Eine knappe Rechnung

Das 2-Grad-Ziel und die Landwirtschaft

14.06.2016 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Die Zeit drängt: Zur Erreichung des 2-Grad-Ziels bleibt keine Zeit für den Blick zurück. (Bildquelle: © Keith Weller/USDA/ wikimedia.org/ CC0)
Die Zeit drängt: Zur Erreichung des 2-Grad-Ziels bleibt keine Zeit für den Blick zurück. (Bildquelle: © Keith Weller/USDA/ wikimedia.org/ CC0)

Wissenschaftlichen Berechnungen zufolge stellt das 2-Grad-Ziel die Landwirtschaft vor große Herausforderungen. Schließlich zählt sie zu den Hauptverursachern anthropogener Treibhausgase, zugleich aber auch zu den Leittragenden des Klimawandels. Um den Temperaturanstieg bis zum Jahr 2100 wie in Paris beschlossen zu begrenzen, muss bereits in den nächsten Jahrzehnten eine signifikante Reduktion der Treibhausgase erfolgen.

Das Ende 2015 in Paris verabschiedete Klimaschutzabkommen schreibt vor, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf deutlich unter 2 °C über dem vorindustriellen Niveau zu drücken, wenn möglich sogar auf unter 1,5 °C. Zwar steht die Ratifizierung in den Unterzeichnerstaaten noch aus, jedoch gilt diese in den meisten Fällen als Formalie. Für das Inkrafttreten der Pariser Verträge wird das Votum von 55 Staaten benötigt, die mindestens 55 % der globalen Treibhausgasemissionen zu verantworten haben. Während das politische Prozedere in den nächsten Monaten somit seinen Verlauf nimmt, nehmen Wissenschaftler und Experten aus unterschiedlichsten Bereichen bereits die Umsetzung in Angriff und überlegen, wie binnen weniger Jahrzehnte der Treibhausgasausstoß gesenkt werden kann, um das vorgegebene 2-Grad-Ziel zu erreichen. So erarbeitet z. B. auch das Bundesumweltministerium (BMUB) aktuell im Rahmen eines Dialogprozesses einen „Klimaschutzplan 2050“ für die Bundesregierung. 

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Die Landwirtschaft ist nicht nur Opfer, sondern auch Verursacher des Klimawandels. 10 - 12 % der globalen anthropogenen Treibhausgasemissionen gehen auf sie zurück.

Die Landwirtschaft ist nicht nur Opfer, sondern auch Verursacher des Klimawandels. 10 - 12 % der globalen anthropogenen Treibhausgasemissionen gehen auf sie zurück.

Quelle: © CSIRO/ CC BY 3.0

Die Landwirtschaft in der Verantwortung

Als weltweit zweitgrößte Quelle anthropogener Treibhausgasemissionen steht auch die Landwirtschaft in der Pflicht, obwohl Experten zufolge die Einsparungspotenziale geringer seien, als in anderen Bereichen, wie u. a. Klimaforscher Anthony Lamb erklärt: „Den Treibhausgasausstoß der Landwirtschaft signifikant zu senken, ist schwierig, da das Reduktionpotenzial allein durch Veränderungen in der landwirtschaftlichen Praxis Grenzen unterliegt und gleichzeitig eine steigende Nachfrage nach Agrarrohstoffen bedient werden muss.“ Die Landwirtschaft daher aus der Verantwortung zu entlassen, wäre jedoch die falsche Konsequenz und würde ein fatales Signal aussenden, so Lamb. Zumal sie bezüglich der weitaus klimaschädlicheren Treibhausgase Methan (CH4) und Distickstoffmonoxid (N2O), auch Lachgas genannt, überproportional stark zum Konzentrationsanstieg in der Atmosphäre beiträgt.

