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Nachwachsender Rohstoff

organisches Produkt von Äckern oder Forsten für energetische oder stoffliche Nutzung
(Weitergeleitet von Erneuerbarer Rohstoff)

Nachwachsende Rohstoffe (abgekürzt NawaRo, Nawaro oder NR) sind organische Rohstoffe, die aus landwirtschaftlicher, forstwirtschaftlicher und Fischerei-Produktion stammen und vom Menschen zielgerichtet für weiterführende Anwendungszwecke außerhalb des Nahrungs- und Futterbereiches verwendet werden.[1] Gegensatz ist der nichterneuerbare Rohstoff.

Wald ist die wichtigste Quelle nachwachsender Rohstoffe in Deutschland

Allgemeines

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Die größte Bedeutung hat heute die Verwendung von Rohstoffen pflanzlicher Herkunft sowie biogener Abfallprodukte. Diese werden sowohl energetisch als auch stofflich genutzt. Die energetische Nutzung erfolgt in flüssiger Form (Biokraftstoff), in fester Form (Biogener Brennstoff), sowie gasförmig (Biogas). Von stofflicher Nutzung spricht man bei der Herstellung von technischen Ölen, Textilien, Faserstoffen, Kunststoffen, chemischen Grundstoffen und anderen Produkten. Dezidiert für eine energetische Nutzung angebaute Pflanzen werden als Energiepflanzen bezeichnet, Pflanzen für die stoffliche Nutzung sind Industriepflanzen.

Mit der Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen macht sich der Mensch eine Synthesevorleistung der Natur zunutze, die Umwandlung von Sonnenenergie in energiereiche, organische Verbindungen. Nachwachsende Rohstoffe gelten als rezente organische Naturprodukte, die um der technischen Nutzung bzw. Wirtschaft willen existieren.[2]

Im Zuge der Rohstoff- und Energiewende sollen nachwachsende Rohstoffe andere Rohstoffe bzw. fossile Energieträger (Erdöl, Erdgas) langfristig ersetzen, möglichst durch eine Kaskadennutzung. Wegen der dadurch zunehmenden Flächen- und Nutzungskonkurrenz stehen einzelne Anwendungen in der Diskussion.

In Anlagen wie Biomasseheizkraftwerken oder Biogasanlagen können nachwachsende Rohstoffe zur Stromerzeugung eingesetzt werden. In Deutschland kann die Vergütung des Stroms teilweise oder vollständig den Regelungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) unterliegen. Dabei kann auch ein Anrecht auf den sogenannten Nawaro-Bonus bestehen. Die Definition von nachwachsenden Rohstoffen nach diesem Gesetz weicht teilweise von der Definition in diesem Artikel ab.

Geschichte

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Historischer Trankocher in Ilulissat, Grönland

Bereits lange vor der Schöpfung des Begriffs NaWaRo hatten Rohstoffe tierischer und pflanzlicher Herkunft eine große Bedeutung. Bereits vor Jahrtausenden wurden Leder und tierische oder pflanzliche Fasern als Kleidung und Holz als Brennstoff eingesetzt. Bis zur Industrialisierung im 19. Jahrhundert waren nachwachsende Rohstoffe die wichtigste Energiequelle (Brennholz, Holzkohle) und die wichtigsten Rohstofflieferanten für die chemische und pharmazeutische Industrie (zum Beispiel Waltran). Mit der Industrialisierung gewann zunächst Kohle als Energieträger eine dominierende Bedeutung. Im 20. Jahrhundert wurde Erdöl zunächst ein wichtiger und durch die billige Förderung und Erschließung neuer Vorkommen ab etwa 1950 der dominierende Energieträger und wichtigster Rohstoff für die chemische Industrie (Petrochemie). Das Streben nach nationaler Autarkie durch technische Synthesen und die Verwendung lokal verfügbarer (natürlicher) Rohstoffe spielte aber bereits in der (nicht nur jüngeren) deutschen Technikgeschichte eine wichtige Rolle. Die Autarkie durch den Ersatz von importierten Rohstoffen durch heimische (wie Kohle), vor allem aber auch nachwachsende Rohstoffe war ein zentrales Thema der nationalsozialistischen Forschungspolitik. Der Begriff „nachwachsender Rohstoff“ selbst wurde in den Jahren 1973/74 sowie 1979/81 infolge des hohen Ölpreises während der Ersten sowie Zweiten Ölkrise im deutschsprachigen Raum etabliert.[1] International ist renewable resource (englisch für erneuerbare Ressource) gebräuchlicher als die wörtliche Entsprechung renewable raw material. Ab der Mitte der 1980er war der Erdölpreis erneut sehr niedrig, so dass nachwachsende Rohstoffe weniger konkurrenzfähig wurden und zunächst an Bedeutung verloren.

Aufgrund wiederum gestiegener Ölpreise in den 2000er Jahren und des mittelfristig erwarteten globalen Ölfördermaximums („Peak Oil“) und der Globalen Erwärmung gewinnen nachwachsende Rohstoffe derzeit wieder stark an Bedeutung. Mögliche Verknappungen der fossilen Energieträger und Chemiegrundstoffe lassen eine zunehmende Verwendung nachwachsender Rohstoffe (Rohstoffwende) notwendig erscheinen. Weitere Faktoren sind eine größere Rohstoffdiversifizierung und größere Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen und deren Exporteuren. Die Gewinnung von Strom, Wärme und Kraftstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen und Abfallprodukten der Land- und Forstwirtschaft sollen zudem zur wirtschaftlichen Stärkung des ländlichen Raumes beitragen.

Die Rolle von Land- und Forstwirtschaft nimmt mit dem weltweit zunehmendem Bedarf an Nahrungs- und Futtermitteln sowie nachwachsenden Rohstoffen zu.

