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Energie aus nachwachsenden Rohstoffen

Ökologisch sinnvoll oder Verschwendung von Lebens- und Futtermitteln? Die Energieerzeugung aus Ackerpflanzen wird kontrovers diskutiert.

Mais für die Biogaserzeugung steht heute auf vielen landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Quelle: Jan-Otto via Getty Images

Seit den 1980er Jahren haben Anbau und Nutzung nachwachsender Rohstoffe in Deutschland stark an Bedeutung gewonnen. Man begann den Energiepflanzenanbau zu fördern, zunächst mit dem Ziel, neue Absatzmärkte für Agrarprodukte zu schaffen. Später spielten dann vor allem der Klimaschutz, die drohende Verknappung fossiler Brennstoffe sowie die Risiken der Atomkraft eine Rolle.

Landwirtinnen und Landwirte bauten in erster Linie Maispflanzen an, die sie zusammen mit Gülle in Biogasanlagen vergärten. Raps oder Getreide dienten zur Erzeugung von Biokraftstoffen.

Mais – Wie eine Energiepflanze die Landwirtschaft dominiert

Vor 70 Jahren war so gut wie kein Mais auf deutschen Feldern zu finden. Ab den 1960er Jahren gewann der Mais dann allerdings als Futterpflanze an Bedeutung, sodass sich die Anbaufläche zwischen 1965 und 1990 von 100.000 ha auf über 1,5 Millionen Hektar ausdehnte. Infolge der Einführung des EEG im Jahr 2000 und der damit beginnenden Förderung von Biogasanlagen wurde die Maisanbaufläche dann in kürzester Zeit noch einmal rapide ausgeweitet: Allein zwischen 2004 und 2007 kamen mehr als eine Million Hektar Mais dazu.

Heute wachsen auf rund 2,6 Millionen Hektar Mais (Stand 2018). Das ist mehr als ein Fünftel der gesamten Ackerfläche Deutschlands. Mehr als ein Drittel davon (> 900.000 Hektar) ist Biogasmais, der Rest wird als Futter oder anderweitig genutzt.

Zunächst fand der Anbau solcher Rohstoffpflanzen auf bis dato stillgelegten Ackerflächen statt. Durch die einsetzende massive staatliche Förderung wurde der Energiepflanzenanbau für Landwirtinnen und Landwirte aber immer lukrativer. Insbesondere die Einführung einer zusätzlichen Förderung für den Einsatz von Energiepflanzen in Biogasanlagen im Jahre 2004, der sogenannte Nawaro-Bonus, führte dazu, dass immer mehr Landwirtschaftsbetriebe Energiepflanzen anbauten – auch auf Flächen, auf denen zuvor Lebensmittel erzeugt wurden.

Allein zwischen 2004 und 2007 verdoppelte sich dadurch die Fläche für den Anbau von nachwachsenden Rohstoffen in Deutschland von ein auf zwei Millionen Hektar.

Dieser Boom ist jedoch längst abgeebbt und die Bundesregierung hat 2012 eine Höchstgrenze, den sogenannten Maisdeckel eingeführt, um den Einsatz von Mais in Biogasanlagen zu begrenzen. Der Einsatz bestimmter Mais- und Getreidesubstrate in neuen Biogasanlagen wird damit bis 2021 in mehreren Schritten auf maximal 44 Prozent gedeckelt.

Außerdem hat die Bundesregierung die erhöhte Förderung für den Einsatz von Energiepflanzen in Biogasanlagen – den Nawaro-Bonus – mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2014 beendet. Seit 2017 gilt zudem das Ziel, den Zubau im Bereich der Biomasse überwiegend auf Abfall- und Reststoffe wie Gülle, Grünschnitt oder Bio-Siedlungsabfällen zu begrenzen.

