Potentiale der Kreislaufwirtschaft von Biomasse und Humusreproduktion

Die Kreislaufwirtschaft von Biomasse ist auf eine ökonomisch und ökologisch effiziente Ressourcennutzung ausgerichtet. Die Rückführung von Stoffen in ihre ursprünglichen, wirtschaftlichen und natürlichen Quellbereiche hat dabei einen hohen Stellenwert. Das gilt besonders für die organische Substanz und für mineralische Nährstoffe, d.h. für Stoffe, die für die Fruchtbarkeit und Ertragsfähigkeit der Böden ausschlaggebend sind.

Bodengebundene Stoffkreisläufe können in verschiedene Strukturebenen unterteilt werden. Am Beispiel der humuswirtschaftlichen Kreisläufe von Biomasse ist dies in Abbildung 1 veranschaulicht.

Abbildung 1: Systeme der Kreislaufwirtschaft von Biomasse
(nach Schmidt 2006)




Die bodengebundene Kreislaufwirtschaft wird vor allem durch die Fruchtfolgegestaltung in Verbindung mit der Wahl von Bodenbewirtschaftungsformen (z.B. Bodenbearbeitung, Bewässerung) bestimmt. Humus- und Nährstoffbilanzen sind hier die wesentlichen Elemente. Der Verbleib von Biomasse und Nährstoffen auf den Nutzflächen bzw. deren Abfuhr von den Bodenflächen zur Versorgung bodenexterner Bedarfsträger müssen hier erfasst und bewertet werden. Bodenbezogene Maßnahmen zur Verlustminderung sind dabei zu berücksichtigen (z.B. pfluglose Bodenbearbeitung).

Die innerbetriebliche Kreislaufwirtschaft wird durch den Umgang des Bodenbewirtschafters mit der im eigenen Bereich (aber außerhalb von Bodenflächen) verfügbaren Biomasse bestimmt. Hier geht es sowohl um den eigenen Bedarf an Biomasse (z.B. Humusreproduktion, Futtermittel, Einstreu, Bioenergierohstoffe) als auch um das Inverkehrbringen von Biomasse (z.B. Lebensmittel, Futtermittel, Wirtschaftsdünger).

Die überbetriebliche Kreislaufwirtschaft wird durch den gesellschaftlichen Umgang mit der außerhalb des Verantwortungsbereichs von Bodenbewirtschaftern verfügbaren Biomasse bestimmt. Bei den aus der Sicht der Bodenbewirtschafter externen Stoffkreisläufen geht es vor allem um die Rückführung von Biomasse und Nährstoffen aus kommunalen und gewerblichen Bereichen und die Nutzung dieser Biomasse auf Bodenflächen. Soweit ein Bedarf des Bodens an externer Biomasse und Nährstoffen besteht, sollten diese Ressourcen für die genannten Zwecke nutzbar gemacht werden.

Die mit der Biomassebewirtschaftung verbundenen Nährstoffkreisläufe sind bei der pflanzenbaulichen Bodenbewirtschaftung sowohl aus Sicht des Ressourcenschutzes bzw. der Bewirtschaftung knapper Ressourcen als auch im Hinblick auf die Vermeidung von Nährstoffüberschüssen zu berücksichtigen. Alle drei Stoffkreislaufebenen können darüber hinaus durch potentielle Schadstoffe beeinträchtigt werden. Je weiter sich der Kreislauf vom Boden entfernt, umso mehr sind Vorsorgeaspekte zu berücksichtigen und erforderlichenfalls Vermeidungspotentiale für Schadstoffe festzustellen und zu realisieren.

Die überbetriebliche Kreislaufwirtschaft von Biomasse ist aus landwirtschaftlicher Sicht eine Ressource für besondere Bedarfssituationen. Ein besonderer Humusbedarf kann z.B. in Marktfruchtbetrieben entstehen, insbesondere im Erwerbsgartenbau. Betriebe mit hohen Anteilen an Viehhaltung sind dagegen oft durch einen Überschuss an organischen Düngern gekennzeichnet. Als Faustzahl gilt hier ein Besatz mit 1,5 bis 1,7 Großvieheinheiten je Hektar. Landwirtschaftliche Betriebe mit geringerem Viehbesatz sind potenzielle Bedarfsträger für die Versorgung durch eine überbetriebliche Biomassekreislaufwirtschaft.

Als Quellen für die überbetriebliche Humuswirtschaft können genannt werden:
Überschüsse von Wirtschaftsdüngern landwirtschaftlicher Betriebe
Gärreste aus der Vergärung nachwachsender Rohstoffe
Behandelte Bioabfälle aus Kompostierungs- bzw. Vergärungsanlagen

Überschüsse an Wirtschaftsdüngern werden i.d.R. innerhalb der Landwirtschaft verwertet. Hier sind z.B. Güllebörsen oder ähnliche landwirtschaftliche Einrichtungen tätig. Die Masse der Überschüsse wird durch Gülle gestellt. Wegen der hohen Wassergehalte und damit verbundenen hohen Transportkosten ist die überbetriebliche Kreislaufwirtschaft dieser Stoffe regional begrenzt.

