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17.06.2019

Monitoring: Die Vermessung der Bioökonomie

Wie gelingt der Übergang von einer erdölbasierten zu einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaft? Dazu muss der Prozess sorgfältig beobachtet und gemessen werden, um Veränderungen bewerten und steuern zu können. Dieses Dossier beleuchtet, wie in Deutschland ein Bioökonomie-Monitoring aufgebaut wird.

Monitoring der Bioökonomie
Die Entwicklung der Bioökonomie wird in Deutschland im Rahmen von drei Monitoring-Konsortien erfasst.
Quelle: 
adobestock.com/Andrea Danti

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Wozu ein Monitoring der Bioökonomie?

Die Bioökonomie hat das Potenzial, wichtige Beiträge zu einer nachhaltigen Entwicklung zu liefern, und zwar in ökonomischer, ökologischer und sozialer Hinsicht. Doch welche Entwicklungen gehen in die richtige Richtung? Und wo müssen eingeschlagene Pfade verlassen werden, weil diese sich als nicht nachhaltig erweisen? Solche Fragen lassen sich nur beantworten, wenn umfassende und zuverlässige Daten zur Nutzung natürlicher Ressourcen und den damit verbundenen Effekten vorliegen. Diese Daten zu liefern, ist Ziel des Bioökonomie-Monitorings, das gemeinsam von den Bundesministerien für Forschung, Landwirtschaft und Wirtschaft auf den Weg gebracht wurde. An seiner Umsetzung arbeiten 14 Forschungseinrichtungen.

Was ist Monitoring?

Unter Monitoring versteht man das systematische Erfassen, Messen und Beobachten eines Prozesses mithilfe geeigneter Werkzeuge. Im Falle der Bioökonomie ist dieser betrachtete Prozess die Transformation hin zu einer nachhaltigen, biobasierten und an natürlichen Kreisläufen orientierten Wirtschaftsweise. Monitoring ist auch ein wichtiges Instrument für die Innovationsanalyse und die Technikfolgenabschätzung. Ein möglichst kontinuierliches Monitoring soll eine Daten- und Wissensbasis schaffen, mit der sich Fortschritte, aber auch Fehlentwicklungen und Risiken auf dem Weg in eine Bioökonomie sichtbar machen lassen. Monitoring liefert Informations- und Entscheidungsgrundlagen, auf deren Basis politisches Handeln ausgerichtet und eine öffentliche Auseinandersetzung geführt werden kann. Zentrale Werkzeuge für ein Monitoring sind Indikatoren – Messgrößen, die empirische Daten zusammenfassen.

Bioökonomie ist „die wissensbasierte Erzeugung und Nutzung biologischer Ressourcen, um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems bereitzustellen“ (Bioökonomierat 2018). Allein diese Definition macht deutlich: Bioökonomie ist ein komplexes Querschnittsthema, das wirtschaftliche, soziale und ökologische Dimensionen hat.

UN-Nachhaltigkeitsziele als übergeordneter Maßstab

Die Bioökonomie verfolgt die Vision einer an natürlichen Stoffkreisläufen orientierten, nachhaltigen, biobasierten Wirtschaft. Ihre Ziele sind die Sicherung der globalen Ernährung und die Entwicklung nachhaltiger industrieller Wertschöpfungsketten auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Es geht um einen Strukturwandel, der ökonomisches Wachstum und ökologische Verträglichkeit miteinander verknüpft und gleichzeitig soziale Belange beachtet. Die übergeordnete Orientierung hierfür bieten die Ziele der UN-Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals – SDGs). Mehrere dieser 17 Ziele haben direkte Relevanz für die Bioökonomie, etwa SDG 2 (Kein Hunger), SDG 12 (Verantwortungsvolle Konsum- und Produktionsmuster) oder SDG 13 (Klimaschutz).

Die 17 UN-Nachhaltigkeitsziele
Quelle: 
17ziele.de

Die 17 UN-Nachhaltigkeitsziele (Sustainable Development Goals - SDGs) sind die Richtschnur für den Aufbau eines Bioökonomie-Monitorings.

Der tiefgreifende Wandel zu einem nachhaltigen, biobasierten Wirtschaften geht zwangsläufig mit zahlreichen Veränderungen und Herausforderungen einher. Die Nationale Politikstrategie Bioökonomie von 2013 formuliert ein Bündel an Zielen und Leitgedanken, deren erfolgreiche Umsetzung mithilfe eines Monitorings überprüft werden soll. Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Bioökonomie liefert das Monitoring eine wichtige Informations- und Entscheidungsgrundlage: Es hilft, frühzeitig Wechselwirkungen und potenzielle Zielkonflikte zu erkennen und gegenzusteuern. Durch ein Monitoringsystem will die Bundesregierung eine informierte politische und öffentliche Debatte sicherstellen.