Kategorien nachwachsender Rohstoffe

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Beim Einsatz nachwachsender Rohstoffe wird oft zwischen der energetischen und der höherwertigen, stofflichen Nutzung unterschieden. Bei der energetischen Nutzung steht häufig der Energiegehalt der verwendeten Biomasse im Vordergrund. Bei der stofflichen Nutzung dagegen sind die chemische Zusammensetzung und andere Eigenschaften für die weitere Verwendung und Verarbeitung von hoher Bedeutung. Bei einer Kaskadennutzung können stoffliche und energetische Nutzung miteinander kombiniert werden, wie bei der Verbrennung von Altholz. Bei vielen stofflichen Nutzungen fallen zudem Abfälle oder Nebenprodukte (Kuppelprodukte), wie Sägemehl, an, die noch energetisch verwertbar sind.

Stofflich genutzte nachwachsende Rohstoffe

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Im Folgenden sind die wichtigsten Kategorien nachwachsender Rohstoffe genannt. Da diese sich unterschiedlich, wie an Herkunft, Inhaltsstoffen oder Verwendung orientieren, überschneiden sie sich teilweise. Da die energetische Nutzung oft eng mit der stofflichen Nutzung verknüpft ist, wird diese teilweise auch aufgeführt.

Holz

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Haus in Holzbauweise
 
Buchen-Brennholz im Wald aufgearbeitet

Der wichtigste und am häufigsten genutzte nachwachsende Rohstoff ist Holz. Es ist seit der Vorzeit als Rohstoff des Menschen nachweisbar und bis heute auch in Industrieländern einer der wichtigsten und vielseitigsten Rohstoffe. In Deutschland machte der Wald 2002 mit 11,1 Mio. ha fast ein Drittel der Landesfläche aus,[3] während weitere nachwachsende Rohstoffe in Deutschland 2008 auf etwa 17 Prozent der Ackerfläche (rund 2 Millionen Hektar) angebaut wurden.[4] In der gesamten Holzwirtschaft sind laut dem Interessenverband der Waldbesitzer, der Arbeitsgemeinschaft Deutscher Waldbesitzerverbände (AGDW) mehr als eine Million Beschäftigte bei einem jährlichen Umsatz von mehr als 100 Milliarden Euro zu finden.

Holz wird sowohl stofflich genutzt, so für Bauholz und Möbel, für Holzwerkstoffe und für die Zellstoff- und Papierindustrie, als auch energetisch als Brennstoff.

Teilweise ist eine mehrfache Nutzung (Kaskadennutzung) möglich, wie durch Recycling von Altholz bei der Herstellung von Spanplatten oder durch die energetische Nutzung von Altholz.

Holzähnliche Werkstoffe wie Bambus, Reet und Stroh finden Verwendung zur Dachdeckung. Aus Rattan, Peddigrohr und Weidenruten werden Korbwaren und Möbel hergestellt.

Naturfasern

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Baumwolle (Gossypium spec.)
 
Nutzhanffeld in Frankreich

Naturfasern werden durch aufwändige Bearbeitung der Rohstoffpflanzen – den so genannten Faserpflanzen – gewonnen. Der wichtigste Faserrohstoff weltweit ist die Baumwolle, die vor allem in tropischen und subtropischen Gebieten angebaut wird. Baumwolle wird vorwiegend zur Herstellung von Kleidung sowie für andere Textilien verwendet. Weitere Anteile werden zur Herstellung von Vliesstoffen oder Garnen genutzt. Ein ähnliches Verwendungsspektrum hat auch die Wolle, die zum größten Teil durch die Schur von Schafen aber auch von anderen Haustieren wie Lamas, Alpakas oder Angorakaninchen gewonnen wird. Einen weiteren Faserwerkstoff tierischen Ursprungs stellt die Seide dar, die ebenfalls für Textilien verwendet wird.

Wichtige Faserpflanzen in gemäßigten Zonen sind vor allem der Gemeine Lein (Flachsfaser) und Nutzhanf (Hanffaser). Ihre Bastfasern können zur Herstellung von Bekleidungstextilien genutzt werden und stellt für Flachs-Lang- und Kurzfasern aktuell auch die Hauptverwendung dar. Flachskurzfasern werden außerdem mit einem signifikanten Anteil zur Herstellung von Spezialpapieren und für Verbundwerkstoffe (Naturfaserverstärkte Kunststoffe) genutzt. Den Hauptproduktionsbereich für Hanffasern stellen Spezialpapiere, darunter zu einem signifikanten Anteil Zigarettenpapier, dar. Weitere Anwendungen sind die Produktion von Dämmstoffen und Verbundwerkstoffen.

Fasern tropischen Ursprungs, wie etwa Jute, Abacá, Kokosfasern, Kopra, Sisal und Kenaf, finden, je nach Faserqualität, in ähnlichen Produkten Verwendung. Abacá kann zudem aufgrund seiner Wasserbeständigkeit auch für Seile und Taue auf Schiffen oder für Teebeutel verwendet werden. Bambus- und Holzfasern werden auch in Verbundwerkstoffen genutzt.

