SY­MO­BIO

Sys­te­mi­sches Mo­ni­to­ring und Mo­del­lie­rung der Bio­öko­no­mie

Motivation

SIMOBIO ist ein Verbundprojekt zur Entwicklung wissenschaftlicher Grundlagen für ein systemisches Monitoring und die Modellierung der Bioökonomie (BÖ) in Deutschland. Unter BÖ versteht man den Teil der Wirtschaft, der biogene Produkte erzeugt, verarbeitet, konsumiert und verwertet: angefangen von der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei über die Verarbeitung von nachwachsenden Rohstoffen, die Nutzung biotechnologischer Verfahren oder das Möbelhandwerk bis zum Abfallmanagement und der Gewinnung von Bioenergie.

Die Bundesregierung sieht vor, ein regelmäßiges Monitoring der BÖ als Grundlage für eine fundierte Politikgestaltung und öffentliche Debatte zu entwickeln. Es soll sowohl Potenziale als auch Fehlentwicklungen sichtbar machen. Regelmäßige Berichte sollen auch das öffentliche Bewusstsein für das Thema BÖ stärken.

Ziele und Vorgehen

In einer Pilotphase (Projektphase 1) von drei Jahren wurden die wissenschaftlichen Grundlagen für das Monitoring erarbeitet. Untersucht werden dabei die Umweltauswirkungen der Bioökonomie entlang der gesamten Produktionskette. Dazu werden die gesamte Ressourcennutzung, Umwelt- und Klimabelastungen durch die biobasierten Wirtschaftsbereiche und deren gesamte Wirtschaftsleistung erfasst und bilanziert. Das Ziel dieser Studie ist es, die verschiedenen Aspekte der BÖ in einem systemischen Monitoringsystem zusammenzuführen:

  1. Einen geeigneten Rahmen für ein systemisches BÖ-Monitoring zu definieren
  2. Entwicklung eines Modellsystems zur Quantifizierung und Bewertung der Leistungen der deutschen BÖ im Hinblick auf Nachhaltigkeit auf nationaler und internationaler Ebene
  3. Die mögliche künftige Entwicklung von wichtigen Antriebskräften für die Transformation der BÖ zu bewerten
  4. Modellierung der zukünftigen Entwicklung der deutschen BÖ und ihrer ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen, einschließlich der Fußabdrücke
  5. Den konzeptionellen Ansatz von Zertifizierungssystemen zu analysieren
  6. Einen Pilot-Monitoringbericht zu erstellen und ein lernendes Monitoring-System zu entwickeln, das aktualisiert werden kann, einschließlich Fernerkundung, sowie ein Webtool, das die Nutzer über die wesentlichen Merkmale der BÖ informiert.

Innovationen und Perspektiven

In der Projektphase 1 hat das FG GNR in zwei Arbeitspaketen zu den Themen „Nachhaltige landwirtschaftliche Anbausysteme zur Erzeugung von Rohstoffen für die Bioökonomie“ und „Fernerkundliche Abschätzung der Auswirkung einer Ausweitung der Biogaserzeugung auf die Diversität landwirtschaftlicher Anbausysteme“ mitgearbeitet.

Es wurde eine innovative Methode entwickelt, um Landnutzungsänderungen und unterschiedliche Intensitäten der Landbewirtschaftung auf der Grundlage von Landsat- und Sentinel-2-Bildern zu erkennen. Die Methode wurde in einem Untersuchungsgebiet in Nordhessen und Südniedersachsen getestet, um die Umwandlung von Grünland in Ackerland im Laufe der Zeit zu beobachten. Die Ergebnisse zeigten eine Zunahme der Maisanbauflächen und einen Rückgang des Grünlandanteils, was auf die Zunahme der Bioenergieproduktion zurückzuführen ist. Die entwickelten Satellitendatenmodelle sollten jedoch noch weiter verbessert und für verschiedene Regionen validiert werden, um die Fernerkundung als Instrument zur Überwachung von Landnutzungs- und Landbedeckungsveränderungen aufgrund von Bioökonomieaktivitäten zu nutzen.

In der zweiten Projektphase wird die Veränderung der Landnutzung und Landbedeckung durch BÖ Aktivitäten in einem größeren Gebiet in Deutschland mit Hilfe von Zeitreihen-Satellitendaten überwacht. Die Übertragbarkeit des Modells von einer Region auf eine andere Region wird evaluiert.