Positive Effekte und unerwünschte Nebenwirkungen sichtbar machen

Das Konzept Bioökonomie setzt auf die stärkere Nutzung biologischer Ressourcen wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen in allen Lebensbereichen. Beispiele dafür sind Naturbaustoffe, biobasierte Materialien und Werkstoffe, Nutzpflanzen wie Raps oder Mais als Lieferanten von Lebens- und Futtermitteln oder als Energielieferant sowie die Herstellung biobasierter Chemikalien ohne Erdöl. Mithilfe der neuen bioökonomischen Wirtschaftsweise sollen die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen wie Erdöl, Kohle und Gas reduziert, weniger Treibhausgase ausgestoßen und der Klimawandel gebremst werden. Außerdem soll die Bioökonomie helfen, Antworten darauf zu finden, wie eine wachsende Weltbevölkerung langfristig und nachhaltig ernährt werden kann.

Trotz und auch gerade wegen dieser positiven Zielsetzungen ist es sehr wichtig, die Auswirkungen der Maßnahmen, die im Rahmen der Bioökonomie umgesetzt werden, genau zu beobachten. Denn die vergangenen Jahre haben gezeigt, dass die verstärkte Nutzung biologischer Ressourcen auch unerwünschte Nebenwirkungen haben kann. Die Abholzung von Regenwäldern zugunsten von Anbauflächen führt zu Verlusten der Biodiversität und zu vermehrten Klimagas-Emissionen. Auch die Tank-Teller-Problematik bei Biokraftstoffen der ersten Generation, bei der Treibstoff aus Energiepflanzen in direkter Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stand, gehört in diese Reihe.

Zielkonflikte erkennen und abmildern

Die Ausweitung von Anbauflächen geht oftmals auf Kosten natürlicher Ökosysteme und führt zum Verlust von Biodiversität. Solche Verdrängungseffekte können auch indirekt wirksam werden. Die Nachfrage nach biobasierten Produkten in Deutschland kann dazu führen, dass im Ausland Flächen umgewandelt werden. Sie stehen der lokalen Bevölkerung dann nicht mehr zur Verfügung. Eine biobasierte Wirtschaftsweise ruft ökologische, soziale und wirtschaftliche Veränderungen hervor, die im Vorfeld bestmöglich durchleuchtet und durchdacht werden sollten, damit sie dem Anspruch gerecht werden, eine nachhaltige Alternative darzustellen. Es gilt daher, Zielkonflikte rechtzeitig zu erkennen, abzumildern oder aufzulösen.

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Von Indikatoren und Fußabdrücken

Das Monitoring der Bioökonomie soll unter anderem Aussagen dazu liefern, ob biobasierte Rohstoffe und Verfahren nachhaltig eingesetzt werden. Doch wann kann ein Produkt oder ein Produktionsverfahren als mehr oder weniger nachhaltig bezeichnet werden? Wie lässt sich Nachhaltigkeit messen?
An dieser Stelle kommen Indikatoren ins Spiel – Messgrößen, die empirische Daten zusammenfassen, um Zustände und Entwicklungen in verständlicher Form abzubilden. Wenn man beispielsweise zusammenrechnet, wie viel Treibhausgase durch die Gewinnung der Rohstoffe, die Produktion, die Verwendung und die Entsorgung eines Produkts freigesetzt werden, erhält man eine Maßzahl, um die Klimawirkung unterschiedlicher Produkte vergleichen zu können. Ein Indikator macht einen komplexen, nicht direkt beobachtbaren Sachverhalt mithilfe geeigneter Kriterien messbar. An Indikatoren kann man ablesen, wie erfolgreich zuvor festgelegte Ziele erreicht wurden. Sie helfen bei der Beantwortung von Fragen wie: Wo gibt es Fortschritte und Rückschläge auf dem Weg in eine Bioökonomie?

Für das Monitoring der Bioökonomie werden als Leit-Indikatoren sogenannte Ressourcen- und Klima-Fußabdrücke berechnet. Sie zeigen an, welche Menge an natürlichen Ressourcen von Menschen verbraucht wird. Nachhaltigkeitsforscher verwenden verschiedene Fußabdruck-Konzepte als Anzeiger für den Ressourcenverbrauch.

Fußabdrücke als Indikatoren für den Ressourcenverbrauch und die Klimabelastung im Überblick

Der Land-Fußabdruck stellt den Umfang der landwirtschaftlichen Anbaufläche im In- und Ausland dar, die durch den Konsum agrarischer Güter in Deutschland belegt wird.

Der Forst-Fußabdruck gibt Auskunft über die globale Nutzung forstwirtschaftlicher Ressourcen durch Industrie und Haushalte in Deutschland.

Der Wasser-Fußabdruck gibt an, welche Wassermenge für die Produktion der in Deutschland verbrauchten Güter und Dienstleistungen benötigt wird.

Der Material-Fußabdruck wiederum gibt Auskunft über den Rohstoffaufwand der konsumierten Produkte entlang ihres Lebenszyklus.

Der Treibhausgas-Fußabdruck bezeichnet die Gesamtmenge an Treibhausgas-Emissionen (z. B. CO2), die mit einem Produkt oder einer Dienstleistung in Zusammenhang stehen. Er wird im Projekt SYMOBIO auch auf den Verbrauch biomassebasierter Güter in Deutschland bezogen.