Bioenergie – wichtigstes Standbein der Erneuerbaren

Energie aus Biomasse ist der bedeutendste Energieträger unter den Erneuerbaren: Nach Angaben des Bundeslandwirtschaftsministeriums (BMEL) leistete Biomasse 2018 mit einem Anteil von 60 Prozent den größten Beitrag zur Energiegewinnung, vor Windkraft (22 Prozent), Sonnenenergie (11 Prozent), Wasserkraft und Geothermie (je 3 Prozent). Bei der Stromerzeugung liegt der Bioenergieanteil bei knapp 23 Prozent, bei Biokraftstoffen und der Wärmebereitstellung deutlich über 80 Prozent.

Durch diese Maßnahmen ist der Zubau von Biogasanlagen in Deutschland stark zurückgegangen – von mehr als 1.470 Biogasanlagen im Jahr 2011 auf 113 im Jahr 2018. Auch die Maisanbaufläche ist seit 2011 nicht mehr nennenswert angestiegen. Dass es bislang noch nicht zu einer Abnahme der Maisfläche gekommen ist, dürfte darauf zurückzuführen sein, dass für bestehende Biogasanlagen der Einsatz von Mais immer noch eine herausragende Bedeutung hat.

Denn diese Anlagen haben noch Anspruch auf eine erhöhte Förderung aus dem alten EEG. Wenn diese Ansprüche der Anlagenbetreiber auslaufen, ist davon auszugehen, dass auch die Maisanbaufläche abnehmen wird.

Heute werden in Deutschland auf 2,4 Millionen Hektar – das sind rund 14 Prozent der landwirtschaftlich genutzten Fläche – nachwachsende Rohstoffe angebaut (Stand 2018).  Auf etwa 58 Prozent dieser Fläche wachsen Pflanzen für die Biogaserzeugung – allen voran Mais. Pflanzen für Biokraftstoffe – hier spielt Raps die tragende Rolle – werden auf 33 Prozent der Fläche angebaut. Der Anbau von Pflanzen für die stoffliche Nutzung in der Industrie, beschränkt sich auf 11,5 Prozent.

Wenn mal kein Lüftchen weht: Bioenergieträger sind gut speicherbar und daher ideal, um etwa Energielücken während windarmer Wetterperioden zu überbrücken.
Quelle: instamatics via Getty Images

Die energetische Nutzung von landwirtschaftlichen Rohstoffpflanzen hat nicht nur Befürworterinnen und Befürworter, sie wird durchaus kontrovers diskutiert. Was spricht für und was gegen die Energieerzeugung aus Biomasse?

Bioenergie verringert die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern

Wie alle Erneuerbaren Energien trägt die Energieerzeugung aus Biomasse dazu bei, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Denn grundsätzlich gilt: Pflanzen nehmen für Ihr Wachstum in etwa so viel CO2 aus der Atmosphäre auf, wie bei ihrer späteren Verbrennung wieder freigesetzt wird. Außerdem wird die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl oder Gas verringert, die nur begrenzt verfügbar sind.

Bioenergie ist speicherbar

Ein besonderer Vorteil der Bioenergie gegenüber den anderen Erneuerbaren ist, dass sich aus ihr sowohl Strom und Wärme als auch Kraftstoffe für den Fahrzeugverkehr gewinnen lassen. Außerdem ist Bioenergie speicherbar – als Biogas oder als flüssiger Kraftstoff. Damit kann sie zum Beispiel jederzeit die Lücken schließen, die sich bei der wetterbedingt schwankenden Energie aus Wind und Sonne ergeben. Zu Biomethan aufbereitetes Biogas kann zudem ins Erdgasnetz eingespeist werden.

Mittelfristig soll Bioenergie diejenigen Funktionen im Energiesystem übernehmen, für die andere Erneuerbare ungeeignet sind. Bioenergie könnte beispielsweise Schiffe und Flugzeuge antreiben oder Wärme für Industrieprozesse liefern.