Den Blick auf das Jahr 2030 gerichtet

Angesichts dieser Tatsache sah sich eine Reihe internationaler Forscher unter der Leitung von Lini Wollenberg veranlasst, der Frage nachzugehen, wie groß die Einsparungen speziell bezogen auf diese beiden Treibhausgase sein müssten, um das 2-Grad-Ziel bis zum Jahr 2100 zu erreichen. Das Ergebnis ist ernüchternd. Ihren Berechnungen zufolge müssten bereits ab dem Jahr 2030 jährlich rund eine Milliarde Tonnen CO2-Äquivalente eingespart werden, um zumindest die Chance zu wahren, den Temperaturanstieg unterhalb von 2 °C zu halten bzw. die atmosphärische Konzentration gemäß des RCP-Szenarios 2.6 (Abk.: Representative Concentration Pathway) auf 400 ppm CO2-Äquivalente zu begrenzen. Am 9. Mai 2013 wurde diese symbolträchtige Schwelle erstmals seit rund 25 Millionen Jahren überschritten.

Mehr Bereitschaft und höhere Ambitionen

 „Nach unserem heutigen Wissen, dem aktuellen Stand der Technik und den gängigen landwirtschaftlichen Praktiken können wir dieses Zwischenziel bis zum Jahr 2030 nur zu 21 bis maximal 40 % erreichen. Was wir also brauchen, sind umfassendere Konzepte und systemare Ansätze. Vor allem aber mehr Bereitschaft und ambitioniertere Ziele als bisher“, fordert Wollenberg und fügt hinzu: „Bei der Zielsetzung der Maßnahmen zur Erreichung des 2-Grad-Ziels orientieren sich die Länder derzeit zu stark am Machbaren, nicht aber an dem, was zwingend notwendig ist.“

Zwar verweist sie in diesem Zusammenhang auf die USA, in der die Regierung Ende 2015 die Weichen für eine signifikante Senkung der Emissionen aus der Landwirtschaft hat, jedoch reichte dies global betrachtet nicht aus, sollten andere Nationen nicht zügig nachziehen, erklärt sie. Und das, obwohl technische Lösungen bereits zur Verfügung stehen, wie die Forscher in ihrer Studie an zwei Beispielen zeigen. Das Interessante dabei ist, dass in beiden Fällen, unbeabsichtigt oder nicht, Mikroorganismen eine entscheidende Rolle spielen.

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Durch Zugabe von Methan-Inhibitoren im Futtermittel lässt sich der Methanausstoß um rund 30 % reduzieren.

Durch Zugabe von Methan-Inhibitoren im Futtermittel lässt sich der Methanausstoß um rund 30 % reduzieren.

Quelle: © USDA/ wikimedia.org/ CC0

Welche Rolle spielen Mikroorganismen?

So wird zur Senkung der Methanemissionen aus der Tierhaltung, die mit 37 % Anteil an der weltweit emittierten Methanmenge die Hauptquelle ist, vorgeschlagen, Futtermitteln zukünftig sogenannte Methan-Inhibitoren beizumischen. Wie eine Studie an knapp 50 kommerziell gehaltenen Hochleistungskühen der Rasse Holstein zeigte, sinkt die Methanemission um rund 30 %, wenn diese über einen längeren Zeitraum Futter mit einer Extraportion 3-Nitrooxypropanol (3NOP) zu fressen bekommen. Die Wirkung basiert auf der Blockierung eines Enzyms, das den letzten Schritt der Methanproduktion durch die Mikroben im Pansen katalysiert, ohne dabei die Milchqualität oder Gewichtszunahme negativ zu beeinflussen.

Einzeloptionen reichen nicht

Auch im zweiten Fall stehen Mikroorganismen im Fokus, jedoch nicht im Verdauungstrakt von Wiederkäuern, sondern im Boden. Genau genommen in jenen Böden, die für den Nassreisanbau, mit einem Anteil von ca. 80 % an der globalen Reisernte (Oryza sativa) die Hauptanbauform überhaupt, genutzt werden. Denn während die hohen Flächenerträge wahrlich ein Segen für die Welternährung sind, hat der Nassreisanbau auch seine Schattenseiten. Neueren Berechnungen zufolge gehen bis zu 25 % (ca. 100 Millionen Tonnen) der weltweiten Methan-Produktion auf den Nassreisanbau zurück. Schuld sind Bodenbakterien, die unter anaeroben Bedingungen in der Schlammschlicht unter dem Wasser an Fäulnisprozessen beteiligt sind. Besonders optimal sind die Bedingungen für jene Archaebakterien dann, wenn die Reisfelder lange Zeit überflutet sind und der Sauerstoffgehalt im Boden nahezu auf Null sinkt.