Eine zentrale Herausforderung beim Aufbau eines Bioökonomie-Monitorings ist es, Indikatoren zu identifizieren, mit deren Hilfe sich ermitteln lässt, zu welchem Grad bestimmte Nachhaltigkeitsziele erreicht werden. Wichtiger Orientierungsrahmen für die Wissenschaftler bilden die 2015 mit der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung beschlossenen Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen (Sustainable Development Goals – SDGs). Die Agenda 2030 umfasst 17 Leitziele und 169 dazugehörige Unterziele für eine nachhaltige globale Entwicklung, von denen mehrere direkte Relevanz für die Bioökonomie haben. Zudem wurde eine Auswahl an Indikatoren identifiziert, mit denen sich die Umsetzung der SDGs auf nationaler Ebene erfassen und auf internationaler Ebene vergleichen lässt. Die SDG-Indikatoren bilden den Ausgangspunkt für die vom BMBF geförderten Projekte SYMOBIO und BEPASO, die sich mit Indikatoren für ein Bioökonomie-Monitoring in Deutschland beschäftigen (siehe Kapitel 6).

In einem Arbeitspapier mit dem Titel „Indikatoren zur Bewertung der Nachhaltigkeit der deutschen Bioökonomie“ stellen die Kasseler Wissenschaftler Vincent Egenolf und Stefan Bringezu das erarbeitete Indikatorensystem vor. Inzwischen wurde der Beitrag auch im Fachjournal „Sustainability“ veröffentlicht. Das Indikatorsystem basiert auf der Analyse der verschiedenen politischen Strategien sowie der Sachstandsberichte (siehe Kapitel 3) und vorläufigen Ergebnisse. Maßgeblich für die Definition von Indikatoren sind die in der folgenden Grafik dargestellten 21 Leitziele. Sie lassen sich den drei Säulen der Nachhaltigkeit zuordnen: Ökologie, Ökonomie und Gesellschaft. Manche von ihnen haben Bedeutung für zwei oder sogar alle drei Dimensionen. Jedem Leitziel werden Kriterien, die relevanten SDGs und Indikatoren zugeordnet. Ein Beispiel: In der Säule zur ökologischen Nachhaltigkeit findet sich das Leitziel „Beitrag zum Klimaschutz“. Die hierfür relevanten Kriterien sind der „Ausstoß klimawirksamer Gase“ und „Kohlenstoffspeicher“. Das Leitziel „Beitrag zum Klimaschutz“ trägt bei zu den Nachhaltigkeitszielen Bekämpfung des Klimawandels (SDG 13), nachhaltige Konsum- und Produktionsweise (SDG 12) und nachhaltige Industrialisierung (SDG 9). Der konkrete Indikator ist die Menge und Art der Treibhausgasemissionen.

Indikatoren für ein Bioökonomie-Monitoring
Quelle: 
Egenolf und Bringezu 2018

Leitziele der Bioökonomie im Überblick. Sie sind den drei Säulen der Nachhaltigkeit zugeordnet.

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Ein Bioökonomie-Monitoring für Deutschland

Wie kann hierzulande ein geeignetes Bioökonomie-Monitoring aufgebaut werden? Im Rahmen der 2013 veröffentlichten Nationalen Politikstrategie Bioökonomie wurde der Aufbau einer Interministeriellen Arbeitsgruppe Bioökonomie (IMAG) beschlossen, die sich auch mit der Frage befasst, wie ein Monitoring und eine Folgenabschätzung aussehen könnten. Drei Bundesministerien – das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) – arbeiten eng zusammen und haben wichtige Forschungsprojekte auf den Weg gebracht. Deren Aufgabe ist es, Kriterien und Indikatoren zu entwickeln, um möglichst alle Dimensionen der Bioökonomie messbar zu machen.

Berichte loten Wissensstand aus

Von besonderer Wichtigkeit ist die Frage, wie sich Nachhaltigkeit erkennen und messen lässt, um eine Datengrundlage für politische strategische Entscheidungen zur Bioökonomie zu schaffen. Um die zu beantwortenden Fragen und die methodischen Herausforderungen auszuloten, wurden zunächst drei Sachstandsberichte über vorhandene Grundlagen und Beiträge für ein Monitoring der Bioökonomie in Auftrag gegeben. Das Deutsche Biomasseforschungszentrum (Adler et al. 2015), das Institut für Weltwirtschaft (Delzeit et al. 2015) und das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie (O’Brien et al. 2015) haben den Stand des Wissens zusammengefasst und Empfehlungen formuliert. Die erste Studie beschäftigt sich mit der Ressourcenbasis und der Nachhaltigkeit der Rohstoffe der Bioökonomie, die zweite Studie mit den wirtschaftlichen Kennzahlen und die dritte mit der ganzheitlichen, systemischen Betrachtung und Modellierung des Ausbaus der Bioökonomie.

