Verfügbarkeit von Restbiomassen in Entwicklungsländern für erneuerbare Energien und Negativemissionen

Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Konkurrenznutzungen / globales Mengengerüst Dr. Wolfdietrich Peiker (atmosfair), Dr. Dietrich Brockhagen (atmosfair) Berlin/Heidelberg, Dezember 2025 Herausgeber: Verfügbarkeit von Restbiomassen in Entwicklungsländern für erneuerbare Energien und Negativemissionen ifeu Institut für Energieund Umweltforschung Heidelberg gGmbH Wilckensstraße 3, 69120 Heidelberg atmosfair gGmbH Harzer Straße 39, 12059 Berlin Telefon +49 (0)6 221 47 67-0 E-Mail [email protected] Telefon +49 (0)30 120 84 80-0 E-Mail [email protected] www.ifeu.de www.atmosfair.de IMPRESSUM Autoren: Dr. Wolfdietrich Peiker, Dr. Dietrich Brockhagen Herausgeber: ifeu – Institut für Energieund Umweltforschung Heidelberg gGmbH Wilckensstraße 3, D-69120 Heidelberg Erscheinungsjahr: 2025 74 Seiten Titelbilder: Kleinpyrolyseanlagen in Ghana, Biomassekraftwerk für Senfstroh in Indien (atmosfair gGmbH) DOI: 10.5281/zenodo.17978477 3  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Vorwort Biomasse ist für den Klimaschutz ein wichtiges Thema: Schließlich gelingt es Pflanzen, CO₂ aus der Luft zu ziehen und daraus energiehaltige Pflanzenstrukturen aufzubauen, ohne dabei fossile Energien zu benötigen. Aus der Biomasse lassen sich dann auf CO₂-neutrale Weise Strom oder Kraftstoffe produzieren. Pflanzenkohle aus Biomasse wiederum kann Kohlenstoff dauerhaft im Boden binden. Biomasse ist aber als Energieträger auch in Verruf geraten, weil ihr Anbau Biodiversität zerstören oder die Ernährungssicherheit gefährden kann. So wurden z.B. in Indonesien viele Hektar Regenwald gerodet, um Anbauflächen für Ölpalmen als Treibstoffquelle zu schaffen. Andernorts bauen Landwirte auf ihren Äckern Raps für den Tank statt Getreide für den Teller an, wenn dies profitabler ist. Im Gegensatz zu solchen Energiepflanzen fallen Restbiomassen als Abfallstoffe bei der Nahrungsoder Holzproduktion an und können ggf. aus ökologischer und ethischer Sicht unproblematisch sein. Deshalb stellen wir uns als Klimaschutzorganisation zwei Fragen: Was kennzeichnet „echte“ Reste von Biomassen, die nachhaltig und damit sowohl umweltals auch sozialverträglich sind? Und wie viele dieser echten Reste sind für Klimaschutzanwendungen verfügbar? Die Studienlage zu Qualitäten und weltweit verfügbaren Mengen von Restbiomassen ist unzureichend. Nur wenige Analysen wenden überhaupt Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit an, die jedoch häufig nicht im Detail nachvollziehbar sind. Andererseits finden sich kaum Studien zum Restbiomassenpotenzial in Entwicklungsund Schwellenländern, die für unsere Arbeit als Klimaschutzorganisation mit Fokus auf Nord-Süd-Gerechtigkeit relevant sind. Entweder berechnen bisherige Studien ein gesamtes, globales Mengenpotenzial oder sie beschränken sich auf bestimmte Regionen wie die Europäische Union. Deshalb haben wir eine eigene, umfangreiche Analyse des umweltund sozialverträglichen Restbiomassenpotenzials im Globalen Süden erstellt. Sie beruht auf eigenen Auswertungen von Datenbanken und Literatur, sowie Fragebögen an Experten in den jeweiligen Regionen. Mit dem Institut für Energieund Umweltforschung Heidelberg (ifeu) haben wir dabei einen erfahrenen Partner, der uns insbesondere bei der Aufstellung der Kriterien für Umweltund Sozialverträglichkeit sowie bei der Beurteilung einiger Fälle von Biomassen mit seiner fachlichen Kompetenz zur Seite stand. Unser Dank geht ebenfalls an das PtX Lab Lausitz für die Begutachtung dieser Studie und an das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) für Feedback hierzu. Auch Dr. Carsten Loose konnte uns dank seiner langjährigen Arbeit für den Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen wertvolle Anregungen und Ergänzungen geben. Unsere Schwesterfirma Solarbelt gGmbH brachte ihre Praxiserfahrungen aus der Biomass-toLiquid-Produktion in die Studie mit ein. Ein besonderer Dank geht an die Expertinnen und Experten für Landwirtschaft, die per Fragebogen und Interview Auskunft zur Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Verfügbarkeit verschiedener Restbiomassen im Globalen Süden gaben. Und schließlich bedanken wir uns bei Joram Schwartzmann, der die Studie lektorierte und sich um das Layout kümmerte. Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre und freuen uns über Anregungen für Projekte, die das große Potenzial von Restbiomassen für den Klimaschutz nutzen. Dr. Wolfdietrich Peiker Dr. Dietrich Brockhagen Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  4 Abstract Feste Restbiomassen eignen sich für verschiedene Klimaschutzanwendungen, die zum Erreichen des 1,5-Grad-Ziels notwendig sind. Aus ihnen lässt sich u.a. mittels direkter Verbrennung beziehungsweise Gasifizierung CO₂-neutraler Strom, mittels Gasifizierung CO₂-neutrale Kohlenwasserstoffe wie Kerosin und mittels Pyrolyse Pflanzenkohle herstellen, die für negative Emissionen sorgt. Restbiomassen sind gegenüber Energiepflanzen für Klimaschutzanwendungen geeignet, da sie grundsätzlich nicht mit dem Anbau von Nahrungsmitteln in Konkurrenz stehen. Deshalb stellt sich die Frage, welche Menge an Biomasseresten tatsächlich für den Klimaschutz verfügbar ist. Eine Mengenanalyse mit umfassenden Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit existiert bisher noch nicht. Die vorliegende Studie füllt diese Lücke. Sie verbindet einen Top-Downmit einem Bottom-Up-Ansatz. Wir konzentrieren uns auf trockene Reste wie Ernteabfälle oder Holzschnitzel sowie Klärschlamm, weil hier die Datenlange zur quantitativen Potenzialabschätzung deutlich besser ist als für feuchte Reste wie Lebensmittelabfälle. Außerdem beschränken wir die Studie auf Entwicklungsund Schwellenländer, weil dies der Tätigkeitsschwerpunkt von atmosfair als Nord-Süd Klimaschutzorganisation ist. Im Top-Down-Ansatz leitet die Studie eine Reihe von Kriterien aus den Sustainable Development Goals der Vereinten Nationen ab, die sie auf feste Restbiomassen anwendet. Im Bottom-Up Ansatz nehmen wir mittels eigener Interviews und externer Studien eine Mengenabschätzung vor, bei der wir ein umfangreiches Mengengerüst für zahlreiche Länder und Restearten erstellen. Ausgehend von einer globalen Gesamtmenge von 7 Milliarden Tonnen fester Restbiomassen pro Jahr, beziehungsweise 3,5 Milliarden Tonnen in Entwicklungsund Schwellenländern, kommt unsere Analyse auf insgesamt 420 Millionen Tonnen umweltund sozialverträglicher sowie verfügbarer Restbiomassen. Daraus ließen sich jährlich 645 Terawattstunden Strom, 125 Millionen Tonnen Pflanzenkohle oder 60 Millionen Tonnen synthetische Kohlenwasserstoffe erzeugen, aus denen sich unter anderem 40 Millionen Tonnen Kerosin herstellen lassen. Mit allen drei Klimaschutzanwendungen würden die Restbiomassen nicht nur dabei helfen, CO₂-Emissionen zu reduzieren. Sie könnten zusätzlich die wirtschaftliche und soziale Entwicklung im Globalen Süden fördern, wo die Menschen am meisten von den Folgen des Klimawandels betroffen sind. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  5 I. Zusammenfassung I. Ziel der Studie Diese Studie untersucht, wie viel umweltund sozialverträgliche, feste Restbiomassen im Globalen Süden für Klimaschutzanwendungen verfügbar sind. Feste Reste eignen sich unter anderem zur Erzeugung von: • CO2-neutralem Strom und Wärme mittels direkter Verbrennung oder Gasifizierung in Kraftwerken • CO2-neutralen Kohlenwasserstoffen wie Kerosin mittels Gasifizierung und anschließender FischerTropsch-Synthese (Biomass-to-X, BtX) • Pflanzenkohle mittels Pyrolyse Auf diesen drei Nutzungen liegt der Fokus dieser Studie. Während die ersten beiden Anwendungen fossile CO2-Emissionen vermeiden, sorgt Pflanzenkohle als Bodenverbesserer in Feldern sogar für negative Emissionen. Scope und „echte“ Restbiomassen Biomasse enthält Energie, die bei ihrer Nutzung nur so viel CO2 freisetzt, wie die Pflanzen während des Wachstums aus der Atmosphäre gezogen und in ihren Strukturen gebunden haben. Daher ist die Nutzung von Biomasse grundsätzlich CO2-neutral. Allerdings stehen stärke-, zuckerund ölhaltige Energiepflanzen wie Zuckerrohr oder Ölpalmen in der Kritik, weil ihr Anbau in Flächenkonkurrenz zu Nahrungspflanzen steht. Deshalb fokussiert sich die vorliegende Studie auf echte Restbiomassen, die bei der Land-, Forstoder Abfallwirtschaft anfallen und die derzeit nur verbrannt oder anderweitig entsorgt werden, ungenutzt bleiben oder sogar klimaschädlich sind (wie Erntereste beim Nassreisanbau). Konkret betrachten wir Agrarund Holzreste sowie Klärschlamm, weil hier die Datenlange zur quantitativen Abschätzung des nutzbaren Potenzials deutlich besser ist als für feuchte Reste wie Hausabfälle oder Tierdung. Allerdings bieten auch diese feuchten Reste mutmaßlich ein großes, ungenutztes Energiepotenzial. In der Studie entwickeln wir Kriterien, die sicherstellen, dass die Restbiomassen aus Umweltund Sozialsicht tatsächlich „echte“ Reste mit den o.a. Eigenschaften sind, und wenden diese Kriterien auf die weltweiten Primärpotenziale von Restbiomassen an. Die so ermittelten verbleibenden Mengen können dann für umweltund sozialverträgliche Klimaschutzanwendungen genutzt werden. Durch die Anwendung dieser Kriterien schließen wir über 90 % von Restbiomassen aus, weil sie entweder nicht dem Ökosystem entzogen werden sollten, wie z.B. Getreidereste in ariden und semi-ariden Zonen, sie bereits anders besser genutzt werden (z.B. als Tierfutter, für Textilien oder in Pressspanplatten), oder weil die Nutzung z.B. kleinbäuerliche Strukturen gefährden würde. Der Fokus der Studie liegt dabei auf Restbiomassen in Entwicklungsund Schwellenländern des Globalen Südens, weil diese Länder besonders stark vom Klimawandel betroffen sind und weil die Nutzung von Restbiomassen ihnen wichtige Impulse für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung geben kann. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass in Ländern des Globalen Südens jährlich insgesamt ca. 420 Millionen Tonnen an Restbiomassen zur Verfügung stehen. Damit ließen sich 645 Terawattstunden Strom, 125 Millionen Tonnen Pflanzenkohle oder 60 Millionen Tonnen Kohlenwasserstoffe produzieren ließen, davon 40 Millionen Tonnen Kerosin, die 20 Prozent des globalen Flugverkehrs von 2022 abdecken könnten. Eine grobe Mengenabschätzung von feuchten Resten wie Nahrungsmittelabfällen und Tierdung ergibt, dass hiervon möglicherweise 1,25 Milliarden Tonnen nutzbar sind. Über den Pfad der Biogas-Vergärung ließen sich hiermit weitere 200 Terawattstunden elektrische Energie erzeugen. Aus Entwicklungssicht bringen alle drei Klimaschutzanwendungen Vorteile für die lokale Bevölkerung in Entwicklungsund Schwellenländern. Nutzt sie die Reste in Kraftwerken, erhält sie sauberen Strom, der in einigen Ländern noch nicht ausreichend vorhanden ist. Pflanzenkohle bindet nicht nur Kohlenstoff dauerhaft im Boden, sondern erhöht als Bodenverbesserer Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  6 eingesetzt die Fruchtbarkeit von Ackerböden. Biomass-to-Liquid-Kerosin (BtL) lässt sich einerseits in den Produktionsländern selbst nutzen. Es kann jedoch auch als hochwertiges Exportprodukt Erlöse einbringen. II. Abfolge in 5 Schritten Abbildung a zeigt, wie wir in mehreren Schritten die festen Restbiomassen der Welt filtern, um das tatsächlich nutzbare Potenzial von Restbiomassen abzuschätzen: 1. Technische Eignung, keine Energiepflanzen: Wir beginnen mit allen festen Restbiomassen weltweit, die sich technisch für unsere drei Klimaschutzanwendungen eignen. Dies sind z.B. Schalen, Holzschnitzel oder Reisstroh, aber auch getrockneter Klärschlamm. Wir berücksichtigen ausschließlich Abfälle und keine Energiepflanzen, die in Konkurrenz zur Nahrungsproduktion stehen können. 2. Nur Entwicklungsländer: Wir setzen unseren Fokus auf Länder des Globalen Südens, die am stärksten vom Klimawandel betroffen sind und von der Nutzung der Reste wirtschaftlich und sozial profitieren können. 3. Umweltund Sozialverträglichkeit: In diesem Schritt bestimmen wir die Menge an Restbiomassen, die dem Prinzip der Nachhaltigkeit entsprechen und deren Anbaubedingungen daher sowohl umweltals auch sozialverträglich sind. 4. Keine Konkurrenznutzung: Wir ermitteln wir die Mengen an Restbiomassen, die keine anderweitige Verwendung erfahren beziehungsweise verbrannt werden und somit für Klimaschutzanwendungen verfügbar sind. 5. Wirtschaftlichkeit: Die Menge an Resten, die sich tatsächlich wirtschaftlich nutzen lässt, ist nur schwer zu berechnen. Daher diskutieren wir diesen Aspekt nur qualitativ. III. Bestimmung von Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Verfügbarkeit Top-Down-Ansatz Aus den Sustainable Development Goals (SDGs) der UN leiten wir Prinzipien und Kriterien ab, um zu bestimmen, welche festen Restbiomassen umweltund sozialverträglich sind: • Prinzip 1 - Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität: Die Reste dürfen nicht von Energiepflanzen stammen, die mit dem Nahrungsanbau um Ackerland konkurrieren. Außerdem sind Gebiete mit hoher Biodiversität zu schützen, wie bspw. Regenwälder. • Prinzip 2 - Klimaund Umweltschutz: Die Anbaumethoden sollten nicht Klima, Boden, Wasser oder Luft schaden. Daher sollen bspw. keine Pestizide oder Kunstdünger genutzt werden. Abbildung a: Schrittweises Vorgehen der Studie mit Ergebnissen. 7  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen • Prinzip 3 - Menschenrechte sowie kleinbäuerliche Strukturen wahren und fördern: Die Restbiomassen dürfen nicht aus einer Produktion stammen, die Ausbeutung und Menschenrechtsverletzungen mit sich bringt. Auch sollten positive Effekte für das Einkommen der kleinbäuerlichen Bevölkerung überwiegen und keine Abhängigkeiten entstehen. • Prinzip 4 - Verwendungsvorrang von Restbiomasse für Nahrung, Bodenverbesserung, stoffliche und kleinenergetische Nutzung: Da es umweltund sozialverträglicher ist, Restbiomassen als Tierfutter, Dünger, Baustoff oder Brennmaterial für kleinbäuerliche Haushalte einzusetzen, sollten diese Nutzungen bevorzugt werden. Bottom-Up-Ansatz, qualitativ und quantitativ Diese Prinzipien wenden wir auf verschiedene Restbiomassen an und stufen sie zunächst anhand diverser Studien und Literaturquellen qualitativ in drei Kategorien ein (Tab. a): • Grundsätzlich umweltund sozialverträgliche Restbiomassen, wie Maniokstängel, Reisstroh oder Klärschlamm (❶) • Unter Umständen umweltund sozialverträgliche Restbiomassen, wie Baumwollstängel, Kaffeespelzen oder Sägenebenprodukte (❷) Prinzip1: Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität Prinzip 2: Klima - und Umweltschutz Prinzip 3: Menschenrechte sowie kleinbäuerliche Strukturen wahren und fördern Prinzip 4: Verwendungsvorrang von Restbiomasse für Nahrung, Bodenverbesserung, stoffliche und kleinenergetische Nutzung Gesamtbewertung Ausschluss von Energiepflanzen Biodiversität erhalten Boden schützen Wasser schützen Luft schützen Treibhausgase reduzieren Menschenrechte und Arbeitsschutz wahren Entwicklungschancen für Kleinbauern Nutzung als Tiernahrung Nutzung für Bodenverbesserung und stoffliche Verwendung bevorOptimale energetische Nutzung bevorzugen Kakao (Schoten) ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❶ ❷ ❷ Mais (Stroh/Spindel) ❸ ❷ ❷ ❷ ❶ ❷ ❶ ❷ ❸ ❷ ❶ ❸ Maniok (Stängel) ❶ ❶ ❷ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❷ ❶ Ölpalme (Fruchtstände/ Fasern/Schalen) ❸ ❸ ❸ ❷ ❷ ❸ ❸ ❸ ❶ ❷ ❷ ❸ … … … … … … … … … … … … … Tabelle a: Bewertung unterschiedlicher Restbiomassen nach Umweltund Sozialverträglichkeit (Auszug). Die letzte Spalte stellt keinen quantitativ-arithmetischen Durchschnitt der einzelnen Kriterien dar, sondern eine qualitative Gesamtbewertung auf Grundlage der Kriterien. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  8 • Überwiegend nicht umweltund sozialverträgliche Restbiomassen, wie beispielsweise Ölpalmenreste. Auch Maisund Sojareste fallen hierunter, weil wir von ihnen nur einen kleinen Anteil als akzeptabel ansehen, der tatsächlich menschlicher Nahrung dient (❸). Diese qualitative Einstufung dient der Orientierung, welche Restbiomassen nach unseren Kriterien eher unbedenklich oder eher problematisch sind. Fast alle dieser Restbiomassen unterziehen wir im Anschluss einer quantitativen Analyse, bei der wir mit einer Kombination aus eigenen Fragebögen und Interviews mit Landwirtschaftsexperten sowie externen Studien zuerst den Teil von Restbiomassen berechnen, der sich in den einzelnen Ländern als umweltund sozialverträglich einstufen lässt. In einem zweiten Schritt ziehen wir den Anteil ab, der bereits als Tierfutter, Dünger, stofflich oder kleinenergetisch verwendet wird. Auch hierzu setzten wir Interviews und Studien ein. Liegen keine Daten zu Alternativnutzungen vor, nehmen wir nur den Anteil an Resten, der bisher verbrannt wird und damit sicher zur Verfügung steht. So entsteht ein umfangreiches Mengengerüst für zahlreiche Arten von Restbiomassen in Ländern des Globalen Südens. Mit diesem dreistufigen Ansatz aus Experteninterviews, länderspezifischer Fachliteratur sowie länderübergreifenden Studien geht unsere Analyse über bisherige Untersuchungen des globalen Biomassenpotenzials hinaus. Diese wenden außerdem entweder gar keine Nachhaltigkeitskriterien an oder widmen sich diesem zentralen Aspekt weniger ausführlich. Die Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit eignen sich nicht nur als Grundlage für die Mengenabschätzung dieser Studie. Sie lassen sich auch als Kriterienkatalog verwenden, um einzelne Bestände an Restbiomassen zu bewerten. IV. Ergebnisse: Verfügbare umweltund sozialverträgliche Mengen an Restbiomasse Von den insgesamt sieben Milliarden Tonnen Restbiomassen, die jedes Jahr weltweit anfallen, sind lediglich sechs Prozent nach unseren Kriterien umweltund sozialverträglich sowie für unsere drei Klimaschutzanwendungen verfügbar. Den größten Teil machen dabei Agrarreste aus, gefolgt von Reststoffen aus der Holzproduktion, sowie getrocknetem Klärschlamm als kleinsten Teil (Abb. b). Dabei fallen die meisten geeigneten Restbiomassen in Asien an (ohne China, welches wir als Industrieland einstufen), das aufgrund seiner großen Bevölkerung eine entsprechend umfangreiche landwirtschaftliche Produktion aufweist. Abbildung b: Mengen der gesamten verfügbaren umweltund sozialverträglichen Restbiomassen nach Kontinent und im gesamten Globalen Süden. 9  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Aufgrund unseres restriktiven Vorgehens ist davon auszugehen, dass tatsächlich mehr Restbiomassen für die Klimaschutzanwendungen zur Verfügung stehen, als hier ermittelt. Es wäre zu prüfen, ob komplett ausgeschlossene Restbiomassen wie Zuckerrohrbagasse in bestimmten Fällen akzeptabel wären und ob Restbiomassen auch dann noch ganz oder teilweise verfügbar sind, wenn sie nicht verbrannt werden. Bei den ca. 420 Millionen Tonnen können wir jedoch davon ausgehen, dass diese tatsächlich umweltund sozialverträglich sowie verfügbar sind. In der Praxis sollten potenziell geeignete Restbiomassen daher immer im Einzelfall betrachtet werden. Welcher Anteil dieser Restbiomassen sich ökonomisch nutzen lässt, hängt von deren Kosten ab und davon, ob sie an einzelnen Standorten wie Fabriken anfallen oder an vielen im Raum verteilten Standorten. Wir kommen in einer groben Schätzung zu dem Schluss, dass circa 40 Prozent dieser Restbiomassen an zentralen Standorten anfallen und sich relativ effizient einsammeln lassen, wenn sie in zentral gelegenen Kraftwerken oder Gasifizierungsanlagen benötigt werden. Aber auch dezentral anfallende Restbiomassen lassen sich effizient verwenden, wenn die Nutzung in räumlicher Nähe auf Dorfebene erfolgt. Das komplette Mengengerüst, mit dem wir das Restbiomassenpotenzial berechnet haben, können Sie als Datenbank über [email protected] beziehungsweise [email protected] gegen eine Schutzgebühr anfordern. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  16 erfolgreich Synthesegas aus Cashewschalen, die in der Elfenbeinküste als Abfall anfallen. Andere holzartige Restbiomassen sollten sich auf ähnliche Weise verwerten lassen. Allerdings ist noch nicht gesichert, dass sich strohartige Restbiomassen gleichermaßen zur Gasifizierung eignen, da Praxisversuche hierzu noch ausstehen. Experimente wie die Erzeugung von Pyrolyse-Slurry (Mielke et al. 2020) oder die Beimischung zu holzigen Biomassen lassen erwarten, dass es in Zukunft auch bei der Verarbeitung „schwierigerer“ Restbiomassen technische Fortschritte gibt. BtL hat gegenüber PtL den Vorteil, dass es in Ländern des Globalen Südens nicht nur die benötigten Reststoffe, sondern zum Teil auch Infrastruktur für Gasifizierung sowie Fischer-Tropsch-Synthese gibt. Der geschlossene CO2-Kreislauf von BtL-Kerosin ist in Abbildung 2 dargestellt. Es ist zu beachten, dass sich die Klimawirkung des Fliegens nicht auf den CO2Ausstoß allein beschränkt. Flugzeugemissionen enthalten Stickoxide und Rußpartikel, die Ozon bilden beziehungsweise Kondensstreifen erzeugen und das Klima ebenfalls erwärmen. Insgesamt umfasst die effektive Klimawirkung von Flugzeugemissionen das Zweibis Dreifache der reinen CO2-Wirkung (Niklaß et al. 2020). Deshalb ist selbst CO2-neutrales Kerosin nicht klimaneutral. Seine chemische Zusammensetzung lässt sich jedoch so beeinflussen, dass bei der Verbrennung weniger Stickoxide und Rußpartikel entstehen als bei fossilem Treibstoff (van Dyk/Saddler 2024, 16ff.). 2.2. Bisherige Studien zum Restbiomassenpotenzial In der Vergangenheit haben mehrere Studien das globale Restbiomassepotenzial quantitativ abgeschätzt. Dabei wurden diese häufig zusammen mit Energiepflanzen und anderen energiehaltigen Stoffen betrachtet, um das gesamte Bioenergiepotenzial zu berechnen. Allerdings halten wir die Nachhaltigkeitskriterien, welche die Studien ansetzen, grundsätzlich nicht für ausreichend. Tabelle 1 fasst wichtige bisherige Analysen zum Energiepotenzial von Restbiomassen zusammen. Dieser Tabelle ist zu entnehmen, dass global betrachtet Restbiomassen mit einem Energiepotenzial von ca. 20 bis 280 Exajoule (EJ, d. h. 20 bis 280 Trilllionen Joule) existieren. Diese Spannweite beschreibt die große Unsicherheit, die solchen Abschätzungen innewohnt. Grund dafür sind unter anderem die jeweils berücksichtigten Biomassearten, die unterschiedlichen Bezugszeiträume, die gewählte Methodik in der Potenzialabschätzung und die angesetzten Nachhaltigkeitskriterien, welche die verfügbare Menge weiter eingrenzen. Das Global Energy Assessment (GEA) berücksichtigt darüber hinaus die Tatsache, dass die landwirtschaftliche Produktion in Zukunft zunehmen wird. Für das Jahr 2050 erwartet sie daher Energiepotenziale, die mehr als 50 Prozent über den aktuellen Potenzialen des GEA liegen (Rogner 2012, 482ff.). Bei den bisherigen Untersuchungen wird das Energiepotenzial der gesamten Welt berücksichtigt, wozu auch große Agrarproduzenten wie China und die USA gehören. Deshalb betrachtet diese Studie ausschließlich Restbiomassen im Globalen Süden. Außerdem wenden einige der bisherigen Studien bei ihrer Berechnung entweder gar keine, unzureichende beziehungsweise keine detailliert nachvollziehbaren Nachhaltigkeitskriterien an. Am weitesten geht hierbei noch die Studie der Energy Transitions Commission (ETC 2021). Sie berücksichtigt nur Holzreste aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern und verwendet umfangreiche Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit von Energiepflanzen. Diese wendet sie allerdings nicht auf Restbiomassen an, welche sie grundsätzlich als nachhaltig einstuft (ETC 2021, 18). Das Gutachten des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU) von 2009 schätzte die nachhaltig entnehmbare Restbiomasse von Landwirtschaftsund Forstabfällen auf gut die Hälfte der technisch entnehmbaren Restbiomasse ein, auf insgesamt 50 EJ/Jahr. Allerdings betonen dessen Autoren, dass dieser Wert sehr unsicher sei und weiterer Forschungsbedarf bestünde (WBGU 2009, 104ff.). Deren Studie empfiehlt weiterhin, der „Nutzung der Restund Abfallstoffe deutliche Priorität gegenüber der Nutzung von Energiepflanzen einzuräumen“ (WBGU 2009, 29ff.) und bestätigt damit unseren Ansatz. Die Concawe-Studie verwendet mit der Renewable Energy Directive (RED) II anerkannte und weitgehende Nachhaltigkeitskrite rien, berechnet damit jedoch nur das Potenzial nachhaltiger Restbiomassen für die Europäische Union (Panoutsou/Maniatis 2021). 17  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Bestimmung unterschiedlicher Potenziale an Restbiomassen Während das GEA nur eine nicht näher definierte „entnehmbare“ Menge bestimmt, berücksichtigen die International Energy Agency (IEA), das World Economic Forum (WEF) und die ETC konkrete Alternativnutzungen. Sie schließen Agrarreste aus, die bereits als Tier –––––––––––––––– 1 Eigene Berechnung des Energiegehaltes der Trockenmasse. futter, Dünger, Erosionsschutz oder Brennstoff verwendet werden, auch wenn dieser Anteil nur auf groben Abschätzungen basiert (Eisentraut 2010, Wolff/Riefer 2020). Auch O’Malley et al. (2021) berücksichtigen in ihrer Studie zur Produktion nachhaltiger Flugzeugkraftstoffe in der EU, dass ein Teil der Restbiomassen für die Verbesserung des Nährstoffgehalts im Boden eingesetzt wird und daher auf dem 2 Eigene Berechnung des Energiegehaltes der Trockenmasse. Studie Bezugsjahr Energiepotenzial Restbiomasse Betrachtete Biomassen Nachhaltigkeitskriterien Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU): „Welt im Wandel: Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung“ (WBGU 2009) 2050 ca. 80 EJ/Jahr gesamt, ca. 50 EJ/Jahr nachhaltig Agrarreste, Holzreste, Tierdung, Siedlungsabfälle Aufführung ökologischer / sozialer Leitplanken, jedoch nur grobe Abschätzung des nachhaltigen Potenzials International Energy Agency (IEA): „Sustainable Production of Second-Generation Biofuels” (Eisentraut 2010) 2030 ca. 140 EJ/Jahr gesamt, ca. 35 EJ/Jahr ungenutzt1 Agrarreste, Holzreste nur ungenutzte Agrarreste und Holzreste berücksichtigt (25 % der Gesamtmenge von Agrarund Holzresten) Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): „Bioenergy” (Chum et al. 2011) 2050 ca. 25 - 280 EJ/Jahr Agrarreste, Holzreste, Siedlungsabfälle, Tierdung Aufführung ökologischer / sozialer Aspekte, nachhaltiges Potenzial wird jedoch nicht quantitativ ermittelt Global Energy Assessment (GEA) Council: „Global Energy Assessment - Toward a Sustainable Future” (Rogner 2012) 2050 ca. 120 - 135 EJ/Jahr Agrarreste, Holzreste, Siedlungsabfälle, Tierdung keine Einschränkungen zur Nachhaltigkeit, nur „entnehmbares“ Potenzial berücksichtigt World Economic Forum (WEF): „Clean Skies for Tomorrow - Sustainable Aviation Fuels as a Pathway to Net-Zero Aviation“ (Wolff/Riefer 2020) 2030 ca. 45 EJ/Jahr nachhaltig2 Agrarreste, Holzreste, Siedlungsabfälle nur ungenutzte Agrarreste berücksichtigt, Ausschluss von Holzresten aus Primärwäldern oder Schutzgebieten Energy Transitions Commission (ETC): „Bioresources within a Net-Zero Emissions Economy“ (ETC 2021) 2050 ca. 20 - 40 EJ/Jahr nachhaltig Agrarreste, Holzreste, Siedlungsabfälle, Tierdung nur ungenutzte Agrarreste berücksichtigt, Ausschluss von Holzresten aus nicht nachhaltigen Forsten, Tierdung nur aus artgerechter Haltung und ohne Alternativnutzung Tabelle 1: Übersicht ausgewählter Studien zum globalen Energiepotenzial von Restbiomassen. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  18 Acker bzw. im Wald verbleiben sollte. Diese Nachhaltigkeitskriterien berücksichtigen jedoch nicht sämtliche relevanten Dimensionen des Nachhaltigkeitsbegriffes. Darauf geht unsere Studie in Kapitel 3 näher ein. Die Gesamtmenge aller Restbiomassen, die in einer Region tatsächlich verfügbar sind und keine andere Verwendung erfahren, lässt sich als „technisches Potenzial“ bezeichnen (Kasten 2). 2.3. Vorgehensweise der Studie Die breite Spanne an Ergebnissen bisheriger Studien zeigt den dringenden Bedarf einer Untersuchung des konkreten technischen und ökologisch-nachhaltigen Potenzials an echten Restbiomassen, welches sich für den Klimaschutz nutzen lässt. Die Abbildung 3 stellt das Vorgehen dieser Studie in grafischer Form dar. Wir fokussieren uns in mehreren Schritten auf eine Teilmenge aller Restbiomassen, die sich nach unseren Kriterien besonders zur Verstromung, Kerosinproduktion oder als Ausgangsmaterial für Pflanzenkohle eignet: 1. Nur feste Reste: Von der weltweiten Gesamtmenge aller Restbiomassen fokussieren wir uns zunächst auf feste Restbiomassen. 2. Nur Entwicklungsländer: Als zweiten Schritt wählen wir feste Restbiomassen aus Ländern des Globalen Südens aus. Biomassen aus Industrieländern berücksichtigen wird nicht. 3. Umweltund Sozialverträglichkeit: Wir bestimmen die Menge von Restbiomassen, die aus ökologischer und sozialer Sicht als akzeptabel einzustufen sind. Dabei werden einzelne problematische Restbiomassen komplett ausgeschlossen, während andere zu einem Teil in die Mengenabschätzung einfließen. 4. Keine Konkurrenznutzung: Im nächsten Schritt schließen wir alle ökologisch und sozial verträglichen Biomassen aus, die bereits eine Konkurrenznutzung erfahren und demnach nicht verfügbar sind. Somit bestimmen wir sowohl das technische als auch das ökologisch nachhaltige Potenzial. 5. Wirtschaftlichkeit: Im letzten Schritt bestimmen wir das wirtschaftliche Potenzial der Restbiomassen. Nur ein Teil der umweltund sozialverträglichen sowie verfügbaren Mengen lässt sich tatsächlich ökonomisch nutzen. Dieses Potenzial lässt sich nicht exakt quantitativ ermitteln, daher stellen wir grundsätzliche Überlegungen zu dessen Abschätzung an und gehen davon aus, dass zentral und semizentral anfallende Reste effizienter transportierund nutzbar sind als dezentral anfallende Reste. Ermittlung von Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Verfügbarkeit Im Mittelpunkt der Studie steht die Bewertung der Umweltund Sozialverträglichkeit von Restbiomassen einerseits und der Verfügbarkeit andererseits. Dazu verwenden wir sowohl einen Top-downals auch Bottom-Up-Ansatz: 1. Top-Down-Ansatz: Ableiten von Prinzipien und Kriterien für nachhaltige Restbiomassen aus den Sustainable Development Goals (SDG) der UN. Kasten 2: Unterschiedliche Arten von Biomassepotenzialen Die folgenden Definitionen basieren auf Brosowski 2021 (5f.) sowie WBGU 2009 (102ff.). Hierbei ist jedoch anzumerken, dass die Begriffe in bisherigen Publikationen nicht immer einheitlich verwendet werden. Technisches Potenzial: Die Menge an Restbiomasse, die in einer bestimmten Region tatsächlich genutzt werden kann und keine Konkurrenznutzung erfährt. Wirtschaftliches Potenzial: Die Menge an Restbiomasse, die sich tatsächlich auf wirtschaftlich profitable Weise nutzen lässt. Dabei müssen sowohl die Beschaffungskosten für Biomassen berücksichtigt werden als auch die Erlöse, die mit der Nutzung der Restbiomassen erzielt werden können. Das wirtschaftliche Potenzial ist somit kleiner als das technische Potenzial. Ökologisch nachhaltiges Potenzial: Die Menge an Restbiomasse, die aus ökologisch-nachhaltiger Sicht unbedenklich ist. Hierbei ist zu beachten, dass sich nicht alle nachhaltigen Restbiomassen profitabel nutzen lassen. Umgekehrt sind nicht alle wirtschaftlich nutzbaren Restbiomassen ökologisch akzeptabel. 19  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen 2. Bottom-Up-Ansatz: Überprüfen dieser Kriterien für verschiedene Restbiomassen anhand von selbst geführten Interviews mit Landwirtschaftsexperten sowie Literaturquellen, dadurch wird die Auswahl umweltund sozialverträglicher, nutzbarer Restbiomassen möglich. 