Stichworte: Energiebilanz, Raps, INTEX-Projekt

Keywords: energy balance, rape seed, INTEX-project Abstract deutsch Der vorliegende Beitrag stellt die energetischen Auswirkungen von vier bzw. drei in ihrer Anbauintensität variierten Fruchtfolgen am Beispiel des Raps vor. Die achtjährigen Produktionsdaten stammen aus dem Göttinger INTEX-Projekt. Es finden sowohl direkter als auch indirekter Energieverbrauch Berücksichtigung. Im Ergebnis zeigt sich, daß die Systeme sich in ihrem Gesamtenergieverbrauch je ha deutlich unterscheiden (dieser sinkt mit zunehmender Extensivierung). Der Energieeinsatz je kg Ertrag war in den flexibel reduzierten Varianten am geringsten. Hinsichtlich einer vergleichbaren Vorgehensweise bei der Bilanzierung (verwendete Energieäquivalente, Systemgrenzen, Methodik) wird Abstimmungsbedarf innerhalb des Ernährungssektors gesehen. Abstract english The energetic effects of varying farming intensites in four i.e. three varied rotations are shown, using rape seed as example. Production data were obtained over eight years from the INTEX-project at the University of Göttingen. Direct as well as indirect energy use is taken into account. The result shows that the total energy input varies considerably between the farming systems (decreasing with reduction of farming intensity). The energy input per kg seeds yield was lowest within the flexibly reduced farming systems. A need for harmonizing energy balancing (used energy equivalents, system limitations, methodology) in the food sector is identified.

Energiebilanzen in der Landwirtschaft haben ihren Ursprung im Vergleich der energetischen Effizienzen einer Energieerzeugung aus Biomasse und konventionellen Energieträgern. Heute ist ihre Anwendung dagegen u.a. auch innerhalb einer Bewertung nachhaltiger Wirtschaftsweisen zu finden, insbesondere im Rahmen von Ökobilanzen oder Öko-Audits landwirtschaftlicher Produkte und Betriebe. Datengrundlage und Zielsetzung Im Göttinger INTEX-Projekt werden in einem interdisziplinären Ansatz seit neun Jahren Auswirkungen verschiedener Anbauintensitäten untersucht, darunter auch die auf Kenngrößen von Energiebilanzen. Die Untersuchungen werden an mehreren typischen Standorten Niedersachsens auf praxisüblichen Einzelschlaggrößen durchgeführt. Nach den Erfahrungen von zunächst fünf Anbaujahren in vier Systemen (ORDNUNGSGEMÄß, INTEGRIERT, REDUZIERT, EXTENSIV) fand im Jahr 1994 für die zweite Projektphase eine Neuorientierung statt (Tab. 1). Das System ORDNUNGSGEMÄß; wurde als Referenz in seiner Gestaltung weitgehend beibehalten, die Grundzüge des Systems INTEGRIERT sind jetzt in zwei Systemen verwirklicht, wobei in INTEGRIERT FLEXIBEL wendende Bodenbearbeitung fakultativ eingesetzt wird, während in INTEGRIERT PFLUGLOS nicht gepflügt wird.

Tab. 1: Charakterisierung der Anbausysteme im Projekt INTEX
Table 1: Characterization of the cropping systems within the INTEX project
 

Die ORDNUNGSGEMÄßE Fruchtfolge Winterraps-Winterweizen-Wintergerste wurde - angepaßt an die weiteren intensitätsbestimmenden Parameter (vgl. Tab. 1) und an die jeweiligen Standortbedingungen - für die anderen Systeme durch die Einbindung weiterer Fruchtarten ergänzt bzw. abgeändert (u.a. Ackerbohnen, Erbsen, Roggen, Hafer, Rotationsbrache). Rahmenbedingungen der Bilanzierung Die produktionsbezogenen Daten wurden - beispielhaft für Winterraps - den Schlagkarteien von acht INTEX-Anbaujahren entnommen (1989 bis 1997). Die betrieblichen Rahmenbedingungen wurden wie folgt festgelegt: Die durchschnittliche Hof-Feld-Entfernung beträgt 1 km. Die Aufwandmengen für Grunddüngung (P, K, Mg) wurden nach der Höhe des Nährstoffentzuges durch das Erntegut, für Ca nach Kammerempfehlung für die Region (214,5 kg Ca/ha und Jahr) angesetzt und als je einmal in der Rotation ausgebracht angenommen. Ab 1994 erfolgte zusätzlich Schwefeldüngung, welche in realer Höhe eingerechnet wird. Als betriebliche Berechnungsgrenze dient generell das Hoftor. Energetische Inputbewertung Bezüglich der energetischen Bewertung der Inputfaktoren werden einheitliche Kennzahlen für alle Anbaujahre zugrundegelegt, welche weitgehend bundesdeutsche und möglichst aktuelle Verhältnisse repräsentieren (Tab. 2). Bezogen auf die eingesetzte Energie wird eine gesamtenergetische Bewertung der Produktionsfaktoren einschließlich der Vorketten angestrebt.

Tab. 2: Benutzte Energieäquivalente für landw. Betriebsmittel
Table 2: Used energy equivalents for agricultural operational supplies
 

Die Treibstoffverbräuche werden nach [2] bzw. [3] mit einem einheitlichen Prozentsatz des jeweiligen durchschnittlichen Schlepper-Nennverbrauchs arbeitszeitbezogen angesetzt. Die Arbeitszeiten einzelner Arbeitsgänge je ha sind ebenfalls [2] entnommen.