Komplexe Verflechtungen berücksichtigen

Eine wesentliche Erkenntnis der drei Studien: Ein Monitoring muss sich auf relevante Datensätze und Modelle stützen, die die vielschichtigen Verflechtungen und Zusammenhänge der Bioökonomie verständlich und möglichst übersichtlich aufzeigen. Was die Wertschöpfungsketten der Bioökonomie so komplex macht: Es geht sowohl um die Art der Rohstoffe als auch um innovative Verfahren, die auf der Anwendung biologischen Wissens beruhen. Die Wertschöpfungsketten erstrecken sich von der Produktion von Nahrungsmitteln und nachwachsenden Rohstoffen und ihrer Verarbeitung in unterschiedlichsten Industriezweigen bis zum Konsum in den Haushalten. Darüber hinaus spielt die Verwertung von Reststoffen und vermeintlichen Abfällen eine wichtige Rolle für eine ressourcenschonende und nachhaltige Wirtschaftsweise.

Hinzu kommen biotechnologische Verfahren und Dienstleistungen, die an ganz verschiedenen Stellen in der Industrie eingesetzt werden und für die Wertschöpfung in einem Hochtechnologieland wie Deutschland eine wachsende wirtschaftliche Bedeutung haben. Eine große Herausforderung ist es zudem, die Grenze zwischen biobasierten und nicht-biobasierten Produktionsverfahren zu ziehen und dazu entsprechende Daten zu gewinnen oder vorhandene auseinanderzudividieren. Auch sind die Wertschöpfungsketten keine geschlossenen Systeme, da insbesondere in der Bioökonomie sogenannte Neben- und Kuppelprodukte wichtig sind. Für ein Bioökonomie-Monitoring auf nationaler Ebene sind zudem die internationalen Verflechtungen der hiesigen Wirtschaft mit anderen Regionen der Welt wichtig.

Drei Projektkonsortien gestartet

Im Jahr 2016 stellte die IMAG die Weichen für den Aufbau des Bioökonomie-Monitorings in Deutschland. Dazu wurden drei Projektkonsortien gestartet, die jeweils von einem beteiligten Bundesministerium gefördert werden.

Die drei Projektkonsortien zum Bioökonomie-Monitoring im Überblick

Rohstoffströme: Das Thünen-Institut, eine Ressortforschungseinrichtung des Bundeslandwirtschaftsministeriums, fokussiert auf die Urproduktion in Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei und verfolgt ausgewählte Stoffströme bis zur ersten Verarbeitungsstufe. Das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) ist zuständig für Daten zu biogenen Nebenerzeugnissen, Rest- und Abfallstoffe und deren Nutzung.

Wirtschaftliche Kennzahlen: Das ifo Institut – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung an der Universität München entwickelt mit drei Partnern im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums Methoden, um den bioökonomischen Anteil an Produkten und wirtschaftlichen Sektoren der verarbeitenden Industrie zu ermitteln.

Systemisches Monitoring: Das Center for Environmental Systems Research der Universität Kassel koordiniert das vom Bundesforschungsministerium geförderte Konsortium SYMOBIO, bei dem die gesamte Bioökonomie in Deutschland – einschließlich der Konsumseite – abgebildet werden soll.

Die drei Projektkonsortien sollen wissenschaftliche Grundlagen legen, Daten erheben und relevante Indikatoren entwickeln, die möglichst alle Dimensionen der Bioökonomie messbar machen und Zusammenhänge abbilden können. Die drei folgenden Kapitel dieses Themendossiers stellen die Arbeit der Konsortien im Detail vor.

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Die Rohstoffbasis: Biomasse-Stoffströme erfassen

Biomasse ist der Rohstoff der Bioökonomie. Doch welche Wege nehmen biobasierte Ressourcen im Wirtschaftskreislauf? Welche Arten von Biomasse werden erzeugt? Für welche Zwecke werden sie verwendet? Und wie verändert sich die Bioökonomie in Deutschland? Hier existieren Wissenslücken, die für ein aussagekräftiges Monitoring geschlossen werden sollen. Dafür müssen neue Datenquellen erschlossen oder geeignete methodische Herangehensweisen entwickelt werden.

Ein vom Thünen-Institut geleitetes Projekt konzentriert sich auf die Biomasse-Produktion und die Stoffströme in der Agrar- und Forstwirtschaft und der Fischerei bis hin zur ersten Verarbeitungsstufe. Das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) erfasst in einem weiteren Projekt die Rest- und Abfallstoffe in Deutschland. Ziel beider Projekte ist es, vollumfängliche Bilanzen und handhabbare Indikatoren zu entwickeln, die Daten zu aussagekräftigen Kennzahlen für ein Bioökonomie-Monitoring bündeln können.

Bei den agrarischen Rohstoffen gestaltet sich die Datenverfügbarkeit sehr unterschiedlich. So sind Zahlen zur Biomasse-Erzeugung und zum unmittelbaren Verbleib der Rohstoffe dank kontinuierlicher Marktbeobachtungen und amtlicher Datenquellen vergleichsweise gut erfasst. Die wichtigste Datenquelle für die Bestimmung der biobasierten Anteile von Wirtschaftszweigen ist die Material- und Wareneingangserhebung (MWE) des Statistischen Bundesamts. Es bleibt jedoch eine Herausforderung, für fertige Produkte – insbesondere solchen auf höheren Verarbeitungsstufen – zurückzuverfolgen, welche Rohstoffe eingesetzt wurden und woher diese stammen. Die amtliche Statistik erhebt nur die Gesamtmengen, beispielsweise an Kunststoffen oder Schmierstoffen, sie weist aber die biobasierten Anteile nicht getrennt aus. Zudem sind die Anteile von chemischen und biobasierten Produktionsverfahren für eine Gruppe von Produkten nicht immer einfach zu bestimmen. Die für ein Bioökonomie-Monitoring relevanten Daten lassen sich somit nur schwer erfassen.

