KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

In Wolken auf der Nordhalbkugel der Erde bildet sich Eis bei viel höheren Temperaturen als in Wolken auf der Südhalbkugel.

Vulkan Eyjafjallajökull brachte nach Ausbruch 2010 den europäischen Luftverkehr zum Stillstand – Foto: Tilo Arnhold / IfT

Das geht aus Laser-gestützten Untersuchungen am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT), an der Magellan-Universität in Chile, der Stellenbosch-Universität in Südafrika und während transatlantischer Überfahrten des Forschungsschiffs Polarstern hervor. Die Studie dokumentiere die Bedeutung von Partikeln bei der Eisbildung in flachen Wolkenschichten der nördlichen Hemisphäre, schreiben die Forscher im Fachblatt Geophysical Research Letters. Auch die höhere Luftverschmutzung auf der Nordhalbkugel steht im Verdacht, zu dem gefundenen Effekt beigetragen zu haben. Partikel aus Vulkanasche haben ebenfalls starken Einfluss auf die Eisbildung in Wolken. Das konnten die IfT-Forscher zusammen mit der Ludwig-Maximilians-Universität München in einer zweiten Studie nachweisen, für die Daten vom Ausbruch des Eyjafjallajökull-Vulkans auf Island im April 2010 ausgewertet wurden und die nun im Fachblatt Journal of Geophysical Research veröffentlicht wurde.

Um die hemisphärischen Unterschiede in den Wolkeneigenschaften zwischen Nord- und Südhalbkugel der Erde zu untersuchen, nutzten die Leipziger Wissenschaftler 2009 und 2010 die An- und Abreise des Forschungsschiffs Polarstern in die Antarktis, um die auf die in dieser Zeit gesammelten Daten mit einem bestehenden Wolkendatensatz aus Leipzig zu vergleichen. Auf den Fahrten nach Punta Arenas in Chile und Kapstadt in Südafrika konnten sie dabei die Wolkenbildung mittels Laser beobachten. Ein am IfT entwickeltes LIDAR-System sendet dazu Laserimpulse mit Wellenlängen von 355, 532 und 1064 Nanometern aus, die von in der Atmosphäre schwebenden Partikeln reflektiert werden. Durch die Drehung der Schwingungsrichtung des Laserlichts, der sogenannten Depolarisation, lässt sich der Aggregatszustand der Wolken bestimmen. Beim Vergleich mit den Messungen über Leipzig zeigte sich ein starker Unterschied in der Häufigkeit Eis enthaltender Wolken.

In Mitteleuropa bilden bereits rund 70 Prozent der Wolken bei Temperaturen um -18 Grad Celsius Eis. Im Süden Chiles und in Südafrika sind es hingegen nur 20 bzw. 35 Prozent. Ursache für einen derartigen Kontrast ist höchstwahrscheinlich die größere Anzahl und größere Vielfalt an in der Luft schwebenden Aerosolpartikeln, sogenannten Eiskeimen, auf der Nordhalbkugel, die Voraussetzung sind, dass sich Eis in Wassertropfen zwischen -40 und 0 Grad Celsius bilden kann. Die Partikel bestehen hauptsächlich aus Mineralstaub, Ruß und feiner Asche, deren Quellen die zahlreichen Wüsten und Waldbrände sind, aber auch die stärkere Luftverschmutzung durch den Menschen kann eine mögliche Ursache sein. “Verglichen mit der verschmutzten Atmosphäre auf der Nordhalbkugel ist die Luft über Punta Arenas am Rande der Antarktis regelrecht sauber. Die größte Stadt an der Südspitze Amerikas liegt mitten im antarktischen Tiefdruckgürtel. Die meiste Zeit des Jahres kommt die Luft daher aus Westen direkt vom Pazifik”, erklärt Thomas Kanitz, Doktorand am IfT.

Dass kleinste Aersolpartikel als Keime für die Wolkentropfenkondensation und die Eisbildung dienen und damit die Wolkenentstehung stark beeinflussen, ist schon lange bekannt. Reine, partikelfreie Wolkentropfen würden normalerweise erst bei etwa -40 Grad Celsius gefrieren. Diese Temperatur kann durch Kontakt mit wasserunlöslichen Partikeln und zum Teil auch durch bestimmte Bakterienarten wesentlich erhöht werden. Unklar ist jedoch immer noch, wie groß dieser Partikeleinfluss im Vergleich zu meterologischen Faktoren ist und ob die globalen Modelle, die Aussagen über künftige Klimaveränderungen machen, diesen Einfluss korrekt wiedergeben. Verbunden damit ist auch die Frage, ob sich die Wolken- und somit die Niederschlagsbildung in Regionen mit starker Luftverschmutzung von Regionen mit geringerer Luftverschmutzung unterscheidet. In den mittleren Breiten der Nordhalbkugel ist die freie Troposphäre zwischen zwei und zwölf Kilometern Höhe durch Aerosolpartikel aus vom Menschen verursachter Luftverschmutzung, Wüstenstaub und Biomasseverbrennung geprägt. In den mittleren Breiten der Südhalbkugel fehlen diese Partikel größtenteils, weil dort mehr Ozeane und wesentlich weniger Industrie, Waldgebiete und Wüsten zu finden sind.