3. Mengenabschätzung: Berechnung umweltund sozialverträglicher sowie verfügbarer Restbiomassen anhand von Statistiken sowie den Informationen aus dem Bottom-Up-Ansatz. Als Grundlage für den Top-Down-Ansatz dienen die Sustainable Development Goals, welche die Ziele der Agenda 2030 der Vereinten Nationen zusammenfassen (UNGA 2015). Da sie sowohl ökologische als auch soziale und wirtschaftliche Aspekte berücksichtigen, ist dies eine umfassende und allgemein anerkannte Quelle, um Prinzipien für Nachhaltigkeit zu definieren. Anhand dieser Ziele werden sowohl Prinzipien abgeleitet, welche für die Identifikation geeigneter Restbiomassen relevant sind, als auch klare Kriterien, mit denen sich die verschiedenen Biomassen überprüfen lassen. Im Einzelnen werden die Prinzipien und Kriterien in Kapitel 3 hergeleitet und erläutert. Mit diesen Kriterien erfahren verschiedene, spezifische Typen von Restbiomasse im Rahmen eines Bottom-Up-Ansatzes eine kritische Überprüfung auf ihre ökologische und soziale Nachhaltigkeit hin. Allerdings ist hierbei zu beachten, dass es einen Idealzustand von ökologisch und sozial völlig unproblematischen Anbaukulturen (und damit Restbiomassen) nicht gibt. Durch seine Klimaschutzprojekte in Ländern des Globalen Südens hat atmosfair die Möglichkeit, Interviews mit Landwirtschaftsexperten zu führen. Diese geben Aufschluss zur Umweltund Sozialverträglichkeit von Biomassen, wo dies mit Literatur nicht möglich ist. So wird bestimmt, welche Restbiomassen grundsätzlich umweltund sozialverträglich, unter Umständen umweltund sozialverträglich oder überwiegend nicht umweltund sozialverträglich sind. Letztere werden bei der darauffolgenden quantitativen Mengenabschätzung nicht berücksichtigt. Grundprinzip der konservativen Abschätzung Um die nutzbaren Mengen verschiedener Feldfrüchte und Schnittholz abzuschätzen, greift diese Studie zunächst auf die Datenbank der Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAOSTAT 2024) zurück. Der empirische Teil dieser Studie folgt dem Prinzip der „konservativen Abschätzung“, bei der aus dem Spektrum der verfügbaren Daten für die verfügbaren, umweltund sozialverträglichen Restbiomassen grundsätzlich eher niedrigere als höhere Anteile ausgewählt werden. Dadurch werden die realen Mengen eher unterals überschätzt, wodurch die Sicherheit steigt, dass die berechneten Mengen auch tatsächlich nutzbar sind. Eine Überschätzung des Potenzials birgt die Gefahr einer übermäAbbildung 3: Vorgehensweise der Studie mit schrittweiser Begrenzung auf in besonderem Maße nutzbare Restbiomassen. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  20 ßigen Belastung der natürlichen Ressourcen mit entsprechend einhergehenden ökologischen und sozioökonomischen Risiken. Vorgehensweise der quantitativen Mengenabschätzung Die Mengenabschätzung erfolgt mittels eines tabellarischen Mengengerüstes, bei dem jede Zeile für eine spezifische Anbaukultur (beziehungsweise Holzprodukt oder geklärtes Abwasser) in einem bestimmten Land steht. In jeder Zeile findet eine mehrstufige Mengenabschätzung der umweltund sozialverträglichen sowie verfügbaren Restbiomassen statt, die dem Vorgehen in Abbildung 3 folgt. In einem ersten Schritt wird die gesamte produzierte Masse des eigentlichen Anbauproduktes mit der residue-to-product ratio RPR multipliziert, welche angibt, wie viel Restbiomasse im Verhältnis zur Produktmasse entsteht. Von der Restbiomasse wird außerdem der Feuchtigkeitsanteil abgezogen, da sich nur Feststoffe gasifizieren lassen. Vor allem bei Restbiomassen, die gemäß der qualitativen Bewertung nur unter Umständen umweltund sozialverträglich sind, ist davon auszugehen, dass nur ein Teil von ihnen berücksichtigt werden kann. Um diesen Anteil zu bestimmen, multiplizieren wir die gesamte Restbiomasse mit dem Faktor Umweltund Sozialverträglichkeit fUS. Auch bei der umweltund sozialverträglichen Restbiomasse ist davon auszugehen, dass sie nicht komplett entnommen und genutzt werden kann, da sie zum Teil andere Verwendungen hat, die der energetischen Nutzung vorzuziehen sind. Deshalb multiplizieren wir die umweltund sozialverträgliche Restbiomasse mit einem weiteren Faktor für Verfügbarkeit fV, um die verfügbare, umweltund sozialverträgliche Restbiomasse zu erhalten. Die gesamte Formel für die Mengenabschätzung sieht folgendermaßen aus: Mnutzbare Restbiomasse = MAnbauprodukt * RPR * Trockenanteil * fUS * fV Der RPR-Wert lässt sich der Literatur entnehmen (v.a. Koopmans/Koppejan 1997, Ojolo et al. 2012, Yevich/Logan, 2003). Die Werte für fUS und fV ermitteln wir mit vier unterschiedlichen Quellenarten, die sich nach Genauigkeit unterscheiden. Nur wenn sich ein Wert nicht aus einer genaueren Quelle ableiten lässt, wird auf eine Quelle der nächsten, weniger genauen Stufe zurückgegriffen. Dies sind die vier Prioritätsstufen der Quellen: 1. Experteninterviews mit quantitativen Fragen, die speziell für diese Studie durchgeführt wurden, sind die präziseste Quelle zur Bestimmung von Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Verfügbarkeit einzelner Anbaukulturen in einzelnen Ländern. Diese Daten sind anderen Quellen vorzuziehen, jedoch nur für einen Teil der Anbaukulturen und Länder verfügbar. 2. Liegen für einzelne Anbaukulturen in einzelnen Ländern keine Interviews vor, werden nach Möglichkeit Interviewdaten auf Länder übertragen, die aufgrund ihrer geographischen Lage und allgemeinen Umweltund Sozialverträglichkeit der Landwirtschaft vergleichbar sind. 3. Lassen sich für einzelne Anbaukulturen in einzelnen Ländern auch keine Interviewdaten aus vergleichbaren Ländern übertragen, greifen wir auf spezifische Literaturquellen zurück. Diese verwenden jedoch – im Gegensatz zu unseren Experteninterviews – keine einheitlichen Fragestellungen und Kriterien. 4. Finden sich für einzelne Anbaukulturen in einzelnen Ländern auch keine spezifischen Literaturquellen, greifen wir auf globale Untersuchungen bzw. Statistiken zurück, die Informationen zum Anteil umweltund sozialverträglicher Agrarproduktion oder zum Anteil auf dem Feld oder am Feldrand verbrannter Restbiomassen für einzelne Länder oder Weltregionen liefern. Bei bisher offen verbrannten Biomassen ist anzunehmen, dass diese auf jeden Fall für BtL-Produktion entnommen werden können. 2.4. Betrachtete Restbiomassen und Länder Dieses Kapitel widmet sich dem ersten und zweiten Fokussierungsschritt in Abbildung 3 und beschreibt die Auswahl der betrachteten Restbiomasse-Arten und Länder für diese Studie. 21  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Für die drei Technologien Verbrennung, Pyrolyse und Gasifizierung eignen sich vor allem lignocellulosehaltige, feste Restbiomassen, die sowohl strohartig als auch holzig beschaffen sein können. Für die Kerosinproduktion mittels BtL-Verfahren sind vor allem holzartige Reste wie Cashewschalen, Baumwollstängel oder Holzschnitzel aus Sägewerken verwendbar. Diese lassen sich mit geringstem Aufwand vergasen und dabei in die Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid zerlegen. Strohartige Reste hingegen sind aufgrund des hohen Aschegehaltes schwieriger zu gasifizieren. Versuche zeigen jedoch, dass sich auch Stroh vergasen lässt, indem es zu einem kleinen Teil holzigen Resten beigemischt wird. Alternativ kann Stroh vor der Gasifizierung zunächst in einen Pyrolyse-Slurry umgewandelt werden (Mielke et al. 2020). Diese Technologie ist jedoch noch nicht kommerziell nutzbar. Ausschluss feuchter Restbiomassen Feuchte biogene Reststoffe wie Haushaltsabfälle, Tierdung oder Grünschnitt fallen ebenfalls in großen Mengen an, die bisher ungenutzt sind und bei der Vergärung häufig Methan emittieren. Ihre Nutzung würde nicht nur Energie erzeugen und den Verbrauch fossiler Brennstoffe vermeiden, sondern zusätzlich Emissionen eines Treibhausgases reduzieren, das über einen Zeitraum von 100 Jahren 27-mal klimaschädlicher ist als CO2. In dieser Studie schließen wir sie dennoch von der Betrachtung aus, weil die Datenlage zur Menge feuchter Reststoffe sowie deren Umweltund Sozialverträglichkeit und Verfügbarkeit schlechter ist als bei festen Resten. Eine Ausnahme bei den feuchten Resten stellt Klärschlamm dar, dessen Aufkommen sich aus einer globalen Studie zur Menge behandelter Abwässer ableiten lässt (Jones et al. 2021). Die häufigste Verwendung von Klärschlamm ist die Vergärung zu Biogas, welches in einem Generator eingesetzt Strom erzeugt. In getrockneter Form eignet er sich aber auch für dieselben Klimaschutzanwendungen wie feste Reste, so dass wir seine Nutzbarkeit direkt mit Agrarund Holzresten vergleichen können. Da Klärschlamm konzentriert in Kläranlagen anfällt, kann er dort relativ effizient mit Zentrifugen oder Pressen entwässert und anschließend getrocknet werden (CUTEC-Institut 2017, 44ff.). Selbst die Herstellung von Biokohle ist mit getrocknetem Klärschlamm technisch möglich. Dies hat gegenüber Pflanzenkohle sogar den Vorteil, dass mit Phosphor bereits ein wichtiger Nährstoff im Ausgangsmaterial enthalten ist und nicht nachträglich hinzugefügt werden muss (Ledakowicz et al. 2019). Diese Studie betrachtet die folgenden Reste: • Agrarreste: Hierbei handelt es sich um Biomasse, die als Reststoff in der Landwirtschaft oder in Betrieben anfällt, die landwirtschaftliche Produkte verarbeiten. Unter diesem Begriff fassen wir Biomassen von einer Vielzahl unterschiedlicher Anbaukulturen zusammen, die entweder holzig oder strohartig sein können. Außerdem gehen wir davon aus, dass diese Kategorie die größte Gesamtmenge ausmacht, weshalb sie in dieser Studie den größten Raum einnimmt. • Holzreste: Dies sind in erster Linie Reste, die bei der Verarbeitung von Holz in Sägewerken anfallen und keinem stofflichen Einsatzzweck dienen. Auch Reste aus der Rodung von Buschholz sowie Holzerntereste sind prinzipiell für Klimaschutzanwendungen nutzbar. • Klärschlamm: Getrockneter Klärschlamm, der bei der Reinigung von Abwässern in Kläranlagen anfällt, hat ebenfalls Potenzial, als umweltund sozialverträgliche Restbiomasse in Biomassekraftwerken verbrannt, in BtL-Anlagen vergast oder mittels Pyrolyse in Biokohle umgewandelt zu werden. Fokus auf Länder des Globalen Südens Dem geographischen Fokus der Klimaschutzprojekte von atmosfair folgend richtet die vorliegende Studie ihren Fokus auf Restbiomassen in Lateinamerika, Afrika und den meisten Ländern Asiens, obwohl auch in Industrieländern feste Restbiomassen für Klimaschutzanwendungen zur Verfügung stehen (Fehrenbach et al. 2019, Panoutsou/Maniatis 2021, 8f.). Allerdings ist im Globalen Süden zu berücksichtigen, dass die lokale Bevölkerung bestimmte Restbiomassen zur Bodenverbesserung, stofflichen Nutzung, als Tierfutter oder als Brennmaterial in ihren Haushalten benötigt. So müssen sie weniger Futterpflanzen anbauen oder fossile Brennstoffe nutzen. Die stoffliche Verwendung zur Bodenverbesserung (Mulch, Dünger, Kompost) verringert den Einsatz von Kunstdünger, während Kohlenstoff in Baumaterialien für längere Zeit gebunden bleibt. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  22 Nur Restbiomassen, die für diese Alternativnutzungen nicht in Frage kommen, berücksichtigen wir in unserer Mengenabschätzung. Für welche Klimaschutzanwendungen diese verfügbaren Reste letztendlich zum Einsatz kommen, bleibt den Menschen vor Ort überlassen. In vielen Fällen hat die lokale Energieversorgung mit Biomasse-Kraftwerken oder Bodenverbesserung mit Pflanzenkohle Priorität. Es kann aber auch eine sinnvolle Strategie sein, aus Restbiomassen BtL-Kerosin herzustellen, anstatt Reststoffe direkt für die Stromproduktion zu verbrennen. Kerosin stellt eine hochwertigere Energieform dar und lässt sich – wenn keine einheimische Nachfrage besteht – zu hohen Preisen exportieren, was gerade für wirtschaftlich schwächere Länder eine wichtige Einnahmequelle darstellt. Die Erlöse dieser Exporte lassen sich theoretisch in den Aufbau einer Elektrizitätsinfrastruktur – bevorzugt mit erneuerbaren Energien wie Photovoltaik – investieren. Dies gelingt dann, wenn die BtL-Produktion höhere Gewinne bringt als die Verstromung. Zukünftig steigende Preise für Flugzeugkraftstoffe könnten dafür sorgen. –––––––––––––––– 1 Sämtliche Staaten des Globalen Südens nach UNCTADDefinition mit einem Pro-Kopf-Einkommen von über 25.000 US-Dollar im Jahr 2023 (UNSD 2024), im Einzelnen: Bahrain, Die Potenzialabschätzung umfasst mit insgesamt 111 Staaten nur einen Teil der Länder, die dem Globalen Süden zugerechnet werden (UNCTAD 2022). China berücksichtigen wir nicht, da es kumulativ betrachtet die zweitmeisten Treibhausgas-Emissionen von allen Staaten verursacht hat (Our World in Data 2023). Somit ist es den Verursachern der Erderwärmung zuzurechnen und nicht den besonders betroffenen Ländern, die im Sinne der Nord-Süd-Gerechtigkeit von Klimaschutzprojekten profitieren sollten. Im Globalen Süden schließen wir außerdem wohlhabende Staaten aus, die ausreichend finanzielle Mittel für Klimaanpassungsmaßnahmen sowie Klimaschutzprojekte aufweisen, in erster Linie auf der arabischen Halbinsel.1 Und wir verzichten auf die Betrachtung kleiner Inselstaaten, die von der Gesamtmenge ihrer Restbiomassen nicht relevant sind und für die sich kaum Daten zur Verfügbarkeit sowie Umweltund Sozialverträglichkeit finden lassen.2 Die folgende Karte (Abb. 4) zeigt alle Länder, die wir bei unserer Studie berücksichtigen. Brunei Darussalam, Kuwait, Qatar, Saudi-Arabien, Singapur, Vereinigte Arabische Emirate. 2 Alle Inselstaaten mit einer Bevölkerung von weniger als zwei Millionen (UN DESA 2024). Abbildung 4: Betrachtete Länder zur Abschätzung der Restbiomassepotenziale aus der Landwirtschaft. 23  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen 3. Ableitung von Prinzipien und Kriterien für die Nutzung von Restbiomasse 3.1. Die Sustainable Development Goals als Basis für die Bewertung Dieses Kapitel leitet Prinzipien und Kriterien für den dritten und vierten Fokussierungsschritt in Abbildung 3 (Kap. 2.3) ab, nämlich der Eingrenzung auf umweltund sozialverträgliche sowie verfügbare Restbiomassen (d. h. „echte Reste“). Die EU-Direktive RED II beinhaltet ökologische Kriterien wie den Schutz von Biodiversität und Emissionen von Treibhausgasen (THG), aber keine konkreten Vorschriften zu sozialen und ökonomischen Aspekten der Nachhaltigkeit (Europäisches Parlament und Rat 2023a, Art. 29). Als bessere und umfassendere Grundlage für unsere Studie dienen die Sustainable Development Goals (kurz SDGs), welches die Ziele der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nation sind. Die insgesamt 17 SDGs gelten für alle Länder und umfassen nicht nur ökologische, sondern auch soziale und ökonomische Ziele (UNGA 2015). Dadurch sind sie umfassend genug angelegt, um Nachhaltigkeitsprinzipien für die vorliegende Studie abzuleiten. Tabelle 2 zeigt eine Auswahl von neun Zielen für die Identifikation umweltund sozialverträglicher Restbiomassen, die bei der Produktion landwirtschaftlicher Güter anfallen. 3.2. Ableitung von Prinzipien und Kriterien Aus den neun relevanten Zielen in Tabelle 2 lassen sich vier Prinzipien zur Identifikation nachhaltiger Restbiomassen ableiten, die in den folgenden Abschnitten näher erläutert werden: 1. Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität 2. Klimaund Umweltschutz 3. Menschenrechte sowie kleinbäuerliche Strukturen wahren und fördern 4. Verwendungsvorrang von Restbiomasse für Nahrung, Bodenverbesserung, stoffliche und kleinenergetische Nutzung Für jedes Prinzip formulieren wir konkrete Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Verfügbarkeit, anhand derer sich die verschiedenen Arten von Restbiomasse überprüfen lassen. 3.2.1. Prinzip 1: Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität Dieses Prinzip basiert auf den SDG-Zielen zur Bekämpfung von Hunger und Mangelernährung sowie zum Schutz von Biodiversität, Ökosystemleistungen und Lebensräumen. Beide Ziele sind dadurch gefährdet, dass durch den Anbau bestimmter Kulturen zusätzliches Land benötigt wird, welches dann weder für die Nahrungsproduktion noch für den Naturschutz zur Verfügung steht. Hierbei ist zu beachten, dass die Landnutzungsänderung in beiden Fällen direkt (direct land-use change, dLUC) oder indirekt (indirect landuse change, iLUC) erfolgen kann. Kriterium 1: Ausschluss von Energiepflanzen Fruchtbarer Boden ist eine begrenzte Ressource, welche vorrangig der Ernährungssicherung dienen sollte. Schon jetzt überschreiten die Flächennutzungsansprüche die verfügbaren globalen Flächen. Besonders problematisch ist dabei, dass Energiepflanzen zur Produktion von Biotreibstoff häufig als nachhaltige Alternative zu fossilen Energieträgern dargestellt werden, obwohl sie in Konkurrenz zur Produktion von Nahrung steht (WBGU 2020, 22ff.). Dieser „Teller-Tank-Konflikt“ wirkt sich auch auf die Nutzbarkeit von Restbiomasse aus. Demnach sollten keine Reste von Pflanzen genutzt werden, die der Produktion von Biokraftstoff dienen (z. B. Zuckerrohr, Energiemais). Die Verwertung von Resten aus der Produktion von Energiepflanzen würde Bauern zusätzliche finanzielle Anreize für deren Anbau geben. Dadurch reduzieren sich die Flächen, die der Nahrungsproduktion zur Verfügung stehen, weiter. Wir schließen ebenfalls Reste von Energiepflanzen aus, die auf degradierten Flächen angebaut werden. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  24 Tabelle 2: Für die Bestimmung nachhaltiger Restbiomassen relevante Sustainable Development Goals (UNGA 2015). In der rechten Spalte stehen die Prinzipien zur Bewertung von Restbiomassen, die sich aus den jeweiligen Zielen ableiten lassen. Ziel für nachhaltige Entwicklung SDGs Beschreibung Abgeleitetes Bewertungsprinzip Hunger und Mangelernährung beenden. 2.1 – 2.2 Bis 2030 sollen alle Menschen ganzjährig Zugang zu ausreichend Nahrung erhalten. Dabei sollte ebenfalls Mangelernährung bekämpft werden, die v.a. Kinder in ihrer Entwicklung beeinträchtigt. P1 Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität Landwirtschaftliche Produktivität und Einkommen steigern. 2.3 Produktivität und Einkommen kleinbäuerlicher Nahrungsproduzenten sollen verdoppelt werden, speziell von marginalisierten Gruppen wie Frauen und Indigenen. Der sichere Zugang zu fruchtbarem Land spielt hierbei eine besondere Rolle. P3 Menschenrechte sowie kleinbäuerliche Strukturen wahren und fördern Bodenqualität schrittweise verbessern. 2.4 Durch nachhaltige Nahrungsproduktion sollen die Bodenqualität erhöht und Ökosysteme geschützt werden. Wichtig ist außerdem die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Extremwetterereignissen wie Dürren und Überschwemmungen. P2 Klimaund Umweltschutz Todesfälle und Erkrankungen durch Umweltgifte reduzieren. 3.9 Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, den Einsatz gesundheitsschädlicher Chemikalien zu reduzieren sowie die Verschmutzung von Luft, Wasser und Böden zu beschränken. P2 Klimaund Umweltschutz Wasserqualität und Effizienz der Wassernutzung steigern. 6.3 – 6.4 Die Wasserqualität soll durch Reduktion des Chemikalieneinsatzes sowie die Behandlung von Abwässern erhöht werden. Um genügend Trinkwasser bereitzustellen, muss dessen Verwendung effizienter erfolgen. P2 Klimaund Umweltschutz Effiziente Nutzung der natürlichen Ressourcen erreichen. 12.2 Sämtliche verwertbare Stoffe, die bei der Produktion von Agrargütern anfallen, sollten bestmöglich genutzt werden. P4 Verwendungsvorrang von Restbiomasse für Nahrung und Stoffe Umgehend Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen ergreifen. 13 Der Klimawandel muss durch Vermeidung von Treibhausgas (THG)-Emissionen bekämpft werden. Für die Landwirtschaft bedeutet dies, dass Kohlenstoff aus der Luft in Pflanzen oder dem Boden gebunden werden sollte. Außerdem sind THG-intensive Anbaupraktiken einzuschränken. P2 Klimaund Umweltschutz Landökosysteme schützen, wiederherstellen und deren nachhaltige Nutzung fördern. 15.1 – 15.3 Ökosysteme und ihre Biodiversität sollen geschützt werden, indem u. a. Wälder nachhaltig genutzt und in der Landwirtschaft Landdegradation bis hin zur Wüstenbildung vermieden bzw. rückgängig gemacht wird. P1 Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität; P2 Klimaund Umweltschutz Schutz natürlicher Lebensräume. 15.5 Die Zerstörung von Lebensräumen muss aufgehalten werden, um Biodiversität zu erhalten und bedrohte Tierarten zu schützen. P1 Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität 25  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Es lässt sich nämlich nicht mit Sicherheit feststellen, ob diese Flächen tatsächlich zu unfruchtbar für Nahrungsanbau sind. Außerdem wäre es oft sinnvoller, degradierte Flächen zu renaturieren, damit hier auf längere Sicht schützenswerte Ökosysteme entstehen. Damit ist unser Ansatz restriktiver als Studien wie von Wolff/Riefer (2020), die bei ihrer Berechnung des nachhaltigen Biomassepotenzials Ölpflanzen auf degradierten Flächen einschließen. Kriterium 2: Biodiversität erhalten Um lebensnotwendige Ökosystemleistungen zu erhalten, muss die Biodiversität unseres Planeten geschützt werden. Biodiversität meint die Vielfalt der Ökosysteme, die Artenvielfalt und die genetische Vielfalt (CBD 2024, Art. 2). Natürliche Landökosysteme sind jedoch ebenfalls durch den zunehmenden Flächenbedarf von Nahrungsproduktion und Energiepflanzen gefährdet, so dass Rodung von Wäldern und Grasland sowie Entwässerung von Feuchtgebieten eine der Hauptursachen für den Verlust biologischer Vielfalt sind. Je profitabler eine Anbaukultur ist, desto größer ist die Gefahr, dass schützenswerte Gebiete landwirtschaftlich genutzt und dabei deren Biodiversität zerstört wird. Zu den schützenswerten Landökosystemen gehören auch Feuchtgebiete und insbesondere Moore, welche neben ihrer Biodiversität als CO2-Senken dienen. Werden diese für die landwirtschaftliche Nutzung trockengelegt, gelangen große Mengen an CO2, aber auch andere THG wie Methan in die Atmosphäre. Für die Biomassenutzung ist daher sicherzustellen, dass diese nicht aus einem Anbau stammen, für den schützenswerte Biotope zerstört wurden oder werden. Das Beispiel zum Zuckeranbau in Brasilien zeigt, dass Flächenumwandlungen häufig auch indirekt geschehen kann (iLUC). Dies ist dann der Fall, wenn ein Acker aufgrund der Produktion von Energiepflanzen nicht mehr zur Nahrungsproduktion zur Verfügung steht und zum Nahrungsanbau dafür an anderer Stelle natürliche Ökosysteme verdrängt werden (WBGU 2009, 219f.). Auf diese Weise verursacht der Anbau von Energiepflanzen THG-Emissionen, indem er zur Zerstörung von Wäldern beiträgt, was die CO2-Bilanz dieser Energiequelle verschlechtert (Hamelinck/Knotter 2021, 10ff.). Deshalb muss das Prinzip „Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität“ auch Biomasse ausschließen, deren Anbau indirekt zu Flächenumwandlung geführt hat. 3.2.2. Prinzip 2: Klimaund Umweltschutz Entgegen den Entwicklungszielen der UN schwächen bestimmte landwirtschaftliche Praktiken die Fruchtbarkeit von Böden oder verschmutzen Wasser und Luft. Dies gilt insbesondere für die industrielle Landwirtschaft, die auf großen Flächen mit hohem Einsatz von Maschinen, Düngemitteln und Pestiziden arbeitet. Die Verwendung von Restbiomassen scheint akzeptabel, sofern die negativen Umweltauswirkungen der damit verbundenen Landbzw. Forstwirtschaft sich innerhalb umweltverträglicher Grenzen bewegen. Kriterium 1: Boden schützen Durch eine höhere Nachfrage an Nahrungsmitteln erhöht sich der Druck, die Produktion auf fruchtbaren Böden mit Methoden der industrialisierten Landwirtschaft zu erhöhen. Dabei können Böden jedoch auf vielfache Weise belastet werden: • Der Nährstoffgehalt des Bodens wird durch Übernutzung reduziert. Große Flächen können zudem durch Windund Wassererosion geschädigt werden. • Bei übermäßigen Mineraldüngergaben droht durch den Stickstoffüberschuss eine Versauerung der Böden sowie die Belastung von Gewässern (Eutrophierung) und Grundwasser. • Der Einsatz von Pestiziden kann Böden und Wasser belasten. Kasten 3: Der Teller-Tank-Konflikt erhöht Nahrungspreise Preise für Nahrungsmittel sind ein Indikator für den „Teller-Tank-Konflikt“. Seit der wachsenden Nachfrage nach Biokraftstoffen sind sie deutlich angestiegen. So verdreifachte sich der Preis für Mais zwischen 2005 und 2008 zeitgleich zur zunehmenden Nutzung dieser Pflanze für die Bioethanol-Produktion. Im selben Zeitraum stiegen die Preise für andere Nahrungsmittel um ungefähr 50 Prozent, weil auf den begrenzt vorhandenen Ackerflächen zunehmend Mais als Spritlieferant angebaut wurde und sich so die Nahrungsproduktion verringerte (Mitchell 2008, 3f.). Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  32 4. Grundsätzliche Eignung unterschiedlicher Restbiomassen Dieses Kapitel wendet die Prinzipien und Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Verfügbarkeit aus Kapitel 3.2 in einer qualitativen Analyse auf unterschiedliche feste Restbiomassen an. Es soll eine Orientierung darüber geben, welche Restbiomassen eher unbedenklich beziehungsweise eher problematisch sind und an welchen Kriterien dies jeweils liegt, bevor wir das Potenzial umweltund sozialverträglicher sowie verfügbarer Restbiomassen quantitativ ermitteln. Jede Restbiomasse wird anhand unserer Kriterien (Tab. 3) folgendermaßen bewertet: • ❶: Die Restbiomasse ist aufgrund dieses Kriteriums grundsätzlich umweltund sozialverträglich oder deren Nutzung sorgt sogar für zusätzliche Nachhaltigkeit. • ❷: Die Restbiomasse ist aufgrund dieses Kriteriums unter Umständen nicht umweltund sozialverträglich. • ❸: Die Restbiomasse ist aufgrund dieses Kriteriums überwiegend nicht umweltund sozialverträglich. Die Bewertung erfolgt anhand von diversen Literaturquellen. Wenn sich keinerlei Hinweise zu möglichen Risiken finden und sich diese auch nicht theoretisch herleiten lassen, wird das entsprechende Kriterium mit ❶ bewertet. Es gibt im globalen Vergleich große Unterschiede bei Anbautechniken, Industrialisierung der Landwirtschaft und Menschenrechtsverstößen. Eine detaillierte Aufschlüsselung dieser Aspekte auf regionaler Ebene übersteigt den Rahmen dieser Studie. Daher stufen wir die unterschiedlichen Restbiomassen so ein, dass die Bewertung für den größten Teil der Reste im Globalen Süden zutrifft. Restbiomassen mit der Gesamteinschätzung „überwiegend nicht umweltund sozialverträglich“ können demnach im konkreten Fall dennoch verwendbar sein. Tabelle 4 fasst die Einzelund Gesamtbewertung verschiedener Restbiomassen zusammen. Detaillierte Überlegungen für die einzelnen Restbiomassen werden im Folgenden ausgeführt. In der quantitativen Analyse in Kapitel 6 berücksichtigen wir fast alle Arten von Restbiomassen gleichermaßen, unabhängig von ihrer qualitativen Bewertung. Von überwiegend problematischen Restbiomassen, für die ein Produktionsanteil für menschliche Nahrung vorliegt, berücksichtigen wir nur diesen, um der Teller-Tank-Problematik gerecht zu werden. Da für Zuckerrohr kein globaler Produktionsanteil für menschliche Nahrung vorliegt, schließen wir dessen Reste komplett von der Berechnung aus. Bei Ölpalmen gibt es zwar Daten zum Produktionsanteil für menschliche Nahrung. Da die ökologischen und sozialen Aspekte des Anbaus jedoch überwiegend problematisch sind und sich Palmöl für viele Anwendungen durch andere Pflanzenöle ersetzen lässt (Noleppa/Cartsburg 2016, 9ff.), verzichten wir auf die Berechnung dieses Potenzials der Einfachheit halber ganz. 4.1. Agrarreste 4.1.1. Baumwolle Baumwolle ist nach Kunstfasern die zweitwichtigste Quelle für Textilfasern. Während die Textilproduktion mit zunehmendem Bevölkerungsund Einkommenswachstum weltweit zunimmt, stagniert die Ackerfläche für Baumwollproduktion seit 1990, da die zusätzliche Nachfrage vor allem mit synthetischen Fasern gedeckt wird. Heutzutage findet sich Baumwolle weltweit auf 32 Millionen Hektar beziehungsweise zwei Prozent der gesamten globalen Ackerfläche und es werden 25 Millionen Tonnen des Rohstoffs pro Jahr produziert (FAOSTAT 2024). Da sich die Ackerfläche seit Jahrzehnten nicht nennenswert ausgedehnt hat, lassen sich auch keine Verdrängungsvorgänge auf Kosten der Nahrungsproduktion oder von Ökosystemen beobachten (P1). 33  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Tabelle 4: Bewertung verschiedener Restbiomassen anhand der Prinzipien und Kriterien aus Kapitel 3.2. Die Spalte „Gesamtbewertung“ gibt an, ob die jeweilige Restbiomasse grundsätzlich zur Nutzung geeignet ist (❶), nur eingeschränkt als umweltund sozialverträglich einzustufen ist (❷) oder überwiegend problematisch ist (❸). Wird die Restbiomasse nach maximal zwei Kriterien schlechter als mit ❶ bewertet, erhält sie eine Gesamtbewertung von ❶. Wird die Restbiomasse nach mindestens drei Kriterien mit ❷ bewertet, aber maximal nach einem Kriterium mit ❸, erhält sie eine Gesamtbewertung von ❷. Wird die Restbiomasse nach mindestens zwei Kriterien mit ❸ bewertet, erhält sie eine Gesamtbewertung von ❸. Prinzip1: Flächenvorrang für Nahrung und Biodiversität Prinzip 2: Klima - und Umweltschutz Prinzip 3: Menschenrechte sowie kleinbäuerliche Strukturen wahren und fördern Prinzip 4: Verwendungsvorrang von Restbiomasse für Nahrung, Bodenverbesserung, stoffliche und kleinenergetische Nutzung Gesamtbewertung K1 K2 K1 K2 K3 K4 K1 K2 K1 K2 K3 Agrarreste Baumwolle (Stängel) ❶ ❶ ❷ ❸ ❶ ❷ ❶ ❷ ❶ ❶ ❷ ❷ Getreide (Stroh) ❶ ❶ ❷ ❷ ❶ ❷ ❶ ❶ ❷ ❷ ❶ ❷ Kaffee (Spelzen) ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❷ ❶ ❷ Kakao (Schoten) ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❶ ❷ ❷ Mais (Stroh/Spindel) ❸ ❷ ❷ ❷ ❶ ❷ ❶ ❷ ❸ ❷ ❶ ❸ Maniok (Stängel) ❶ ❶ ❷ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❷ ❶ Ölpalme (Fruchtstände/ Fasern/Schalen) ❸ ❸ ❸ ❷ ❷ ❸ ❸ ❸ ❶ ❷ ❷ ❸ Reis (Stroh/Spelzen) ❶ ❷ ❶ ❶ ❶ ❷ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ Schalenfrüchte (Schalen) ❶ ❷ ❶ ❶ ❶ ❶ ❷ ❷ ❶ ❶ ❷ ❷ Soja (Stroh/Schoten) ❸ ❸ ❷ ❷ ❷ ❸ ❸ ❷ ❶ ❸ ❶ ❸ Zuckerrohr (Bagasse) ❸ ❸ ❷ ❷ ❷ ❷ ❷ ❷ ❶ ❶ ❷ ❸ Holzreste Sägenebenprodukte ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❷ ❷ ❷ Buschholz ❶ ❷ ❶ ❶ ❶ ❷ ❶ ❶ ❶ ❶ ❷ ❷ Holzerntereste ❶ ❷ ❷ ❷ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❷ ❷ ❷ Weitere Klärschlamm ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❶ ❷ ❶ ❶ Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  34 Auswirkungen der Baumwollproduktion auf Mensch und Umwelt Bei den Anbauund Erntebedingungen von Baumwolle gibt es große Unterschiede: Während viele Großbetriebe auf hochmechanisierte Weise arbeiten, finden sich vor allem im Globalen Süden auch kleinbäuerliche Betriebe, in denen von Hand geerntet wird. Die Umweltbelastungen des Baumwollanbaus sind im Vergleich mit anderen Anbaukulturen eher hoch. Wie bereits in Kapitel 0 erläutert, setzen Produzenten häufig künstliche Bewässerung ein, um den hohen Wasserbedarf der Pflanzen zu stillen. Je nach klimatischen Bedingungen werden für die Produktion eines Kilogramms Baumwolle bis zu 20.000 Liter Wasser verwendet (Paulitsch et al. 2004). Allerdings variiert das Ausmaß der künstlichen Bewässerung zwischen verschiedenen Regionen, immerhin die Hälfte aller Baumwollfelder auf der Welt werden in erster Linie mit Regen bewässert (Zhang et al. 2023). Auch auf die Fruchtbarkeit des Bodens kann sich der Baumwollanbau negativ auswirken, wenn die Zeit zwischen Ernteund Nachsaat so kurz ist, dass sich keine Zwischenfrüchte säen lassen. Hoher Einsatz von Mineraldünger soll dies kompensieren (Paulitsch et al. 2004), was mit THG-Ausstoß wie Lachgas verbunden ist. Weil die Monokulturen häufig von Schädlingen befallen werden, entfallen über 10 Prozent des gesamten globalen Pestizideinsatzes auf den Baumwollanbau, welche die verbliebenen Süßwasservorkommen kontaminieren (P2). Dennoch stellt der Baumwollanbau durch seinen hohen Exportwert auch eine Chance für Kleinbauern dar, ihr Einkommen zu erhöhen, welches sich durch den Verkauf von Ernteresten für Klimaschutzanwendungen weiter steigern ließe. Viele Bauern sind jedoch abhängig von der Baumwolle, was entsprechende Probleme mit sich bringt, sobald es zu Ernteausfällen kommt. Gerade in Indien – dem größten Baumwollproduzenten der Welt – fehlt der kleinbäuerlichen Bevölkerung für diese Fälle eine entsprechende Absicherung (Tirado 2010) (P3). Nutzbarkeit von Baumwollstängeln Als nutzbare Restbiomasse verbleiben nach der Ernte hölzerne Stängel auf den Feldern, welche sich weder zur Verbesserung der Bodenqualität noch als Tierfutter eignen. Einzige mögliche Konkurrenznutzung ist die Verwendung als Feuerholz, vor allem in kleinbäuerlichen Regionen mit Brennstoffmangel (P4). Ansonsten werden die Reste meistens auf den Feldern abgebrannt, was zur Emission von THG und Feinstaub beiträgt (Yevich/Logan 2003, S. 4). Eine alternative Verwendung für Stromoder BtL-Produktion beziehungsweise als Pflanzenkohle würde hier die Luftqualität verbessern (P2 K3). Dadurch erscheinen Baumwollstängel – trotz ökologischer Probleme vor allem bei industrieller Produktionsweise – als grundsätzlich nutzbare Restbiomasse, wobei die Anbaubedingungen im Einzelfall auf ihre Umweltund Sozialverträglichkeit hin geprüft werden müssen. 