Ziel des Projektkonsortiums ist es, zunächst ausgewählte biobasierte Stoffströme von der Produktion bis zum Endverbrauch darzustellen. Gleichzeitig sollen Ein- und Ausfuhren und die Verwendung von Reststoffen berücksichtigt werden. „Wir haben mittlerweile umfassende Stoffstrom-Analysen für beispielhafte Agrarrohstoffe wie Getreide, Ölsaaten, Zucker, Palmkernöl und Milch erstellt“, sagt Projektkoordinator Sascha Weber vom Thünen-Institut für Marktanalyse. Auch für Holz arbeiten die beteiligten Wissenschaftler an einem umfassenden Stoffflussmodell. Ebenso analysieren die Thünen-Forschenden Stoffströme für Aquakultur- und Fischerei-Erzeugnisse. Das Projekt zum „Aufbau eines systematischen Monitorings der Bioökonomie – Dimension 1: Ressourcenbasis und Nachhaltigkeit“ wird vom BMEL mit 446.000 Euro gefördert und vom Thünen-Institut mit Hauptsitz Braunschweig geleitet. Das Projekt läuft noch bis Februar 2020.

Neben der Quantifizierung von Stoffströmen ist es ein weiterer Auftrag des Projekts, eine sektorale und sektorübergreifende Nachhaltigkeitsbewertung aufzusetzen. Dabei sollen die biobasierten Stoffströme für die gesamte Produktionskette bis hin zur End-of-Life-Phase untersucht und dadurch ermittelt werden, was die Bioökonomie zur Erreichung der deutschen Nachhaltigkeitsziele beiträgt. Das zu entwickelnde Konzept soll ermöglichen, die Stoffströme miteinander zu vergleichen und so Problemfelder frühzeitig zu erkennen. Weiterhin ist geplant, dass auch neue technologische Entwicklungen langfristig berücksichtigt werden.

„Gerade bei den Biomasse-Reststoffen war das Bild jedoch noch sehr lückenhaft“, sagt André Brosowski vom DBFZ. Zwar hatte die Leipziger Forschungseinrichtung im Jahr 2015 in einer Meta-Studie Daten aus verschiedenen Quellen zu biogenen Rest- und Abfallstoffen gesammelt, vereinheitlicht und so vergleichbar gemacht. Für ein Reststoff-Monitoring war es aber nötig, die Daten aus vielen verschiedenen Sektoren zusammenzuführen. Das ist dem Team um Brosowski im Verlauf des Projekts gelungen – das Ergebnis steht der Öffentlichkeit nun zur Verfügung: Seit Ende 2018 ist unter webapp.dbfz.de eine erste Version einer interaktiven Ressourcendatenbank online, mit der man Biomasse-Reststoffströme für verschiedene Industriesektoren und Biomasse-Typen recherchieren kann. Die Webseite ermöglicht auch eine Impact-Analyse, mit der die Relevanz einzelner oder mehrerer Reststoffe für verschiedene Anwendungen dargestellt wird. Auf diese Weise ist es aktuell beispielsweise möglich zu erfahren, welche Bedeutung noch nicht mobilisierte Reststoffe als Biomethan im Verkehrssektor haben könnten. Weitere Anwendungskontexte sind bereits in der Entwicklung. Der Projektteil zum „Biomasse-Reststoffmonitoring“ des Dimension 1-Projektkonsortiums wird vom BMEL mit 380.000 Euro gefördert und wurde im März 2019 abgeschlossen. Die Ergebnisse des Projekts sind im Fachjournal „Biomass and Bioenergy“ veröffentlicht worden.

 

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Volkswirtschaftliche Kennzahlen ermitteln

Die Erhebung des bioökonomischen Anteils innerhalb von Wirtschaftssektoren ist eine unverzichtbare Grundlage, um volkswirtschaftliche Kennzahlen wie die Wertschöpfung und die Beschäftigungseffekte der Bioökonomie errechnen zu können.

Ziel des vom Bundeswirtschaftsministerium beauftragten Projektkonsortiums ist es, Werkzeuge zu entwickeln, mit deren Hilfe sich die Bioökonomie unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten beschreiben lässt. Koordiniert wird diese zweite Dimension des Bioökonomie-Monitorings in Deutschland vom ifo Institut – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung an der Universität München.

Konkret sollen wirtschaftliche Kennzahlen der Bioökonomie wie Umsatz, Wertschöpfung oder Beschäftigtenzahlen bereitgestellt werden. Dafür müssen sowohl die Produktion, die Verarbeitung und der Handel mit Produkten aus biologischen Rohstoffen erfasst werden als auch die Wertschöpfung durch biobasierte Herstellungsverfahren und die Anwendung biologischen Wissens – und zwar für möglichst alle Wirtschaftssektoren.