Auch Vulkanausbrüche haben einen Einfluss auf die Eisbildung in Wolken. Mit Hilfe von zwei LIDAR-Systemen untersuchten Forscher vom IfT Leipzig und der Ludwig-Maximilians-Universität München während des Ausbruchs des Eyjafjallajökull-Vulkans auf Island im April 2010 die Wirkung der Aschepartikel auf die Wolkenvereisung über Leipzig und Maisach bei München. Dabei zeigte sich, dass es in allen von der Vulkanasche beeinflussten Wolken bereits zur Eisbildung gekommen ist, sobald deren Temperatur unter -15 Grad Celsius betragen hat. „Befindet sich Vulkanasche in der Atmosphäre, dann kann sich offenbar in jeder Höhe bei relativ hohen Temperaturen Eis bilden sobald ausreichend Feuchtigkeit verfügbar ist“, berichtet Dr. Patric Seifert, Wissenschaftler am IfT. Ohne Vulkanasche entsteht Eis an der Wolkenoberkante jedoch oft erst bei -25 Grad Celsius.

Originalpublikationen

Kanitz, T., P. Seifert, A. Ansmann, R. Engelmann, D. Althausen, C. Casiccia, and E. G. Rohwer (2011), Contrasting the impact of aerosols at northern and southern midlatitudes on heterogeneous ice formation, Geophys. Res. Lett., 38, L17802, doi:10.1029/2011GL048532.

Seifert, P., et al. (2011), Ice formation in ash-influenced clouds after the eruption of the Eyjafjallajökull volcano in April 2010, J. Geophys. Res., Vol. 116, D00U04, 14 PP., doi:10.1029/2011JD015702.

Um Klimaschutz kostengünstig zu erreichen, ist neben Emissionshandel auch die Förderung neuer Technologien nötig.

Offshore-Windpark – Foto: Rebel – Fotolia.com

Spart man sich eine solche gezielte Förderung etwa der erneuerbaren Energien, wird es teurer statt billiger – dies haben Wissenschaftler des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) erstmals in aufwändigen Computersimulationen für das 21. Jahrhundert durchgerechnet. Ohne Förderung bekommen energietechnische Innovationen mit starkem Kostensenkungspotenzial kaum eine Chance, weil anfangs erheblich in sie investiert werden muss: ein Fall von Marktversagen.

„Die Unternehmen der Energiebranche weltweit setzen gern auf vertraute Technologien, statt Neues zu wagen – sie sind zögerlicher als Firmen anderer Wirtschaftszweige, wie sich in unserer Analyse erstmals zeigt“, sagt Matthias Kalkuhl, Leitautor der jetzt in der Fachzeitschrift Resource and Energy Economics erschienenen Studie. Nicht aus Unvernunft, sondern weil Pioniere viel für die Entwicklung und das Risiko von Innovationen zahlen, deren Ergebnisse dann allen zugute kommen und von Wettbewerbern kopiert werden. Zudem besteht für Unternehmen eine enorme Unsicherheit über die langfristige Profitabilität von Investitionen in noch junge Technologien, weil die politischen Rahmenbedingungen – etwa die Höhe der CO2-Preise – über Jahrzehnte hinweg kaum abzusehen sind: „Das Resultat ist ein selbst-verstärkender Einsperr-Effekt, auch Lock-in genannt“, erklärt Kalkuhl. „Eigentlich minderwertige und daher teure Technologien beherrschen auf Jahrzehnte den Markt. Betriebswirtschaftlich ist das rational, volkswirtschaftlich jedoch fatal.“

Der Grund für die besondere Zurückhaltung gerade in der Energiebranche: Das Produkt – Strom und Wärme – sei für den Verbraucher vollkommen gleich, egal mit welcher Technologie es hergestellt wird, so Kalkuhl. Kunden hätten hier wenig Anreiz, für die Innovation einen anfangs besonders hohen Preis zu bezahlen, ganz anders als beispielsweise bei Smartphones oder E-Book-Readern. Diese können durch geschickte Produktdifferenzierung erfolgreich den Markt erobern.

