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Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Globale Biomasseproduktion und deren Nutzung Fridolin Krausmann.

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1 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Globale Biomasseproduktion und deren Nutzung Fridolin Krausmann

2 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Biomasse Nutzung und gesellschaftliche Eingriffe in terrestrische Ökosysteme: Der HANPP Ansatz Potential vegetation NPP0 Produktivität der potenziellen Vegetation (hypothetische Annahme: ohne Landnutzung), z.B. Wälder, Grassländer, Savanna, Wüsten) Actual vegetation NPPact Produktivität der aktuellen Vegetation Felder, anthropogene Grassländer, versiegelte Flächen, etc. NPP remaining after harvest NPPt Energiefluss, der nach dem Biomasseentzug bei der Ernte im Ökosystem verbleibt Produktivität (∆NPP LC ) Ernte (NPPh) Gesellschaftliche Aneignung von NPP (HANPP) Indikator für die Intensität der Landnutzung ‚Pressure‘ Indikator, erlaubt eine Analyse der ‚drivers‘ von Landnutzung

3 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Actual Vegetation Potential Vegetation NPP 0 Gesellschaftliche Aneignung von Nettoprimärproduktion (HANPP) NPP tDM/m²/yr Harvest NPP h NPP h  NPP L C HANPP HANPP = NPP 0 – NPP t NPP t = NPP act – NPP h HANPP =  NPP LC + NPP h NPP remaining in ecosystem (NPPt)

4 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Ahmed Family, Kairo: 68 USD Peter Menzel: Hungry Planet: What the World Eats

5 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Melander family, Germany: 500 USD Peter Menzel: Hungry Planet: What the World Eats

6 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Endverbrauch von Biomasse nach Weltregionen

7 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Endverbrauch von Biomasse: 650 kg pro Kopf und Jahr Source: Krausmann et al 2008

8 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Vom Endverbrauch zur Aneignung von Biomasse Used biomass extraction Final biomass consumption Unused biomass extraction Productivity loss (land degradation)

9 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Used extraction of biomass: 2000 kg per capita and year Source: Krausmann et al 2008 Final Use of global biomass harvest

10 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Land use activities and global HANPP Source: Krausmann et al 2008 Activities causing global HANPP

11 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Globale HANPP: 36 mrd Tonnen Biomasse 25% der globalen NPP0 Vom Endverbrauch zur HANPP

12 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Die globale HANPP beträgt etwa 25% der NPP0 (b) Aggregate HANPP (  NPP LC plus harvest) Haberl et al. 2007, PNAS

13 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Global Patterns of Trade: The big players Exporters Importers Source: based on FAOSTAT 2005

14 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Netto Aussenhandel mit Biomasse: per capita flows Exporters Importers

15 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 HANPP und internationaler Handel Nur 7% der genutzten Ernte werden gehandelt (ca.200 kg/cap) Die HANPP Vorleistungen der gehandelten Biomasse sind groß (global etwa Faktor 6-7x) Internationaler Handel hat einen deutlichen Einfluß auf nationale HANPP Muster

16 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Biomasse Ernte und technische Energie, 1910 bis 2000 Source: Krausmann, forthcoming

17 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Globale Biomasse Ernte Total biomass harvest grows by a factor of 2.8 Crops grow fastest (factor 4.5), grazing most slowly (1.9) Source: Krausmann, forthcoming

18 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Internationaler Handel mit Biomasse Source: based on FAOSTAT 2005

19 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Entwicklung des Fleischverbrauches Source: based on FAOSTAT 2005

20 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Energetische Nutzung von Biomasse Current global energy production from biomass45 EJ/yr (±10) Potential in 2050 according to the World Energy Assessment [2000]  280 EJ/yr World Energy Council/IIASA scenario for 2050  154 EJ/yr SRES-IPCC scenarios for 2050  193 EJ/yr Long-term potential estimates (various authors)  EJ/yr For comparison: Current terrestrial NPP (above+belowground)2 200 EJ/yr Current global human fossil fuel use (GCV, 2005) 390 EJ/yr Total current human harvest of biomass (NPPh) 350 EJ/yr Total current used biomass harvest 224 EJ/yr

21 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Ausblick: Wachsende Bedarf an Biomasse Bevölkerungswachstum (8-9 Mrd. bis 2050): Zunahme des Bedarfes an Grundnahrungsmitteln. Ernährungsgewohnheiten: Zunahme des Bedarfes an tierischen Nahrungsmitteln (mit hohem HANPP Impact). Reduktion der Emission von Treibhausgasen: Substitution von fossilen Energieträgern durch Biomasse (von 45 auf EJ/a))

22 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Ausblick: Bedarfsdeckung Ausweitung der Anbauflächen: Reduktion von “wilderness” Steigerung des Flächenertrages: Intensivierung; Ökologische KostenGrenzen: Wasser? Energiebedarf?) Effizientere Nutzung von Biomasse: Nutzung von Ernterück- ständen; kaskadische Nutzung; Fortschritte in der Tierproduktion; Veränderungen in den Konsummustern (weniger Fleisch) Effekte des Klimawandels????

23 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Daten und Literatur Download HANPP and land use data/maps: Krausmann,F., Erb, K.-H., Gingrich, S., Lauk, C. and Haberl, H., Global patterns of socioeconomic biomass flows in the year 2000: A comprehensive assessment of supply, consumption and constraints. Ecological Economics 65 (3), Haberl,H., Erb, K.-H., Krausmann, F., Gaube, V., Bondeau, A., Plutzar, C., Gingrich, S., Lucht, W. and Fischer-Kowalski, M., Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth's terrestrial ecosystems. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104,

24 Industrielle Biotechnologie mit nachwachsenden Rohstoffen, Frankfurt/M, 11. Juni 2008 Ich Danke für Ihre Aufmerksamkeit!


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