Das Stick­stoff-Dilem­ma

Von Peter Clausing

Im Jahr 1910 lie­ßen sich die BASF ein che­mi­sches Ver­fah­ren zur Ammo­ni­ak­syn­the­se aus Stick­stoff und Was­ser­stoff paten­tie­ren. Das von den spä­te­ren Nobel­preis­trä­gern Fritz Haber und Carl Bosch ent­wi­ckel­te Ver­fah­ren stellt laut Wiki­pe­dia das „bedeu­tends­te indus­tri­el­le Ver­fah­ren zur Umwand­lung des unre­ak­ti­ven Luft­stick­stoffs in eine nutz­ba­re Stick­stoff­ver­bin­dung (dar)“. Dies ist ein ener­gie­in­ten­si­ver Pro­zess, bei dem Tem­pe­ra­tu­ren von 500 Grad Cel­si­us erfor­der­lich sind. Sei­ne ers­te Kon­junk­tur hat­te das Haber-Bosch-Ver­fah­ren im Ers­ten Welt­krieg, als gro­ße Men­gen von Ammo­ni­ak zur Her­stel­lung von Muni­ti­on und Spreng­stoff benö­tigt wur­den. Die Namens­ge­ber des Ver­fah­rens stan­den voll und ganz in deutsch-mili­ta­ris­ti­scher Tra­di­ti­on. Fritz Haber gilt als „Vater des Gas­krie­ges“ im Ers­ten Welt­krieg und der jün­ge­re Carl Bosch war wäh­rend der Nazi­zeit „Wehr­wirt­schafts­füh­rer“, also Spit­zen­funk­tio­när der NS-Kriegs­wirt­schaft. Ähn­lich wie zu ande­ren Anläs­sen – man den­ke an die Atom­in­dus­trie – wur­den nach Kriegs­en­de neue Absatz­märk­ten gesucht. Es begann die Ära des syn­the­ti­schen Dün­gers. Heu­te wird der Mythos gepflegt, dass die Ernäh­rung der Hälf­te der Welt­be­völ­ke­rung von die­sem Dün­ger abhän­gen wür­de.

Ener­gie ist eine wich­ti­ge Res­sour­ce für die mensch­li­che Zivi­li­sa­ti­on, und Stick­stoff stellt einen unent­behr­li­chen Pflan­zen­nähr­stoff dar. Doch mit dem syn­the­ti­schen Dün­ger ver­hält es sich ähn­lich wie mit der Atom­kraft – bei­de sind ent­behr­lich. Und es gibt eine wei­te­re Par­al­le­le zur Atom­ener­gie: Beim Stick­stoff gibt es eine ähn­lich dra­ma­ti­sche Umwelt­be­las­tung, die jedoch im öffent­li­chen Bewusst­sein deut­lich weni­ger prä­sent ist. Stick­stoff (und Phos­phat) sind zwar nicht so gefähr­lich wie Brenn­stä­be aus Atom­kraft­wer­ken, aber sie wer­den auch nicht zwi­schen- oder end­ge­la­gert, son­dern ent­wei­chen in gro­ßem Umfang völ­lig unkon­trol­liert in die Umwelt. Die Quel­len der Umwelt­be­las­tung durch Stick­stoff ist nicht nur syn­the­ti­scher Dün­ger, son­dern es sind auch die Fäka­li­en aus der Tier­pro­duk­ti­on. Hin­zu kom­men Indus­trie­emis­sio­nen und unge­nü­gend geklär­te Abwäs­ser. In Län­dern mit Inten­siv­land­wirt­schaft wer­den laut offi­zi­el­len Schät­zun­gen im Durch­schnitt nur 20-30 Pro­zent des aus­ge­brach­ten Stick­stoffs (und rund 50 Pro­zent des Phos­phors) als Pflan­zen­nähr­stoff genutzt. Der Rest lan­det in der Umwelt und ver­ur­sacht die Nähr­stoff­über­las­tung (Eutro­phie­rung) und Ver­saue­rung von Öko­sys­te­men sowie gesund­heit­li­che Beein­träch­ti­gun­gen. Es kommt zur Frei­set­zung von Lach­gas, das rund 300 Mal kli­ma­schäd­li­cher ist als Koh­len­di­oxid.

