Mittelfristig könnten etwa zehn Prozent des Weltenergiebedarfs durch nachhaltige Bioenergie aus Biomasse gedeckt werden. Das ist das Ergebnis des Gutachtens „Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung“, das der Wissenschaftliche Beirat für Globale Umweltveränderungen (WBGU) gestern der Bundesregierung übergeben hat.
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Darin wird gezeigt, dass rund ein Viertel des Potenzials aus Energiepflanzen in Mittel- und Südamerika liegt, jeweils rund 15 Prozent in Afrika südlich der Sahara, Europa, Nordamerika und China sowie sechs Prozent in Indien. Eine Ausschöpfung der Möglichkeiten sollte allerdings aus Sicht der Experten nur dann erfolgen, wenn eine Gefährdung der Ernährungssicherheit sowie von Natur- und Klimaschutzzielen ausgeschlossen werden kann.
Damit dies gelingt, müssen auf nationaler und internationaler Ebene verpflichtende Nachhaltigkeitsstandards eingeführt werden. Das Gutachten ist die erste Studie zur Bioenergie, die das Thema umfassend im Zusammenhang mit der globalen Umwelt- und Entwicklungspolitik untersucht.
Strom statt Sprit
Die höchste Klimaschutzwirkung erzielt Bioenergie laut dem WBGU-Gutachten in der Stromerzeugung. Dabei kommt es vor allem darauf an, Energieträger mit hohen CO2-Emissionen, also vor allem Kohle, zu verdrängen. Die Klimaschutzwirkung von Bioenergie im Strombereich ist etwa doppelt so groß wie beim Verkehr oder bei der reinen Wärmeerzeugung. Wegen ihres hohen energetischen Wirkungsgrads ist dabei laut dem Report die Kraft-Wärme-Kopplung grundsätzlich der reinen Stromproduktion vorzuziehen.
Der WBGU empfiehlt, die Stromerzeugung aus Biomasse verstärkt zu fördern, sich dabei aber auf nachhaltig produzierte Bioenergieträger zu beschränken. Wird für die Stromerzeugung Biomethan verwendet, ließe sich die Klimaschutzwirkung noch steigern, falls das bei der Herstellung anfallende CO2 künftig sicher deponiert werden könnte.
Rascher Ausstieg aus der Förderung von Biokraftstoffen
Biokraftstoffe der ersten Generation dagegen wie Biodiesel aus Raps oder Bioethanol aus Mais sind für den Klimaschutz ungeeignet. Werden indirekte Landnutzungsänderungen berücksichtigt, dann können bei ihrer Nutzung mehr Treibhausgase freigesetzt werden als bei der Nutzung fossiler Kraftstoffe, so der WBGU. Auch Biokraftstoffe der zweiten Generation, bei denen die ganze oberirdische Pflanze verwendet wird, schneiden hier nicht besser ab.
Dagegen kann bei der Nutzung mehrjähriger tropischer Pflanzen wie Zuckerrohr, Ölpalmen oder Jatropha, die auf degradiertem Land angebaut werden, eine große Klimaschutzwirkung erreicht werden. Allerdings kann erheblicher Klimaschaden entstehen, wenn für deren Anbau Tropenwald gerodet wird. Der WBGU plädiert daher für den raschen Ausstieg aus der Förderung von Biokraftstoffen für den Straßenverkehr durch Rücknahme der Beimischungsquoten und stattdessen für einen Ausbau der Elektromobilität.
Reststoffe sind Brennstoffe
Biogene Reststoffe wie Holzabfälle, Gülle oder Stroh sind ideale Energieträger, weil ihre sachgerechte Nutzung nach Angaben des WBGU kaum Risiken für Böden, Wasser oder Klima birgt. Auch stehen sie nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Deshalb sollte insbesondere die Verstromung von Rest- und Abfallstoffen gefördert werden.
Moderne Bioenergie gezielt gegen Energiearmut einsetzen
In rund 50 Entwicklungsländern macht die traditionelle Bioenergienutzung mit Holz, Dung oder Ernteabfällen zum Kochen und Heizen noch über 90 Prozent der Energieversorgung aus. Infolge der dabei entstehenden Rauchentwicklung in geschlossenen Räumen sterben pro Jahr laut dem Report mehr als 1,5 Millionen Menschen. In der Verbreitung verbesserter Holz- und Holzkohleherde oder Kleinbiogasanlagen sowie der Herstellung von Pflanzenölen aus Ölpflanzen wie Jatropha liegt ein großer, noch nicht ausreichend genutzter Hebel der Armutsbekämpfung, so der WBGU.
Diese Techniken sollten gefördert werden, da sie die Lebensqualität vieler hundert Millionen Menschen innerhalb kürzester Zeit und zu geringen Kosten deutlich verbessern helfen. Die Chancen zur ländlichen Entwicklung, die sich durch Anbau von Energiepflanzen bieten, sollten genutzt werden. Als erster Schritt sollten aber gemeinsam mit den Partnerländern integrierte Strategien zur Nutzung von Bioenergie und Ernährungssicherung entwickelt.
Gabriel fühlt sich bestätigt
„Der Wissenschaftliche Beirat hat treffsicher das brisante globale Umweltthema Biomasse aufgegriffen“, sagte Bundesumweltminister Sigmar Gabriel in einer ersten Stellungnahme zum WBGU-Gutachten. „Ich fühle mich durch das neue Gutachten darin bestätigt, Nutzungskonkurrenzen zwischen Bioenergie und Lebensmittelproduktion zu vermeiden und die Nachhaltigkeit der Bioenergienutzung sicherzustellen. Mein Haus hat wesentliche Handlungsempfehlungen bereits aufgegriffen. So sind im Strom-, Wärme- und Kraftstoffbereich bereits die gesetzlichen Voraussetzungen geschaffen, zukünftig nur noch nachweislich nachhaltig erzeugte Biomasse für die jeweiligen Förderinstrumente anzuerkennen.“
Mit der Neuausrichtung der Bioenergiestrategie habe das Bundesumweltministerium bereits wichtige Weichen für den Einsatz von Biomasse aus Rest- und Abfallstoffen und für die stärkere Berücksichtigung des Klimaschutzbeitrags bei der Bioenergienutzung gestellt.
PIK-Forscher zeigen Grenzen des Bioenergie-Potenzials auf
Die Forscher des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) Tim Beringer und Wolfgang Lucht lieferten Modellierungs-Ergebnisse für das neue WBGU-Gutachten und zeigen die Grenzen des Bioenergie-Potenzials auf. Danach steht der Anbau von Energiepflanzen in Konkurrenz zum Anbau von Nahrungsmitteln und zum Erhalt von Wäldern.
Die Risiken für die Ernährungssicherheit und den Naturschutz müssen deshalb gegen die Kostenminderung im Klimaschutz abgewogen werden, die die Bioenergie-Nutzung ermöglicht. 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.
Waldflächen zu Plantagen?
„Die von uns gerechneten Szenarien zeigen jedoch, dass weltweit Waldflächen in Plantagen umgewandelt werden müssten, wenn Bioenergie-Pflanzen in größerem Umfang angebaut werden“, sagt 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“.
Maximal 170 Exajoule im Jahr 2050
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 dabei 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.
Weniger Kosten für den Klimaschutz
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 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.
Risiken einer ungesteuerten Bioenergieentwicklung
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.
(WBGU/BMBF/BMU/BMZ/Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), 04.12.2008 – DLO)