Pflanzenöle

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Raps als Energiepflanze

Pflanzenöle werden vor allem energetisch, aber auch stofflich verwendet. Der größte Teil wird in Deutschland für die Herstellung von Biokraftstoffen, wie Pflanzenölkraftstoff und vor allem Biodiesel, verwendet.[6] Biodiesel ist auch weltweit der am häufigsten verwendete Biokraftstoff, wobei die Bedeutung von Bioethanol aus Zucker und Stärke stark zunimmt. In Europa wird Biodiesel vor allem aus Rapsöl hergestellt, während international vor allem Palm- und Sojaöl verwendet werden. In der Europäischen Union (EU) war bis 2007 die Flächenstilllegung eines Anteils der landwirtschaftlichen Anbaufläche obligatorisch und wurde mit einer Prämie ausgeglichen. Da der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen auf diesen Flächen zulässig war, wurden Ölpflanzen, wie Raps und Sonnenblume, für die Biokraftstoffherstellung in großem Maßstab angebaut. Nach Abschaffung der Pflicht zur Stilllegung nahm die Anbaufläche an Winterraps in Deutschland 2008 um 11 % ab.[7]

Pflanzenöle dienen in der Oleochemie als Rohstoff für unterschiedlichste Produkte. So werden beispielsweise Kokos- und Palmöl für Tenside (zum Beispiel Zuckertenside) genutzt, die in der Waschmittelindustrie, aber auch im Bereich der Kosmetika und Pharmaprodukte Verwendung finden. Für Farben, Druckfarben und Lacke werden Pflanzenöle vor allem als Additive und Bindemittel verwendet. Ein bereits historisch bedeutsamer Anwendungsbereich, der seit dem 19. Jahrhundert vom Erdöl eingenommen wurde, stellen Biogene Schmierstoffe dar, zu denen etwa Hydraulik-, Motor-, Sägeketten-, Schal- und Metallbearbeitungsöle gehören. Weitere Produkte sind der Bodenbelag Linoleum, für den vor allem Leinöl verwendet wird, sowie Faktis als Kautschukadditiv und Weichmacher für Kunststoffe. Mit moderner Technologien ist es zudem heute möglich, Polyole für die Herstellung der Kunststoffe Polyurethan und Polyester auf der Basis von Pflanzenölen zu produzieren.[8]

Zucker und Stärke

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Geerntetes Zuckerrohr

Die weltweit bedeutendste Zuckerpflanze ist Zuckerrohr, während in gemäßigten Klimazonen die Zuckerrübe dominiert. Stärke wird aus verschiedenen Getreidepflanzen (wie Weizen, Triticale, Mais, Reis) und anderen Feldfrüchten gewonnen (wie Maniok, Kartoffeln). Da Stärke ein Polysaccharid aus Zuckermonomeren ist, kann bei vielen Anwendungen sowohl Zucker als auch Stärke eingesetzt werden.

Der größte Teil der technischen Stärke wird in der Papierindustrie als Papierstärke eingesetzt. Als Rohstoff der chemischen Industrie wird Stärke beispielsweise für die Herstellung von Wasch- und Reinigungsmittel, organischen Säuren, Pharmaka und Kosmetika genutzt. Stärke dient zudem direkt als Rohstoff für die Herstellung für Biokunststoffen, wie Thermoplastischer Stärke. Auch indirekt, nach fermentativer (biotechnischer) Umsetzung von Stärke oder Zucker, können aus den Zwischenprodukten Biokunststoffe wie Polylactid (PLA) und Polyhydroxybuttersäure (PHB) erzeugt werden. Zucker wird zudem in der Bauchemie als Abbindeverzögerer und Einschalungsmittel genutzt.

Große Mengen Zucker sowie Stärke werden zu Bioethanol vergoren, das neben Biodiesel und Pflanzenölkraftstoff ein wichtiger Biokraftstoff ist. Bedeutende Herstellerländer sind Brasilien und die Vereinigten Staaten mit den Rohstoffen Zuckerrohr sowie Maisstärke. In der Zuckerindustrie in Brasilien wird fast die Hälfte des geernteten Zuckerrohrs zu Bioethanol verarbeitet. Heute ist in vielen Ländern die Nutzung eines Anteils an Biokraftstoff oder konkret von Bioethanol in Kraftstoffen verpflichtend.[9] Der 2007 zeitweilig stark angestiegene Getreidepreis machte die Bioethanolproduktion zeitweise unwirtschaftlich, so dass beispielsweise die Ethanolfabrik Zörbig (Deutschland) vorübergehend nicht mehr produzierte.[10][11]

Eine wachsende Bedeutung wird für die Verwendung von Stärke, Zucker (und anderen nachwachsenden Rohstoffen) in der Weißen Biotechnologie (Industrielle Biotechnologie) erwartet. Bereits heute werden Stärke und Zucker (auch in Form von Melasse) für fermentative und biokatalytische Prozesse, beispielsweise zur Herstellung von Bioethanol (siehe oben), aber auch höherwertige Verbindungen, wie Grundchemikalien oder pharmazeutischen Produkten, eingesetzt.

Chemische und pharmakologische Grundstoffe

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Opiumernte 2007
 
Latexgewinnung 1984

Aus einigen Pflanzen und Tieren können Inhaltsstoffe und Materialien mit besonderen Eigenschaften gewonnen werden. Zu diesen Stoffen gehören vor allem Kautschuk, Harze und Wachse, Gerbstoffe, verschiedene Farbstoffe und Rohstoffe für die pharmazeutische Industrie. Auch Genussmittel und Drogen werden dieser Gruppe zugeordnet. Kautschuk stellt ein natürliches Elastomer dar, das vor allem aus dem Milchsaft des südamerikanischen Kautschukbaumes (Hevea brasiliensis) gewonnen wird.

Färberpflanzen liefern Farbstoffe zum Färben von Textilien, für Malfarben und andere Anwendungen. Sie spielten eine wichtige Rolle als nachwachsende Rohstoffe, bevor es im 19. Jahrhundert gelang, Farbstoffe synthetisch herzustellen. Im Mittelalter begann man in Europa, Färberpflanzen, wie beispielsweise Färberwaid für Blau, Färberkrapp für Rot und Färberresede für Gelb, anzubauen. Vor allem Indigo aus der indischen Indigopflanze wurde bis in das späte 20. Jahrhundert industriell genutzt, um Jeans zu färben. In der Malerei wurden vor allem Farblacke verwendet, bei denen der Pflanzenfarbstoff auf ein Substrat wie Kreide oder Bleiweiß aufgezogen wurde, um anschließend wie ein Pigment vermalt werden zu können. Pflanzenfarben können aber auch ohne Substrat lasurartig aufgetragen werden. Aus Arzneipflanzen können eine Reihe von Pflanzenwirkstoffen (Phytopharmaka) gewonnen werden, die bisher nicht oder nicht wirtschaftlich synthetisch herstellbar sind. Daher wird eine Vielzahl von Arzneipflanzen angebaut und genutzt, um deren Inhaltsstoffe für Medikamente, Genussmittel und Drogen nutzen zu können, wie zum Beispiel Tabak, Cannabis und Hopfen oder illegale Drogen wie Koka und Opium.