4.1.2. Getreide In diesem Abschnitt diskutieren wir die Eignung von Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Hirse und Sorghum für Klimaschutzanwendungen. Obwohl diese Pflanzen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und Verbreitungsgebiete haben, sind sie angesichts der Nachhaltigkeitsprinzipien ähnlich zu bewerten. Bei Reis und Mais handelt es sich ebenfalls um Getreide. Deren Anbau weist jedoch eigene Charakteristiken auf und wird in gesonderten Abschnitten behandelt. Nach der Ernte bleibt als Reststoff vor allem Stroh übrig. Dieses Stroh ist zum Teil als Tierfutter nutzbar; vor allem Sorghumstroh ist für einen Reststoff relativ nahrhaft und sollte ausschließlich zu diesem Zweck eingesetzt werden. Stroh lässt sich grundsätzlich zu Humus kompostieren oder auch direkt in die Felder einarbeiten, womit es dem Boden als natürliche Düngung dient. Gerade im subsaharischen Afrika würde eine weitgehende Entnahme des Strohs für Energieanwendungen die Bodenfruchtbarkeit erheblich gefährden (Yevich/Logan 2003). Dies gilt insbesondere für semiaride und aride Regionen wie der Sahelzone südlich der Sahara, wo möglichst die gesamten Strohreste eine Nutzung als natürlicher Dünger erfahren sollten (Yin et al. 2023) (P4). Anbauformen von Getreide Sorghum wird auch als Energiepflanze angebaut. Diese Verwendung ist jedoch nicht als wesentlich für dieses Getreide anzusehen, Hauptzweck bleibt der Nahrungsanbau. Grundsätzlich sind beim Anbau von Getreide nur selten Verdrängungsprozesse auf Kosten der Biodiversität zu beobachten (P1). Landdegradation durch Übernutzung des Ackerbodens lässt sich durch geeignete Anbaumethoden minimieren. Allerdings gibt es auch hier industrielle Anbauformen 35  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen mit Risiken für Böden und Gewässer wie dem Einsatz von Mineraldüngern, Pestiziden, dem Einsatz schwerer Maschinen sowie Vernachlässigung der Fruchtfolge (P2). Beim Anbau von Getreide sind Menschenrechtsverletzungen wie Landraub oder Kinderarbeit – im Gegensatz zum Anbau von Cash Crops wie Kakao oder Ölpalmen – eher selten. Der Verkauf von Stroh wiederum bietet gerade Kleinbauern die Chance, ihr Einkommen zu steigern (P3). Deshalb ist Stroh für Klimaschutzanwendungen gut geeignet, sofern es nicht als Nährstofflieferant für den Boden benötigt wird. 4.1.3. Kaffee Kaffee gehört zu den profitabelsten Cash Crops. Die Ausdehnung der weltweiten Kaffeeproduktion kann unter Umständen zum Verlust von Wäldern und Biodiversität beitragen, in Peru beispielsweise wird sie für 25 Prozent der gesamten Entwaldung verantwortlich gemacht. Global gesehen jedoch spielen Kaffeeplantagen aufgrund ihrer insgesamt kleineren Gesamtfläche für die Entwaldung keine so große Rolle wie die Palmöloder Sojaproduktion (Barreto Peixoto et al. 2023, 293). Bei umweltverträglichen Kaffeeplantagen wachsen die Pflanzen im Schatten größerer Bäume, wodurch deren Plantagen eine relativ hohe Biodiversität aufweisen (P1). Konkurrenznutzung von Kaffeespelzen Bei Kaffeespelzen handelt es sich um die Hülsen, die die eigentliche Kaffeebohne umgeben und bei der Weiterverarbeitung nach der Ernte entfernt werden. Kaffeespelzen haben einen begrenzten Nährwert als Tiernahrung und werden zum Teil als Futterbeimischung verwendet, eignen sich jedoch vor allem als Nährboden zum Anbau essbarer Pilze und zur Produktion bestimmter Getränke (Barreto Peixoto et al. 2023, 310) (P4). Hinsichtlich ökologischer Auswirkungen sind vor allem Monokulturen als problematisch anzusehen, die jedoch nur einen Teil des weltweiten Kaffeeanbaus ausmachen. Im Gegensatz zu traditioneller Anbauweise im Schatten größerer Bäume sind diese Sonne und Regen stärker ausgesetzt, was zu erhöhter Bodenerosion führt (Barreto Peixoto et al. 2023, 293f.). Auch haben Kaffeemonokulturen geringere Speicherkapazitäten für CO2 als traditionelle Plantagen mit zusätzlichen größeren Bäumen. Der Einsatz von Kunstdünger und Pestiziden stellt weitere Belastungen für Böden und Wasser dar. Besonders kritisch zu bewerten ist der hohe Einsatz von Wasser für die Trennung von Fruchtfleisch und Kernen, dem sogenannten Washing (P2) (Barreto Peixoto et al. 2023, 293f.). Als Alternative zum Washing gibt es jedoch den „Natural“-Prozess, bei dem die Beeren an der Sonne getrocknet und danach vom Fruchtfleisch befreit werden. Kaffee aus Natural-Produktion ist grundsätzlich als umweltverträglicher einzustufen. Soziale Auswirkungen der Kaffeeproduktion Obwohl der Kaffeekonsum und damit der Erlös für die Bohnen weltweit steigen, kommt oft nicht ausreichend Geld bei den Kaffeeproduzenten an, um sich und ihren Arbeitern einen ausreichenden Lebensstandard zu finanzieren. Dies liegt daran, dass ein Großteil der Wertschöpfung bei den weiterverarbeitenden Betrieben und dem Vertrieb erfolgt. Hunger und fehlender Zugang zu Gesundheit und Bildung sind in kaffeeproduzierenden Ländern keine Seltenheit. Auch Menschenrechtsverletzungen wie Kinderarbeit kommen bei der Kaffeeproduktion vor (Barreto Peixoto et al. 2023, 291f.). Es gibt verschiedene Fair Trade-Initiativen, welche diese negativen sozialen Auswirkungen reduzieren. Daher lassen sich durchaus Teile der weltweiten Kaffeeproduktion gemäß dem Prinzip 3 „Menschenrechte sowie kleinbäuerliche Strukturen wahren und fördern“ als akzeptabel einstufen (P3). Grundsätzlich ist bei Kaffee eine kritische Betrachtung erforderlich, um eine Entscheidung über seine Umweltund Sozialverträglichkeit zu treffen, was auch auf andere Plantagenfrüchte zutrifft. 4.1.4. Kakao Als Restbiomassen fallen bei Kakao leere Schoten an, in denen sich die Kakaobohnen befinden und die einen großen Teil der gesamten Fruchtmasse ausmachen. Diese Schoten eignen sich aufgrund ihres hohen Faserund geringen Proteingehaltes kaum als Tierfutter und haben nur begrenzten Nutzen als Kasten 9: Kinderarbeit auf Kakaoplantagen Auf Kakaoplantagen ist Kinderarbeit immer noch weit verbreitet. So arbeiten in Ghana und der Elfenbeinküste rund 1,5 Millionen Kinder auf Kakaofarmen (Hofmann, 2022). Den arbeitenden Kindern und Jugendlichen wird dadurch nicht nur der Zugang zur Schule verwehrt. Sie sind zudem massiven Gesundheitsrisiken ausgesetzt, wie Unfällen und Pestizidverseuchung (Wildenberg/Sommeregger 2016). Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  36 Mulch, meistens verrotten sie auf den Plantagen (Laconi/Jayanegara 2015, 344). Daher sind Kakaoschoten hinsichtlich der Konkurrenznutzung für Klimaschutzanwendungen nutzbar (P4). Auf der anderen Seite kann Kakaoanbau für Mensch und Umwelt negative Auswirkungen haben. Vor allem in Westafrika sind viele Kleinbauern vom Kakaoanbau finanziell abhängig, während sie in diesem Sektor durchschnittlich weniger als 1,25 US-Dollar pro Tag verdienen und damit unter der Armutsgrenze leben. Auch wenn Kakao als lukrative Cash Crop gilt, so kommen die Erlöse häufig nicht bei den Bauern selbst an. Allerdings gibt es hier – ähnlich wie bei Kaffee – sozialverträglichere Anbauweisen, die etwa durch Fair-Trade-Initiativen gefördert werden (P3). In der Elfenbeinküste werden seit den 1960er Jahren große Monokulturen für den Anbau von Kakao angelegt, was auch auf Kosten von Primärund Sekundärwald geschieht. Eine Auswertung von Satellitenbildern legt nahe, dass in dem westafrikanischen Land 37 Prozent des Verlustes an geschütztem Wald (bzw. 360.000 Hektar) zwischen 2000 und 2020 auf Kakaoplantagen zurückzuführen sind (Kalischek et al. 2022, 388). Dadurch wurde wertvolle Biodiversität zerstört –––––––––––––––– 1 Die Verwendung der eigentlichen Feldfrucht ist nicht zu verwechseln mit der Verwendung der Restbiomassen. Auch wenn wir die Nutzung von Restbiomassen wie Maisstroh als Tierfutter positiv bewerten, ist der Anbau von Maiskörnern als Futter (P1). Durch zu intensive landwirtschaftliche Nutzung kann sich zudem die Bodenqualität verschlechtern und der Einsatz von hoch toxischen Pestiziden wie Endosulfan bringt gesundheitliche Risiken für die Bauern und erhebliche Umweltbelastungen mit sich (P2) (Hofmann 2022, Wildenberg/Sommeregger 2016). Ähnlich wie für die Kaffeeproduktion gilt jedoch auch für den Kakaoanbau, dass mögliche soziale Auswirkungen problematischer sind als Folgen für die Umwelt. Daher ist die Restbiomasse Kakaoschoten nicht grundsätzlich auszuschließen, erfordert jedoch eine genaue und kritische Betrachtung der jeweiligen Umstände. 4.1.5. Mais Mais ist neben Zuckerrohr die einzige Kulturpflanze mit einer globalen Jahresproduktion von über einer Milliarde Tonnen pro Jahr (Abb. 6), so dass auch von den Restbiomassen weltweit große Mengen verfügbar sind. Mais ist zudem eine sehr wichtige Energiepflanze, was der Hauptgrund dafür ist, dass die Maisproduktion in den letzten Jahren stetig zunahm (Abb. 7). Aus der Maisstärke kann Bioethanol gewonnen werden, aber die Pflanze eignet sich auch gut als Rohstoff für die Biogasproduktion. Dies führt dazu, dass Mais sehr häufig als Energiepflanze angebaut wird und damit nicht als Nahrung zur Verfügung steht. Maisproduktion zur Energiegewinnung kann neben direkter Konkurrenz zur Nahrung (Mitchell 2008) aber auch in indirekter Konkurrenz zum Schutz von Biodiversität stehen, falls Anbauflächen zur Nahrungsproduktion an Stelle von Primärwäldern entstehen. Ebenfalls problematisch ist die Tatsache, dass mit über 60 Prozent der größte Teil der Produktion von Mais als Tierfutter verwendet wird1 (Abb. 8). Durch die dominante Verwendung von Mais in der wenig effizienten Fleischproduktion beziehungsweise als Energiepflanze ist die weltweite Menge an Maisresten zu großen Teilen nicht als umweltund sozialverträglich einzustufen, obwohl Mais auch als Nahrungsmittel für Menschen dient (P1). für Tiere anstelle menschlicher Nahrung nicht mit unseren Nachhaltigkeitsprinzipien vereinbar. Abbildung 6: Wichtigste Anbaukulturen nach Produktionsmenge 2021 (FAOSTAT 2024). Die Masse der Zuckerrohrernte bezieht sich auf geerntete Rohre vor dem Pressen. 1.859 1.210 787 771 416 376 372 315 0 400 800 1.200 1.600 2.000 Wichtigste Anbaukulturen nach Produktionsmenge (Mio. t) 37  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Ökologische Risiken der Maisproduktion Auch beim Maisanbau hängen die ökologischen Risiken von der jeweiligen Anbauform ab, gerade auf großen Monokulturen erfolgt umweltschädlicher Düngerund Pestizideinsatz. Grundsätzlich ist junger Mais erosionsgefährdet, weil er erst zu einem späten Zeitpunkt in der Wachstumsphase die Flächen zwischen den Pflanzen überdeckt und damit den Reihenschluss erreicht. Dadurch liegt der Boden länger offen und ist damit der Gefahr von Windund Wassererosion ausgesetzt. Beim industriellen Maisanbau werden oft schwere Landmaschinen eingesetzt, die den Boden verdichten, was sowohl Dürren als auch Überschwemmungen fördern kann (Nestler 2012). Auf der anderen Seite ist Mais selbstverträglich, was bedeutet, dass der wiederholte Anbau von Mais als Folgefrucht zu guten Erträgen führt (P2). Als einkommensträchtige Energiepflanze kann Mais für die ländliche Bevölkerung immerhin zusätzliches Einkommen generieren, wobei hier jedoch ebenfalls Risiken durch finanzielle Abhängigkeit von Monokulturen drohen (P3). Alternativnutzungen der Restbiomasse Nach der Ernte bleibt Maisstroh übrig, wozu Blätter, Pflanzenstängel, Maiskolben ohne Körner und Hülsenblätter gehören. Maisstroh eignet sich als gutes Futter für Tiere, weil es unter den Getreidestroharten einen der höchsten Proteinund Energiegehalte aufweist. Darüber hinaus lässt es sich auch als natürlicher Dünger verwenden, um den Boden mit Nährstoffen zu versorgen (Rusinamhodzi et al. 2015), oder aufgrund seines hohen Stärkegehalts zur Produktion von Biokunststoffen. Bei einer solchen stofflichen Verwendung bleibt der Kohlenstoff, der zuvor aus der Luft entnommen wurde, entweder gebunden oder ersetzt Kunstdünger mit seinen THG-Emissionen (P4). Aufgrund dieser höherwertigen Alternativnutzungen ist der Reststoffcharakter von Maisstroh demnach gering. Neben der ausgeprägten Teller-Tank-Problematik ist dies ein weiterer Grund dafür ist, Maisstroh für die Produktion von Strom, Kerosin oder Pflanzenkohle nur teilweise als geeignet einzustufen. 4.1.6. Maniok Maniok wird auch als Cassava bezeichnet. Seine stärkehaltige Wurzel dient in vielen Ländern des Globalen Südens als Grundnahrungsmittel. Nach der Ernte verbleiben holzige Stängel auf den Feldern, die sich jedoch nicht jedes Jahr als Reststoff nutzen lassen. Maniok wird häufig als zweijährige Kultur bewirtschaftet. Danach werden 10 bis 20 Prozent der Stängel zum Züchten der Pflanzen für die Folgesaison genutzt. Sie lassen sich außerdem zu Hackschnitzeln verarbeiten und können so als Mulch der Bodenerosion vorbeugen. Dieses Verfahren ist jedoch nicht weit verbreitet, weil die Hackschnitzel sich nur langsam zersetzen (Zhu et al. 2015). Maniokbauern verwenden den verbliebenen Rest der Stängel entweder als Brennholz oder verbrennen ihn direkt auf dem Acker. In manchen Fällen verrotten die Reste auch ungenutzt, wie beispielsweise in Indonesien (Andini et al. 2016, 2f.). Daher ist es nachhaltiger, Maniokreste für Klimaschutzanwendungen zu verwenden (P4). 145 148 159 159 173 188 191 199 195 206 0 50 100 150 200 250 2002 2007 2012 2017 2022 Anbaufläche Mais (Mio. ha) Abbildung 7: Zunahme der weltweiten Anbaufläche von Mais (FAOSTAT 2024) Tierfutter 61% Kraftstoff 16% Nahrungsmittel 13% Sonstige 10% Nutzung von Mais Abbildung 8: Nutzungen der globalen Maisproduktion 2021 (Serna 2022) Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  38 Maniok spielt keine relevante Rolle bei Flächenumwandlungen (P1) und der Großteil der Bearbeitung von Boden und Pflanze bis zur Ernte geschieht manuell. Allerdings wird neben organischem auch mineralischer Dünger eingesetzt, was zu THG-Emissionen führen kann (Le et al. 2013). Die Emissionen fallen beim Maniokanbau jedoch insgesamt geringer aus als bei anderen Feldfrüchten. Problematischer ist die Bodenerosion, da wegen der langsamen Entwicklung der Pflanzen und der großen Abstände zwischen den einzelnen Pflanzen große Bodenflächen offen liegen (Howeler/Oates 2018). Die ökologischen Auswirkungen der Kultivierung von Maniok können insgesamt als gering eingeschätzt werden und lassen sich zudem mit einfachen Mitteln auf ein Minimum reduzieren (P2), so dass die Nutzung dieser Restbiomasse der kleinbäuerlichen Bevölkerung zusätzliche Entwicklungschancen bietet (P3). Sowohl die materielle Beschaffenheit als auch fehlende Konkurrenznutzungen und grundsätzlich wenig problematische Anbaubedingungen machen Maniokstängel zu einer besonders gut geeigneten Restbiomasse. 