Von der Erkennt­nis, dass die Umwelt mit über­schüs­si­gem Stick­stoff belas­tet wird bis zum Ergrei­fen ers­ter zag­haf­ter Maß­nah­men hat es Jahr­zehn­te gedau­ert. Im Jahr 1996 wur­de in Deutsch­land eine Dün­ge­ver­ord­nung erlas­sen, die, begin­nend im Jahr 2010, eine schritt­wei­se Ver­rin­ge­rung der Über­schuss­men­gen von 90 auf 60 Kilo­gramm pro Hekt­ar land­wirt­schaft­li­cher Nutz­flä­che vor­schreibt. Mit ande­ren Wor­ten, es soll zwar die jähr­li­che Men­ge an Stick­stoff­über­schuss redu­ziert wer­den, aber Gewäs­ser und Böden wer­den nach wie vor mit reak­ti­vem Stick­stoff belas­tet. Das Umwelt­bun­des­amt ver­wies im Juli 2014 dar­auf, dass es einer­seits gelun­gen sei, den Ein­trag unge­nutz­ter Nähr­stof­fe aus „punkt­för­mi­gen Quel­len“ (unge­nü­gend geklär­te Abwäs­ser) deut­lich zu redu­zie­ren, dass aber „die Ein­trä­ge aus dif­fu­sen Quel­len […] ein noch weit­ge­hend unge­lös­tes Pro­blem dar(stellen)“. Der jähr­lich ein­ge­tra­ge­ne Stick­stoff­über­schuss in Deutsch­land wur­de zwi­schen 1991 und 2012 von 130 auf 101 Kilo­gramm pro Hekt­ar gesenkt. Das von der Bun­des­re­gie­rung für 2010 gesetz­te Ziel einer Redu­zie­rung auf 80 Kilo­gramm wur­de damit jedoch deut­lich ver­fehlt. Im Jahr 2005 kam es laut Umwelt­bun­des­amt zum Ein­trag von etwa 550.000 Ton­nen Stick­stoff allein in die Ober­flä­chen­ge­wäs­ser, 62 Pro­zent oder knapp zwei Drit­tel davon gin­gen auf das Kon­to der Land­wirt­schaft.

Eine wesent­li­che Ursa­che für die Stick­stoff­be­las­tung in den EU-Län­dern ist der hohe Kon­sum der Bevöl­ke­rung an tie­ri­schem Pro­te­in. Der jähr­li­che Pro-Kopf-Ver­brauch an Pro­te­in pro Jahr lag in West­eu­ro­pa schon 1960 mit 25 Kilo­gramm deut­lich über den ernäh­rungs­phy­sio­lo­gisch emp­foh­le­nen 18 Kilo­gramm und bestand jeweils zur Hälf­te aus pflanz­li­chem und tie­ri­schem Pro­te­in. Die Stei­ge­rung auf über 30 Kilo­gramm pro Kopf bis zum Jahr 2007 erfolg­te aus­schließ­lich durch eine Zunah­me tie­ri­schen Pro­te­ins. Wei­te­re Zah­len ver­deut­li­chen das Pro­blem in Bezug auf die Stick­stoff­be­las­tung: In Euro­pa liegt die Effi­zi­enz des aus­ge­brach­ten Stick­stoff­dün­gers für Getrei­de bei unbe­frie­di­gen­den 30 bis 60 Pro­zent, d.h. 40 bis 70 Pro­zent wer­den nicht genutzt und belas­ten die Umwelt. Doch wenn die Ver­hält­nis­se für Getrei­de unbe­frie­di­gend sind, so sind sie für Fleisch kata­stro­phal: Hier liegt die Stick­stoff­ef­fi­zi­enz – je nach Tier­art – zwi­schen 2,5 und 20 Pro­zent.

Dabei ist die Belas­tung der Umwelt durch Stick­stoff nur die eine, wenn­gleich beson­ders wich­ti­ge Sei­te. Hin­zu kommt die ener­ge­ti­sche Inef­fi­zi­enz der Inten­siv­land­wirt­schaft, zu der der syn­the­ti­sche Dün­ger maß­geb­lich bei­trägt. Jodi Zie­se­mer, die 2007 für die Welt­ernäh­rungs­or­ga­ni­sa­ti­on FAO eine ent­spre­chen­de Stu­die erstellt hat, ver­weist dar­auf, dass etwa die Hälf­te der Ener­gie, die in die­sem Pro­duk­ti­ons­mo­dell direkt ver­braucht wird, in der Her­stel­lung von Stick­stoff­dün­ger steckt. Das erklärt, war­um fast alle land­wirt­schaft­li­chen Pro­duk­te selbst unter euro­päi­schen Ver­hält­nis­sen bei bio­lo­gi­schem Anbau eine deut­lich bes­se­re Ener­gie­bi­lanz haben als unter kon­ven­tio­nel­len Bedin­gun­gen. Für Groß­bri­tan­ni­en ver­weist Zie­se­mer auf Daten, die bele­gen, dass bei vie­len Kul­tu­ren im Fall eines bio­lo­gi­schen Anbaus eine Ener­gie­ein­spa­rung von etwa 30 Pro­zent, in man­chen Fäl­len noch deut­lich mehr erreicht wird. Ener­ge­tisch betrach­tet bestand der Sinn der Land­wirt­schaft frü­her unter ande­rem dar­in, sola­re Ener­gie in ver­zehr­ba­re Ener­gie zu trans­for­mie­ren. Betrach­tet man den gesam­ten gegen­wär­ti­gen Pro­duk­ti­ons­pro­zess zur Nah­rungs­her­stel­lung, dann wird hier inzwi­schen vier­mal mehr an fos­si­ler Ener­gie ver­braucht als anschlie­ßend in Form von Kalo­ri­en auf dem Tel­ler lan­den. Sowohl natio­na­le Nah­rungs­en­er­gie­bi­lan­zen in Däne­mark und in den USA als auch eine schwe­di­sche Stu­die, bei der der Ener­gie­auf­wand von Tages­ra­tio­nen aus Super­markt­ein­käu­fen ana­ly­siert wur­de, kom­men etwa auf die­sen Wert. Beim Ver­gleich von agrar­öko­lo­gisch-klein­bäu­er­li­cher Land­wirt­schaft mit kon­ven­tio­nel­lem Anbau kann von einem bis zu hun­dert­fa­chen Unter­schied in der Ener­gie­ef­fi­zi­enz aus­ge­gan­gen wer­den. Das ist zwar ein Extrem­wert, ver­mit­telt aber eine Vor­stel­lung des agrar­öko­lo­gi­schen Poten­zi­als zur Ener­gie­ein­spa­rung.