Rohstoffe tierischer Herkunft

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Leder und moderne Lederbearbeitung
 
Bienenwachs

Nachwachsende Rohstoffe tierischer Herkunft sind heute weniger präsent als pflanzliche, haben aber historisch wie aktuell eine große Bedeutung.[12]

In der Antike wurde der Farbstoff Purpur aus großen Mengen von Purpurschnecken gewonnen und war nur den höchsten Würdenträgern vorbehalten. Ein weiterer Farbstoff ist Karmin, der wie aus der Cochenilleschildlaus gewonnen wird. Diese Farbstoffe und andere Rohstoffe wie Elfenbein, Leder, Fischleder, Felle, Bienenwachs und Horn waren wichtige Handelsgüter. Historisch wichtig war auch die Verwendung von Tierdarm und Tierhaaren für Waffen, Mess- und Musikinstrumente. Der vom 18. bis zum beginnenden 20. Jahrhundert sehr bedeutende kommerzielle Walfang lieferte Rohstoffe wie Fischbein, Ambra, Walrat, Tran und Glycerin, die als Chemiegrundstoff, Brennstoff, Schmiermittel, Vorläufer verschiedener Kunststoffe und Rohstoff zur Sprengstoffherstellung (Nitroglycerin/Dynamit) verwendet wurden. Sie bildeten im 19. Jahrhundert die Grundlage der Entwicklung der heutigen petrochemischen Industrie.

Die wichtigsten Rohstoffe tierischen Ursprungs sind tierische Fette, Öle, Wachse und Bindemittel, Leder, Felle verschiedener Pelztierarten und tierische Fasern wie Wolle, Seide und Borsten. Schafwolle wird vermehrt auch als Baustoff (Dämmstoff) eingesetzt. Weniger bekannt ist die Verwendung von Schafwolle als Langzeitdünger. Hierfür wird die unbehandelte Rohschafwolle beispielsweise zu Düngepellets (Schafwollpellets) gepresst.

Gülle und Mist werden weltweit als Düngemittel genutzt. Guano stellt dabei einen Grenzfall zu den mineralischen Rohstoffen dar. Ganze Klassen von Wirkstoffen auch tierischer Herkunft entstammen den Giften von Schlangen, Bienen und Fröschen. Insuline und Hormone wie Östrogen waren vor deren gentechnischen Herstellung nur aus tierischen Quellen, wie Bauchspeicheldrüsen von Schweinen, zu gewinnen.

Im Rahmen der Tierkörperverwertung hergestellte Tiermehle und Knochenschrote werden seit einigen Jahren nicht mehr an Wiederkäuer verfüttert, sondern häufig verbrannt. Die früher essentielle Herstellung von Knochenleimen ist heute Nischenanwendungen vorbehalten. Talg hingegen dient nach wie vor als Chemiegrundstoff in der organischen Chemie und Industrie, um Biogene Schmierstoffe, Tenside, Fette für Kosmetikartikel, Reinigungsmittel und Seifen herzustellen.

Federn, die in großen Mengen bei der Geflügel­verarbeitung anfallen, werden vor allem als Füllmaterialien für Kissen und Decken genutzt – zukünftig könnten sie zudem als Keratin­quelle zur Herstellung von Biokunststoffen verwendet werden. Auch Chitinpanzer von Krebsen, die als Abfallprodukt in der Krustentier­verarbeitung anfallen, und perspektivisch auch von Insekten, können als Chitosan für verschiedene Anwendungen, darunter die Biokunststoffproduktion, gebraucht werden.

Aus menschlichen Quellen ist heute neben der medizinischen Verwendung und Weiterverarbeitung etwa von Blut und Blutprodukten Menschenhaar für Perücken oder modische Haarverlängerungen von gewisser wirtschaftlicher Bedeutung.

Energetisch genutzte nachwachsende Rohstoffe

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Biogasanlage

Neben dem bereits genannten Holz und den Rohstoffen zur Biokraftstoffherstellung sind auch andere nachwachsende Rohstoffe energetisch als sogenannte Biogene Brennstoffe nutzbar. Diese Verwendungsweise ist meist weniger hochwertig als die stoffliche Nutzung, so dass vor allem organische Abfälle und Reststoffe (sowie Kuppelprodukte) wie zum Beispiel Stroh verwendet werden. Auch eine Kaskadennutzung, wie beispielsweise bei der Verbrennung von Altholz, findet statt. Steigende Energiepreise und die politische Förderung von Erneuerbaren Energien unter anderem der Bioenergien, zum Beispiel in Deutschland durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), führten und führen zu einem starken Ausbau. Eine erhöhte Vergütung für den erzeugten Strom und weitere Förderungen machen bisher ungenutzte Biomassefraktionen wirtschaftlich nutzbar. Dabei ergeben sich zum Teil Synergieeffekte zwischen Abfallentsorgung und Energiegewinnung. Hintergrund der Förderungen sind unter anderem Bemühungen zum Umweltschutz, Klimaschutz, zur Ressourcenschonung, Verringerung der Abhängigkeit von Energieexporteuren und die Förderung ländlicher Regionen. Bei biogenen Festbrennstoffen findet eine verstärkte Nutzung von Abfällen der Forstwirtschaft (wie Schlagabraum) und der Holzindustrie (wie Sägemehl, Verschnitt, Schwarten) statt. Auch Altholz wird in Biomasseheizwerken oder Biomasseheizkraftwerken in erhöhtem Maß genutzt. Hinzu kommt die gezielte Erzeugung von Hackschnitzeln aus Wald- oder aus Kurzumtriebsholz. Auch die Erzeugung von biogenen Flüssigbrennstoffen wie Biomass to Liquid (BtL) aus fester Biomasse ist in der Entwicklung sowie Erprobung. Stark an Bedeutung gewinnt die Gewinnung biogener Brenngase (Biogas, Biomethan) in Biogasanlagen. Als Substrat wird vor allem feuchte Biomasse eingesetzt, die in Verbrennungen nicht eingesetzt werden kann. Es werden Abfälle, unter anderem aus der Lebensmittelindustrie, oder ungenutzte Pflanzenreste aus der Landwirtschaft, wie Gülle, Mist, Rübenblatt und anderes verwendet. In Deutschland werden verstärkt auch nachwachsende Rohstoffe, wie vor allem Mais, speziell für die Verwendung in Biogasanlagen angebaut.