4.1.7. Ölpalme Ölpalmen sind die wichtigste Quelle für Pflanzenöl, gefolgt von Soja und Raps. Um deren Fette für die Weiterverarbeitung zu extrahieren, werden ihre Früchte beziehungsweise ihre Kerne in Mühlen ausgepresst, wobei unterschiedliche Rückstände anfallen. Neben Fruchtständen und dem Presskuchen aus den Früchten sind die Schalen des Kerns die wichtigste Restbiomasse, die bei der Produktion übrigbleibt. Zusätzlich fallen bei der Neubepflanzung bis zu 90 Tonnen Trockenmasse aus Blättern und Stämmen pro Hektar an (Awalludin et al. 2015). Prinzipiell lassen sich manche Teile der Biomasse – vor allem der Blätterund Holzschnitt – zerkleinern und als Mulch verwenden. Allerdings fallen bei Ölpalmen so große Mengen an Restbiomasse an (in Malaysia bspw. 83 Megatonnen im Jahr 2012), dass sehr viel Material ungenutzt bleibt. Dieses wird jedoch immer häufiger in Biogasanlagen verwendet, was eine wichtige Nutzungsalternative zur Strom-, BtLund Pflanzenkohleproduktion ist (P4). Flächennutzungskonflikte Mehr als 80 Prozent der weltweiten Palmölproduktion erfolgt in Malaysia und Indonesien. Besonders problematisch ist hierbei, dass für den Anbau von Ölpalmen häufig Primärwald mit hoher Biodiversität zerstört wird, wodurch außerdem Kohlenstoffspeicher verloren gehen (Kap. 3.2.1). Ölpalmplantagen finden sich im malaysischen Teil von Borneo zur Hälfte auf Flächen, auf denen zuvor artenreicher Regenwald stand, und zur anderen Hälfte auf Ackerund Weideflächen (Meijaard et al. 2020). Damit beanspruchen Ölpalmen auf direkte Weise sowohl Flächen für Nahrungsanbau als auch Biodiversitätsgebiete (dLUC). Palmöl wird nicht nur als Zusatz für die Nahrungsmittelindustrie, sondern auch zur Produktion von Biodiesel oder für Anwendungen in der Kosmetik angepflanzt. Auch wenn es Beispiele aus Afrika oder Südostasien gibt, wo für die Ölproduktion keine Rodung von Wäldern erfolgte (Vijay et al. 2016), ist die Flächennutzungskonkurrenz global betrachtet ein großes Problem (P1). Umweltfolgen der Palmölproduktion Die sozialen Auswirkungen des Palmölanbaus behandelte bereits Kapitel 3.2.3, welche aufgrund von Landraub, Kinderarbeit und Lohndumping ebenfalls überwiegend negativ zu bewerten sind (Phung/Utlu 2020) (P3). Zusätzlich zur Flächenkonkurrenz und sozioökonomischen Folgen ist die Palmölproduktion auch ökologisch problematisch. Tropischer Boden hat grundsätzlich einen niedrigen Nährstoffgehalt, der durch intensiv bewirtschaftete Plantagen weiter reduziert wird. Um dies auszugleichen, wird oft in großem Maßstab mineralischer Dünger eingesetzt, der wiederum THG-intensiv ist und zu weiterer Versauerung des Bodens führen kann (Comte et al. 2013). Für das Grundwasser besteht durch den intensiven Düngereinsatz die Gefahr, eutrophiert zu werden (P2). Aufgrund dieser vielfältigen Probleme stufen wir Restbiomassen der Ölpalme überwiegend als nicht geeignet für Klimaschutzanwendungen ein. Dennoch ist an dieser Stelle festzuhalten, dass deren Reste akzeptabel sein können, sofern es sich um eine Plantage handelt, die ausschließlich Öl für menschliche Nahrung erzeugt und unseren Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit entspricht. Ölpalmen sind nämlich – trotz aller Problematiken – mit einem Ertrag von 3,3 Tonnen Öl pro Hektar die effizienteste Ölpflanze. Kokosnusspalmen erzeugen nur 0,7 und Sojaplantagen lediglich 0,4 Tonnen pro Hektar (Noleppa/Cartsburg 2016, 6). Ein Ausweichen auf andere Ölpflanzen könnte durch den größeren Flächenverbrauch ebenfalls ökologische Probleme nach sich ziehen, selbst 39  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen wenn die Anbaubedingungen weniger problematisch wären. 4.1.8. Reis Reis ist mit einer Jahresproduktion von über 780 Mio. Tonnen – neben Mais – das am häufigsten zu Nahrungszwecken angebaute Getreide der Welt (Abb. 6) und ist in vielen Ländern Grundnahrungsmittel. Die Produktion erfolgt im Wesentlichen auf zwei unterschiedliche Arten: Nassund Trockenanbau. Nassreisanbau Beim klassischem Nassanbau steht die Wurzel der Reispflanze unter Wasser oder in durchnässter Erde. Dies hat den Vorteil, dass der Befall durch Schädlinge und Unkraut weitgehend verhindert wird und weniger Pestizide eingesetzt werden müssen. Der Sauerstoffausschluss führt jedoch zu anaerober Vergärung organischen Materials der Pflanze und damit zum Ausstoß des Treibhausgases Methan (Adhya et al. 2014, 3ff.). 80 Prozent der Reisproduktion stammt aus Nassanbau, weil dabei die Erträge höher sind als beim Trockenanbau. Nassanbau führt grundsätzlich kaum zu Bodenerosion und auch der Bodenkohlenstoff-Gehalt (SOC) ist dort um 20 Prozent höher als bei Trockenfeldern (Liu et al. 2021). Nährstoffe lassen sich auf Terrassen besser halten und durch fließendes Wasser sogar erneuern, so dass der Verlust von Nährstoffen und der Einsatz von Kunstdünger kaum eine Rolle spielen. Die Reisproduktion benötigt zwar viel Wasser. Allerdings lässt sich hier Wasser von Regenfällen oder Überschwemmungen mit Systemen aus Kanälen und Becken effizient nutzen, um Übernutzung von Süßwasservorkommen zu vermeiden (Arouna et al. 2023). Werden die Reste der Reispflanzen von den Feldern entfernt, bevor sie zu Methan vergären, lassen sich THG-Emissionen weitgehend vermieden (P2). Trockenreisanbau Trockenanbau erfolgt häufig in wasserärmeren Lagen im Hochland, wo es nicht möglich ist, ganze Felder unter Wasser zu setzen. Jedoch muss auch hier viel Wasser eingesetzt werden, so dass es zur Nutzung begrenzter Süßwasserreservoirs kommt (Liu et al. 2011). Bei dieser Anbauform sind spezielle Reissorten nötig, die Wassermangel besser vertragen, wobei die Erträge hier grundsätzlich geringer ausfallen als beim Nassanbau. Der Vorteil durch fehlenden Methanausstoß wird zumindest teilweise durch erhöhten Pestizidbedarf wieder relativiert. Trockenanbau ist häufig Folge einer Verdrängung der Nahrungsproduktion aus tieferen Lagen durch profitablere Cash Crops. Um im Hochland Platz zum Reisanbau zu gewinnen, werden teilweise Wälder mittels Slash-and-Burn-Praktiken gerodet, wodurch es zum Verlust von Biodiversität kommen kann. Aus der prekären Situation der Kleinbauern ergeben sich mitunter Landnutzungsstreitigkeiten (Ketterings et al. 1999). Solche Phänomene sind jedoch nur für einen kleinen Teil der weltweiten Reisproduktion relevant, da grundsätzlich Nassanbau dominiert (P1). Nutzen von Reisstroh und -spelzen Nach der Ernte fallen zwei Arten von Reststoffen an: Einerseits das Reisstroh, das aus den Halmen der Pflanze besteht und andererseits die Spelzen, die das Reiskorn umschließen und in der Reismühle abgetrennt werden. Reisstroh und -spelzen besitzen nur einen geringen Nährwert, weshalb sie sich weder als besonders gutes Tierfutter noch als biologischer Dünger eignen. Der Reststoffcharakter ist demnach hoch, weshalb die Restbiomassen häufig verbrannt werden oder verrotten. Allerdings unterscheidet sich der Anteil an Reisabfällen, der verbrannt wird, stark zwischen den Ländern: In Indonesien wird bis zu 80 Prozent des Reisstrohs als Futter oder Dünger verwendet (Andini et al. 2016) und auch in Thailand und Bangladesh sind die Verbrennungsquoten mit unter 10 Prozent sehr niedrig. Die Reisproduzenten in Bangladesch beispielsweise nutzen Reisspelzen häufig als Energiequelle für die Reismühlen (Ahiduzzaman 2007, 4). In Tansania und Vietnam hingegen werden die Reste zum großen Teil offen verbrannt. Im Mittelfeld liegen Länder wie Nigeria oder die Philippinen, in denen um die 30 Prozent der Restbiomasse nach der Ernte durch Feuereinsatz beseitigt werden (Omari et al. 2020, Pham 2016, Singh et al. 2021). Eine vietnamesische Studie (Pham 2026) kommt zu dem Schluss, dass die Gasifizierung in BtL-Anlagen die effizienteste Verwendung für Reisabfälle sei, weshalb diese bevorzugt werden sollte (P4). Wenn die Reste der Reisproduktion nicht mehr auf den Feldern verbrannt werden und sich dadurch die Luftqualität verbessert, lassen sich mitunter tödliche Krebsund Atemwegserkrankungen reduzieren. In Indien macht Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  40 Reisstroh 40 Prozent aller verbrannten Erntereste aus (Lan et al. 2022, Lin/Begho 2022). Eine Verwertung dieser Reste könnte gerade der kleinbäuerlichen Bevölkerung monetären Nutzen bringen (P3). Zusammengefasst sind Reisstroh und -spelzen eine grundsätzlich gut geeignete Restbiomasse. Die Probleme bei Reis beschränken sich auf möglichen Methanausstoß bei Nassreisanbau und die Verdrängung von Wäldern bei Trockenanbau, die im Einzelfall vor Nutzung mit einer gesonderten Untersuchung geprüft werden müsste. Die strohartige Konsistenz von Reisstroh wiederum kann speziell bei der Gasifizierung herausfordernd sein. 4.1.9. Schalenfrüchte Die Schalenfrüchte mit dem größten potenziellen Mengen an Restbiomasse sind Cashewkerne, Kokosund Erdnüsse. Trotz unterschiedlicher Anbaupraktiken ähneln sie sich angesichts der Art und Verwendbarkeit ihrer Reststoffe. Nach Entfernen der eigentlichen Frucht bleiben bei allen drei Anbaukulturen hölzerne Schalen übrig, die sich weder als Tierfutter noch zur Düngung des Bodens eignen. Die wichtigste Konkurrenznutzung ist die als Brennstoff, bei Kokosnüssen in Form von Pflanzenkohle, die bei der Herstellung jedoch oft verunreinigt wird und sehr unterschiedliche Qualität aufweist (Zafar 2022). Kokosnussreste bleiben ansonsten häufig ungenutzt und werden weggeworfen oder verbrannt, mit entsprechenden Folgen für Luft und Gesundheit (Obeng et al. 2020), weshalb eine Alternativnutzung zur Stromoder BtL-Produktion sinnvoll ist. Bei Erdnüssen hingegen ist auch eine Nutzung als Dünger möglich (Witcombe/Tiemann 2022). Der Reststoffcharakter ist bei den Restbiomassen von Schalenfrüchten stark ausgeprägt und das wichtigste Argument für eine Klimaschutz-Nutzung (P4). Bei den anderen Nachhaltigkeitskriterien zeichnet sich ein differenzierteres Bild je nach Anbaukultur. Cashew Cashewkerne sind profitable Cash Crops und können das Pro-Kopf-Einkommen eines Landes steigern, vor allem der Westen Afrikas ist für sie die bedeutendste Anbauregion. In Guinea-Bissau machen sie beispielsweise fast 90 Prozent der Exporte aus, wobei Indien Hauptabnehmer ist (Seca et al. 2021, 386). Dadurch geraten die Kleinbauern jedoch in Abhängigkeit von Exportmärkten, weshalb Ernteausfälle ihre Existenz bedrohen können. Auch die Arbeitsbedingungen der Cashewproduktion können problematisch sein, wenn die giftige Außenhülle der Cashewkerne manuell und ohne ausreichenden Arbeitsschutz wie etwa Handschuhe verarbeitet wird (P3). Auf der anderen Seite kommen zumindest in den Hauptproduktionsländern in Afrika nur selten Dünger oder Pestizide zum Einsatz (P2), wodurch die Produktionsbedingungen nicht als besonders umweltschädlich einzuordnen sind (World Bank 2022, 35f.). Aufgrund der hohen Profitabilität erfolgt der Anbau teilweise auf Kosten von Primärwald und seinen Ökosystemen (Seca et al. 2021, 391f.). Deshalb muss die Nachhaltigkeitsbewertung von Cashewschalen im Einzelfall erfolgen, auch wenn umweltfreundliche Anbauformen und eine Verwendung der Restbiomassen zur Energiegewinnung grundsätzlich möglich sind (P1). Kokosnüsse Der Kokosnussanbau erfolgt überwiegend in Indonesien, den Philippinen, Indien und Brasilien. Der Ernteaufwand bei Kokosnüssen ist recht hoch, da Kletterer die Früchte einzeln aus den Wipfeln der hohen Bäume pflücken müssen. Daher gibt es keine mechanisierten Großplantagen, weshalb der Kokosnussanbau aus ökologischer Sicht grundsätzlich unproblematischer ist als andere Anbaukulturen. Der größte Teil der Produktion ist kleinbäuerlich geprägt, in Indonesien besitzen 50 Prozent der Bauern Kokosflächen von drei bis vier Hektar und nur zwei Prozent mehr als fünf Hektar (Mawari/Ersilya 2023, 39ff.). Gemäß dem Prinzip „Klimaund Umweltschutz“ sind Kokosnussschalen durchaus als umweltund sozialverträgliche Restbiomasse einzustufen (P2). Menschenrechtsverletzungen wie Kinderarbeit kommen auch beim Kokosnussanbau vor, wie beispielsweise für die Philippinen belegt ist (HAUMAN 2021). Allerdings wird Kinderarbeit für den Kokosnussanbau zumindest seltener dokumentiert als für andere Plantagenkulturen (P3). Größere Verdrängungen von Biodiversitätsgebieten durch den Kokosnussanbau sind nicht bekannt (P1). Erdnüsse Anbauländer für Erdnüsse sind neben den USA und China vor allem Indien, Nigeria und der Senegal. Als nahrhafte und proteinreiche Ölfrüchte sind sie in vielen Anbauregionen ein wichtiges Nahrungsmittel. Erdnüsse werden gerade im Globalen Süden oft im Rahmen von Subsistenzwirtschaft für die Selbstversorgung angebaut, wobei der Verkauf der Schalen den 41  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Kleinbauern zusätzliches Geld einbringen könnte (P3). Es gibt verschiedene Anbaumethoden, von ganzjährigen bis saisonalen Erntezyklen und von Monobis Mischkulturen. Teilweise erfolgt künstliche Bewässerung, mehrheitlich kommt aber Regenbewässerung zum Einsatz (Talawar 2004). Die Erdnuss kann als Zwischenfrucht Böden mit Stickstoff anreichern, wodurch sie Mineraldünger ersetzt. Allerdings ist es möglich, dass es zu Landdegradation kommt, wenn zwischen den Pflanzen recht große Abstände bestehen (Witcombe/Tiemann 2022) (P2). Durch ihre holzige Konsistenz und begrenzte Konkurrenznutzungen eignen sich Nussschalen grundsätzlich gut für Klimaschutzanwendungen. Die verschiedenen Nussarten werden hauptsächlich als Nahrung für Menschen angebaut, so dass die Teller-TankProblematik zu vernachlässigen ist. Allerdings ist zu überprüfen, ob die Plantagen nicht auf Kosten von Primärwäldern angelegt werden und es dort zu Menschenrechtsverletzungen kommt. 4.1.10. Soja Die Sojabohne ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen, sowohl vom Produktionsals auch vom Handelsvolumen her. Zwischen 1997 und 2017 hat sich die weltweite Produktion von 144 auf 353 Millionen Tonnen verdoppelt (Leuba 2019, 8), während die Anbaufläche in den letzten 20 Jahren von 80 auf 130 Millionen Hektar anwuchs (Abb. 9). Drei Viertel der Sojaproduktion werden als Futtermittel für Tiere verwendet, der Rest als Proteine für die menschliche Ernährung und ein kleiner Teil als Rohstoff für Biokraftstoffe (Abb. 10). Somit stehen die meisten Anwendungen in direktem Konflikt zu (effizienterer) Nahrungsproduktion, die Verwendung als Tierfutter entspricht nicht den angelegten Nachhaltigkeits-Kriterien. In Brasilien, dem Land mit der größten Produktionsmenge, erfolgt Sojaanbau häufig in der Feuchtsavanne des Cerrado, wo er wertvolle Ökosysteme zerstört. Noch größer ist der Schaden im Amazonasgebiet, wo für Sojaplantagen Primärwälder mit hoher Biodiversität gerodet werden (Fearnside 2001, Leuba 2019). Zwischen 2000 und 2019 nahm die Fläche von Sojaplantagen im Amazonasgebiet um das Zehnfache zu, von 0,4 auf 4,6 Megahektar (Song et al. 2021). Da Soja sowohl mit der Nahrungsproduktion in Konkurrenz steht als auch Biodiversität gefährdet, lässt sich seine Restbiomasse zu großen Teilen als nicht umweltund sozialverträglich bewerten (P1). Resteverwendung und Anbaubedingungen von Sojakulturen Bei den Restbiomassen von Soja handelt es sich um das Stroh sowie die Schoten, in der die Bohnen heranwachsen. Sojastroh als Tierfutter hat einen geringeren Nährwert als Getreideoder Maisstroh. Allerdings sollte ein Großteil der Erntereste auf den Feldern verbleiben, um den Boden mit Nährstoffen zu versorgen (Rees et al. 2018), was vor allem auf den grundsätzlich nährstoffarmen tropischen Böden wichtig ist (P4). Soja kann Stickstoff aus der Luft entnehmen und damit auch auf nährstoffarmen Böden wachsen. Deshalb wird Soja häufig auf übernutzten Weideflächen angebaut, für die vorher Regenwald abgeholzt wurde. Die Umweltkosten des Sojaanbaus sind 84 93 90 99 104 111 121 126 121 130 0 20 40 60 80 100 120 140 2002 2007 2012 2017 2022 Anbaufläche Soja (Mio. ha) Abbildung 9: Zunahme der weltweiten Anbaufläche von Soja (FAOSTAT 2024) Tierfutter 77% Nahrungsmittel 19% Kraftstoff 3% Sonstige 1% Nutzung von Soja Abbildung 10: Nutzungen der globalen Sojaproduktion 2017-2019 (Ritchie 2024) Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  48 5. Verwendete Datenquellen Für die Potenzialabschätzung echter Restbiomassen im Globalen Süden erstellen wir ein Mengengerüst, bei dem jede Zeile für eine bestimmte Anbaukultur, Holzart oder behandelte Abwässer in einem bestimmten Land steht. Dies kann beispielsweise „Reis in Indien“, „Laubrundholz in Kolumbien“ oder „Behandelte Abwässer in Südafrika“ sein. Um das Mengenpotenzial an Reststoffen in jeder Zeile zu bestimmen, verwenden wir folgende Quellen: 1. Die Produktionsmengen der Feldfrüchte und Holzprodukte in den betrachteten Ländern entnehmen wir der Datenbank der Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAOSTAT 2024), das Volumen von Buschholz einer Fallstudie für Namibia und für Südafrika (Stafford et al. 2017) und das Volumen behandelter Abwässer je Land einer globalen Studie, welche eine Abschätzung mittels Regressionsanalyse durchführt (Jones et al. 2021). Im Gegensatz zur Holzproduktion liegen für die globale Menge an Holzernteresten keine Statistiken vor, so dass wir diese Resteart in der quantitativen Analyse nicht berücksichtigen. 2. RPR -Werte und Feuchtigkeitsanteile für die einzelnen Feldfrüchte und Holzprodukte, mit denen die Menge der trockenen Restbiomassen berechnet wird, lassen sich in verschiedenen Literaturquellen finden. Dies gilt sowohl für Agrarals auch für Sägereste (v.a. Koopmans/Koppejan 1997, Ojolo et al. 2012, Yevich/Logan, 2003).1 Für die Berechnung der Klärschlammmenge, die bei der Behandlung von Abwässern anfällt, nutzen wir den Medianwert der Länder der Europäischen Union, für die –––––––––––––––– 1 Bei Unterschieden zwischen den verschiedenen Quellen nehmen wir den Wert, der in mindestens zwei Quellen identisch ist, beziehungsweise den niedrigsten Wert bei durchgehend unterschiedlichen Werten. 