Als wirkungsvolle politische Maßnahmen zur Technologieförderung haben sich in der Computersimulation Einspeisevergütungen erwiesen oder Quoten für Energie aus bestimmten Technologien. Dabei nütze nur das gezielte Fördern jener Technologien, die noch unreif seien, so die Forscher: Hochsee-Windkraftanlagen, Biomassenutzung, Sonnenenergie. Kosten und Nutzen stehen hier in besonders gutem Verhältnis, wenn die Förderung zeitlich beispielsweise auf 30 Jahre begrenzt wird. Hingegen bringe es wirtschaftlich nichts, jene CO2-vermeidenden Technologien zu unterstützen, die bereits weit entwickelt sind: Nuklearreaktoren, Wasserkraft, hocheffiziente Gaskraftwerke.

Die Wissenschaftler haben eigens ein neuartiges Computermodell entwickelt, welches das Zusammenspiel von Unternehmen, Haushalten und Politik sowie die daraus entstehenden Effekte für die Wohlfahrt durchspielt. Dieses so genannte dynamische Multi-Agenten-Modell „zeigt robuste Ergebnisse über eine große Bandbreite von Szenarien, auch wenn wir eine Reihe von Vereinfachungen einbauen mussten“, so Kalkuhl. Dabei wird unterstellt, dass es einen funktionierenden Emissionshandel mit ambitionierten Klimaschutzzielen gibt, welcher kohlenstoffarme Technologien begünstigt.

Die Ergebnisse widersprechen der weit verbreiteten ökonomischen Auffassung, dass Emissionshandel plus Technologieförderung eine ineffiziente Doppelung sei und Innovation durch Patentschutz und allgemeine Forschungsförderung hinreichend gewährleistet werde. „Wir haben jetzt festgestellt: Den Ausstoß von Treibhausgasen kriegt man durchaus allein mit dem Emissionshandel runter; aber dann leider zu höheren Kosten“, sagt Ottmar Edenhofer, Chefökonom des PIK und Ko-Autor der Studie. Nur mit gezielter Förderung „bekommt man Technologien in den Markt, die dann steile Lernkurven aufweisen – also schnell billiger und besser werden.“ Höhere Kosten für Klimaschutz machen diesen politisch schwerer durchsetzbar. Daher gehören Emissionshandel und Technologiepolitik zusammen.

Die Wirkungen zeigen sich erst, wenn das Investitionsverhalten über viele Jahrzehnte betrachtet wird. Bisherige Untersuchungen waren oft zu kurzfristig ausgerichtet. „Klimapolitik ist aber ein Langfristprojekt“, erklärt Edenhofer. Der Staat wisse durchaus nicht besser als die Unternehmen, welche Technologien zukunftsfähig sind. Aber gerade angesichts der Ungewissheit könne nur er sich das Risiko der Technologieförderung leisten. Allerdings: Ohne die Einführung eines Preises für den CO2-Ausstoß, verbunden mit einer Deckelung der Emissionsmengen, nützt laut Edenhofer auch die schönste Technologieförderung nichts. „Nur mit Subventionen den Klimawandel verhindern zu wollen, das wäre unbezahlbar.“

Originalpublikation:
Kalkuhl, M., Edenhofer, O., Lessmann, K. (2012): Learning or Lock-in: Optimal Technology Policies to Support Mitigation. Resource and Energy Economics, 34(1), 1–23 [doi:10.1016/j.reseneeco.2011.08.001] (online first)

Studie in der Fassung als Arbeitspapier (PDF, englisch)

Zum Artikel in der Fachzeitschrift (englisch)

Der Kraftstoffverbrauch stellt in Australien ein Problem dar.

Agave benötigt kaum Wasser – Foto: Miroslaw / Pixelio

Nach Ansicht eines Wissenschaftlers der University of Sydney könnte das Agavengewächs, das bislang nur für die Herstellung von Tequila verwendet wurde, in Australiens trockenem Landesinneren großflächig angebaut werden und so das Kraftstoffproblem lösen und in umweltschonende Bahnen lenken.

Der Pflanzenphysiologe Dr. Daniel Tan der University of Sydney und Wissenschaftler der University of Oxford haben untersucht, inwiefern sich die Agave für die Herstellung von Bioethanol (Biokraftstoff) eignet. Bei dem Gewächs handelt es sich um eine Wasser speichernde Pflanze mit hohem Zuckeranteil, die in weiten Teilen Mexikos für die Erzeugung des alkoholischen Getränks Tequila angebaut wird.

