sagt Wolfgang Lucht. Es mache keinen Sinn, den Klimawandel mit Bioenergie zu begrenzen, wenn dabei Schäden angerichtet werden, die mit den Folgen des Klimawandels vergleichbar sind. Bioenergie könne einen kleinen, aber wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten, wenn es gelingt die Erträge landwirtschaftlicher Anbauflächen weiter zu steigern. Für den effektiven Klimaschutz müssten aber auch andere erneuerbare Energietechnologien eingesetzt werden, resümiert Lucht.

Der WBGU geht in seinem Gutachten ebenfalls auf die Risiken einer ungesteuerten Bioenergieentwicklung ein. Das Gremium empfiehlt zum einen, Energiepflanzen nur als Brückentechnologie bis zur Mitte des Jahrhunderts einzusetzen, wenn Sonnen- und Windenergie den Primärenergiebedarf überwiegend decken werden. Zum anderen sei die Politik gefordert. Sie müsse nicht nur national, sondern global Rahmenbedingungen setzen, zum Beispiel verbindliche Mindeststandards für den Anbau und die Nutzung von Biomasse und die Vergabe von Fördermitteln, und damit sicherstellen, dass der Ausbau der Bioenergienutzung nicht dem Klima schadet oder Ernährungsprobleme und Landnutzungskonflikte verschärft.

„Die Bioenergie hat zunächst eine naive und übersteigerte Begeisterung erzeugt“, sagt Hans Joachim Schellnhuber, „nun dürfen wir das auch nicht in völlige Verteufelung umschlagen lassen.“ Angesichts der gewaltigen Herausforderung der Gesellschaft durch den Klimawandel müssten durchaus neue Wege gegangen werden, die natürlich auch Risiken bergen.

 

Weiterführende Links:


WBGU-Website

WBGU-Gutachten: Welt im Wandel – Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung

Pressemitteilung des WBGU zum Gutachten

Expertise für den WBGU: Beringer, Lucht: Nachhaltiges globales Bioenergiepotenzial. (pdf-Datei, 736 KB, 7 S.)

Makroökonomische Modellierung am PIK (Kurzinfo zu REMIND)

 

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