Perspektive

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Derzeit wird die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen aus den oben genannten Gründen (siehe Geschichte) forciert. Letztlich soll die Nutzung vor allem von Erdöl, aber auch Erdgas und Kohle, als Energieträger sowie als Rohstoff der chemischen Industrie verringert werden. Die stoffliche Nutzung von Erdöl, beispielsweise zur Herstellung von Kunststoffen, macht dabei nur einen sehr kleinen Anteil aus. Das Biomassepotential ist jedoch begrenzt, so dass keine vollständige Substitution möglich ist. Eine verstärkte Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen führt zu höheren Flächenbedarfen und steht daher zunehmend in Konkurrenz zu Umweltschutzbelangen (beispielsweise Erhaltung der Biodiversität) und der Erzeugung von Lebensmitteln (Flächen- und Nutzungskonkurrenz). Die Verwendung von Biokraftstoffen sowie von Biomasse zur Strom- und Wärmebereitstellung wird derzeit stark ausgebaut. Da die Nachhaltigkeit durch die Flächen- und Nutzungskonkurrenzen fraglich war, soll diese in der EU durch die Erneuerbare-Energien-Richtlinie (EG) sichergestellt werden. Mit der Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung und der Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung wurden diese Aspekte der EU-Richtlinie in deutsches Recht umgesetzt.

Die Biospritindustrie in Deutschland ist nach wie vor auf Subventionen angewiesen. Sie stand angesichts geplanter Verringerungen des Biokraftstoffanteils bei Treibstoffen vor dem Aus.[13][14] Mit der Erneuerbare-Energien-Richtlinie (EG) wurde jedoch ein deutlicher Ausbau des Biokraftstoffanteils in der EU auf 10 % bis 2020 beschlossen. Teilweise wird der Bedarf der EU und insbesondere von Deutschland durch preiswertere Exporte von Ölsaaten sowie Öl gedeckt.[15]

Für die Zukunft wird eine wachsende Bedeutung des Konzepts der Bioraffinerie erwartet. Biomasse sowie nachwachsende Rohstoffe sollen in diesen Anlagen einer vollständigeren und höherwertigen Nutzung zugeführt werden. So sollen Grundchemikalien, Kraftstoffe, Biopolymere und anderes gewonnen werden.[16]

Interessen- und Industrieverbände

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Sitz der FNR in Gülzow

In Deutschland ist als staatlicher Projektträger auf Bundesebene beim damaligen Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV), heute Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) eingerichtet worden, um bundesweit Forschung, Entwicklung und Markteinführung im Bereich Nachwachsende Rohstoffe zu unterstützen. Ein weiterer Schwerpunkt der FNR ist außerdem das umfassende Beratungs- und Informationsangebot in den Bereichen nachwachsende Rohstoffe und Bioenergie. Auf Länderebene sind Ansprechpartner zu nachwachsenden Rohstoffen bei den jeweiligen Forst- sowie Landwirtschaftsministerien, den Direktionen für ländliche Entwicklung sowie teilweise bei den lokalen Industrie- und Handelskammern zu finden. In Bayern sind unter anderem das KoNaRo – Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe und das Centrale Agrar-Rohstoff-Marketing- und Energie-Netzwerk C.A.R.M.E.N. e. V. aktiv. Es gibt zahlreiche Interessenverbände, die sich für eine stärkere Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen verschiedener Art und zu verschiedenen Zwecken einsetzen. Die Arbeitsgemeinschaft Deutscher Waldbesitzerverbände (AGDW) und der Deutsche Forstwirtschaftsrat (DFWR) setzen sich vor allem für die stoffliche, aber auch für die energetische Nutzung von Waldholz ein. Der Bundesverband BioEnergie e. V. (BBE) engagiert sich für die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen als Energieträger. Auch der Vorsitzende des Interessenverbandes Eurosolar, Hermann Scheer, und der Buchautor Franz Alt gehören seit längerem zu den Verfechtern vor allem der energetischen Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Alt behauptet, nachwachsende Rohstoffe wären in der Lage, Rohstoffkonflikte und kriegerische Auseinandersetzungen künftig zu vermeiden. Diese These wird angesichts der historischen Erfahrungen etwa mit Baumwolle und Naturlatexkautschuk in Zweifel gezogen.

Geschichte und aktuelle Situation in Deutschland

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Bereits zu Anfang des 20. Jahrhunderts gab es in Deutschland Bemühungen zur verstärkten Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen. Hintergrund waren Autarkiebestrebungen sowie Embargos gegen das Deutsche Reich, nachdem es mit dem Überfall auf Polen den Zweiten Weltkrieg ausgelöst hatte.

Aktuell wird die Forschung an und die Nutzung von Nachwachsenden Rohstoffen vor allem aus Gründen der Ökologie und Nachhaltigkeit verstärkt.

