Energieeffizienz in der Landwirtschaft und im Ökolandbau

Energieeffizienz in der Landwirtschaft: Wie energieeffizient ist der Ökolandbau?

Eine Hand, die eine Kleeblüte hält. — Klee und andere Leguminosen binden mithilfe von Knöllchenbakterien Luftstickstoff und ermöglichen auf diese Weise einen Ökolandbau ohne energieintensiv hergestellte Stickstoffdünger. Foto: Bloomberg Creative / Bloomberg Creative Photos via Getty Images

Mineralische Stickstoffdünger gehören zu den energieintensivsten Betriebsmitteln in der Landwirtschaft. Der Ökolandbau verzichtet darauf und kommt deshalb meist mit deutlich weniger Energie aus. Doch wie fällt die Bilanz aus, wenn man nicht nur die Fläche, sondern auch die Erntemenge betrachtet?

Das Wichtigste zur Energieeffizienz im Ökolandbau in Kürze:

Mineralischer Stickstoffdünger ist einer der größten Energieposten in der konventionellen Landwirtschaft.
Der Ökolandbau verzichtet auf synthetische Betriebsmittel und ist dadurch weniger abhängig von fossiler Energie.
Im Bio-Anbau kann der direkte Energiebedarf für Maschinenarbeiten durch mechanische Unkrautbekämpfung höher ausfallen.
Flächenbezogen ist Bio meist energieeffizienter als konventionell; ertragsbezogen zeigt sich ein differenzierteres Bild.
Ein zentraler Zielkonflikt bleibt: geringerer Energieeinsatz steht oft niedrigeren Erträgen gegenüber, wodurch mehr Fläche für die gleiche Produktmenge nötig ist.
Ausweitung des Ökolandbaus lässt sich aber nicht allein über Erträge bewerten, sondern muss mit Veränderungen im gesamten Agrar- und Ernährungssystem zusammengedacht werden.

Geopolitische Krisen, angespannte Rohstoffmärkte und schwankende Preise für Öl und Gas zeigen immer wieder, wie abhängig viele Wirtschaftsbereiche von fossiler Energie sind. Aktuell rücken die Spannungen rund um die Straße von Hormus diese Abhängigkeit wieder in den Fokus.

Auch landwirtschaftliche Betriebe sind davon unmittelbar betroffen. Steigen die Preise für Öl oder Gas, verteuern sich häufig Bodenbearbeitung, Aussaat, Düngung, Pflanzenschutz, Unkrautregulierung und Ernte. Ein Teil dieser Mehrkosten entsteht direkt auf den Betrieben. Ein anderer Teil steckt bereits in den Betriebsmitteln, die zugekauft werden.

Genau dieser vorgelagerte Energieaufwand ist wichtig, wenn man ökologische und konventionelle Produktionssysteme vergleichen möchte. Denn beide Systeme unterscheiden sich deutlich darin, welche Betriebsmittel sie einsetzen – und wie stark sie dadurch von fossiler Energie abhängig sind.

Größter Energieposten: Mineralischer Stickstoffdünger

Blick auf eine Düngemittelfabrik. Klick führt zu Großansicht. — Die Herstellung mineralischer Stickstoffdünger ist energieintensiv und eng mit fossilen Energieträgern verknüpft. Foto: RYosha / iStock via Getty Images

Besonders energieintensiv ist die Herstellung von mineralischen Stickstoffdüngern. Grundlage ist das Haber-Bosch-Verfahren, bei dem Luftstickstoff mit Wasserstoff zu Ammoniak umgesetzt wird. Dafür wird viel Energie benötigt. Zudem stammt der benötigte Wasserstoff bislang überwiegend aus Erdgas. Dadurch sind mineralische Stickstoffdünger eng mit fossilen Energieträgern und deren Preisen verknüpft.