„Dabei orientieren wir uns an der Statistischen Systematik der Wirtschaftszweige in der EU, dem NACE-Klassifizierungssystem“, sagt Projektleiter Johann Wackerbauer vom ifo Institut.  

Zentrale Schwierigkeit ist auch in diesem Projekt, geeignete Datenquellen zu identifizieren, die biobasierte Anteile an Wertschöpfungsketten erfassen. „Für den Nahrungsmittelsektor fällt das vergleichsweise leicht, denn dieser ist nahezu vollständig biobasiert“, sagt Wackerbauer. Anders sieht es in Wirtschaftszweigen wie der chemischen Industrie aus. In den gängigen Wirtschaftsstatistiken liegen meist keine hinreichend aufgegliederten Daten vor. Nach der Verarbeitung biobasierter Roh- oder Reststoffe zu chemischen Grundstoffen ist bei deren Weiterverarbeitung oft nicht mehr feststellbar, ob die verarbeiteten Stoffe aus biologischen oder fossilen Quellen stammen.

In den meisten Fällen trägt ein Unternehmen nicht zu 100 % zur Bioökonomie bei, sondern nur anteilig. In diesen Fällen kann der biobasierte Anteil mithilfe einer Verknüpfung von Wirtschaftszweigsystematik und Güterklassifikation ermittelt werden. „Wir stützen uns zudem auf Schätzungen, Literaturrecherchen und Experteninterviews, um Datenlücken zu schließen“, erläutert Wackerbauer.

Als wichtiges Werkzeug, in dem die gesammelten Informationen zusammengeführt werden, haben die Wissenschaftler Berichtsblätter entwickelt. Darin wird unter anderem der relevante Indikator beschrieben, die Datenquelle wird erläutert und es wird aufgeführt, welche Wirtschaftszweige erfasst werden und welche Datenlücken es gibt. Die Indikatoren sollen drei Themenfeldern zugeordnet werden: Allgemeine ökonomische Indikatoren, Innovationsindikatoren sowie Indikatoren für Biomasseaufkommen und -verwendung.

Die Innovationsindikatoren sollen die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in der Bioökonomie abbilden. Dazu werden alle Patente in relevanten Sektoren untersucht und auf ihre Relevanz für die Bioökonomie geprüft. Ersten Ergebnissen zufolge weisen vor allem die Bereiche Pharma, Chemie und Maschinenbau in ihren Patenten einen großen Bezug zur Bioökonomie auf. Eine weitere relevante Frage, die das Projektteam untersucht: In welchen Sektoren findet Substitution statt, wo werden also immer mehr biogene anstelle von fossilen Rohstoffen verwendet? Zur Beantwortung dieser Frage werden – unter anderem – im weiteren Projektverlauf Produktionsdaten innovativer, biobasierter Produkte erfasst und Literaturauswertungen von Lebenszyklusanalysen durchgeführt. Die erarbeiteten Methoden und Indikatoren werden am Beispiel der chemischen Industrie und der Kunststoffindustrie im Rahmen von Fallstudien für einzelne Teilbereiche erprobt. Bewährt sich der „Werkzeugkasten“ der Wirtschaftswissenschaftler, soll er auch für alle weiteren Wirtschaftszweige der Bioökonomie angewandt werden.

Im März 2019 kommt das Projekt „Aufbau eines systematischen Monitorings der Bioökonomie – Dimension 2 – Ermittlung wirtschaftlicher Kennzahlen“ zum Abschluss.

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Die Bioökonomie ganzheitlich betrachten

Das dritte Projektkonsortium zum Bioökonomie-Monitoring in Deutschland hat das Ziel, die Datenquellen und Werkzeuge aus den insgesamt drei Verbundprojekten zusammenzuführen und somit eine Gesamtbilanz der ökologischen und sozioökonomischen Auswirkungen der Bioökonomie für Deutschland zu ziehen.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Forschungskonsortium trägt das Kürzel SYMOBIO (Systemisches Monitoring und Modellierung der Bioökonomie). In dem Verbund haben sich acht Forschungspartner zusammengeschlossen. Koordiniert wird das Projekt von Stefan Bringezu, Professor für Nachhaltiges Ressourcenmanagement und Direktor am Center for Environmental Systems Research (CESR) der Universität Kassel.„Wir wollen den Überblick über die Bioökonomie zurückgewinnen, indem wir das ganze System betrachten und nicht nur einzelne Produkte“, erläutert Bringezu.

In SYMOBIO arbeiten die Wissenschaftler deshalb daran, die Treiber für wichtige Trends der Bioökonomie zu quantifizieren. „Wir ermitteln die Ressourcen-Inanspruchnahme und die Klimawirkungen im In- und Ausland und versuchen, künftige Trends unserer Fußabdrücke ebenso wie sozioökonomische Auswirkungen der deutschen Bioökonomie zu bestimmen“, so Bringezu.