Nachwachsende Rohstoffe in der Weimarer Republik und im Dritten Reich

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Während die Forschung zur Pflanzenzucht vor 1918 insbesondere auf wirtschaftlich nutzbare Pflanzenarten in den deutschen Kolonien ausgerichtet war, verschob sich nach dem Ersten Weltkrieg mit dem Verlust der Kolonien der Schwerpunkt auf heimische Nutzpflanzen und eine agrarische Selbstversorgung Deutschlands. Ein Vorreiter war Erwin Baur, der bereits 1914 als Leiter des Instituts für Vererbungswissenschaft in Berlin systematisch genetische Erkenntnisse für landwirtschaftliche Zwecke genutzt hatte.[17] Baur, ursprünglich Arzt[18] forderte in der Weimarer Zeit öffentlich eine Autarkie von ausländischen Rohstoffen und begrüßte die Machtübernahme der Nationalsozialisten.[19] Bekannt wurde er unter anderem mit der Züchtung der bitterstoffreduzierten Süßlupinen, in die große Hoffnungen als Soja des Nordens gesetzt wurden. Nach Baurs Tod 1933 wurde Züchtungsforschung im Sinne der NS-Autarkiebestrebungen mit umfangreichen Fördermitteln unterstützt.

Konrad Meyer, Agrarwissenschaftler, SS-Oberführer, Autor des Generalplan Ost und Begründer des Fachs Raumplanung in Deutschland bestimmte zwischen 1933 und 1945 als Vizepräsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft maßgebend die agrarwissenschaftlichen Studiengänge wie die Organisation der Landbau-Forschung in Deutschland. Meyer gelang es, fast ein Drittel der Forschungsmittel des Reichsforschungsrats im Bereich Landwissenschaft und Allgemeine Biologie zu konzentrieren.[19] Institutionell gehen Gründung wie Ausbau etlicher heutiger Forschungseinrichtungen auf die damaligen Aktivitäten zurück. Im Reichsnährstand wie im Vierjahresplan wurde die Schließung der Eiweiß, Öl- und Faserlücke (siehe auch Fettlücke) als strategische Herausforderung angesehen, was unter anderem vergebliche Forschungsprojekte für winterharte Oliven und Sojabohnenanbau in Deutschland hervorbrachte.[19] Erfolgreicher war man im Bereich Raps, Lein, Nutzhanf, Rübsen und eiweißhaltigen Futterpflanzen, insbesondere Leguminosen.[19] Im Kriegsverlauf griffen Forscher aus Deutschland auf Ressourcen, Sammlungen und Ergebnisse der Forschung in den besetzten Gebieten zurück.[20]

Ein zentrales, von Heinrich Himmler persönlich vorangetriebenes Forschungsprojekt war die versuchte Herstellung von Kautschuk aus Kautschuklöwenzahn (Taraxacum bicorne). Nachdem 1942 die SS Saatgut der Pflanze in der Sowjetunion erbeutet hatte, wurden unter der Leitung von Joachim Caesar Versuche auf einem Landwirtschaftsbetrieb und Nebenlager des Konzentrationslager Auschwitz durchgeführt. Das zugehörige Kommando Pflanzenzucht umfasste noch Anfang 1945 über 150 weibliche Häftlinge, die aus dem KZ Ravensbrück überstellt worden waren.[19] Zusätzlich waren dort russische Wissenschaftler interniert.

Nachwachsende Rohstoffe in der Bundesrepublik Deutschland

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Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland (2009, vorläufige Daten)[21]
Anbaufläche
in 1.000 Hektar
Energetische Nutzung 1.701,5
Raps für Biodiesel/Pflanzenöl 942
Stärke/ Zucker für Bioethanol 226
Pflanzen für Biogas 530
Dauerkulturen für Festbrennstoffe 3,5
Stoffliche Nutzung 294
Industriestärke 130
Industriezucker 22
technisches Rapsöl 120
technisches Sonnenblumenöl 8,5
technisches Leinöl 2,5
Pflanzenfasern 1
Arznei- und Farbstoffe 10

Der wichtigste nachwachsende Rohstoff in Deutschland ist Holz. Die Waldfläche betrug 2002 rund 11,1 Mio. ha. In der zweiten Bundeswaldinventur (BWI) wurde festgestellt, dass im Zeitraum 1987 bis 2002 in den alten Bundesländern jährlich 8,3 Vorratsfestmeter (Vfm) pro ha und damit unter 70 % des Zuwachses von 12 Vfm/ ha genutzt wurde.[3] Eine deutlich intensivere Nutzung wäre somit möglich.[3] Dies geschieht beispielsweise durch die sogenannte Holzmobilisierung. In 2008 wurden 54,7 Mio. Festmeter (Fm) Holz energetisch genutzt. Jeweils fast die Hälfte davon wurde in Privathaushalten sowie in Biomasseheizwerken und Biomasseheizkraftwerken genutzt.[22] In der Säge- und Holzindustrie werden jährlich 25,1 Mio. m3 Schnittholz erzeugt, das zu 2/3 in die Bauwirtschaft geht. Für die Herstellung von Zell- und Holzstoff oder Papier werden jährlich 10 Mio. m3 schwache Waldhölzer sowie Sägereststoffe eingesetzt. Für die Produktion von Holzwerkstoffen werden jährlich 20 Mio. m3 Holz eingesetzt, darunter auch Altholz. Dabei wird ein großer Anteil des Rohstoffs zur Bereitstellung von Strom und Prozesswärme verbrannt. Es werden 8,1 Mio. m3 Spanplatten, 5 Mio. m3 Mitteldichte Faserplatten (MDF), 1,1 Mio. m3 oriented strand boards (OSB-Platten), 175.000 m3 Sperrholz sowie andere Produkte erzeugt.[23] Zu berücksichtigen ist, dass durch den Import und Export von Holz und durch das Recycling und die energetische Nutzung von Altholz (Kaskadennutzung) die Holzernte und die verarbeitete Holzmenge voneinander abweichen.