Dr. Tan und seine Kollegen sind davon überzeugt, daß die Agave im Vergleich zu anderen Pflanzen, wie Zuckerrohr oder Mais, die bereits für die Herstellung von Ethanol verwendet werden, einige bedeutende Vorteile aufweist. „Die Agave scheint für die Herstellung von Biokraftstoff äußerst vielversprechend zu sein. Sie wächst auch in trockenen Gegenenden ohne Bewässerung, sie gilt nicht als Nahrungsmittel, und ihr Anbau geht nicht auf Kosten unserer knappen Wasservorräte“ sagte Dr. Tan, Dozent an der Faculty of Agriculture, Food and Natural Resources der University of Sydney.

Im Rahmen eines Pilotprojekts wurde im Kalamia Estate im australischen Bundesstaat Queensland bereits eine erste Agavenfarm zur Ethanolherstellung in Betrieb genommen. Und es wartet noch viel Arbeit. Dr. Tan und seine Kollegen weisen darauf hin, daß noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden müssen, um die Eigenschaften der Agave besser zu verstehen und entsprechende Technologien zu entwickeln.

Sie analysierten die Ethanolproduktion des Agavengewächs und entdeckten dabei einige weitere Vorteile der Pflanze. „Aus Agaven gewonnenes Ethanol weist eine positive Energiebilanz auf – die gewonnene Energie ist fünfmal höher als die Energie, die aufgewendet werden muss. Damit schneidet die Pflanze im Vergleich zu dem hoch effizienten Zuckerrohr und dem weniger effizienten Mais positiv ab. Auch aufgrund der Reduzierung von Treibhausgasemissionen, gemessen in CO2-Äquivalenten, hält die Agave dem Vergleich mit dem Zuckerrohr stand. Wenn wir den gesamten Lebenszyklus des Gewächses betrachten – vom Pflanzen und Ernten bis zur Produktion und Bearbeitung – werden pro Jahr und Hektar schätzungsweise 7,5 Tonnen CO2-Äquivalente ausgestoßen,“ so Dr. Tan.

Xiaoyu Yan, Wissenschaftler an der Smith School of Enterprise and the Environment der University of Oxford, fasst die Forschungsergebnisse wie folgt zusammen:

„Unsere Untersuchung hebt die vielversprechenden Möglichkeiten der Bioenergieerzeugung durch Agaven in ariden oder semi-ariden Gegenden hervor. Die Erzeugung geht dabei kaum zu Lasten der Nahrungsmittelherstellung und der Wasservorräte. Wenn man die Energie- und Treibhausgasbilanz (Nettoreduktion der Treibhausgasemissionen pro Fläche) sowie die Höhe der Ethanolproduktion mit den Ergebnissen von Mais, Rutenhirse und Zuckerrohr vergleicht, schneidet das Agavengewächs besser oder zumindest ebenso gut ab.“

Eine Agavenproduktionsstätte könnte sich aufgrund der holzigen Nebenprodukte der Pflanze, wie Bagasse und sonstigen Rückständen, außerdem selbst mit der für den Betrieb erforderlichen Energie versorgen, so Dr. Tan.

Wissenschaftler des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) untersuchen, wie sich das Leben am Boden der Ostsee in den kommenden Jahrzehnten entwickelt.

Benthokosmen in Kiel – Foto: J. Steffen / IFM-GEOMAR

Mit Hilfe von sechs großen Versuchstanks, den so genannten „Benthokosmen“ simulieren sie Umweltbedingungen, die sie für die Zukunft erwarten. Ziel der Forscher ist es, mögliche strukturelle und funktionale Verschiebungen in den Lebensgemeinschaften zu erfassen und deren Konsequenzen abzuschätzen.

Klimawandel – bei diesem Begriff denken die meisten Menschen an höhere Temperaturen, den Meeresspiegelanstieg oder stärkere Stürme. Doch auch die Lebewelt am Meeresboden wird sich in den kommenden Jahrzehnten verändern. Forscher des IFM-GEOMAR ermitteln mit Hilfe einer neuen Experimentieranlage, wie sich der Klimawandel auf die Organismen am Boden der Ostsee auswirkt.

