Klimaschutz durch nachwachsende Rohstoffe?

Wissenschaftler des Forschungszentrums Waldökosysteme untersuchen, wieviel klimawirksame Spurengase auf den Anbauflächen entstehen.

Beim Anbau nachwachsender Rohstoffe ist Vorsicht geboten. Denn je nach Produkt und Standort kann dabei viel Lachgas (Distickstoffoxid) freigesetzt werden. Insbesondere von intensiv gedüngten Kartoffeläckern können große Mengen dieses klimawirksamen Spurengases in die Atmosphäre gelangen, mitunter achtzigmal soviel wie von Brachflächen. Zu diesem Ergebnis kamen Dr. Heiner Flessa, Diplom-Agraringenieur Reiner Ruser und Professor Dr. Friedrich Beese vom Institut für Bodenkunde und Waldernährung der Universität Göttingen auf Versuchsflächen in der Nähe von München. Im Rahmen des Forschungszentrums Waldökosysteme untersuchen sie dort den Anbau nachwachsender Rohstoffe unter dem Aspekt des Klimaschutzes. Gefördert wird dieses Projekt, an dem auch Wissenschaftler der Fakultät für Agrarwissenschaften der Universität Göttingen sowie des GSF-Forschungszentrums in München beteiligt sind, von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt.

Wer an Stelle von Erdöl nachwachsende Rohstoffe wie Pflanzenöle oder Stärke verwendet, schont damit nicht nur begrenzte Ressourcen. Es wird auch weniger Kohlendioxid freigesetzt. Denn was aus nachwachsenden Rohstoffen in die Atmosphäre gelangt, bauen die Pflanzen auf dem Feld erneut in organische Substanz ein. Um in einer Ökobilanz den Einfluß auf das Klima beurteilen zu können, müssen aber auch andere Spurengase wie Lachgas und Methan berücksichtigt werden. Sie zählen ebenfalls zu den sogenannten Treibhausgasen: Einem Teil der eingestrahlten Sonnenenergie versperren sie den Rückweg ins All und verhindern dadurch - mit den Glasscheiben eines Treibhauses vergleichbar - daß es auf der Erde allzu kühl wird.

Wenn in der Atmosphäre die Konzentration der Treibhausgase zunimmt, sind langfristig drastische Auswirkungen auf das Klima zu befürchten. Von dem zusätzlichen, von Menschen verursachten Treibhauseffekt lassen sich derzeit fast zwanzig Prozent auf Methan zurückführen. Methan entsteht vor allem in sumpfigen Böden, in Reisfeldern zum Beispiel, sowie im Verdauungssystem von Kühen und anderen Wiederkäuern. Seine Konzentration in der Atmosphäre hat sich in den letzten zweihundert Jahren mehr als verdoppelt. Im Vergleich mit anderen Treibhausgasen hat Methan jedoch keine lange Lebensdauer, denn in der Atmosphäre wird es rasch abgebaut. Zudem gibt es in allen gut durchlüfteten Böden Bakterien, die Methan in ihrem Stoffwechsel verwerten.

Die untersuchten Kartoffeläcker nehmen allerdings nicht sonderlich viel Methan auf, pro Hektar und Jahr nur knapp zweihundert Gramm. Das ist nicht weniger und nicht mehr, als benachbarte Brachflächen leisten. Unter dem Aspekt des Klimaschutzes kann der Abbbau von Methan die gleichzeitige Produktion von Lachgas keineswegs ausgleichen. Zum einen sind die freigesetzten Lachgasmengen wesentlich größer, bis zu 24,6 Kilogramm pro Hektar und Jahr, zum anderen ist ein Gramm Lachgas als Treibhausgas etwa fünfmal so wirksam wie ein Gramm Methan. Derzeit macht sein Anteil am von Menschen verursachten Treibhauseffekt nur sechs Prozent aus. Doch Lachgas ist ein sehr stabiles Gas, seine Lebensdauer in der Atmosphäre wird auf 120 Jahre geschätzt. Langfristig ist deshalb zu erwarten, daß sich dort beachtliche Mengen ansammeln. Letztlich wird Lachgas zwar in der Stratosphäre zerstört. Bei diesem Prozeß entstehen jedoch Stickstoffverbindungen, die sich am Abbau der Ozonschicht beteiligen, also jene Schutzschicht zerstören, die uns vor allzu intensiver UV-Strahlung bewahrt.

Damit viel Lachgas entsteht, müssen die Böden reichlich mit Stickstoff versorgt sein. Kein Wunder, daß ein mit 150 Kilogramm Stickstoff pro Hektar recht großzügig gedüngter Kartoffelacker doppelt soviel Lachgas freisetzt wie ein mit nur 50 Kilogramm Stickstoff versorgter. Wenn der Sauerstoff knapp wird, greifen manche Bakterien auf den Sauerstoff der Nitrat-Ionen zurück. Nitrat (NO3-) wird dabei zu Lachgas (N2O) reduziert und schließlich zu molekularem Stickstoff (N2). Prinzipiell läßt sich überschüssiger Stickstoffdünger auf diese Weise problemlos entsorgen, denn molekularer Stickstoff ist mit 78 Volumenprozent ohnehin Hauptbestandteil der Atmosphäre. Doch mitunter endet die Reaktionskette schon beim Lachgas. Und wo die Räder eines Traktors den Boden verdichtet haben, setzen die Bakterien zehnmal soviel Lachgas frei wie in dem lockeren Boden der Kartoffelreihen. Obwohl die Fahrspuren nur ein Sechstel der Fläche ausmachen, stammt die Hälfte der Lachgasmenge aus diesen schlecht durchlüfteten Streifen.

Welche Schlußfolgerungen ergeben sich aus den Erkenntnissen der Göttinger Wissenschaftler? Damit beim Anbau nachwachsender Rohstoffe möglichst wenig klimaschädliche Nebenprodukte entstehen, scheint es ratsam, mit Stickstoffdünger sparsam umzugehen und den Boden gut durchlüftet zu halten. Zudem zeichnet sich ab, daß die Art der angebauten Feldfrüchte eine wichtige Rolle spielt: Auf benachbarten Weizenfeldern fanden die Forscher deutlich geringere Lachgas-Emissionen als auf den Kartoffeläckern. Ob der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen unter dem Aspekt des Klimaschutzes positiv oder negativ zu bewerten ist, hängt außerdem davon ab, was sonst mit den Ackerflächen geschehen würde. Bei der konventionellen Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln entstehen ebenfalls beträchtliche Mengen klimawirksamer Spurengase. Wenn die Wissenschaftler im dritten und letzten Projektjahr ihre Messungen noch einmal wiederholt haben, wollen sie eine genaue Bilanz der Treibhausgase erstellen und damit Grundlagen schaffen für eine umfassende Ökobilanz.


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