Die zweitwichtigste Ressource für nachwachsende Rohstoffe ist in Deutschland die Landwirtschaft. 2009 stagnierte die landwirtschaftliche Anbaufläche für nachwachsende Rohstoffe bei rund 17 % der Ackerfläche (fast 2,0 Mio. ha), nachdem sie von 1997 bis 2007 kontinuierlich von 500.000 auf über 2 Mio. ha gestiegen war.[21][24] Dabei wurden auf rund 85 % dieser Fläche Rohstoffe zur energetischen Nutzung (Energiepflanzen) und auf 15 % der Fläche Rohstoffe zur stofflichen Nutzung (Industriepflanzen) angebaut.

In Bayern wird der Medienpreis Nachwachsende Rohstoffe verliehen.

Wirtschaftliche Aspekte

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Der Bergbau ist der einzige Wirtschaftssektor innerhalb der Urproduktion, der nicht-erneuerbare Rohstoffe produziert. Abbau und Gewinnung führen deshalb zu einer Verringerung der Reichweite dieser Rohstoffe, die zu einer natürlichen Knappheit und damit theoretisch zu tendenziellen Steigerungen der Rohstoffpreise führt.[25] So haben beispielsweise die Rohstoffvorkommen von Gold beim bisherigen Jahresverbrauch noch 16,1 Jahre Reichweite. Neben dem Nichtverbrauch und möglichen Substitutionen kann diese Reichweite nur durch Recycling hinausgeschoben werden.

Bodenressourcen werden im Allgemeinen nicht direkt konsumiert, sondern gelten vor allem als Produktionsfaktoren (Rohstoffe, Grundstoffe), die zusammen mit den übrigen Faktoren Arbeit und Kapital zur Produktion von Konsum- und Investitionsgütern eingesetzt werden.[26] Die Preisbildung auf den Rohstoffmärkten verläuft anders als bei nachwachsenden (reproduzierbaren) Rohstoffen. Ein heute verbrauchter, nichterneuerbarer Rohstoff steht – abgesehen von Recycling und Substituierbarkeit – für einen künftigen Verbrauch nicht mehr zur Verfügung, so dass der Verbraucher Opportunitätskosten im Marktpreis berücksichtigen muss. Deshalb muss die für reproduzierbare Güter geltende Effizienzbedingung, wonach der Marktpreis   den Grenzkosten   entspricht

 ,

bei nicht erneuerbaren Rohstoffen um die Opportunitätskosten   erhöht werden:[27]

 .

Deshalb wird von nicht reproduzierbaren Rohstoffen weniger und zu einem höheren Preis angeboten als bei nachwachsenden. Das Preisniveau steigt bei nicht reproduzierbaren Rohstoffen auch dadurch, dass sich die Abbaukosten tendenziell erhöhen (Goldminen müssen immer tiefer gegraben werden). Lewis Cecil Gray wies in diesem Zusammenhang 1914 nach, dass der Marktpreis eines nicht reproduzierbaren Rohstoffes neben den Grenzkosten seines Abbaus auch die Opportunitätskosten beinhalten müsse.[28] Die Opportunitätskosten entstehen der Bergbaugesellschaft dadurch, dass ihr beim Abbau ein Nutzen entsteht (durch Gewinne), der verkaufte Rohstoff aber künftig nicht mehr verkauft werden kann und deshalb auch keinen Nutzen mehr stiftet.

Auch diese Erwägungen sind ein Grund dafür, dass nachwachsende Rohstoffe nicht nur wegen ihrer Nachhaltigkeit, sondern auch im Hinblick auf die Ökonomie (Umweltökonomie) den nicht reproduzierbaren Rohstoffen überlegen sind.

Siehe auch

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Portal: Nachwachsende Rohstoffe – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Nachwachsende Rohstoffe

Literatur

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  • F. Begemann, S. Schröder (Hrsg.): Produktvielfalt durch Ressourcenvielfalt – Potenziale genetischer Ressourcen – Tagungsband eines Symposiums vom 24.–25. September 2003 im Gustav-Stresemann-Institut in Bonn, ZADI, Bonn 2004, ISSN 0948-8332.
  • Astrid Jahreiß; A. & U. Längenfelder; M. Müller; Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR): Lernpaket Nachwachsende Rohstoffe – Unterrichtsmaterial für die Sekundarstufe I und II, Hydrogeit Verlag, Oberkrämer, Sept. 2010, ISBN 978-3-937863-23-8
  • Bundesamt für Naturschutz (Hrsg.): Biomasseproduktion – der große Nutzungswandel in Natur und Landschaft, Tagungsdokumentation, Bonn 2007.
  • U. R. Fritsche, K. Hüneke, K. Wiegmann: Kriterien zur Bewertung des Pflanzenanbaus zur Gewinnung von Biokraftstoffen in Entwicklungsländern unter ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Öko-Institut, Darmstadt 2004.
  • Martin Kaltschmitt, Hans Hartmann, Hermann Hofbauer (Hrsg.): Energie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren, 2. Auflage, Berlin / Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-85094-6.
  • Stefan Mann: Nachwachsende Rohstoffe Ulmer, Stuttgart 1998, ISBN 3-8001-4126-4.
  • Sonja Maria Simon: Szenarien nachhaltiger Bioenergiepotenziale bis 2030 – Modellierung für Deutschland, Polen, Tschechien und Ungarn, Dissertation an der TU München 2006.
  • Oliver Türk: Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe: Grundlagen – Werkstoffe – Anwendungen, Springer-Vieweg, Wiesbaden 2013, ISBN 978-3-8348-1763-1.
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Einzelnachweise