Dafür wurden auf einem Ponton vor dem Kieler Aquarium sechs große Kunststoff-Bassins installiert, die über eine komplexe Mess- und Steuerelektronik verfügen. Jetzt beginnen die Forschungsarbeiten in den neuen „Benthokosmen“: Ein Team um den Ökologen Prof. Dr. Martin Wahl richtet darin verschiedene Lebensgemeinschaften ein und setzt diese steigenden Temperaturen, erhöhten Kohlendioxid-Werten, einer wachsenden Menge an Nährstoffen, sinkenden Sauerstoff-Mengen, abnehmenden Lichtmengen oder anderen ökologischen Veränderungen aus, welche die Forscher für die kommenden Jahrzehnte annehmen. „Wir interessieren uns für das Benthos, also die Tiere und Pflanzen am Boden der Ostsee“, erklärt Wahl. „Mit Hilfe unserer Experimente möchten wir herausfinden, wie diese Lebewesen auf den Klimawandel reagieren, ob sie sich anpassen können, wie sich die Zusammensetzung der Arten neu organisiert und ob sich damit die Funktionen und Dienste der Lebensgemeinschaft ändern.“

Für ihren ersten Versuchsaufbau sammeln die Wissenschaftler heimische und eingewanderte Organismen aus der Kieler Bucht, etwa den Blasentang Fucus vesiculosus und die eingewanderte Rotalge Gracilaria vermiculophylla, die Miesmuschel Mytilus edulis und die Meerassel Idotea baltica. „Diese Arten prägen das Ökosystem vor unserer Haustür. Sie machen einen substantiellen Anteil der Biomasseproduktion aus, tragen wesentlich zur Wasserqualität bei, und bieten einen Lebensraum und Nahrung für zahlreiche andere Arten. Ihre Reaktionen auf den Klimawandel könnten darum eine regelrechte Kettenreaktion mit Konsequenzen für die Belüftung des Wassers, die Stabilität der Küste oder den Fischbestand auslösen“, so Prof. Wahl. „Wir vermuten aber, dass die Arten der Ostsee, die ein sehr junges und variables Meer ist, resistenter gegen die Veränderungen sind als ähnlich wichtige Lebewesen zum Beispiel im östlichen Mittelmeer.“

Um diesen Vergleich zu ermöglichen, haben die Kieler zusammen mit israelischen Forschern in Haifa die Finanzierung einer baugleichen Experimentieranlage beantragt, in welcher ebenfalls die Auswirkungen des Klimawandels auf Lebensgemeinschaften untersucht werden sollen. Wahl: „Durch die Kooperation mit dem National Institute of Oceanography (NIO) ergibt sich eine Reihe interessanter Gegenüberstellungen. Zwar sind beide Meere durch ihre Randlage und den begrenzten Wasseraustausch mit den Weltozeanen gekennzeichnet. Das Mittelmeer verfügt aber über eine größere Artenvielfalt und eine größeren Anzahl an endemischen Arten, die nur in dieser Region existieren. In dem warmen, salzreichen und nährstoffarmen Wasser leben sie bereits hart am Limit – außerdem gibt es dort weitaus weniger Temperaturschwankungen als in der Ostsee. Veränderungen wird das Ökosystem an der israelischen Küste daher vielleicht schwerer verkraften können.“

Gleichzeitig mit der Kieler Experimentieranlage wird ein Infobereich im Internet eingerichtet, in dem Interessierte die aktuellen Messergebnisse ablesen und per Kamera einen Blick in die Tanks werfen können. Für die energetische Grundversorgung rüsten die Forscher ihre Anlage mit einem Solarpanel und einem kleinen Windrad aus, um bei ihrer Erforschung der Klimawandels möglichst schonend mit den Ressourcen umzugehen.

Bei der Produktion von Olivenöl bleiben umweltbelastende flüssige und feste Reststoffe zurück.

Olivenernte – Foto: Fraunhofer-Institut

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart haben in ersten Untersuchungen gezeigt, dass sich diese Reststoffe zur Gewinnung von Bioenergie nutzen lassen. Mehr als zwei Drittel der organischen Trockensubstanz können zu Biogas vergoren werden.

Mehr als 2 Millionen Tonnen Olivenöl werden jährlich in Europa hergestellt. Nach der Ernte werden die Oliven von Blättern befreit, gewaschen, gemahlen und die flüssige Phase von der festen in einem Dekanter getrennt. Aus dem Wasser-Öl-Gemisch wird das wertvolle Speiseöl gewonnen, indem es durch Zentrifugieren von der wässrigen Phase getrennt wird. Übrig bleibt die wässrige Phase, die in recht hohen Konzentrationen Schwebstoffe und Substanzen wie Fettsäuren und Phenole enthält, welche für Tiere und Pflanzen toxisch sind. Die flüssigen Reststoffe können daher nicht einfach in die Umwelt, Flüsse oder Seen eingeleitet werden und stellen in den Anbauregionen in Italien, Griechenland und Spanien ein Entsorgungsproblem dar. Die festen Olivenreststoffe aus der Ölmühle bestehen zum Großteil aus Proteinen und enthalten ebenfalls Phenole.

