Projekt

Nachwachsende Rohstoffe und Landnutzung - NaRoLa

Projektbeginn 11/2007
-
Projektende 03/2010

NaRoLa war ein Verbundprojekt, das vom Institut für Weltwirtschaft koordiniert wurde. Weitere Projektpartner sind das Institut für Ländliche Räume des Johann Heinrich von Thünen-Instituts (ehemals Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft) und die Universität Bonn. Praxispartner sind das meó Consulting Team und Eurocare.

Projektbeschreibung

Die Entwicklung der Ölpreise in den letzten Jahren zeigt, dass die weltweite Nachfrage nach fossilen Energieträgern schneller wächst als das Angebot. Dieser Prozess wird sich nach Einschätzung fast aller Experten in den nächsten Jahren nicht ändern. Gleichzeitig ist der Verbrauch fossiler Energien mit der Emission klimaschädlicher Treibhaugase verbunden. Dazu ist die Energieversorgung in Deutschland und Europa stark von Importen abhängig. Zukünftig muss deshalb auch in Deutschland ein Energiemix aus erneuerbaren und fossilen  Energieträgern gefunden werden, der dem Prinzip einer nachhaltigen Entwicklung gerecht wird. Zu den regenerativen Energieträgern, deren Entwicklung aktuell gefördert wird, zählt neben Wind- und Solarenergie die Biomasse, der ein großes Potenzial zugeschrieben wird. Biomasse in ihren verschiedenen Verwendungen stellt einen der wichtigsten regenerierbaren Energieträger dar und ist Bestandteil praktisch aller Energieversorgungsstrategien. Die Biomasseproduktion hängt allerdings eng von der Landverfügbarkeit ab. Ihr Anbau konkurriert nicht nur mit der Nahrungsmittelproduktion, sondern auch mit anderen Landnutzungsformen, wie Erholungs- und Naturschutzflächen. Außerdem sind gesamtwirtschaftliche und internationale Rückkoppelungen zu berücksichtigen. Bei der Entwicklung einer effizienten und nachhaltigen Energieversorgung sind also die verschiedenen Zielkonflikte zwischen Wirtschaftlichkeit, Energieversorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit zu beachten.

Im Zentrum dieses Forschungsprojektes steht die Entwicklung eines integrierten Modellverbundes, der Wechselwirkungen auf einem globalen Energiemarkt mit den regionalen Potenzialen der Biomasseproduktion in Deutschland verbindet und mit dessen Hilfe der Beitrag der Biomasse zu einer nachhaltigen Energieversorgung analysiert und unter ökonomischen, ökologischen und sozialen Aspekten bewertet werden kann. Dabei werden die Wettbewerbsbedingungen auf den internationalen Energie- und Agrarmärkten und deren durch die EU und WTO administrierten Regeln besonders berücksichtigt. Konkret sollen – mit Schwerpunkt auf Deutschland - folgende Forschungsfragen mit Hilfe dieses Projektes beantwortet werden:

  • Welche Rolle können Biomasse bzw. nachwachsende Rohstoffe bei der Energieerzeugung spielen?

  • Welches sind die gesamtwirtschaftlichen und internationalen Rückkoppelungseffekte der Bioenergienutzung und die daraus resultierenden Konsequenzen für die Vorzüglichkeit verschiedener Strategien zur Biomassenutzung und Emissionsreduktion?

  • Welche Konsequenzen hat die Förderung von Bioenergie auf die landwirtschaftliche Landnutzung und Produktion, den Faktoreinsatz und das Einkommen?

  • Welche regionale Allokation wird sich sowohl beim Anbau der unterschiedlichen nachwachsenden Rohstoffe sowie der Energieerzeugungsanlagen unter Berücksichtigung der Standortpotenziale und Transportkosten entwickeln?

  • Wie sind die ökologischen Auswirkungen zu beurteilen?

  • Welchen Beitrag leistet die Ausdehnung des Bioenergie-Bereiches zur Entwicklung ländlicher Räume?

  • Wie lassen sich die verschiedenen komplexen Wechselwirkungen auf unterschiedlichen Skalen und zwischen den Sektoren modellhaft abbilden?

Ergebnisse

Am 11. März 2010 fand in der Vertretung des Landes Schleswig-Holstein in Berlin der NaRoLa-Abschlussworkshop statt. Gemeinsam haben die Projektpartner IfW, das Institut für Ländliche Räume am von-Thünen Institut und das Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik an der Universität Bonn ihre im Laufe des Projekts gewonnenen Ergebnisse präsentiert.

Einleitend wurde festgehalten: Bioenergie soll eine wichtige Rolle in einem zukünftigen nachhaltigen Energiemix einnehmen, aber es besteht noch erheblicher Forschungsbedarf in Punkten wie:

1. dem Konflikt um Tank oder Teller

2. Bioenergiepotentialen

3. der Reaktion der Agrar- und Energiemärkte auf klimapolitische Maßnahmen

4. Landnutzungspolitiken 

5. den Kostenpotenzialen definierter energiepolitischer Zielsetzungen.

Im Verlauf der Projektarbeit wurde gelernt:
1. Die Kopplung von Modellen mit unterschiedlicher räumlicher und sektoraler Auflösung ist schwieriger als erwartet.
Systemgrenzen sind nicht vollständig separierbar und partialanalytische Modelle und gesamtwirtschaftliche Modelle besitzen unterschiedliche Endogenitäten. Außerdem erfordern unterschiedliche zeitliche und räumliche Dimensionen große Sorgfalt bei der Kopplung. Zusätzlich verursacht die geringe Datenbasis des noch jungen Forschungsfeldes Modellierungs- und Kallierberingsprobleme.