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  1. ↑ a b Markus Kaup: Entwicklungs- und Erfolgsfaktoren für Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen in Deutschland und der EU im Spannungsfeld zwischen Ökonomie und Ökologie. Kölner Forschungen zur Wirtschafts- und Sozialgeographie Band 52, Wirtschafts- und Sozialgeographisches Institut der Universität Köln 2002.
  2. ↑ Günter Altner/Heike Leitschuh/Gerd Michelsen/Udo E. Simonis/Ernst U. von Weizsäcker (Hrsg.), Jahrbuch Ökologie: 2008, 2007, S. 102
  3. ↑ a b c Bundeswaldinventur 2002, Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV), abgerufen am 17. Januar 2010.
  4. ↑ Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., Entwicklung der Anbaufläche.
  5. ↑ Im Jahr 2005: 37,2 %; Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (Hrsg.): Daten und Fakten zu nachwachsenden Rohstoffen. Gülzow 2006; Seite 57 (PDF-Download).
  6. ↑ Daten und Fakten zu Biokraftstoffen, auf http://mediathek.fnr.de/, Informationsseite der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), abgerufen am 1. November 2012.
  7. ↑ Anbau 2008: Stilllegungsflächen halbiert - Zunahme beim Getreide, Bericht auf innovations-report.de, 1. August 2008, abgerufen am 18. Januar 2010.
  8. ↑ Natural Oil Polyols erschließen Polyurethan-Hartschaum-Anwendungen, Bericht auf innovations-report.de, 5. Mai 2008, abgerufen am 18. Januar 2010.
  9. ↑ Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)Nachwachsende Rohstoffe (Memento vom 30. Januar 2012 im Internet Archive) (PDF; 343 kB), Kapitel aus dem jährlichen Bericht zu den Weltagrarmärkten, Bericht 2008 vom März 2009, abgerufen am 22. September 2020.
  10. ↑ www.maerkischeallgemeine.de: Verbio produziert nur noch in Schwedt Biosprit Hersteller@1@2Vorlage:Toter Link/www.maerkischeallgemeine.de (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im Mai 2019. Suche in Webarchiven)
  11. ↑ http://www.ariva.de: VERBIO nimmt Bioethanolproduktion in Zörbig wieder auf.
  12. ↑ Nachwachsende Rohstoffe tierischen Ursprungs (Memento vom 30. Januar 2012 im Internet Archive) Von Michael Grunert. In Fachmaterial, Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft Februar 2005.
  13. ↑ [1] NGZ-Interview mit Bio Ester-Chef Biodiesel in der Krise, NGZ 2. März 2009.
  14. ↑ [2] Bundestag will Erdölquote an der Zapfsäule erhöhen / BEE und VDB warnen vor Aus für Biokraftstoffbranche Entgegen aller[sic!] Bestrebungen zu mehr Klimaschutz und zur Verringerung der Abhängigkeit von knapper werdendem Erdöl will der Bundestag morgen eine Absenkung der Biokraftstoffquote beschließen. Pressemitteilung des VDB vom 26. März 2009.
  15. ↑ Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)Ölsaaten und Eiweißpflanzen (Memento vom 30. Januar 2012 im Internet Archive) (PDF; 329 kB), Kapitel aus dem jährlichen Bericht zu den Weltagrarmärkten, Bericht 2008 vom März 2009, abgerufen am 22. September 2020.
  16. ↑ Kamm, B., Gruber, P., Kamm, M.: Biorefineries - Industrial Processes and Products, Wiley-VCH, 2006, ISBN 978-3-527-31027-2, umfassendes, zweibändiges Werk zum status quo und zur zukünftigen Entwicklungen des Konzepts Bioraffinerie.
  17. ↑ Das heutige Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln arbeitet in direkter Nachfolge eines von Baur 1928 initiierten Instituts.
  18. ↑ Unter anderem war Baur Assistenzarzt in der Landesirrenanstalt (heute Zentrum für Psychiatrie) in Emmendingen und Mitherausgeber der Zeitschriften Archiv für Rassen- und Gesellschaftsbiologie und Volk und Rasse.
  19. ↑ a b c d e Autarkie und Ostexpansion: Pflanzenzucht und Agrarforschung im Nationalsozialismus, Susanne Heim, Wallstein Verlag, 2002, ISBN 3-89244-496-X.
  20. ↑ Michael Flitner, Sammler, Räuber und Gelehrte. Die politischen Interessen an pflanzengenetischen Ressourcen 1895-1995, Frankfurt/Main 1995.
  21. ↑ a b Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), Info-Graphik: Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland (2009) (Memento vom 23. Juni 2010 im Internet Archive).
  22. ↑ Bioenergie - Basisdaten Deutschland, Informationsbroschüre der FNR, Stand August 2012, 27-seitig, als pdf erhältlich.
  23. ↑ Die Branche, Information auf der Internetseite des Bundesverbands Säge- und Holzindustrie Deutschland (BSHD), abgerufen am 20. Januar 2010.
  24. ↑ Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland 1997 bis 2007 (Memento vom 21. Juni 2010 im Internet Archive), Grafik der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), vorläufige Schätzung, abgerufen am 22. September 2020.
  25. ↑ Holger Wacker/Jürgen Blank, Einführung in die Theorie erschöpfbarer natürlicher Ressourcen, Band II, 1999, S. 3 ff.
  26. ↑ Holger Wacker/Jürgen Blank, Einführung in die Theorie erschöpfbarer natürlicher Ressourcen, Band II, 1999, S. 7
  27. ↑ Holger Wacker/Jürgen Blank, Einführung in die Theorie erschöpfbarer natürlicher Ressourcen, Band II, 1999, S. 9
  28. ↑ Lewis Cecil Gray, Rent under the Assumptioon of Exhaustibility, in: Quarterly Journal of Economics 28 (3), 1914, S. 466–489
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