In einem von der EU geförderten Projekt entwickeln und erproben Partner aus Forschung und Industrie ein Konzept, nach dem bei der Olivenölherstellung anfallenden Abfallstoffe verwertet werden können. Die Idee ist, zunächst verwertbare Substanzen wie Polyphenole zu extrahieren, um sie als natürliche Antioxidantien in der Kosmetik- oder Lebensmittelindustrie nutzen zu können. Die Restbiomasse soll energetisch verwertet werden. Hierzu untersuchen Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart, inwieweit die Reststoffe zu Biogas als Energieträger vergoren werden können. Erste Untersuchungen im Labormaßstab zeigen, dass sowohl die flüssigen als auch die festen Reststoffe wertvolle Energie in Form von Biogas liefern.

Die Forscher haben in ihren Versuchsreihen die je nach Herstellungsverfahren unterschiedlichen Abfallfraktionen aus den drei Anbauländern untersucht. »Wir haben die Reststoffe nach einem am Fraunhofer IGB entwickelten Verfahren vergoren, bei dem die Substrate in den Reaktoren während der Vergärung optimal durchmischt werden«. erläutert Prof. Dr. Dieter Bryniok, Projektleiter am Fraunhofer IGB. »Sowohl in festen als auch in flüssigen Abfällen wurde hierbei der Anteil der organischen Verbindungen, abhängig von den eingesetzten Abfallfraktionen, um 75 bis 90 Prozent reduziert – das heißt der Großteil der abbaubaren Verbindungen in den Abfallstoffen wird durch anaerobe Bakterien umgesetzt«. Je nach Zusammensetzung der jeweiligen Abfallfraktion wurden dabei aus festen Abfällen innerhalb von 20–30 Tagen bis zu 720 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz gebildet. Bei den flüssigen Abfällen konnten die Forscher innerhalb von 10 Tagen 680 bis 980 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz nachweisen. Zum Vergleich: Eine konventionelle Biogasanlage mit Maissilage liefert im Schnitt 680 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz.

Derzeit untersuchen die Fraunhofer-Forscher, wie sie in kontinuierlich betriebenen Vergärungsprozessen, in denen ständig Substrat zugeführt wird, die Biogasausbeute weiter erhöhen können. »Bereits jetzt können wir sagen, dass je nach Art der Abfälle pro Tonne Feststoffabfall bis zu 3600 kWh und pro Tonne Flüssigabfall bis zu 540 kWh Energie gewonnen werden können«, so Bryniok. Würden alle Reststoffe der Olivenölproduktion in Europa zu Biogas vergoren, entspräche die hierbei lieferbare Bioenergie in etwa der Menge, für die Mais auf einer Fläche von 2800 Quadratkilometern – einer Fläche so groß wie das Saarland – angebaut werden müsste! Die Vergärung organischer Reststoffe aus der Lebensmittelproduktion kann somit einen spürbaren und nachhaltigen Beitrag zu einer dezentralen Energieversorgung leisten.

Der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) hat die Bundesregierung aufgefordert, die Einführung des Agrosprits “E10″ endgültig zu stoppen.

E10 an der Zapfsäule – Foto: berlin-pics / Pixelio

“E10″ halte die Autohersteller davon ab, stärker auf  Spritspar-Technologien zu setzen. “Weil sich die Hersteller die Beimischung von E10 als Klimaschutzmaßnahme anrechnen lassen, gibt der sogenannte Biosprit der Autoindustrie das fatale Signal, ihre falsche Modellpolitik fortzusetzen zu können. Deshalb muss das Ziel, 2020 zehn oder mehr Prozent Agrarkraftstoffe im Verkehrssektor einzusetzen, endlich aufgegeben werden”, sagte der BUND-Verkehrsexperte Werner Reh. Sowieso fehle in Deutschland die dafür nötige Anbaufläche. Wenn die Bundesregierung wirksam Treibhausgase einsparen wolle, müsse sie ambitionierte CO2-Minderungsziele für den gesamten Verkehrssektor festlegen und dafür sorgen, dass die Fahrzeuge sehr viel sparsamer würden als heute.