In der konventionellen Landwirtschaft sind mineralische Stickstoffdünger wesentlicher Bestandteil der pflanzlichen Nährstoffversorgung. Wenn die Preise für fossile Energien steigen, verteuern sich deshalb nicht nur Treibstoffe und Strom, sondern auch synthetisch hergestellte Düngemittel.

Auch chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel verursachen Energieaufwand in Herstellung und Bereitstellung. Im Vergleich zum Stickstoffdünger fällt dieser Posten jedoch deutlich geringer aus (siehe Infokasten).

Welche Energieposten fallen auf Betrieben mit Freilandkulturen besonders ins Gewicht?

Forschende haben 2022 in einer EU-weiten Übersichtsstudie untersucht, wofür in Produktionssystemen mit Freilandkulturen besonders viel Energie eingesetzt wird. Betrachtet wurden Ackerkulturen, Freilandgemüse, Obst und Wein. Ökologische und andere nicht-konventionelle Bewirtschaftungssysteme wurden in der Studie nicht gesondert ausgewertet.In dieser Auswertung entfielen rund 50 Prozent der erfassten Energieinputs auf die Herstellung von Düngemitteln. Diesel lag bei 31 Prozent, Pflanzenschutzmittel bei etwa 5 Prozent.

Ökolandbau weniger abhängig von energieintensiven Betriebsmitteln

Unkrauthacke im Einsatz auf Getreidefeld. Klick führt zu Großansicht. — Mechanische Unkrautkontrolle und Pflugeinsatz sind im Ökolandbau Standard und führen oft zu einem höheren Dieselverbrauch. Foto: BLE / Thomas Stephan

Der ökologische Landbau verzichtet auf synthetische Stickstoffdünger und chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel. Als natürliche Stickstoffquelle und Netto-Stickstoff-Lieferant ist der Anbau von Feinleguminosen und Körnerleguminosen im Nährstoffkreislauf von Öko-Betrieben von entscheidender Bedeutung. Zugekaufte organische Dünger ergänzen diese Stickstoffquelle.

Zwischenfrüchte und vielfältige Fruchtfolgen helfen dabei, vorhandene Nährstoffe im Kreislauf zu halten und Verluste zu verringern. Damit ist der Ökolandbau weniger abhängig von Betriebsmitteln, deren Herstellung eng mit fossiler Energie verbunden ist.

Wo im Ökolandbau zusätzlicher Energiebedarf entsteht

Der Verzicht auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel bedeutet jedoch nicht, dass Pflanzenschutz und Unkrautregulierung im Ökolandbau ohne Energieeinsatz auskommen. In ökologischen Ackerbausystemen sind häufig mehr energieintensive Feldarbeitsgänge nötig als in konventionellen Systemen. Dazu tragen unter anderem eine intensivere Bodenbearbeitung – häufig mit dem Pflug –, der Zwischenfruchtbau, die Ausbringung organischer Dünger und die mechanische Unkrautregulierung bei. Letztere gehört mit Verfahren wie Striegeln und Hacken zum Standard im ökologischen Pflanzenbau. Dadurch fällt der direkte Energiebedarf für Maschinenarbeiten in ökologischen Ackerbausystemen häufig höher aus.

Geringerer Energieinput – aber ist das auch effizienter?

Damit stehen zwei Effekte gegenüber: Der Ökolandbau verzichtet auf besonders energieintensive Betriebsmittel. Gleichzeitig können im ökologischen Ackerbau mehr Maschinenarbeiten nötig sein. Entscheidend ist deshalb die Frage, was in der Gesamtbilanz stärker ins Gewicht fällt. Dabei kommt es darauf an, welche Bezugsgröße gewählt wird.

Flächenbezogen schneiden ökologische Pflanzenbausysteme häufig deutlich besser ab als konventionelle: Der geringere Einsatz energieintensiver Betriebsmittel wiegt in vielen Energiebilanzen schwerer als der zusätzliche Dieselbedarf durch mechanische Unkrautregulierung, Bodenbearbeitung oder weitere Feldarbeiten.