2 Die Übertragung des fUS einer bestimmten Feldfrucht eines Landes auf dieselbe Feldfrucht in anderen Ländern erfolgt nur dann, wenn diese Länder in derselben geographischen Region liegen und nach Zhang et al. 2021 grundsätzlich einen ähnlichen Nachhaltigkeitsgrad aufweisen. ausführliche Daten vorliegen (Eurostat 2023, FAO 2024). 3. Den Faktor Umweltund Sozialverträglichkeit fUS erhalten wir für 33 Zeilen aus unseren Interviews und können diese Werte auf 107 weitere Zeilen übertragen.2 Den fUS für alle anderen Zeilen leiten wir aus der Sustainable Agriculture Matrix (Zhang et al. 2021) ab, welche bisher die einzige verfügbare Studie zur Quantifizierung nachhaltiger Landwirtschaft auf globaler Ebene ist.3 Sowohl die Daten aus den Interviews als auch die Daten aus Zhang et al. (2021) beziehen sich vor allem auf ökologische Aspekte, da soziale und wirtschaftliche Aspekte schwer zu quantifizieren sind. Wir gehen jedoch davon aus, dass es einen Zusammenhang zwischen ökologischen und sozialen Aspekten der Nachhaltigkeit gibt. Zur Bestimmung der umweltund sozialverträglichen Menge von Holzresten nehmen wir den Anteil an der gesamten Holzproduktion eines Landes, der nicht illegal geschlagen wird (World Bank 2019, 43). 4. Den Faktor Verfügbarkeit fV können wir ebenfalls für 33 Zeilen mit Interviews ermitteln. Der fV für weitere 153 Zeilen lässt sich spezifischen Literaturquellen entnehmen, welche den Anteil verbrannter beziehungsweise nicht genutzter Restbiomassen für einzelne Länder nennen.4 Dabei ist zu berücksichtigen, dass in einem Land mit bekannter Verbrennungsquote auch Restbiomassen, die nicht verbrannt werden, durchaus ungenutzt sein und zur Verfügung stehen können. Die Verbrennungsquote unterschätzt demnach die tatsächlich nutzbare Menge. Sofern sich keine spezifische Literatur finden lässt, greifen wir auf 3 Um das SDG-Ziel zur Ausweitung einer nachhaltigen Landwirtschaft bis 2030 zu evaluieren, entwickelte die FAO ein methodisches Regelwerk (FAO 2018). Daten, die nach diesen Prinzipien erhoben wurden, liegen zum Zeitpunkt dieser Studie jedoch nur für die Europäische Union vollständig vor. 4 Auf Grundlage von Zoma/Sawadogo 2023 und Obeng et al. 2020 nehmen wir an, dass es für Cashewund Kokosnussschalen grundsätzlich keine höherrangigen Alternativnutzungen gibt, weshalb wir hier für alle Länder einen Vf = 1 veranschlagen. 49  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen einen generellen Anteil von Agrarabfällen zurück, der in den einzelnen Weltregionen verbrannt wird (Rogner 2012, 479). Für die Verfügbarkeit von Holzresten ziehen wir von der Gesamtmenge an Resten die Menge ab, die sich in der Pressspanplatten-Produktion eines Landes recyceln ließe.1 Zur Bestimmung umweltund sozialverträglicher Restbiomassen wenden wir für die Maisund Sojaproduktion einen weiteren Faktor an: Den Anteil der Produktion, der als Nahrung für Menschen dient (Kap. 4.1.5, 4.1.10). Nur dieser Anteil entspricht den Prinzipien unserer Studie, die Produktion von Tierfutter oder Energiepflanzen schließen wir aufgrund der Flächenkonkurrenz zur Nahrungsproduktion für Menschen aus. Da sich für Zuckerrohr keine Produktionsanteile finden, die nicht der Energiegewinnung dienen, und da Palmöl für viele Anwendungen in der Nahrungsmittelindustrie aufgrund seiner ausgeprägten Problematiken durch andere Pflanzenöle ersetzt werden sollte, nehmen wir diese Anbaukulturen von der Mengenabschätzung komplett aus und setzen den Faktor auf 0. Auch hinsichtlich der Verfügbarkeit kommt für bestimmte Zeilen ein weiterer Faktor für Getreidestroh in semiariden und ariden Regionen zum Einsatz. Wie in Kapitel 0 erwähnt, ist Stroh in trockenen Gebieten als natürlicher Dünger besonders wertvoll. Aus diesem Grund schließen wir Getreidereste in ariden Regionen komplett und in semiariden Regionen zur Hälfte aus unserer Potenzialabschätzung aus.2 –––––––––––––––– 1 Den Anteil von Pressspanund Faserplattenmaterial, welcher aus Holzresten recycelt wird, entnehmen wir einer Statistik der Europäischen Union (Reichenbach et al. 2016, 260). In Ländern des Globalen Südens wird dieser Anteil eher darunter als darüber liegen, wodurch wir die verfügbare Restmenge auch hier eher unterschätzen. 2 Flächenanteile von semiariden und ariden Gebieten für jedes Land werden UNEP-WCMC (2007) entnommen. Der Einfachheit halber gingen wir von einer gleichmäßigen räumlichen Verteilung der Agrarproduktion in den jeweiligen Ländern aus. Da sich Landwirtschaft vor allem auf feuchtere Regionen konzentriert, erhalten wir mit unserem Vorgehen eine geringere Restmenge als tatsächlich zur Verfügung steht, was dem Prinzip der konservativen Abschätzung entspricht. Kasten 12: Illegaler Holzeinschlag in Nigeria Insgesamt 87 Prozent des Holzeinschlages in Nigeria erfolgen illegal (World Bank 2019, 43). Dies ist besonders problematisch angesichts der Tatsache, dass die Baumvegetation im Norden des Landes eine bedeutende natürliche Barriere gegen die Ausbreitung der Sahara-Wüste darstellt. Ein Grund für die Abholzung der Bäume ist die Beschaffung von Feuerholz. Damit die Menschen weniger Feuerholz verbrauchen, fördert atmosfair Produktion und Vertrieb von Save 80-Öfen, die zum Kochen nur 20 Prozent der bisherigen Feuerholzmenge benötigen. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  50 6. Ergebnisse: nutzbare Mengen echter Restbiomassen In Kapitel 3 haben wir Kriterien abgeleitet, mit denen sich die Umweltund Sozialverträglichkeit sowie Verfügbarkeit von festen Restbiomassen bestimmen lässt. Diese wendeten wir in Kapitel 4 mit einer qualitativen Analyse auf verschiedene Arten fester Restbiomassen an, um zu bestimmen, in welchem Maße diese Restearten grundsätzlich unseren Kriterien entsprechen. Fast alle dieser Restearten berücksichtigen wir ebenfalls in der folgenden quantitativen Analyse, in der wir berechnen, welche Mengen an grundsätzlich akzeptablen Resten in den Ländern des Globalen Südens zur Verfügung stehen. Lediglich Abfälle von Ölpalmen und Zuckerrohr schließen wir aufgrund der Teller-Tank-Problematik und fehlenden Informationen zum Produktionsanteil für menschliche Nahrung vollständig aus. 6.1. Agrarreste Bei den Mengen, die dieses Kapitel präsentiert, handelt es sich um feste Restbiomassen, die unseren Kriterien entsprechen und sich sowohl für die Verstromung, BtL-Produktion oder Pflanzenkohle-Produktion eignen. Die ökonomische Nutzbarkeit wird in Kapitel 7 diskutiert. Abbildung 11: Jährlich anfallende Trockenmasse der umweltund sozialverträglichen sowie verfügbaren Agrarreste nach Anbaukultur und Kontinent. 51  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Ein Vergleich der drei Kontinente unserer Studie zeigt, dass sich die Zusammensetzung der Agrarreste aufgrund unterschiedlicher Agrarstruktur der betrachteten Länder stark unterscheidet. Während in Afrika vor allem Hirsestroh und Maniokstängel anfallen, stehen in Südamerika große Mengen an Sojaund Maisstroh zur Verfügung. Diese Feldfrüchte gehören dort zu den wichtigsten Restbiomassen, obwohl wir einen Großteil der Abfälle ausschließen, weil sie aus der Produktion von Tierfutter und Energie stammen. In Asien dominieren Reisstroh und -spelzen sowie Baumwollstängel (Abb. 11). Da auf diesem Kontinent mit 150 Millionen Tonnen Trockenmasse pro Jahr mit Abstand die meisten Agrarreste anfallen, prägt Asien auch die Zusammensetzung des gesamten Globalen Südens (Abb. 11). Tabelle 5 zeigt, welche Restbiomassen in den bevölkerungsreichsten Ländern jedes Kontinents auf häufigsten sind. Trotz großer Ausschlüsse dominiert in Brasilien die Sojaproduktion, während Maisstroh nicht nur in Brasilien, sondern auch in Mexiko und Kolumbien zu den wichtigsten Restbiomassen gehört. In den bevölkerungsreichsten Ländern Afrikas fallen von allen Ernteresten am meisten Hirse-, Weizen und Reisreste an. In Indien und Indonesien sind große Mengen an Spelzen und Stroh aus der Reisproduktion für Klimaschutzanwendungen verfügbar. Das trocken-warme Pakistan, aber auch Indien könnten große Mengen an holzigen Baumwollstängeln nutzen, die sich besonders für die Produktion von BtL-Kerosin, aber ebenfalls gut für die Herstellung von Pflanzenkohle und Strom eignen. Manche Staaten spezialisieren sich auf die Produktion einer bestimmten Anbaukultur, die global betrachtet ein geringeres Restevolumen hat. Dies ist beispielsweise bei Kaffeespelzen in Kolumbien oder Kokosnussschalen in Indonesien der Fall. Tabelle 6 erläutert anhand von fünf Beispielen unterschiedlicher Anbaukulturen, wie wir die nutzbare Kontinent Land Am meisten anfallende Restbiomasse pro Jahr Am zweitmeisten anfallende Restbiomasse pro Jahr Am drittmeisten anfallende Restbiomasse pro Jahr Lateinamerika Brasilien 11 Mio. t Sojaschoten und -stroh 3,4 Mio. t Baumwollstängel 1,9 Mio. t Maisstroh Mexiko 1 Mio. t Maisstroh 687 Tsd. t Hirsestroh 679 Tsd. t Baumwollstängel Kolumbien 117 Tsd. t Reisstroh und -spelzen 70 Tsd. t Maisstroh 70 Tsd. t Kaffeespelzen Afrika Nigeria 2,6 Mio. t Hirsestroh 1,7 Mio. t Reisstroh und - spelzen 1,7 Mio. t Maniokstängel Äthiopien 1,2 Mio. t Hirsestroh 815 Tsd. t Weizenstroh 610 Tsd. t Maisstroh Ägypten 2,6 Mio. t Weizenstroh 1,2 Mio. t Reisstroh und -spelzen 553 Tsd. t Maisstroh Asien Indien 23 Mio. t Reisstroh und -spelzen 21 Mio. t Weizenstroh 20 Mio. t Baumwollstängel Indonesien 28 Mio. t Reisstroh und -spelzen 3,5 Mio. t Kokosnussschalen 1,2 Mio. t Maisstroh Pakistan 224 Tsd. t Baumwollstängel 136 Tsd. t Weizenstroh 45 Tsd. t Reisstroh und -spelzen Tabelle 5: Mengenreichste umweltund sozialverträgliche sowie verfügbare Restbiomassen in den drei bevölkerungsreichsten Ländern jedes Kontinents Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  52 Restbiomasse in mehreren Filterstufen aus der gesamten Agrarproduktion berechnen. Bei Betrachtung derselben Restbiomasse in unterschiedlichen Ländern fällt auf, dass sich die Faktoren fUS und fV von Land zu Land teils stark unterscheiden. • Getreidestroh spielt gerade in trockenen Gebieten mit nährstoffarmen Böden eine wichtige Rolle als natürlicher Dünger. Deshalb schließen wir in ariden Regionen sämtliche Getreidereste aus und in semiariden Regionen die Hälfte. Da es in Ländern mit trockenen Regionen grundsätzlich weniger Landwirtschaft gibt, wirkt sich dieser Ausschluss nur schwach aus. • Da zur Bestimmung der Umweltund Sozialverträglichkeit von Agrarresten in den meisten Fällen auf eine Studie zurückgegriffen wird, die diese Nachhaltigkeit gegenüber unseren Interviews grundsätzlich unterschätzt (fUS Prioritätsstufe 4), wirkt der Faktor Umweltund Sozialverträglichkeit mit dem weiteren Ausschluss einer Hälfte der betrachteten Menge ebenfalls sehr restriktiv. • Bei der Verfügbarkeit wirkt ebenfalls die verwendete allgemeine Studie am restriktivsten, die keine Unterschiede zwischen einzelnen Anbaukulturen macht (fV Prioritätsstufe 4). Außerdem berücksichtigt sie nur den Anteil der Agrarreste, der verbrannt wird und den tatsächlich nutzbaren Teil höchstwahrscheinlich unterschätzt. Sofern Daten aus Interviews oder länderund anbaukulturspezifische Literaturquellen zu Alternativnutzungen vorliegen (Prioritätsstufe 1-3), wirkt dieser Schritt weniger restriktiv. 282 678 1.126 1.326 3.206 6.397 42% 60% 85% 41% 50% Verfügbar, umweltund sozialverträglich Umweltund sozialverträglich Nur (Semi)humide Gebiete (bei Getreide) Nur Nahrungsund Textilproduktion Restbiomasse im Globalen Süden Gesamte feste Restbiomasse Verbleibende Agrarreste pro Filterstufe (Mio. t/a) Abbildung 12: Menge von Restbiomassen aus der Agrarproduktion, die bei jeder Filterstufe unserer Mengenabschätzung übrigbleibt, sowie prozentuale Änderung gegenüber der vorherigen Stufe 53  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Wichtigste Gründe für Ausschlüsse von Agrarresten Bei unserer Mengenabschätzung verbleiben von global insgesamt 6 Milliarden Tonnen an festen Agrarresten letztendlich nur 283 Millionen Tonnen (d. h. knapp 5 Prozent), die unseren – strengen – Kriterien entsprechen. Dies liegt daran, dass bei den vier wesentlichen Selektionsschritten jeweils ungefähr die Hälfte der Restbiomassen wegfällt (Abb. 12). Bei den einzelnen Selektionsschritten geschieht in erster Linie folgendes: • Bereits der Ausschluss von Ländern des Globalen Nordens sorgt dafür, dass von allen festen Restbiomassen ganze drei Milliarden Tonnen überhaupt nicht berücksichtigt werden. Allein auf die großen Agrarproduzenten China und USA entfällt dabei jeweils etwa eine Milliarde Tonnen. • Der Ausschluss von Resten aus Energieund Tierfutterproduktion führt dazu, dass die weltweit in sehr großen Mengen vorkommenden Maisund Sojareste nur zu einem kleinen Teil berücksichtigt werden, nämlich dem Teil, der direkt als Nahrung für den Menschen dient. Dadurch fällt eine ganze Milliarde Tonnen im Globalen Süden weg, dennoch dominieren beide Anbaukulturen die Agrarreste in Lateinamerika. Durch den kompletten Ausschluss von Zuckerrohrund Ölpalmresten aus unserer Abschätzung entfallen weitere 628 Millionen Tonnen. Anbaukultur Land Gesamtproduktion der Feldfrucht (Mio. t/a) Art der Restbiomasse RPR Feuchtigkeitsanteil Trockene Restbiomasse (Mio. t/a) Davon Restbiomasse aus Nahrungsund Textilproduktion, d. h. nicht aus Biospritoder Tierfutterproduktion (Mio. t/a) Davon Restbiomasse in (semi)humiden Gebieten, nur für Getreide angewendet (Mio. t/a) Davon umweltund sozialverträglich (Mio. t/a) Davon verfügbar (Mio. t/a) Anteil umweltund sozialverträglicher sowie verfügbarer Restbiomasse Weizen Nepal 2 Stroh 1,2 15 % 2 2 2 1 0,3 15 % Mais Südafrika 16 Stroh / Spelzen / Kolben 2,47 14 % 34 4 3 2 0,8 2 % Maniok Nigeria 61 Stängel 0,2 15 % 10 10 10 8 2 16 % Baumwolle Indien 15 Stängel 4 17 % 50 50 50 32 20 41 % Reis Indien 196 Stroh / Spelzen 0,7 / 0,2 13 % / 2 % 158 158 128 102 23 15 % Tabelle 6: Exemplarische Berechnung der umweltund sozialverträglichen sowie verfügbaren Restbiomassen verschiedener Feldfrüchte. Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  54 6.2. Holzreste Grundsätzlich erfolgt die Berechnung der verfügbaren umweltund sozialverträglichen Holzreste ähnlich wie in Tabelle 6 am Beispiel von Agrarresten gezeigt. Allerdings multiplizieren wir diese Reste hier nicht mit einem Verfügbarkeitsfaktor, sondern ziehen von der umweltund sozialverträglichen Restbiomasse die Menge ab, die sich in der jeweiligen Region in Pressspanund Faserplatten recyceln ließe. Der Einfachheit halber gehen wir davon aus, dass sich die verschiedenen Restearten zu gleichen Anteilen in Platten recyceln lassen, obwohl es hier durchaus Unterschiede geben kann. Abbildung 13 zeigt die verfügbaren, umweltund sozialverträglichen Holzreste für verschiedene Arten von Holzprodukten je Kontinent sowie im gesamten Globalen Süden. Bei Betrachtung der Gesamtmengen fällt zunächst auf, dass in Lateinamerika mit 50 Millionen Tonnen pro Jahr fast genauso viele Holzreste anfallen wie im deutlich bevölkerungsreicheren Asien. In Lateinamerika spielt Holzproduktion für den Export eine wichtigere Rolle als für den Eigenbedarf, was sich im besonders hohen Anteil von Rundholzresten widerspiegelt. Diese stellen jedoch auf jedem Kontinent den größten Teil aller Holzreste, weil gerade beim Zerlegen von Baumstämmen viele Reste übrigbleiben. Die Produktion von Sperrholz sowie Pressspanund Faserplatten hingegen ist in Asien am ausgeprägtesten. In Afrika ermitteln wir mit 14 Millionen Tonnen mit Abstand die wenigsten Holzreste. Dies liegt zunächst daran, dass die statistisch erfasste Holzproduktion dort relativ niedrig ist. Hauptgrund ist jedoch der geringe Anteil an Holzresten, der sich als umweltund sozialverträglich einstufen lässt, wenn eine Studie der Weltbank zu Rate gezogen wird, die den größten Teil des Holzeinschlages auf dem Kontinent als illegal einstuft (World Bank 2019, 43). Auch wenn diese Studie das Problem illegaler Abholzung überschätzen sollte, eignet sie sich dennoch für unser Prinzip der konservativen Schätzung. Aufgrund der geringen Gesamtmenge an Holzresten macht das jährlich zur Wiederherstellung von Grassavannen entnehmbare Buschholz in den zwei Staaten Namibia und Südafrika mit seinen fünf Millionen Tonnen (Stafford et al. 2017, 4) 37 Prozent aller Holzreste in Afrika aus. Wichtigste Gründe für Ausschlüsse von Holzresten Abbildung 14 zeigt, welche Schritte im Ausschlussverfahren bei Holzresten die größte Wirkung haben. Es fällt auf, dass – im Gegenzug zu den Agrarresten – die Selektionsschritte unterschiedlich restriktiv ausfallen. Bei der Auswahl von Ländern des Globalen Südens fallen hier gegenüber der globalen Menge etwa zwei Drittel der Holzreste weg, die in der FAO-Datenbank erfasst sind. Die Herstellung von Holzprodukten erfolgt in erster Linie im Globalen Norden, wo sich die Mehrheit der Forstwälder befindet. Abbildung 13: Jährlich anfallende Trockenmasse der verfügbaren umweltund sozialverträglichen Holzreste nach Kontinent und Art der Holzprodukte. 