Mit Verweis auf die innerhalb der zurückliegenden zwölf Monate auf dem Weltmarkt registrierte Steigerung der Weizenpreise um 70 Prozent forderte Reh die sofortige Rückkehr zur vor der “E10″-Einführung vorhandenen Beimischungsquote von maximal fünf Prozent Bioethanol. “Es muss aufhören, dass die Reichen in ihren PS-Boliden und Luxuskarossen die Nahrung der Armen verfeuern”, sagte Reh.

Guido Reinhardt vom IFEU-Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg kritisierte ebenfalls die Pläne der Bundesregierung und der Europäischen Union zur Beimischung von Agrarkraftstoffen. “An die Stelle der Beimischungsquote von aktuell 6,25 Prozent Biosprit in Otto- und Dieselkraftstoffen in Deutschland und der EU-Vorgabe von zehn und mehr Prozent Anteil erneuerbarer Energien im Verkehrssektor für 2020 muss die bestmögliche und umweltgerechte Nutzung der vorhandenen Ackerflächen treten. Der Anbau von Getreide für die Ethanolproduktion und von Raps für Biodiesel ist nicht effizient”, sagte Reinhardt.

Derzeit würden in Deutschland auf rund 2,5 Millionen Hektar Energiepflanzen angebaut. Nach Prognosen des IFEU-Instituts verringere sich diese Fläche bis 2020 auf rund eine Million Hektar. Allein der Anbau von Weizen für einen zehnprozentigen Anteil von Ethanol im Benzin würde 2020 rund achtzig Prozent dieser Fläche benötigen. Reinhardt forderte eine gesellschaftliche Debatte darüber, wie die begrenzte Fläche am besten genutzt werden könne. “Der Fakten-Check wird zeigen, dass zur Ausweitung des Anbaus von Biomasse für den Tank keine zusätzlichen Flächen vorhanden sind”, sagte Reinhardt. Eine wesentlich bessere Ökobilanz als der Anbau von Weizen und Raps hätten der Anbau schnell wachsender Baumarten und die Nutzung von Bioabfällen. Die daraus erzeugte Biomasse könne in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen verfeuert werden, die zugleich Strom und Wärme erzeugen.

Reinhardt: “Es ist nicht sinnvoll, bei der Zertifizierung von Biokraftstoffen prozentuale CO2-Einsparungen auszurechnen und nicht die maximal mögliche CO2-Minderung pro Hektar zum Maßstab zu machen. Deshalb wird dringend eine neue Biomassestrategie mit einem Flächen-Nutzungsplan benötigt. Darin müssen sämtliche Flächennutzungen einer umfassenden CO2-Bilanz unterzogen werden.”

Die Industrieländer müssen ihren Umgang mit Ressourcen radikal ändern, um einer weltweiten Krise bis 2050 zu entgehen.

Metall – Foto: Wilhelmine Wulff / Pixelio

Das geht aus zwei wissenschaftlichen Berichten für die EU-Kommission und die UN-Umweltbehörde UNEP hervor, die Ende Mai in Brüssel vorgelegt wurden.

Der erste Bericht befasst sich mit Metallrecycling. Danach wird ein Großteil der Metalle, darunter wichtige High-Tech-Metalle, nach Gebrauch zu 99 Prozent weggeworfen statt recycelt. Nur bei 18 Metallen liege die Recyclingquote über 50 Prozent, schreiben die Autoren, darunter Matthias Buchert vom Öko-Institut in Darmstadt. Spezialmetalle und Seltene Erden für High-Tech-Anwendungen könnten bald fehlen, wenn diese Praxis nicht radikal geändert werde. Dazu müssten die Recyclingquoten durch bessere Sammel- und Recyclingsysteme vor allem in den Entwicklungsländern stark erhöht werden. Das könne aber gleichzeitig umweltfreundliche Arbeitsplätze schaffen und spare in großem Umfang CO2-Emissionen ein. Metalle zu recyceln ist laut der Studie zwei- bis zehnmal energiesparender als Roherze zu schmelzen.

Der zweite Bericht untermauert die Notwendigkeit einer drastischen Entkopplung des Ressourcenverbrauchs vom Wirtschaftswachstum. Bei einer Business-as-usual-Entwicklung werde sich der Verbrauch von Mineralien, Erzen, fossilen Brennstoffen und Biomasse bis 2050 verdreifachen. Das sei unhaltbar, könne aber durch eine höhere Ressourceneffizienz aufgefangen werden. In der Studie werden dazu drei Szenarien vorgestellt. Darunter verlangt das weitgehendste von den Industrieländern, ihren Ressourcenverbrauch um zwei Drittel zu reduzieren, während andere Länder ihn nicht erhöhen sollen. Insgesamt soll der weltweite Ressourcenverbrauch dauerhaft auf dem Niveau des Jahres 2000 bleiben. Der von der Leiterin des Wiener Instituts für Soziale Ökologie Marina Fischer-Kowalski verfasste Bericht war bereits am 18. Mai vor der UN-Kommission für nachhaltige Entwicklung (CSD) vorgestellt worden.