Wie groß dieser Unterschied sein kann, zeigt eine 2024 veröffentlichte Studie der Technischen Universität München (TUM). Sie wertete Daten von 30 ökologischen und 30 konventionellen Pilotbetrieben in Deutschland aus. Der durchschnittliche Energieinput lag in den untersuchten ökologischen Pflanzenbausystemen bei 7,2 Gigajoule pro Hektar und Jahr, in den konventionellen Vergleichssystemen bei 14,0 Gigajoule.

Wird der Energieeinsatz dagegen auf den erzeugten Ertrag bezogen, fällt das Bild differenzierter aus. Der Grund liegt vor allem darin, dass ökologische Anbausysteme pro Hektar im Durchschnitt weniger ernten. Der geringere Energieeinsatz verteilt sich dadurch auf eine kleinere Erntemenge.

Die Studie der TUM zeigt diese Abwägung gut: Die untersuchten Öko-Betriebe setzten pro Hektar deutlich weniger Energie ein, erzielten aber auch einen geringeren Ertrag. Im Verhältnis von erzeugter Energie im Erntegut zu eingesetzter Energie schnitten sie im Mittel dennoch besser ab, weil der Energieeinsatz stärker zurückging als der Ertrag. Andere Studien zeigen jedoch, dass dieses Ergebnis nicht für jede Kultur und jede Fruchtfolge gilt. Kurze oder ertragsschwächere ökologische Systeme können ertragsbezogen ungünstiger abschneiden; längere, vielfältigere Fruchtfolgen schneiden dagegen oft besser ab. Entscheidend sind also das Ertragsniveau, die Fruchtfolge, der Standort und das Management.

Bundesprogramm Energieeffizienz: Förderung nutzen

Investitionen in energiesparende Technik können über das Bundesprogramm zur Steigerung der Energieeffizienz und CO₂-Einsparung in Landwirtschaft und Gartenbau unterstützt werden. Informationen bietet die Fachagentur Erneuerbare Energien (FNR) auf ihrer Seite zum Bundesprogramm Energieeffizienz.

Öko-Betriebe können ihren Energiebedarf senken, zum Beispiel durch angepasste Bodenbearbeitung, gut ausgelastete Maschinen, kombinierte Arbeitsgänge oder erneuerbare Energien. Mehr praktische Hinweise bietet der Beitrag “Den Bio-Betrieb energieeffizienter gestalten” auf oekolandbau.de.

Ein Zielkonflikt bleibt trotz guter Energieeffizienz

Der Ökolandbau kann seinen geringeren Energieeinsatz also häufig in eine gute Energieeffizienz übersetzen. Ein Zielkonflikt bleibt allerdings: Dadurch, dass ökologische Anbausysteme im Durchschnitt geringere Erträge erzielen, wird für die gleiche Produktmenge mehr Fläche benötigt. Das ist relevant, weil landwirtschaftlich nutzbare Fläche nicht unbegrenzt verfügbar ist. Wenn zusätzliche Flächen erschlossen werden müssten, kann das neue Umweltprobleme verursachen oder Nutzungskonkurrenzen verschärfen.

Das bedeutet jedoch nicht, dass mehr Ökolandbau grundsätzlich an der Fläche scheitern muss. Entscheidend ist auch, wie viel landwirtschaftliche Fläche das Ernährungssystem insgesamt beansprucht. So ließe sich der Flächenbedarf zum Beispiel senken, wenn Lebensmittelverschwendung stärker vermieden, der Konsum tierischer Produkte reduziert und dadurch weniger Ackerfläche für Futtermittel benötigt würde. Eine Ausweitung des Ökolandbaus lässt sich deshalb nicht allein über Erträge bewerten, sondern muss mit Veränderungen im gesamten Agrar- und Ernährungssystem zusammen gedacht werden.