Für Stickstoff als dem einflußreichsten Faktor beim Energieeinsatz (bis 52,5 % des Gesamtenergieinputs beim Rapsanbau) werden nach Herkünften und Düngerarten gewogene mittlere Werte für Deutschland nach [1] zugrundegelegt. Immobilien werden bei der Bilanzierung nicht betrachtet, wohl aber der indirekte Energieaufwand für die einzelnen Maschinen, dieser je ha und Betriebsstunde nach [3] bewertet. Nach der Ernte wird lediglich Lagerung am Hof und Kaltbelüftung angenommen.

Die Bilanzierung findet zunächst für jeden einzelnen Ackerschlag getrennt statt (einzelne Jahre, Fruchtarten), anschließend werden Mittelwerte über die verfügbaren Jahre gebildet, allerdings aus unterschiedlichen Anbaujahren. Ergebnisse In Bild 1 werden Mittelwerte des Gesamtenergieeinsatzes für Rapsanbau auf dem Standort Reinshof, Leinetal bei Göttingen aus acht Jahren, unterteilt nach Inputgruppen abgebildet. Die Höhe der Grunddüngung und der Stromaufwand für Lagerung variieren entsprechend der Bilanzierungsannahmen mit der Höhe des Ertrages (s. auch Bild 2).
 

Bild 1: Energieinput zu Raps bei versch. Anbausystemen, Mittelwerte
Fig. 1: Energy input for rape seed  by different cropping systems, average values

Der deutlichste Unterschied zwischen den Systemen ist beim Energieeinsatz für Treibstoff und für Stickstoffdünger festzustellen. Weiter fallen systembedingte Unterschiede beim Pflanzenschutz auf. Es ist zu beobachten, daß der Gesamtenergieinput im System ORDNUNGSGEMÄß; in der ersten Anbauphase bis 1994 im Mittel höher liegt als in der zweiten Phase von 1995 bis 1997 (Bild 1). Hier spiegeln sich vor allem Jahreseinflüsse wieder (N-Düngung auf N_min-Basis), aber auch Veränderungen in der Offizialberatung. Die Erträge in den INTEGRIERTEN Systemen sind mit denen des Referenzsystems ORDNUNGSGEMÄß; durchaus vergleichbar, während der Energieeinsatz je kg Erntegut geringer ist (Bild 2).
 

Bild 2: Anbausysteme Raps: Erträge und Energieinput je kg Ertrag
Fig. 2: Farming systems rape seed: seeds yield and energy input per kg yield Fazit Energiebilanzen können betriebsintern dazu dienen, sich einen Überblick über Energieeinsatz und Energieverwertung zu verschaffen, wie z.B. die vorgestellte Bilanz auf Ebene der Fruchtart. Werden alle Fruchtarten einbezogen, lassen sich auch langfristige Effekte von Fruchtfolgen abbilden.

Weitere Informationen können darüber hinaus gewonnen werden, wenn der Energieeinsatz getrennt nach Arbeitsabschnitten ausgewertet wird. Hierfür den Treibstoffverbrauch für verschiedene Arbeitsgänge genauer zu ermitteln erscheint vielversprechend und wird künftig auch durchgeführt.

Die Betrachtungen verdeutlichen, daß sich die verwendeten Kennzahlen, die Genauigkeit der Zuordnung und die Systemgrenzen auf die Ergebnisse der Bilanzen auswirken und deren direkte Vergleichbarkeit erschweren.

Sinnvoll erscheint es demzufolge, sich auf einheitliche Vorgehensweisen zu einigen und an den Vorgaben nationaler und internationaler Normen ([5] und [6]) zu orientieren. Allerdings besteht bezüglich der Normen Interpretationsbedarf hinsichtlich einer Anwendung auf die Landwirtschaft. Literatur Bücher sind mit x gekennzeichnet

[1] x Kaltschmitt, M. und G.-A. Reinhardt: Nachwachsende Energieträger. Grundlagen, Verfahren, ökologische Bilanzierung. Vieweg, 1997.

[2] x KTBL (Hrsg.): KTBL-Taschenbuch Landwirtschaft 1996/97, 18. Aufl., Münster-Hiltrup, 1996

[3] Scholz, V. und P. Kaulfuß: Energiebilanz für Biofestbrennstoffe. ATB Potsdam, 1995.

[4] x Diepenbrock, W., B. Pelzer und J. Radtke: Energiebilanz im Ackerbaubetrieb. KTBL-Arbeitspapier 211. Münster-Hiltrup, 1995.

[5] CEN (Hrsg.): DIN EN ISO 14.040-14.041, Ökobilanz; 'allgem. Anforderungen' (14.040) und 'Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens sowie Sachbilanz' (14.041, Entwurf), Beuth-Verlag, Berlin, 1997.

[6] VDI (Hrsg.): VDI Richtlinie 4600, Kumulierter Energieaufwand. Begriffe, Definitionen, Berechnungsmethoden. Beuth-Verlag, Berlin, 1997.

[7] Eimer, M.: Energiebilanzen in der tropischen Landwirtschaft bei unterschiedlichen Mechanisierungsstufen. Grundl. Landt. 32/6, 200-208, 1982.

[8] Fritsche, U., M. Buchert, C. Hochfeld et al.: Gesamt-Emissionsmodell-Integrierter-Systeme (GEMIS), Version 3.0, Korr. Fassung. Hess. Minist. f. Umwelt, Energie Jugend, Familie und Gesundheit (Hrsg.), Wiesbaden, 1998.

[9] x Gerowitt, B. und M. Wildenhayn (Hrsg.): Ökologische und ökonomische Auswirkungen von Extensivierungsmaßnahmen im Ackerbau. Selbstverlag ZLU, Uni Göttingen, 1997.  

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