Bioenergie kann aus Reststoffen und Abfällen gewonnen werden

In den Fokus könnte besonders die energetische Verwendung von Rest- und Abfallstoffe rücken. Denn in Deutschland gibt es große Potenziale an Restholz, Stroh und tierischen Exkrementen. Energetisch aufbereitet könnten diese bis zu 17 Prozent des zukünftigen deutschen Primärenergiebedarfs decken.

Auch bei Anbau und Aufbereitung entstehen Emissionen

Traktor auf dem Acker und pflügt
Auch Emissionen, die etwa durch die Bodenbearbeitung mit Maschinen entstehen, müssen in der Klimabilanz berücksichtigt werden.
Quelle: countrypixel - stock.adobe.com

Für die Klimabilanz der energetischen Nutzung von Ackerpflanzen müssen auch die Emissionen, die bei der Erzeugung der Biomasse entstehen, berücksichtigt werden. Dazu zählen zum Beispiel Emissionen, die bei der Herstellung synthetischer Dünger und Pflanzenschutzmittel oder bei der Bearbeitung der Felder mit Maschinen anfallen.

Darüber hinaus kommt es auch durch die Düngung selbst zu Emissionen: hier werden Treibhausgase wie Methan oder Lachgas emittiert, die weitaus höheres Erwärmungspotenzial haben als CO2. Nicht zu vergessen sind auch Klimagase, die bei der energieabhängigen Umwandlung von Biomasse in nutzbare Energieformen wie Biodiesel oder Biogas entstehen. Alle diese Emissionen mindern den positiven Klimaeffekt der Energiegewinnung aus Pflanzen. Wie stark diese Minderung ausfällt, hängt vor allem von der Intensität der Bewirtschaftung ab.

Ökologische Folgen durch steigenden Nutzungsdruck

Ein weiterer Kritikpunkt gegen die Energieerzeugung aus Ackerpflanzen ist: Die starke Expansion der Anbaufläche und die Konzentration auf wenige Kulturarten hat zu einer Verengung der Fruchtfolgen und damit zu einer Verringerung der Anbauvielfalt geführt. In manchen Gebieten Deutschlands stehen heute teilweise auf mehr als der Hälfte der Fläche Maispflanzen.

Studien zeigen, dass dadurch die Vielfalt an Wildtieren und -pflanzen auf dem Acker in den letzten Jahren stark abgenommen hat. Unkräuter und -gräser sowie Pflanzenschädlinge und -krankheiten dagegen breiten sich zunehmend aus und entwickeln mehr und mehr Resistenzen gegen bestehende Pflanzenschutzmittel, sodass Landwirtinnen und Landwirte häufiger zur Pflanzenschutzspritze greifen müssen.

Steigende Bodenpreise führen zu Konkurrenz unter Landwirten

Die Förderung der Bioenergieerzeugung hat insbesondere in Regionen, die eine hohe Viehbestandsdichte aufweisen, zu einer starken Konkurrenz um die Flächen und zu steigenden Bodenpreisen geführt. Die Förderung im Rahmen des EEG garantiert den teilnehmenden Erzeugern über eine Vertragslaufzeit von 20 Jahren vergleichsweise hohe Einnahmen.

Die Flächeneffizienz der Photovoltaik ist um ein Vielfaches höher als die der Energieerzeugung aus Biomasse.
Quelle: ollo via Getty Images

Viele Tierhalterinnen und -halter, die die Fläche ebenfalls dringend zur Erweiterung ihrer Betriebe benötigen, sind dadurch benachteiligt. Zusätzlicher Nutzungsdruck auf die landwirtschaftlichen Flächen entsteht aber auch durch den Bau von Windkraft- und Freiflächenphotovoltaik-Anlagen sowie die dafür erforderlichen Ausgleichsflächen.

Geringe Flächeneffizienz

Nicht zuletzt wird die Energie aus nachwachsenden Rohstoffen auch wegen der geringeren Flächeneffizienz infrage gestellt. Laut Bundesumweltministerium sind Wind- und Solarenergie der Energie aus Biomasse in Sachen Flächeneffizienz um ein Vielfaches überlegen. Anbauflächen wären demnach mit Solarzellen oder Windkrafträdern sinnvoller bestückt.