Der Kern des Projektes ist eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung der Bioökonomie. Sie soll Anhaltspunkte liefern, inwieweit die Erwartungen von Politik, NGOs und Wirtschaft an die Bioökonomie erfüllt werden. In einem ersten Schritt wurden daher die Erwartungen verschiedener Akteure (Politik, Wirtschaft, Nichtregierungsorganisationen und Wissenschaft) an die Bioökonomie ausgelotet. Zusätzlich wurden die verschiedenen politischen Strategiepapiere unter die Lupe genommen und deren Zielsetzungen analysiert.

Von übergeordneter Bedeutung sind die Nachhaltigkeitsziele der Agenda 2030 der UN. In Workshops wurden diese Nachhaltigkeitsziele von deutschen Akteuren priorisiert. Ein Beitrag im Fachjournal „Sustainability“ fasst die Ergebnisse der Workshops zusammen.

Das Ergebnis: Als vorrangig wurde erachtet, dass die deutsche Bioökonomie nicht nur zur Verringerung des Hungers in der Welt, sondern auch zum Klimaschutz beiträgt und die Ökosysteme in anderen Regionen nicht schädigt. Damit war klar, dass der Bestimmung des Land-, Forst-, Wasser- und Klimafußabdrucks der deutschen Bioökonomie große Bedeutung beigemessen wird. Für die Bioökonomie trendbestimmende Faktoren wie Ernährungsmuster oder landwirtschaftliche Produktionssysteme werden in die Gesamtanalyse aufgenommen.

Der Blick auf internationale Entwicklungen ist für das Projekt von großer Bedeutung. Dafür kommt ein breiter Mix an Methoden zum Einsatz. Die Forscher verknüpfen Datensätze aus Stoffstrom-Modellen, Input-Output-Datenbanken, ökonometrischen Modellen und Modellen für die Land- und Wassernutzung. Um die physischen Außenhandelsverflechtungen abzubilden, verwenden die SYMOBIO-Forscher zum Beispiel die multi-regionale umwelterweiterte Input-Output-Datenbank EXIOBASE. Diese wird verschränkt mit den globalen Modellen LandSHIFT und WaterGAP3, welche räumlich aufgelöst für alle Kontinente die Landnutzung bzw. die Wassernutzung darstellen. „Dadurch kann beispielsweise der Wasserfußabdruck abgebildet werden, den deutsche Konsumenten von Textilien in Usbekistan beim dortigen Baumwollanbau hinterlassen, mit einer Risikoabschätzung nach der jeweiligen Wasserknappheit in der Region“, erläutert Bringezu.

Andere Fragen des Konsortiums sind: Inwieweit steht der steigende Einsatz agrarischer Rohstoffe und die damit verbundene wachsende Flächenumwandlung in tropischen Regionen in Einklang mit den Zielen der UN-Konvention zum Schutz der Biodiversität? Wie viel Prozent des weltweiten Ackerlands nutzen die Deutschen für ihren Konsum und welchen Einfluss nehmen sie damit auf die Umwelt weltweit? Auch die steigende Nachfrage nach Holz wird mit dem Wachstum der Wälder im In- und Ausland verglichen, um zu ermitteln, welche Mengen nachhaltig geerntet werden können. Zudem wird geprüft, inwieweit die in Zertifizierungsverfahren und bei der Produktökobilanzierung erhobenen Daten und Indikatoren für ein Monitoring verwendet werden können.

Am Ende der Projektarbeit – im Februar 2020 – soll zusammen mit den Ergebnissen der beiden anderen Konsortien ein Pilotbericht für ein Monitoring vorgelegt werden. Auf der SYMOBIO-Webseite wird es dann einen interaktiven Bereich geben, wo spielerisch mehr über die Bioökonomie zu erfahren ist. Gefördert wird das Projekt SYMOBIO vom BMBF mit insgesamt 3 Mio. Euro.

Statuskonferenzen und Pilot-Monitoring-Bericht bis 2020

2020 soll ein Monitoring-Pilotbericht über die Bioökonomie vorgelegt werden. Auf dem Weg dorthin finden regelmäßige Statuskonferenzen statt, in denen die Zwischenergebnisse öffentlich zur Diskussion gestellt werden. Auf der Statuskonferenz im März 2018 wurden die ersten Ergebnisse mit mehr als hundert Expertinnen und Experten sowie Interessierten aus Forschung, Wirtschaft, Politik, Verbänden und Zivilgesellschaft diskutiert (die Präsentationen können hier eingesehen werden). Die zweite Statuskonferenz ist für September 2019 geplant.

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Bioökonomie-Monitoring in Europa und weltweit

Auch auf EU-Ebene ist das Monitoring der Bioökonomie ein vieldiskutiertes Thema. Im Herbst 2018 wurde die neue Europäische Bioökonomiestrategie beschlossen, mit der die erstmals 2012 vorgestellte Strategie umfassend überarbeitet und aktualisiert wurde. Zu den darin beschlossenen Maßnahmenpaketen zählt auch der Aufbau eines EU-weiten, international kohärenten Monitoring-Systems, mit dem sich ökonomische, ökologische und soziale Fortschritte hin zu einer nachhaltigen Bioökonomie erfassen lassen. Wichtige Aspekte sind hier ein Monitoring der Biodiversität, von Ökosystemen und Ökosystemdienstleistungen, um die ökologischen Grenzen der Bioökonomie besser zu verstehen.

