Hohe Umweltbelastungen und eine wachsende Weltbevölkerung stellen die Landwirtschaft vor große Herausforderungen. Die ökologische Landwirtschaft gilt dabei als besonders umweltfreundlich. Die Studie zeigt: Ökolandbau ist gut, aber nicht optimal. Einige seiner Prinzipien erschweren es die Ökoeffizienz (Umweltwirkung pro Produkteinheit) zu verbessern. Ein Ökolandbau 4.0, der offener gegenüber Neuerungen wäre, würde hier Abhilfe schaffen. Um die Ökoeffizienz der konventionellen Landwirtschaft zu steigern, wird die Etablierung eines neuen Standards - der ökologisch optimierten, integrierten Produktion (IP+) - vorgeschlagen. Die Studie zeigt somit Entwicklungsperspektiven für den Ökolandbau und die konventionelle Landwirtschaft gleichermaßen auf. Veröffentlicht in Texte | 32/2020.
Die Landwirtschaft steht vor zwei großen Herausforderungen: Einerseits muss eine weiter wachsende Weltbevölkerung mit einer ausreichenden Menge Nahrungsmittel versorgt werden - die Landwirtschaft muss also produktiver werden. Andererseits ist die moderne, intensivierte Landwirtschaft einer der wichtigsten Triebkräfte negativer Umweltveränderungen - die Landwirtschaft muss also ökologischer produzieren. Die Frage, wie die aus diesen beiden Aufgaben resultierenden Zielkonflikte gelöst werden können, ist die zentrale Herausforderung für die Gestaltung nachhaltiger Agrar- und Ernährungssysteme - in Deutschland und weltweit. Es ist offensichtlich, dass in der Praxis der konventionellen Landwirtschaft ein Umdenken stattfinden muss, damit die gravierenden Umweltprobleme der Nahrungsmittelproduktion eingedämmt werden können. Doch auch die ökologische Landwirtschaft muss sich weiterentwickeln, damit ihr Potential für mehr Umwelt-, Natur-, Tier- und Klimaschutz voll ausgeschöpft werden kann. In diesem Gutachten werden die Merkmale der ökologischenLandwirtschaft sowie ihre wesentlichen Unterschiede zur konventionellen Landwirtschaft dargestellt. Basierend auf der Analyse der gefundenen Stärken und Schwächen werden Innovationspotentiale in der ökologischen Landwirtschaft erläutert und Entwicklungsszenarien der Landwirtschaft entworfen und analysiert (Öko-Kontinuität, Öko 4.0, Integrierte Produktion+). Die Modellierung dieser Szenarien zeigt anschaulich, dass eine hohe globale Ökoeffizienz (Betrachtung der Umweltperformance per kg Lebensmittel) nicht in jedem Fall mit einer hohen lokalen Umweltperformance (Betrachtung je Hektar) Hand in Hand geht. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass mit der Einführung von ökologisch sinnvollen aber produktionsorientierten Innovationen und Praktiken die negativen Umweltauswirkungen der Landwirtschaft sowohl in ökologischen als auch in konventionellen Produktionssystemen verringert werden können. Mit dem Konzept Öko 4.0 schlägt diese Studie einen ergebnis- und wirkungsorientierten Ökolandbau vor: Dieser ersetzt die starke Ausrichtung auf Verbote und macht den Ökolandbau offener für die Nutzung des wissenschaftlich-technischen Fortschrittes (case-by-case Überprüfung von neuen wie auch alten Techniken). Gleichzeitig werden die in den Öko-Richtlinien gegenwärtig noch fehlenden Mindestanforderungen vor allem in den Bereichen Natur- und Bodenschutz verbindlich gemacht und nicht länger nur in Leitbildern formuliert. Die klar definierte und an Vorschriften gebundene Integrierte Produktion (IP+) verbessert die Umweltperformance - im Vergleich zur derzeitigen konventionellen Produktion - deutlich. Auch dieses Konzept sollte daher vorangetrieben werden. Der Ökolandbau leistet einen wichtigen Beitrag für mehr Umweltschutz in der Landwirtschaft, hat aber in vielen Bereichen noch großes Verbesserungspotential. Das Nachhaltigkeitsprofil des Ökolandbaus kann durch ambitionierte Forschungs-, Beratungs- und Fördertätigkeit noch deutlich geschärft werden. Sowohl der ökologische Landbau als auch integrierte Landnutzungssysteme sollten deshalb zukünftig im Rahmen der GAP weiter finanziell gefördert werden. Quelle: Forschungsbericht
UBA-Gutachten zu Entwicklungsperspektiven für die Landwirtschaft Hohe Umweltbelastungen und eine wachsende Weltbevölkerung stellen die Landwirtschaft vor große Herausforderungen. Die ökologische Landwirtschaft gilt dabei als besonders umweltfreundlich. Auch im Ökolandbau gibt es noch Verbesserungspotential. Ein aktuelles Gutachten im Auftrag des UBA zeigt, wie sowohl ökologische als auch konventionelle Landwirtschaft umweltschonender werden können. Die Landwirtschaft in Deutschland verursacht massive Umweltschäden. Der Ökolandbau leistet einen wichtigen Beitrag zu mehr Umweltschutz in der Landwirtschaft und gilt daher zu Recht als eine besonders nachhaltige Form der Landbewirtschaftung. Doch das Gutachten des Forschungsinstituts für ökologischen Landbau (FiBL) im Auftrag des UBA zeigt, dass auch der Ökolandbau in vielen Bereichen noch Verbesserungspotential hat. Einige seiner Prinzipien erschweren es, die Ökoeffizienz, also die Umweltwirkung pro Produkteinheit, zu verbessern. So dürfen im Ökolandbau beispielsweise keine recycelten Phosphordünger eingesetzt werden, obwohl dies das Schließen von Nährstoffkreisläufen begünstigen würde. Ein Ökolandbau 4.0, der offener gegenüber Neuerungen wäre, würde hier Abhilfe schaffen. Die Studie zeigt auch, dass in der konventionellen Landwirtschaft ein Umdenken hin zu einer umweltfreundlicheren Produktion stattfinden muss. Dies bedeutet jedoch nicht, dass alle konventionellen Betriebe auf den Ökolandbau umschwenken müssen. FiBL und UBA schlagen die Etablierung eines neuen Standards vor: der ökologisch optimierten, integrierten Produktion (IP+). Diese Form der konventionellen Landwirtschaft würde die Umweltperformance im Vergleich zur gegenwärtigen konventionellen Landwirtschaft deutlich erhöhen. Sie würde beispielsweise weniger düngen, verpflichtende Fruchtfolgevorschriften einhalten und Pflanzenschutzmittel deutlich restriktiver einsetzen. Voraussetzung für die Wirksamkeit eines solchen neuen Standards wären wissenschaftlich abgeleitete, klar definierte und verbindliche Richtlinien. Alle drei Ansätze: Der Ökolandbau, der Ökolandbau 4.0 und auch die ökologisch optimierte integrierte Produktion (IP+) sind sinnvolle Elemente einer Landwirtschaft der Zukunft. Die Studie zeigt somit Entwicklungsperspektiven für den Ökolandbau und die konventionelle Landwirtschaft gleichermaßen auf.
Ein Beispiel aus der chemischen Produktion stellt die Übertragung der Epoxidierung von Sojaöl vom FedBatch-Prozess zu einer kontinuierlichen mikroverfahrenstechnischen Prozessführung bei erhöhten Temperaturen dar. Epoxidiertes Sojaöl wird vor allem als Weichmacher in Produkten aus Polyvinylchlorid verwendet und ersetzt so Phthalate. Im Rahmen des europäischen Verbundprojektes CoPIRIDE sollte ein bestehendes Produktionsverfahren für epoxidiertes Sojaöl des italienischen Produzenten Mythen S.p.A. optimiert werden. Die Jahresproduktion an epoxidiertem Sojaöl am Standort belief sich auf 15.000 t. Das Unternehmen versprach sich von dem Transfer des bestehenden Fed-Batch-Prozesses eine Reduktion der Produktionskosten, kürzere Reaktionszeiten sowie verbesserte Produktausbeuten mit konstanterer Produktqualität. Zur Entscheidungsunterstützung während der Prozessentwicklung wurden eine Reihe alternativer Prozessbedingungen ökobilanziell miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass, ausgehend vom Fed-Batch-Referenzprozess A, die Mehrzahl der betrachteten Alternativszenarien zu höheren Umweltauswirkungen führen würden. Insbesondere Verluste in der Ausbeute (durch kürzere Verweilzeiten im Mikroreaktor), aber auch ein höherer Bedarf an den Edukten Wasserstoffperoxid und Ameisensäure bei gleichbleibender Ausbeute (90 % im Falle des Fed-Batch-Prozesses) infolge einer beschleunigten Zersetzung bei harsche Prozessbedingungen (auch als „neue Prozessfenster“ oder Englisch als Novel Process Windows (NPW) Bedingungen bezeichnet) wirkten sich hier nachteilig aus. Die Ergebnisse der Ökobilanzierung zeigten somit bereits in einer frühen Phase des Prozessdesigns, dass eine mikroreaktionstechnische Anlage zwar potenziell dem etablierten industriellen Prozess überlegen sein kann, hierzu jedoch noch weitere Entwicklungsarbeiten und eine Reduktion des Eduktbedarfes erforderlich sind. Vor allem die beschleunigte Zersetzung des Reagenzes Wasserstoffperoxid unter harschen Prozessbedingungen im Mikrostrukturreaktor erwies sich als kritisch. Auf der Basis dieser Erkenntnisse wurde eine zweistufige Synthesesequenz entwickelt. Der stark exotherme Beginn der Reaktion wurde im Mikroreaktor durchgeführt, wobei innerhalb von nur zwei Minuten Ausbeuten von bis zu 35 % erreicht werden. Dem schließt sich eine weitere Synthesestufe mit erneuter Zugabe des Oxidationsmittels, jedoch bei längerer Verweilzeit der Reaktionskomponenten im Reaktor, an. Durch diese Prozessoptimierung konnten gegenüber dem Batch-Prozess eine deutliche Verringerung der Gesamtprozesszeit und ein sparsamerer Umgang mit dem Reagenz Wasserstoffperoxid erreicht werden. Die ebenfalls durchgeführte Lebenszykluskostenbetrachtung zeigte, dass auch im Falle der Realisierung des Best Case Szenarios N aufgrund des vergleichsweise hohen Einflusses der Materialkosten keine merkliche Erhöhung der Ökoeffizienz (Ergebnis aus ökologischer und ökonomischer Bewertung) zu erwarten ist. Mit der kontinuierlichen Prozessführung geht jedoch im Falle einer Produktion im industriellen Maßstab ein höherer Automatisierungsgrad sowie eine Verkürzung der insgesamt benötigten Prozesszeit einher.