2. Die Integration von realistischen Landnutzungsrestriktionen (RAUMIS, ReSI-M) hat starke Auswirkungen auf die großskaligen Ergebnisse (DART).
Die Kopplung der Modelle resultierte in den Erkenntnissen, dass erstens, Substitutionselastizitäten in CGE-Modellen generell überschätzt werden, und zweitens, Rückkopplungseffekte und gesamtwirtschaftliche Kosten von Politikmaßnahmen, sowie Landnutzungskonflikte und ihre Auswirkungen auf Dritte, stärker als erwartet ausfallen.

Methodische Ergebnisse:

1. RAUMIS – RESI-M Kopplung
Die Biogasförderung reduziert die Flexibilität im landwirtschaftlichen Anbau. Sie legt die Landnutzung langfristig fest, relativ unabhängig von der Preisentwicklung der Agrargüter. Bei geringerer Flexibilität können Angebots- und Nachfrageschwankungen zu einer größeren Volatilität der Preise führen. Regionen mit intensivem Viehbestand werden durch das EEG wahrscheinlich abhängiger von Märkten für Futtermittel und werden dadurch eher mit internationaler Preisvolatilität konfrontiert. Die Anreizsysteme des EEG verstärken die Flächenkonkurrenz und sind wenig klimafreundlich gestaltet.

2. RAUMIS – DART Kopplung
Die Preiseffekte von weltweiten Bioenergiepolitiken können beträchtlich sein. Deutschland ist ein kleines Land; unilaterale Bioenergiepolitik hat vergleichsweise geringe Auswirkungen auf die Weltmärkte und damit relativ geringe Preiseffekte. Aber schon die Modellierung der Biokraftstoffförderung der USA führt zu beträchtlichen Preiseffekten. Eine Simulation aller weltweiten Bioenergiepolitiken würde noch größere Effekte zeigen, so dass die Debatte um “Tank oder Teller” von größerer Bedeutung sein kann als bisher erwartet.


Inhaltliche Ergebnisse / Konsequenzen für die Agrar- und Energiepolitik:

1. Konsequenzen der Vielfalt der Förderprogramme für Bioenergie:
Die Konkurrenz zwischen der Produktion von Nahrungsmitteln und Bioenergie ist solange nicht ausgeprägt, solange nur wenige Länder Förderprogramme besitzen. Bei einer weltweiten Ausweitung der Förderung von Bioenergie sind starke Preiseffekte zu erwarten.

Die Förderung verschiedener Formen der Bioenergie (Biogas, Biokraftstoffe, Biowärmemarkt) führt auch zu Konkurrenz zwischen den Bioenergieformen, was bedeutet, dass die nicht koordinierten Politikmaßnahmen zu Ineffizienzen führen, was sich in unterschiedlichen THG-Vermeidungskosten widerspiegelt.

2. Forderung nach einer einheitlichen Regulierung der Landnutzungsentscheidungen:
Anreize zur Treibhausgaseinsparung sollen durch Preisanreize aus dem Markt für THG-Emissionen kommen (nicht durch Mengenquoten). In einem solchen System werden sich beträchtliche Verschiebungen in der energetischen Nutzung von Biomasse ergeben.

3. Heimische Versorgung vs. internationale Märkte
Natürliche und klimatische Vorteile sind neben den klassischen Formen der Faktorausstattung (Kapital, Arbeit, Technologie) ein Ausgangspunkt für den internationalen Handel. Beschränkungen von Bioenergieträgern, bzw. Verzerrungen durch Subventionen führen dazu, dass die klimatischen Vorteile nicht ausreichend genutzt werden. Resultierende Kosten fallen überwiegend im Inland an und weniger in Drittländern.

Eine Konzentration auf Bioenergie aus heimischen Quellen wird nur zur Substitution von heimischer Produktion durch Importe an anderer Stelle führen.


Weiterer Forschungsbedarf

1. Erweiterungen der Modelle
Die Berücksichtigung der Besonderheiten landwirtschaftlicher Produktion haben beträchtliche gesamtwirtschaftliche Konsequenzen, deshalb sollten die natürlichen Restriktionen der Landnutzung auch für andere Länder in Modelle integriert werden (wie RAUMIS für Deutschland), um eine realistische Abbildung der Potentiale und deren Kosten zu erhalten. Die Nutzungskonkurrenz zwischen agrarischer und nicht-agrarischer Landnutzung sollte dabei endogenisiert werden. Dies erfordert die Modellierung von Angebotsfunktionen für verschiedene Landnutzungsformen, aber auch eine detaillierte Integration von Landnutzungsregulierungen.


2. Konzeptionelle und methodische Fragen

Die räumliche Aggregation von Ergebnissen eines detaillierten partialanalytischen Landnutzungsmodells in ein CGE-Modell stellt eine Herausforderung dar.

Für langfristige Analysen wird die Integration des Klimawandels und des „Produktionsfaktors“ der Wasserverfügbarkeit auf die landwirtschaftliche Produktivität nötig sein. Außerdem wird es bei nachhaltigen Preisänderungen für Nahrungsmittel zu Änderungen in Konsumverhalten und Lebensstilen kommen, die in den herkömmlichen Modellen kaum berücksichtigt werden.