Auch im 2017 veröffentlichten European Bioeconomy Stakeholder Manifesto wird ein verbessertes Monitoring in der Bioökonomie gefordert. Um mehr Informationen zur Bioökonomie zu gewinnen, hatte die Europäische Union bereits 2013 das „Bioeconomy Observatory“ ins Leben gerufen. Das Observatory wurde geschaffen, um die komplexen Beziehungen zwischen den verschiedenen Bioökonomie-Sektoren aufzuzeigen sowie Daten zu sammeln und verfügbar zu machen. Das Bioeconomy Observatory wurde 2017 durch das Bioeconomy Knowledge Center ersetzt. Der Auftrag ist derselbe geblieben: Wissen zur Bioökonomie bündeln und dieses für die interessierte Öffentlichkeit zugänglich machen.

Darüber hinaus gab und gibt es einige Projekte, die sich mit dem Monitoring der Bioökonomie auseinandersetzen. Das europäische Projekt „Systems Analysis Tools Framework for the EU Bio-Based Economy Strategy“ (SAT-BBE) veröffentliche 2013 eine Studie zu Indikatoren für ein Monitoring der Bioökonomie. Die Studie hält fest, dass es sehr gute Datenerhebungen zur Produktion, zum Konsum und Handel von agrarischen Produkten gibt. Schlechter ist die Datenverfügbarkeit zur Menge an Reststoffen, Abfällen und biobasierten Produkten. So gibt es beispielsweise nur sehr wenige Daten zum Umsatz und den Beschäftigungszahlen für die Produktion von Bioenergie. Ein weiteres Problem ist, dass viele existierende Statistiken bei den Produkten nicht nach biobasiertem und nicht-biobasiertem Rohstoffanteil differenzieren. Auch mit Blick auf die Entwicklung neuer, innovativer Märkte besteht Erhebungsbedarf.

Weitere europäische Initiativen in diesem Feld sind die Projekte MontBioeco I, in dem eine Übersicht zu Bioökonomie-Monitoringaktivitäten in den EU-Mitgliedstaaten erstellt wurde, und DIABOLO, in dem sich Experten aus 25 EU-Ländern austauschen, um ein Bioökonomie-Monitoring mit Fokus Forstwirtschaft aufzubauen.

Im Juni 2018 ist das europäische Konsortium BioMonitor mit dem Ziel gestartet, in den kommenden vier Jahren eine Statistik- und Modellierungsplattform für die europäische Bioökonomie zu entwickeln. Insgesamt sind 18 Partner aus zehn Ländern beteiligt. Deutsche Partner sind die Technische Universität München, das Thünen-Institut und das nova-Institut. Koordiniert wird BioMonitor von der Universität Wageningen in den Niederlanden. Insgesamt stellt die EU 6 Mio. Euro Fördermittel bereit.

Auf internationaler Ebene nimmt die Welternährungsorganisation (FAO) eine wichtige Rolle in der Debatte um ein Monitoring ein. In einer sehr anschaulichen Grafik stellt die Organisation die Chancen und Risiken der Bioökonomie im Kontext der UN-Nachhaltigkeitsziele (SDGs) dar. So sieht die FAO beispielsweise im Hinblick auf SDG 7 (Bezahlbare und saubere Energie), dass Bioenergie zwar den Zugang zu neuen Energiedienstleistungen ermöglichen und zur CO2-Reduzierung beitragen kann, aber gleichzeitig auch den Wettbewerb um fruchtbaren Boden für Nahrungsmittel verschärfen kann. Im Hinblick auf SDG 2 (Ernährung sichern) wird festgehalten, dass Bioökonomie Anreize für nachhaltige Ertragssteigerungen, mehr Ernährungssicherheit und Investitionen in die Landwirtschaft setzt, aber auch den Wettbewerb um Biomasse für Nahrung verschärfen kann. Ein weiterer Hinweis auf das Engagement der FAO ist die Beteiligung der Organisation an der BioFuture Platform, einem Zusammenschluss von 20 Staaten, der das Ziel verfolgt, eine nachhaltige und kohlenstoffarme Bioökonomie voranzutreiben. Mit Unterstützung der deutschen Bundesregierung entwickelt die FAO derzeit außerdem in einem bis August 2020 andauernden Projekt Richtlinien für eine nachhaltige Bioökonomie. Auch hier ist ein Monitoring, das sich an den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung orientiert, ein wichtiger strategischer Baustein, um den Weg hin zu einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaftsweise zu beschreiten.

Das in Deutschland mit erheblichem Aufwand entwickelte Bioökonomie-Monitoring greift die Forderungen der internationalen Strategien auf. Es zeichnet sich besonders dadurch aus, dass hier Stoffströme in allen Bereichen der Wirtschaft erfasst, Effekte für unterschiedliche Nachhaltigkeitsziele gemessen und auch mögliche Zielkonflikte dargestellt werden.

Redaktion: Laura Griestop, Philipp Graf

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