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Ackerbauliche Landnutzungsänderungen durch die Biogaserzeugung in Deutschland : eine quantitative, räumlich explizite Analyse der Wettbewerbsfähigkeit des Silo- und Körnermaisanbaus in Deutschland unter Anwendung des Modells ProLand 2.0

Agronomic land use changes induced by biogas production in Germany : a spatially explicit, quantitative analysis of the competitiveness of the silage maize and grain maize cultivation in Germany by using the model ProLand 2.0

Kornatz, Peter


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Bioenergie , Landnutzungsprognose , ProLand , Landnutzung , Modellierung
Freie Schlagwörter (Englisch): bioenergy , prognosis of land use , ProLand , landuse , modelling
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Betriebslehre der Agrar- und Ernährungswirtschaft
Fachgebiet: Agrarwissenschaften und Umweltmanagement
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.07.2016
Erstellungsjahr: 2016
Publikationsdatum: 31.10.2016
Kurzfassung auf Deutsch: Das im DFG-Sonderforschungsbereich 299 „Landnutzungskonzepte für periphere Regionen“ entwickelte Landnutzungsmodell ProLand berechnet räumlich-explizit Kennzahlen landwirtschaftlicher Produktionsverfahren. ProLand quantifiziert Erträge, Leistungen, Kosten und Bodenrenten aktueller Landnutzungen und prognostiziert die zukünftige Verteilung von Landnutzungssystemen. Im Rahmen der zweiten Projektphase des Teilprojektes 3 „ökonomische Begleitforschung“ als Teil des von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. geförderte Verbundvorhaben „Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands“ (kurz: EVA) wird das Modell ProLand auf die räumliche Ebene Deutschlands mit einer Auflösung von 1x1 Kilometer im Raster adaptiert und angewendet.
Primäres Ziel besteht darin, die Auswirkungen einer steigenden Nachfrage nach Bioenergiepflanzen, im Speziellen Silomais als Biogassubstrat, auf das Landnutzungsmuster und die Landnutzungsintensität Deutschlands quantitativ, räumlich explizit und unter Berücksichtigung von alternativen Landnutzungsoptionen zu bestimmen. Hierzu ist es nötig, die relative Vorzüglichkeit von Marktfrüchten gegenüber Silomais als Biogassubstrat über die Vergleichsgröße der Bodenrente zu bestimmen und räumlich darzustellen. Hierbei ist es wichtig, unterschiedliche Preisphasen des Agrarmarktes zu berücksichtigen, um die Vorzüglichkeit der Biogassubstraterzeugung durch Silomais unter verschiedenen Marktbedingungen zu betrachten. Darüber hinaus stellt sich unter dem Aspekt der Diskussion um die „Vermaisung der Landschaft“ die Frage, wie sich die Flächenausdehnung von Mais ohne eine Biogasförderung durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)entwickelt hätte.
Im Kontext zur Biogasförderung wird deutlich, dass bei flächendeckend gleicher Förderung, wie durch das EEG gegeben, es in den Veredlungsregionen Deutschlands zu weiterer Intensivierung kommt, während die Ackerbauregionen weiterhin für den Silomaisanbau nicht attraktiv sind, obwohl dies aus Gründen der Diversifizierung sinnvoll wäre. Eine regional differenzierte Staffelung der Förderung des EEG ist deshalb anzuraten, um die Aufweitung von Fruchtfolgen zu fördern. Eine einheitliche flächendeckende Förderung wie durch die bisherige Gesetzesfassung wirkt als Multiplikator einer Fruchtfolgediversifizierung entgegen.
Es zeigt sich, dass das Modell ProLand prinzipiell auf der Ebene Deutschlands als räumliches Entscheidungsunterstützungssystem einsetzbar ist. Die implementierten Erweiterungen machen es möglich, die Landnutzung räumlich explizit auf der Ebene Deutschlands in hoher räumlicher Auflösung abzubilden und somit als Entscheidungsgrundlage für Politik und Wirtschaft zu dienen. Zukünftig ist weiterer Forschungsbedarf vorhanden, um die Funktion des Modells ProLand zu verbessern und neue Anwendungsgebiete erschließen zu können. Besonders interessant ist hier weiterführend die Integration in Modellverbünde zur Lösung interdisziplinärer Fragestellungen.
Kurzfassung auf Englisch: The land use model ProLand, developed at the DFG Sonderforschungsbereich 299 “land use concepts for peripheral regions”, gives spatially explicit calculations as key indicators of agricultural production methods. ProLand quantifies product yields, revenues, costs and land rent on current land use. It also forecasts future distribution of land use systems. In the Framework of the sub-project 3: “Economic evaluation” of the EVA - joint project: Development and comparison of optimized cultivation systems for the agricultural production of energy crops under different soil and climate conditions within Germany”, which is funded by the Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., ProLand is adapted for the application on the scale of Germany with the resolution of 1x1 kilometers.
Primary objective is to determine the impact of a rising demand for biogas plants (especially silage maize) on the land use patterns and land use intensity of Germany in a quantitatively and spatially explicit way. Furthermore alternative land use options are taken into account with respect to price relations between cash crops and silage maize for biogas production. As measurement for the benefit of the different land use options the economic parameter of land rent is chosen. Also it is important to take into account different price stages of the agricultural market to analyze the benefit of silage maize under different market conditions. Moreover the public perceived increasing of the silage maize acreage is investigated under the aspect of the development of silage maize without any government-funded silage maize cultivation as biogas substrate.
In the context of the spatial consistent government-funded biogas production by the law of renewable energy (EEG) the results show a further concentration of silage maize in livestock regions but absent economic attractiveness for cultivation of silage maize in cash crop regions within which silage maize cultivation would be an alternative for crop rotation diversification.
The investigation shows that the model ProLand is able to use as a spatial explicit decision support system on the scale of Germany in high spatial resolution. The implemented extensions make the results usable for political and economic decision support. The integration into interdisciplinary model clusters is particularly an interesting application for further researches.
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