Methan-Schornsteine versiegeln

Wollenberg und ihre Mitstreiter schlagen daher vor, über eine Optimierung des Nassreisanbaus im Sinne des Klimaschutzes nachzudenken, wobei dies leichter gesagt ist als getan. Denn erstens haben sich Reispflanzen durch Züchtung und natürliche Selektion an die Überflutung der Felder angepasst. Zweitens handelt es sich um eine effektive Anbaumethode, da drei Ernten pro Jahr möglich sind, und drittens kommt hinzu, dass Unkräuter und bodenlebende Schädlinge durch die Überflutung am Wachstum gehindert werden. In die Atmosphäre gelangt das klimaschädliche Gas übrigens durch speziell gasleitendes Gewebe, dem Aerenchym, das Wurzeln, Stängeln und Halme durchzieht. Mikrobiologen sprechen hierbei bildhaft von „Schornsteinen für Methan“.

Was leistet die Landwirtschaft am Beispiel der USA?

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So ertragreich der Nassreisanbau auch ist, so gravierend ist der Ausstoß von Treibhausgasen, die von Archaebakterien im Boden unter anaeroben Bedingungen produziert werden.

So ertragreich der Nassreisanbau auch ist, so gravierend ist der Ausstoß von Treibhausgasen, die von Archaebakterien im Boden unter anaeroben Bedingungen produziert werden.

Quelle: © Salamander724/ wikimedia.org/ CC0

Auch wenn die US-Landwirtschaft vielen in Europa als Negativbeispiel gilt, u. a. was Flächengrößen, Fruchtfolgegestaltung oder Intensität betrifft, so greifen in den USA andererseits strenge Verbraucherschutz-, Umwelt- oder Gewässerschutzauflagen. Teilweise sogar strengere Regeln als hierzulande. Das US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) veröffentlichte kürzlich seinen Fortschrittsbericht zur nationalen Strategie zur Reduzierung der landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen. Im Mittelpunkt stehen die Bereiche Tierhaltung, Pflanzenbau und Forstwirtschaft und das Ziel, ab dem Jahr 2025 jährlich zwischen 121 und 135 Millionen Tonnen CO2-Emissionen einzusparen, was dem Ausstoß von rund 11 Millionen Haushalten oder 25 Millionen PKW entspricht. Letzteres käme in etwa der Umwandlung des Vereinigten Königreiches (UK) in eine einzige Fußgängerzone gleich.

Mehr als nur ein gutes Gewissen

„Uns ging es hierbei nicht allein um ein gutes Gewissen, sondern um effektive Maßnahmen, die sich am Ende auch für die Anwender auszahlen. Denn vieles, was im Sinne des Klimaschutzes ist, birgt oftmals auch Vorteile in anderer Hinsicht. Nehmen wir zum Beispiel den Boden: Je höher seine Fruchtbarkeit ist, desto höher ist bekanntlich die Kohlenstoffspeicherkapazität, zugleich aber auch die Produktivität“, erklärt US-Landwirtschaftsminister Vilsack einen Eckpfeiler der Strategie.

Anders als Wollenberg ging es den beteiligten Experten nicht allein um das zwingend Notwendige, sondern auch um die nötige Attraktivität, um möglichst viele Viehzüchter, Land- und Forstwirte sowie weitere Akteure entlang der Agrarwertschöpfungskette zur Teilnahme zu bewegen. Ein freiwilliges, anreizbasiertes Konzept, das ökonomische Bedürfnisse berücksichtigt und mit dem Klimaschutz vereint, zudem konkrete Meilensteine beinhaltet, erschien ihnen am naheliegendsten.

Wo liegen in der US-Landwirtschaft die größten Reduktionspotenziale?