Das Projekt "Heute fuer die Zukunft bauen. Aber wie?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Bundesstiftung Umwelt durchgeführt.
Das Projekt "Von der Abfallwirtschaft zur oekologischen Stoffwirtschaft. Wege zu einer Oekonomie der Reproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Management in der Umweltplanung durchgeführt.
Das Projekt "Unterstützung der Ad-Hoc AG Ökonomie der FGG-Elbe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig - Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät - Institut für Infrastruktur- und Ressourcenmanagement - Professur für Umwelttechnik in der Wasserwirtschaft, Umweltmanagement durchgeführt. Mit der expliziten Integration wirtschaftlicher Überlegungen in der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) wurde eine zentrale Neuerung in den europäischen Gewässerschutz eingeführt. Gekoppelt mit dem integrativen Flussgebietsansatz der Richtlinie, sehen sich Behörden und Experten gleichermaßen vor neue Herausforderungen gestellt. Vor diesem Hintergrund wurde Ende 2005 eine Ad-Hoc Arbeitsgruppe Ökonomie in der Flussgebietsgemeinschaft Elbe einberufen. Die Professur für Umwelttechnik / Umweltmanagement unterstützt die Arbeit der Ad-Hoc Arbeitsgruppe zu ökonomischen Fragestellungen des Umsetzungsprozesses durch die fachliche Begleitung der Sitzungen und fachlichen Gutachten zu speziellen Fragestellungen. Im Rahmen des Projektes wurde beispielsweise eine Auswertung von Pilotprojekten zur Kosteneffizienzanalyse durchgeführt und Empfehlungen für das weitere Vorgehen an der Elbe entwickelt.
Das Projekt "Einfluss der Ökobilanz für PGM auf die ökologische Effizienz von PEM-Brennstoffen als Fahrzeugantrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt.
Das Projekt "Bewertung eines Ausstiegs aus der Kernenergie aus klimapolitischer und volkswirtschaftlicher Sicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt.
Das Projekt "Ökoeffizienz der Entsorgung in Bayern, Deutschland und der Schweiz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von bifa Umweltinstitut GmbH durchgeführt. Im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Umwelt hat bifa den erstmals 2003 durchgeführten Ökoeffizienzvergleich der Entsorgungsstrukturen Bayerns, Deutschlands und der Schweiz erweitert und aktualisiert. Die Ergebnisse aus dem Jahr 2003 zeigten, dass der bayerische Weg zur Gestaltung der Abfallwirtschaft in seiner Ökoeffizienz im Vergleich mit den Entsorgungsstrukturen der Schweiz und dem deutschen Durchschnitt am besten abschnitt. Nach der, im Rahmen der aktuellen Beauftragung, durchgeführten Datenaktualisierung, der Bilanzierung zusätzlicher Wertstoffströme und der Berücksichtigung des Verbots der Ablagerung nicht vorbehandelter Abfälle rücken die Entsorgungsstrukturen hinsichtlich Ihrer Ökoeffizienz deutlich enger zusammen. Die Entsorgungsstruktur Bayerns weist im Vergleich zur Entsorgungsstruktur Deutschlands zwar noch ein geringfügig besseres ökologisches Gesamtergebnis auf, ist aber gleichzeitig mit leicht höheren Gesamtkosten verbunden. Die Entsorgungsstruktur der Schweiz ist etwas weniger ökoeffizient. Die Ursachen dafür sind eine geringere Umweltentlastung im ökologischen Gesamtergebnis, gepaart mit vergleichsweise hohen Entsorgungskosten. Methoden: Analyse und Moderation sozialer Prozesse, Ökobilanzierung und Systemanalyse, Ökonomie und Managementberatung.
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