Gärreste aus der Vergärung nachwachsender Rohstoffe entstehen derzeit meist aus Gülle und Energiepflanzen. Hier ist die Landwirtschaft sehr stark beteiligt, so dass die Gärreste sowohl in die innerbetriebliche als auch in die überbetriebliche Kreislaufwirtschaft eingehen.

Behandelte Bioabfälle sind ausschließlich in die überbetriebliche Kreislaufwirtschaft eingebunden. Im Gegensatz zu den beiden vorgenannten Ebenen/Stoffen sind Bioabfälle abfallrechtlich geregelt. Damit sind deutlich höhere Nachweispflichten verbunden. Ob Nachweispflichten auch für Wirtschaftsdünger und Gärreste angebracht wären, die keiner innerbetrieblichen Biomassewirtschaft unterliegen, sondern außerbetrieblich an Dritte abgeben werden, wird kontrovers diskutiert.

Abbildung 2: Humusversorgungspotentiale unterschiedlicher organischer Dünger (abgeleitet aus Reinhold und Körschens, 2004)


Die Verwertung organischer Stoffe zur Humusreproduktion erhält aufgrund von Strukturänderungen in der Landwirtschaft einen zunehmenden Stellenwert. Dafür sind folgende Ursachen und Wirkungen zu nennen:
Durch die Globalisierung der Märkte verfallen die Preise für Agrarprodukte, insbesondere für tierische Erzeugnisse. Am stärksten ist derzeit die Milchwirtschaft betroffen. Das führt zu einem Rückgang der Viehhaltung, die ihre bisherige Bedeutung bei der landwirtschaftlichen Veredelungsstrategie mehr und mehr einbüßt.
Durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz haben sich für die energetische Verwertung von Biomasse vor allem für Biogasanlagen ökonomische Vorteile ergeben, die zunehmend zum wirtschaftlichen Ausgleich für nachteilige Globalisierungswirkungen genutzt werden. In der Landwirtschaft entwickelt sich eine neue Veredelungsstrategie.

Bei den Veränderungen sind v.a. zwei Aspekte bedeutend: Zum Einen werden statt humusmehrenden Feldfutterpflanzen immer mehr humuszehrende Energiepflanzen zur Biogasgewinnung angebaut. Zum Anderen werden die vorhandenen organischen Dünger verstärkt energetisch genutzt (z.B in Biogasanlagen).

Die in den jeweiligen Ebenen der Kreislaufwirtschaft anfallenden Mengen sind in Bezug auf ihr Potential zur Humusreproduktion in Abbildung 2 dargestellt. Dabei wurde der Einfluss einer energetischen Verwertung der Biomasse in Vergärungsanlagen auf deren Humusreproduktionsleistung kalkuliert.


Soweit die in Abbildung 2 angeführten Stoffe vor ihrer Nutzung als Dünge- und Bodenverbesserungsmittel in einer Biogasanlage behandelt werden, reduziert sich ihr Humusreproduktionspotential um 30 bis 40 %. Insbesondere für Stroh wird derzeit intensiv an Projekten zur stofflichen und energetischen Verwertung gearbeitet, die für dieses Material kein landwirtschaftliches Humusreproduktionspotenzial mehr ermöglichen.

Die Auswirkungen des verstärkten Anbaus von Energiepflanzen anstelle von Feldfutterpflanzen sind in den Prognosen zu Abbildung 2 noch nicht berücksichtigt. Diese Auswirkungen werden die Entwicklung von Humusbilanzierungsdefiziten der landwirtschaftlichen Ackerflächen voraussichtlich noch verstärken. Das ergibt sich aus dem bereits heute hohen Anteil an Mais beim Energiepflanzenanbau in der Landwirtschaft. Zwar sind auch andere Pflanzen und Mischkulturen für den Energiepflanzenbau geeignet. Bei den betriebswirtschaftlichen Entscheidungen ist jedoch derzeit davon auszugehen, dass die im Hinblick auf die Energieausbeute leistungsfähigsten Pflanzen angebaut werden. Dies ist nach dem heutigen Stand der Technik vor allem der Mais und damit eine Frucht, die mit -600 bis -800 kg Humus-C/ha*a eine deutlich negative Humusbilanz aufweist.

Insgesamt ist im Zusammenhang mit dem erheblichen Strukturwandel in der Landwirtschaft festzustellen, dass das Erfordernis der Inanspruchnahme von organischen Stoffen aus der überbetrieblichen Biomassewirtschaft zur Humusreproduktion von Böden deutlich zunehmen wird. In diesem Zusammenhang stellen Komposte aus der getrennten Sammlung von Bio-, Garten- und Parkabfällen mit ihren besonders hohen Wirkungsgraden zur Humusreproduktion eine bedeutende Quelle dar.

Quellen: Schmidt, R.: Humusnetzwerk, Fachvortragsreihe „Bioabfallverwertung und –anwendung“, Grüne Woche Berlin, 20. Januar 2006 sowie Reinhold, J. und Körschens, M.: Einordnung von Komposten in die "Gute fachliche Düngungspraxis" unter besonderer Berücksichtigung der Humusversorgung, 116. VDLUFA-Kongress vom 13. bis 17. September 2004 in Rostock (RH)

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