55  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen Wenn wir unsere Kriterien zur Umweltund Sozialverträglichkeit auf die gesamten Holzreste im Globalen Süden anwenden, müssen wir ein Drittel ausschließen, welches von illegal geschlagenen Bäumen stammt. Dies ist weniger als bei der entsprechenden Filterstufe für Agrarreste, was vermutlich daran liegt, dass Umweltund Sozialverträglichkeit in der Agrarproduktion mehrere Dimensionen umfasst und bei Holzprodukten mit illegalem Holzeinschlag nur eine. Von den umweltund sozialverträglichen Holzresten sind etwa 90 Prozent für Klimaschutzanwendungen verfügbar, nachdem der Teil abgezogen wurde, der in Form von Pressspanplatten recycelt werden könnte. Im Globalen Süden wird von beidem (noch) nicht ausreichend produziert, um einen wesentlichen Teil der Holzabfälle zu recyceln. Insgesamt lassen sich – unseren Prinzipien folgend – von den gesamten globalen Holzresten 19 Prozent verwenden, was ein deutlich größerer Anteil ist als die 5 Prozent der Agrarreste. Dies liegt vor allem daran, dass der Faktor Umweltund Sozialverträglichkeit fUS hier weniger selektiv wirkt. Die Unterschiede bei der Wirksamkeit des Verfügbarkeitskriteriums sind – neben vielseitigeren Nutzungsmöglichkeiten von Agrarresten – vermutlich auf unterschiedliche Verfahrensweisen zurückzuführen. Bei den Agrarresten nehmen wir für die Mehrzahl der Zeilen die Abfälle, die verbrannt werden, wodurch wir die tatsächlich nutzbaren Reste höchstwahrscheinlich unterschätzen. Bei Holzresten hingegen ziehen wir nur die Mengen ab, die sich tatsächlich durch Recycling stofflich nutzen ließen, wodurch wir die tatsächlich nutzbare Restmenge wahrscheinlich nicht unterschätzen. 6.3. Klärschlamm In den von uns untersuchten Ländern des Globalen Südens errechnen wir insgesamt knapp 10 Millionen Tonnen an trockener Klärschlammmasse pro Jahr (Stand: 2015), die sich prinzipiell zur Stromproduktion verbrennen, gasifizieren oder sogar in Biokohle verwandeln ließe. Die größten Mengen fallen dabei in Brasilien, Ägypten und Indonesien an, mit jeweils über einer Million Tonnen pro Jahr. Bei Brasilien und Ägypten handelt es sich um Länder mit großer Bevölkerung und relativ gut ausgebauter Infrastruktur, in denen die Klärschlammenge 9 beziehungsweise 14 Kilogramm pro Einwohner beträgt. In Indonesien hingegen errechneten wir nur 3 Kilogramm pro Einwohner, was auf einen geringeren Anteil an AbwäsKasten 13: Nutzung von Buschholzschnitt in Afrika Zur Gesamtfläche verbuschter Grassavannen existieren keine globalen Untersuchungen, sondern lediglich Fallstudien für einzelne Länder beziehungsweise Regionen. Wir berücksichtigen nur Südafrika und Namibia, die weltweit die größte Gesamtproduktion an Buschholz aufweisen und entsprechend untersucht wurden. In unsere Untersuchung fließt eine konservative Schätzung ein, der zufolge sich in jedem der beiden Länder jährlich knapp drei Mio. t an holziger Restbiomasse entnehmen ließen (Stafford et al. 2017, S. 4), was die betroffenen Flächen – im Sinne unserer Nachhaltigkeitsprinzipien – nur zum Teil entbuschen würde. Allerdings gibt es zum Potenzial von Buschholzschnitt unterschiedliche Angaben: Der PtX Hub geht alleine für Namibia von einem jährlichen Potenzial vom 17 Mio. t Buschholzschnitt aus (Kyriakarakos et al. 2023, 23). Abbildung 14: Menge von Restbiomassen aus der Holzproduktion, die bei jeder Filterstufe unserer Mengenabschätzung übrigbleiben, sowie prozentuale Änderung gegenüber der vorherigen Stufe Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  56 sern zurückzuführen ist, die überhaupt geklärt werden. Auf den hinteren Rängen1 nach absoluter Klärschlammenge liegen Länder wie Nigeria, die Philippinen und Bangladesch, wo der Kläranteil von Abwässern Jones et al. (2021) zufolge niedrig ist. Dies zeigt, wie groß die Unterschiede bei der Abwasserbehandlung im Globalen Süden sind. Zum Vergleich: In Deutschland filtern Kläranlagen aus Abwässern jedes Jahr ca. 20 Kilogramm Schlamm pro Einwohner (Eurostat 2023). Der Ausschluss von Ländern des Globalen Nordens wirkt sich beim Klärschlamm deutlich stärker aus als bei Agrarund Holzresten. Bei diesem Fokussierungsschritt fallen ganze 37 von 47 Millionen Tonnen weg. Dies liegt daran, dass in diesen Ländern Kanalisationssysteme weiter verbreitet sind und dass ein deutlich höherer Anteil ihrer Abwässer in Kläranlagen behandelt wird. Hierbei ist allerdings anzumerken, dass sowohl die Daten zum Volumen des geklärten Abwassers als auch die Berechnung der Klärschlammmenge lediglich auf Schätzungen basieren. Die Klärschlammmenge ermitteln wir, indem wir das von Jones et al. (2021) geschätzte Volumen geklärten Abwassers mit einem Faktor multiplizieren, der auf dem Medianwert von EU-Ländern basiert, weil für Länder des Globalen –––––––––––––––– 1 Nicht für alle Länder, die wir in der Studie betrachten, konnten Jones et al. (2021) Daten zur Menge des geklärten Abwassers schätzen. Südens keine entsprechenden Daten existieren. Allerdings ist es möglich, dass durch unterschiedliche Klärtechnik die Klärschlammenge pro Abwasservolumen in verschiedenen Ländern variiert. Auf der anderen Seite ist anzunehmen, dass die Schätzungen auf Basis des Jahres 2015 nicht mehr aktuell sind und die Klärschlammmenge mittlerweile höher liegt. Seitdem ist die Bevölkerung gewachsen – und wahrscheinlich wurde auch die Abwasserinfrastruktur in Ländern des Globalen Südens ausgebaut. 6.4. Zusammenfassung: nutzbare Restbiomassen für Klimaschutzanwendungen Abbildung 15 zeigt die Gesamtmengen aller drei Restbiomassekategorien je Kontinent. Das bevölkerungsreiche Asien bietet ein Potenzial von über 200 Millionen Tonnen nutzbarer, fester Restbiomassen. Afrika und Lateinamerika kommen je auf ungefähr 100 Millionen Tonnen an Restbiomasse pro Jahr. Bei der Zusammensetzung zeigt sich, dass Holzreste in Afrika nur eine kleine Rolle spielen, in Lateinamerika jedoch fast die Hälfte aller nutzbaren Restbiomassen ausmachen. Was die Art der Restbiomassen angeht, fällt auf, dass Agrarreste die größte Bedeutung haben, gefolgt von Holzresten. Getrockneter Klärschlamm stellt mit zwei Prozent die kleinste Menge an festen Restbiomassen. Abbildung 16 greift die Abbildung zur Vorgehensweise aus dem Methodenkapitel 2.3 wieder auf und zeigt, wie wir in mehreren Fokussierungsschritten die Menge der nutzbaren Restbiomassen schrittweise reduzieren. In der Grafik nicht dargestellt ist die Fokussierung auf feste Restbiomassen, da es zur weltwei Abbildung 15: Mengen der gesamten verfügbaren umweltund sozialverträglichen Restbiomassen nach Kontinent und im gesamten Globalen Süden. 57  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen ten Gesamtmenge von feuchten Resten (außer Klärschlamm) nur grobe Schätzungen gibt. An Lebensmittelabfällen fallen in Haushalten, im Einzelhandel sowie in der Gastronomie Schätzungen zufolge jedes Jahr 1,05 Milliarden Tonnen an (UNEP 2024, 46) und an Tierdung drei Milliarden Tonnen (FAIRR 2022). Demnach würden weltweit jährlich knapp 12 Milliarden Tonnen an Restbiomassen anfallen, von denen 7 Milliarden zu den festen Resten gehören (einschließlich getrockneten Klärschlamms). Diese 7 Milliarden Tonnen reduzieren wir in drei Schritten, so dass von ihnen lediglich gut 400 Millionen Tonnen pro Jahr übrigbleiben. Die Gesamtmenge sinkt pro Schritt entweder um die Hälfte oder in einem Fall (Faktor Umweltund Sozialverträglichkeit) sogar auf ein Viertel. Zum ökonomisch nutzbaren Potenzial können wir keine konkrete Zahl liefern, stellen in der folgenden Diskussion jedoch Überlegungen hierzu an. –––––––––––––––– 1 Der energetische Wirkungsgrad setzt die Energiemenge des Endproduktes (Strom, Kohlenwasserstoffe oder Pflanzenkohle) in Relation zur Energiemenge in der trockenen Restbiomasse. 2 Typischer Wirkungsgrad für neuere Biomasse-Kraftwerke mit direkter Verbrennung (Jenkins et al. 2019) 3 Unter der Annahme, dass der Strom ansonsten mit Braunkohle erzeugt wird, das Braunkohlekraftwerk einen Wirkungsgrad von 40 % hat (BUND 2022), eine Tonne Braunkohle 12 GJ Energie enthält und die Verbrennung von 1 t Braunkohle 1,2 t fossiles CO₂ freisetzt (Greenhouse Gas Institute 2024). Diese 418 Millionen Tonnen an fester Restbiomasse haben einen Energiegehalt von 7,73 EJ , was deutlich weniger ist als in bisherigen Schätzungen zum globalen Restbiomassenpotenzial (Kapitel 2.2). Tabelle 7 zeigt, wie sie sich für verschiedene Klimaschutzanwendungen nutzen ließen. Aus der Tabelle wird ersichtlich, dass sich mit unseren festen Restbiomassen am meisten fossiles CO2 vermeiden lässt, wenn sie in einem Kraftwerk eingesetzt werden. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn der Strom einer Region bisher ausschließlich oder weitgehend aus fossilen Quellen wie Kohle gewonnen wird. Mit Hinblick auf den Wirkungsgrad ist die Verbrennung in einem Biomassekraftwerk jedoch am ineffizientesten, weil hier viel Energie in Form von Wärme verloren geht. In Ländern, in denen Gebäude 4 Basierend auf Versuchen und Berechnungen der Solarbelt gGmbH. 5 1 t Kerosin setzt bei der Verbrennung 3,16 t CO2 frei und 1 t sonstige Kohlenwasserstoffe bei Verbrennung oder Verwitterung 2,7 t CO2. 6 Basierend auf Versuchen und Berechnungen der atmosfair gGmbH. 7 Unter der Annahme, dass der Strom ansonsten mit Braunkohle erzeugt wird, das Braunkohlekraftwerk einen Wirkungsgrad von 40 % hat (BUND 2022), eine Tonne Braunkohle 12 GJ Energie enthält und die Verbrennung von 1 t Braunkohle 1,2 t fossiles CO₂ freisetzt (Greenhouse Gas Institute 2024). Klimaschutzanwendung Gesamter energetischer Wirkungsgrad1 Gesamtmenge Endprodukte Energiegehalt Endprodukte (EJ) Energiegehalt Endprodukte (TWh) Beitrag zum Klimaschutz Verbrennung oder Gasifizierung zu Strom 30 %2 645 TWh Strom 2,32 645 spart 580 Mio. t CO2 ein3 Gasifizierung zu synthetischen Kohlenwasserstoffen4 34 % 60 Mio. t Kohlenwasserstoffe (davon 40 Mio. t Kerosin) 2,6 720 spart 180 Mio. t CO2 ein5 Pyrolyse zu Pflanzenkohle6 60 % (Kohle + Strom) 125 Mio. t Kohle + 150 TWh Strom 4,71 (Kohle + Strom) 1.315 (Kohle + Strom) bindet 350 Mio. t CO2Äquivalent langfristig im Boden + spart 135 Mio. t CO2 ein 7 Tabelle 7: Mengenpotenzial für unterschiedliche Klimaschutzanwendungen für 418 Mio. t fester Restbiomassen mit einem Energiegehalt von 7,73 EJ Verfügbarkeit von Restbiomassen ifeu  atmosfair  64 an prinzipiell geeigneten Agrarresten pro Jahr anfallen, alleine 225 davon in den USA und China.1 Dem Prinzip der konservativen Abschätzung folgend ist es besser, eine kleinere Menge zu berechnen, die dafür garantiert auf umweltund sozialverträgliche Weise nutzbar ist. Es ist aus folgenden Gründen davon auszugehen, dass tatsächlich mehr Reste nutzbar wären als wir mit unserer Studie errechnet haben: • Manche Biomassen wie Ölpalmreste und Zuckerrohrbagasse haben wir grundsätzlich als nicht akzeptabel eingestuft und von der Betrachtung komplett ausgeschlossen. Hier ließe sich jedoch auch argumentieren, dass die Verwendung von deren Restbiomassen akzeptabel ist, sofern der Anbau ökologischen Kriterien entspricht. Auch wenn es sich dabei nicht um Nahrungsmittel handelt, die für eine ausgewogene Ernährung notwendig sind. • Andere Reste wie Maisstroh und Sojaschoten bzw. -stroh wurden nur mit einem kleinen Anteil aufgenommen, welcher der direkten Nahrungsproduktion für Menschen entspricht. Es bleibt zu diskutieren, ob der Aufkauf von Restbiomassen aus dem Anbau von Futteroder Energiepflanzen einen PullFaktor für eine Ausdehnung dieser Anbaukulturen darstellt oder ob diese Restbiomassen unter bestimmten Bedingungen wie ökologischem Anbau akzeptabel wären. • Zu vielen Ländern standen weder Interviews noch Literaturquellen zu Alternativnutzungen von Restbiomassen zur Verfügung. Daher griffen wir auf Daten zur Verbrennung von Ernteresten zurück, die sicher als verfügbar einzustufen sind. Es ist jedoch davon auszugehen, dass deutlich mehr Biomassen verfügbar sind, die zwar nicht verbrannt werden, aber auch keine Alternativnutzung erfahren und beispielsweise am Feldrand verrotten. Bei der SAM-Studie zur Quantifizierung nachhaltiger Landwirtschaft handelt es sich um eine Analyse, die für sämtliche Anbaukulturen eines Landes gilt. Allerdings können sich die Anbaubedingungen zwischen unterschiedlichen Anbaukulturen desselben Landes stark voneinander unterscheiden. Auch ein und dieselbe Anbaukultur kann – je nach Land – auf mehr oder weniger umweltschonende Weise angebaut und –––––––––––––––– 1 Unter der Annahme, dass bei der und Nachhaltigkeitsund Verfügbarkeitsbetrachtung ebenfalls 10 Prozent an Restbiomassen übrigbleiben würden. verarbeitet werden, wie unter anderem am Beispiel von Baumwolle und Kaffee gezeigt (Kap. 4.1). Für eine genauere Bewertung der jeweiligen Anbaukulturen lassen sich verschiedene Nachhaltigkeitssiegel nutzen (Meier et al. 2022). Da sich die Kriterien für die einzelnen Siegel voneinander unterscheiden, sind sie als Grundlage für eine allgemeine Studie wie diese jedoch ungeeignet. Mengenpotenzial feuchter Reste Die Menge an umweltund sozialverträglichen Restbiomassen, die für Klimaschutzanwendungen zur Verfügung steht, würde noch größer ausfallen, wenn wir feuchte Reste wie Tierdung und Lebensmittelabfälle mitberücksichtigen. Die 1,25 Milliarden Tonnen aus unseren Schätzungen (Kap. 6.4) sind für den Klimaschutz vor allem als Biogas nutzbar, welches als Kochgas oder in einem Biogaskraftwerk fossile Energieträger ersetzt. Sogar für die SAF-Produktion lässt sich Biogas verwenden, da sich Methan in Methanol umwandeln lässt, welches Ausgangsmaterial für den neuartigen Methanol-to-Jetfuel-Prozess ist. Unsere Analyse ergibt eine konservative Abschätzung der global verfügbaren Gesamtmenge umweltund sozialverträglicher Restbiomassen. Wenn eine bestimmte Restbiomasse für Klimaschutzanwendungen interessant erscheint, sollte jedoch nicht unsere stark generalisierte Analyse zurate gezogen werden. Stattdessen ist es sinnvoller, eine Betrachtung des Einzelfalls vorzunehmen. Es ist möglich, dass sich eine bestimmte Anbaukultur in einer bestimmten Region durchaus als umweltund sozialverträglich einstufen lässt, obwohl sie in unserer Studie grundsätzlich als nicht akzeptabel bewertet wurde. Die Nachhaltigkeitsprinzipien aus Kapitel 3.2 mit ihren einzelnen Kriterien bieten auch für diese Einzelfallbetrachtungen einen geeigneten Katalog, um die Umweltund Sozialverträglichkeit von Restbiomassen zu überprüfen. Einen Idealfall von ökologisch und sozial hundertprozentig einwandfreien Restbiomassen wird es jedoch nicht geben, weshalb gewisse Kompromisse notwendig sind. Dafür haben nachhaltig genutzte Restbiomassen ein großes Potenzial, das Klima zu schützen und gleichzeitig die energetische Entwicklung im Globalen Süden voranzutreiben. 65  ifeu  atmosfair Verfügbarkeit von Restbiomassen 8. Literaturverzeichnis Abram, N. K., Meijaard, E., Wilson, K. A., Davis, J. T., Wells, J. A., Ancrenaz, M., Budiharta, S., Durrant, A., Fakhruzzi, A., Runting, R. K., Gaveau, D., Mengersen, K. (2017). Oil palm-community conflict mapping in Indonesia: A case for better community liaison in planning for development initiatives. 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