Die beiden Berichte wurden vom Ausschuss für Ressourcenbewirtschaftung (International Resource Panel) beim UNEP unter Leitung von Ernst Ulrich von Weizsäcker und Ashok Khosla, Präsident der Weltnaturschutzunion IUCN, erarbeitet. Im Rahmen der am heutigen Freitag zu Ende gehenden “Green Week” wurden die Studien in Brüssel vorgestellt. Sie sollen den “Fahrplan hin zu einem ressourceneffizienten Europa” vorbereiten, den die Kommission nach Angaben von Umweltkommissar Janez Potocnik in Kürze vorlegen will. Potocnik sagte in Brüssel, für die notwendige Umstellung bei der Ressourcennutzung seien “wichtige Entscheidungen in Bereichen wie Steuerreform und die Beseitigung ineffizienter Subventionen erforderlich”. Darüber müsse jetzt ein “wirksamer Dialog” mit den Mitgliedstaaten stattfinden.

UNEP-Chef Achim Steiner sagte, Europa spiele eine Schlüsselrolle bei den gemeinsamen Anstrengungen, das Wirtschaftswachstum vom Ressourcenverbrauch abzukoppeln und einen weltweit fairen und gerechten Zugang aller Menschen zu den Ressourcen zu gewährleisten.

Der NABU kritisiert den von Bundesumweltminister Röttgen vorgestellten Entwurf für eine Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Bereich Biomasse als fehlerhaft und ökologisch kontraproduktiv.

Schon jetzt mancherorts ‘Mais soweit das Auge reicht’ – Foto: Susanne Schmich / Pixelio

„Der massive Ausbau der Biogaslandwirtschaft ist ökologischer Unsinn und darf nicht noch weiter gefördert werden“, erklärt NABU-Präsident Olaf Tschimpke. Eine weitere Förderung von Maiswüsten sei aus klima- und umweltpolitischer Sicht nicht vertretbar und könne auch nicht durch die Energiewende begründet werden. „In diesem Punkt ist der Gesetzentwurf ein Angriff auf die Natur, den Klimaschutz und auf die bäuerliche Landwirtschaft“, kritisiert Tschimpke.

Zwar sieht der Gesetzentwurf bei der Biogas-Förderung eine Deckelung des Mais- und Getreideanteils in den Biogasanlagen auf maximal 50 Prozent vor, was den Anteil von Mais-Monokulturen begrenzen und einen Fruchtwechsel fördern würde, doch gleichzeitig begünstigt der EEG-Entwurf landschaftsunverträgliche Großanlagen bis fünf Megawatt. „Das würde sämtliche guten Vorsätze konterkarieren und die Naturschutzprobleme in den Regionen weiter verschärfen“, erklärt Tschimpke.

Der Anbau von Energiemais ist nach aktuellen Schätzungen innerhalb von sechs Jahren von 70.000 Hektar auf fast 800.000 Hektar gestiegen. Das hat drastische Auswirkungen auf das Landschaftsbild und den Naturhaushalt. Das Umweltministerium habe dieses Problem im Grundsatz zwar erkannt, zugleich stellt der Gesetzentwurf die Großanlagen von den Vorgaben frei und bietet zudem eine deutlich höhere Vergütung, kritisiert der NABU. Dieser Kardinalfehler würde zu einem noch höheren Flächenverbrauch, einem weiteren Anstieg der Pachtpreise und einer intensiveren Bewirtschaftung der Flächen führen. Auf der anderen Seite würden alle kleineren Anlagen, die auf der Basis von Gülle und naturverträglichen Anbaukulturen betrieben werden, zu den Verlierern des EEG-Entwurfs gehören.

Der NABU fordert, die Förderung der Großanlagen zu reduzieren und stattdessen besonders umweltfreundliche Biogassubstrate besser zu vergüten sowie hofgebundene Gülleanlagen zusätzlich zu unterstützen. Nötig sei ein Paradigmenwechsel für eine bedarfsgerechte Nutzung der Biomasse zur Stromerzeugung, ohne dass dafür insgesamt wesentlich mehr Rohstoffe als heute verbraucht werden.