Die internationale Perspektive

Neben der geringen Flächeneffizienz war es vor allem die zunehmende Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelerzeugung, die dafür sorgte, dass  die Energieerzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen früh in die Kritik geriet.

Steigende Weltmarktpreise für Nahrungsmittel

Die Konkurrenz um die Flächen kann zu steigenden Lebensmittelpreisen und damit verbunden zu Versorgungsproblemen in ärmeren Ländern führen. Erstmals trat ein solcher Fall in den Jahren 2007 und 2008 auf. Damals stiegen die Weltmarktpreise für Grundnahrungsmittel sprunghaft an. Verschiedene Stimmen führten diesen Anstieg auf die erhöhte Bioenergienachfrage durch Europa und die USA zurück und sprachen in diesem Zusammenhang von einer Konkurrenz zwischen „Tank“ und „Teller“ – also zwischen Biokraftstoffen und Nahrungsmitteln.

Viele Expertinnen und Experten sind sich heute allerdings einig, dass dieser "Tank oder Teller"-Konflikt nicht allein der Flächenkonkurrenz durch Biomassepflanzen zuzuschreiben ist. Auch andere Faktoren, wie Preisspekulationen, der weltweit steigende Fleischkonsum sowie Missernten, zum Beispiel infolge des Klimawandels, tragen dazu bei.

Neue Emissionen durch Landnutzungsänderungen

Ein Beispiel für indirekete Landnutzungsänderungen: In Brasilien muss artenreiche Savanne dem Sojaanbau weichen.
Quelle: josemoraes via Getty Images

Auch Landnutzungsänderungen, die sich infolge eines expandierenden Energiepflanzenanbaus ergeben, können zu Problemen führen: So wird nämlich die Klimabilanz der Energieerzeugung aus Ackerpflanzen schnell negativ, wenn für deren Anbau vorher Waldflächen gerodet oder Moore urbar gemacht werden müssen. Denn Bäume und Moore binden weit mehr CO2 als kurzlebige Nutzpflanzen.

In etwa das Gleiche gilt, wenn Energiepflanzen auf Flächen angebaut werden, auf denen zuvor Nahrungsmittel erzeugt wurden: Dies führt in der Regel dazu, dass an anderer Stelle auf der Welt Flächen für die Erzeugung von Nahrungs- und Futtermitteln erschlossen werden müssen. Fachleute sprechen in diesem Fall von "indirekter Landnutzungsänderung".

Auch Deutschland ist davon betroffen: Denn bereits heute importiert Deutschland große Mengen an Agrarrohstoffen, unter anderem als Nahrungs- und Futtermittel. Will man die Bioenergieerzeugung hierzulande ausweiten, muss man vermehrt auf Rohstoffe aus dem Ausland ausweichen, was zu negativen Landnutzungseffekten außerhalb Deutschlands führen kann.

Indirekte Landnutzungsänderungen werden bislang nicht mit in die Treibhausgasbilanzierung der Bioenergieerzeugung eingerechnet. Die tatsächlichen Treibhausgaseinsparungen durch die energetische Biomassenutzung dürften daher geringer ausfallen als bislang kalkuliert. Um wie viel, ist schwer zu sagen. Denn aufgrund der vielen Eventualitäten ist es bislang schwierig, die Kohlenstoffbilanz durch indirekte Landnutzungsänderung rechnerisch zu erfassen.


Weitere Informationen

Umweltbundesamt (UBA): Bioenergie

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR): Bioenergie


Vom Landwirt zum Energiewirt

Um seinen Betrieb für die Zukunft zu rüsten, setzt Landwirt Dirk Peters auf die Erzeugung erneuerbarer Energien, insbesondere aus Biomasse.