Die ökologischen Folgen des Energiepflanzenanbaus

Ernteabfälle zu Biosprit zu verarbeiten, scheint ein logischer und ökologischer Schritt zu regenerativen Treibstoffen zu sein - doch die Idee ist nur scheinbar clever. Ein Forscher schlägt bessere Alternativen vor

Die Idee, landwirtschaftlich nutzbare Flächen statt zur Ernährung der Menschen zur Treibstoff-Versorgung ihrer Fahrzeuge einzusetzen, hat in letzter Zeit mehr als nur ethische Bedenken hervorgerufen. Da scheint die Alternative, einfach die unvermeidlichen organischen Ernteabfälle der Nutzpflanzen einzusammeln und zur Biosprit-Erzeugung zu nutzen, auf den ersten Blick sehr clever - schließlich bleiben ja erhebliche Prozentsätze der Biomasse auf den Feldern liegen, um dort zu verrotten. Zellulosebasierte Ausgangsstoffe für Bio-Treibstoffe stehen deshalb auf der Agenda der Energieerzeuger ganz oben. Die Technologie ist bereits reif, derzeit entstehen erste Fabriken - ein Unternehmen im US-Bundesstaat Kansas will zum Beispiel ab 2011 Biosprit aus Maisabfällen herstellen.

Doch was noch aussteht, ist eine ausführliche Betrachtung der Folgen für die Umwelt. Derzeit konzentriert sich die Forschung zum einen darauf, effiziente Prozesse zur Umwandlung der Biomasse in Treibstoff zu entwickeln - und zum anderen die quantitative Verfügbarkeit von Biomasse zu erhöhen. Ökologische Betrachtungen stehen noch aus - wie sie nun der Bodenkundler Humberto Blanco-Canqui von der Kansas State University im Fachmagazin Agronomy Journal vornimmt.

Enorme Folgen

Tatsächlich ist es offenbar so, dass die Entfernung von Ernte-Überbleibseln enorme Folgen mit sich bringt, indem es die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens beeinflusst. Es kommt zu stärkerer Wind- und Wassererosion, mit der Zeit wird auch die Fruchtbarkeit des Bodens beeinträchtigt, weil die darin ansässigen Mikroorganismen weniger Nahrung vorfinden. Die Erde versiegelt schneller.

Das konkrete Ausmaß hängt dabei allerdings stark von der Bodenqualität und von den Bewässerungsbedingungen ab. Bei Lehm- und Tonböden konnten Forscher zeigen, dass schon die Entnahme von 25 Prozent der Ernteabfälle die Stabilität der Erde beeinträchtigt. Zudem kommt es in Bodennähe zu höheren Schwankungen von Temperatur und Feuchtigkeit, was das Wachstum der Nutzpflanzen kritisch beeinflusst. Feuchtigkeit verdunstet schneller, das Speichervermögen des Bodens sinkt, der Nährstoffkreislauf wird verändert.

Auswirkungen hat die Entnahme der Ernteabfälle auch auf den Boden-Kohlenstoffgehalt. Der Boden wird dadurch von einer CO2-Senke zu einer Kohlendioxid-Quelle. Der Prozess hat nur dann keine Auswirkungen, wenn eine Bodenart schon an der Grenze ihrer Kohlenstoff-Aufnahmefähigkeit angekommen ist. Die Arbeit von Blanco-Canqui stellt noch viele weitere dramatische Zahlen zusammen - demnach lassen sich je nach Bodenart maximal 25 Prozent der Ernteabfälle wirtschaftlich nutzen, ohne Gefahren für die Umwelt heraufzubeschwören. Der Biologe will aber auch Alternativen aufzeigen. Als solche sieht der Forscher den Anbau von hoch wachsenden Sommergräsern wie etwa Rutenhirse und schnell wachsenden Hölzern. Deren Vorteil liegt vor allem darin, dass zur Nahrungsgewinnung nicht nutzbare Flächen verwertet werden können.

Gräser und Hölzer

Die Gräser verfügen über ein bis zu 1,5 Meter tief reichendes Wurzelsystem, das den Boden anreichert, produzieren aber auch oberirdisch ausreichend Biomasse. Die biologische Aktivität des Bodens erhöht sich - auch im Vergleich zu typischen Nutzpflanzen. Gleichzeitig speichert die Erde weitaus mehr Kohlenstoff - in der obersten Bodenschicht erhöht sich der Kohlenstoffanteil beim Anbau von Rutenhirse im Vergleich zu anderen Nutzpflanzen um das 20- bis 30-fache. Die Sequestrationsfähigkeit der Gräser liegt höher als der Nettoausstoß von CO2 bei der Produktion von Biosprit. Allerdings gibt es auch hier abzuwägende wirtschaftliche und ökologische Interessen: Je öfter man das Gras mäht, desto geringer wird der in den Boden verbrachte Kohlenstoffanteil.

Eine andere Alternative zur Biosprit-Gewinnung sind schnell wachsende Hölzer - insbesondere die Pappel steht hier im Vordergrund. Auch dafür gibt Blanco-Canqui den Stand der Forschung an. Geht es um die Energiegewinnung, strebt man meist sehr viel schnellere Folgen als in der traditionellen Forstwirtschaft an. Nach zwölf bis 15 Jahren werden die Hölzer schon geerntet - die Pflege ähnelt denn auch eher der traditionellen Landwirtschaft mit Schädlings- und Unkrautbekämpfung etc. Trotzdem verbessert der Holz-Anbau die Qualität des Bodens und trägt zur Speicherung von Kohlenstoff bei, wie Blanco-Canqui ausführlich beschreibt.

Vor allem geht der Forscher aber darauf ein, wie der Anbau von Hölzern und Gräsern auf unfruchtbaren (oder unfruchtbar gewordenen) Böden zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen könnte: Zum einen gewinnt man mit relativ geringem Input erneuerbare Energien, zum anderen verbessert man so nachweislich die Bodenqualität, um später eventuell wieder Nahrungspflanzen anbauen zu können.