Gemessen am Reduktionspotenzial, das ab 2025 jährlich realisiert werden könnte, steht der Bereich Energieerzeugung und -effizienz mit über 60 Millionen Tonnen eingesparten CO2-Emissionen mit großem Abstand an der Spitze, gefolgt von der Tierhaltung (ca. 21 Millionen Tonnen), der Fortwirtschaft (ca. 20 Millionen Tonnen) und von Verbesserungen im Bodenmanagement (bis zu 18 Millionen Tonnen). Während Letzteres vor allem auf eine standortangepasste Verbesserung der Bodenqualität und -gesundheit zur Erhöhung der Kohlenstoffspeicherkapazität abzielt, steht bei Ersterem die Förderung von erneuerbaren Energien und entsprechenden Technologien im Vordergrund.

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Allein die Reduzierung unnötiger Lebensmittelabfälle würde einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Allein die Reduzierung unnötiger Lebensmittelabfälle würde einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Quelle: © Foerster/ wikimedia.org/ CC0

Konstruktiver Klimaschutz

In Bezug auf die Tierhaltung sieht die US-Strategie die Installation von 500 neuen Biogasanlagen vor, in denen organische Abfälle energetisch verwertet werden. Der Beitrag der Forstwirtschaft zur Erhöhung der Einsparungen ergibt sich größtenteils durch die Anhebung der Förderung von Bauvorhaben, von derzeit 440 jährlich auf 900 im Jahr 2025, bei denen Holz als primärer Baustoff eingesetzt wird. Ein buchstäblich konstruktiver Weg, um der Atmosphäre für viele Jahre Kohlenstoff zu entziehen. „Jeder Kubikmeter Holz, der als Ersatz für andere Baustoffe dient, reduziert die CO2-Emissionen in der Atmosphäre um durchschnittlich 1,1 Tonnen CO2. Wenn man dies zu den 0,9 Tonnen CO2 hinzufügt, die im Holz gespeichert sind, werden mit einem Kubikmeter Holz insgesamt 2 Tonnen CO2 gespeichert“, rechnet Dr. Arno Frühwald von der Universität Hamburg vor.

Eine knappe Kiste

Sowohl die Studie von Wollenberg als auch der Fortschrittsbericht des US-Landwirtschaftsministeriums zeigen, dass das 2-Grad-Ziel die Landwirtschaft vor große Herausforderungen stellt, zum Umdenken und Beschreiten neuer Wege zwingt. „Wir müssen allerdings zugeben, das zwischen den Vorgaben und Zielen des Klimaschutzes auf der einen Seite und dem praktisch Umsetzbaren für die Landwirtschaft auf der anderen Seite eine Wissenslücke klafft, die es zügig zu schließen gilt“, gibt Wollenberg zu. Wie in der USA werden daher  auch die europäischen Landwirtschaftsministerien nicht umhin kommen, neue Strategien zur Treibhausgasreduktion zu erarbeiten. Schließlich reift die Gewissheit, dass bestehende Lösungsvorschläge und -konzepte bei Weitem nicht ausreichen, um die in Paris gesteckten Ziele zu erfüllen.

Nicht vergessen werden darf jedoch, dass das 2-Grad-Ziel in erster Linie ein politisches sei, erklärt Reto Knutti von der ETH Zürich abschließend: „Die verbreitete Annahme, die 2-Grad-Linie trenne eine einigermaßen sichere von einer nicht mehr beherrschbaren Zukunft, sei wissenschaftlich nicht belegt. Es ist verdammt knapp, aber wenn wir uns richtig anstrengen, schaffen wir es.“ Mit Wir sind übrigens auch die Verbraucher gemeint, die durch ihr Konsumverhalten den Treibhausgasausstoß entscheidend beeinflussen. „Weniger Fleisch zu essen, würde den Methanausstoß der Tierhaltung nämlich weitaus stärker reduzieren, als jede technologische Lösung“, erklärt Wollenbergs Kollege Pete Smith zum Schluss. Doch müssten hierfür ganz andere Hebel in Bewegung versetzt werden.

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