Ste­hen wir damit vor einem unlös­ba­ren Dilem­ma? Kol­li­diert eine wün­schens­wer­te höhe­re ener­ge­ti­sche Effi­zi­enz agrar­öko­lo­gi­schen Anbaus mit dem Unver­mö­gen die­ses Anbau­sys­tems, die Welt­be­völ­ke­rung zu ernäh­ren? Bekommt Mal­thus mit 250 Jah­ren Ver­zö­ge­rung doch noch Recht? Bis zum Jahr 2050 wird die Welt­be­völ­ke­rung vor­aus­sicht­lich um wei­te­re zwei Mil­li­ar­den Men­schen auf gut 9 Mil­li­ar­den wach­sen (um sich dann zu sta­bi­li­sie­ren). Vor die­sem Hin­ter­grund pro­gnos­ti­zie­ren Welt­bank und Welt­ernäh­rungs­or­ga­ni­sa­ti­on das Erfor­der­nis einer 70-pro­zen­ti­gen Stei­ge­rung der Nah­rungs­mit­tel­pro­duk­ti­on inner­halb der nächs­ten 35 Jah­re. In einem wich­ti­gen EU-Poli­tik­be­ra­tungs­do­ku­ment, dem Euro­pean Nitro­gen Assess­ment, wird dar­auf ver­wie­sen, dass bio­lo­gi­scher Anbau von Getrei­de mit 40- bis 50-pro­zen­ti­gen Ertrags­ein­bu­ßen ein­her­ge­hen wür­de. Es scheint, als hät­ten wir die Wahl zwi­schen einer glo­ba­len Hun­ger­ka­ta­stro­phe, ver­ur­sacht durch unge­nü­gen­de Erträ­ge, und einer glo­ba­len Umwelt­ka­ta­stro­phe, unter ande­rem ver­ur­sacht durch den jähr­li­chen Ein­trag von Mil­lio­nen Ton­nen Stick­stoff.

Tat­säch­lich ist das Beängs­ti­gen­de weni­ger der zu bewäl­ti­gen­de Wider­spruch zwi­schen Welt­ernäh­rung und Umwelt­schutz als die Igno­ranz gegen­über bestehen­den Alter­na­ti­ven. Zunächst fällt auf, dass die Welt­be­völ­ke­rung mit der pro­gnos­ti­zier­ten Zahl von 9,2 Mil­li­ar­den Men­schen bis 2050 vor­aus­sicht­lich um 30 Pro­zent wach­sen wird. Die erfor­der­li­che Pro­duk­ti­ons­stei­ge­rung soll jedoch 70 Pro­zent betra­gen. Dies wird mit Ände­run­gen in den Ernäh­rungs­ge­wohn­hei­ten begrün­det. Damit ist die Stei­ge­rung des Kon­sums an tie­ri­schen Pro­duk­ten in Län­dern wie Chi­na gemeint. Doch eigent­lich soll­ten sich die – offen­bar als unab­wend­bar betrach­te­ten – Ernäh­rungs­ge­wohn­hei­ten in Euro­pa ändern. Das betrifft nicht nur den Ver­zehr von Fleisch und Milch­pro­duk­ten, son­dern auch die Tat­sa­che, dass in der EU 20 bis 30 Pro­zent des gekauf­ten Essens im Müll lan­den. Neben der Ver­schwen­dung von Pro­du­zier­tem ist dies eine Belas­tung der Umwelt und eine Ver­schwen­dung von Ener­gie. Wäre es da in Euro­pa nicht sinn­vol­ler, die Ertrags­ein­bu­ßen, die ein agrar­öko­lo­gi­scher Anbau gege­be­nen­falls mit sich bringt, die aber weit­aus gerin­ger aus­fal­len als all­ge­mein behaup­tet wird, ander­wei­tig zu kom­pen­sie­ren und die ener­ge­ti­schen und Umwelt­vor­tei­le zu nut­zen? Im Euro­pean Nitro­gen Assess­ment wer­den zwar mög­li­che „Ver­hal­tens­än­de­run­gen“ der Kon­su­men­ten ein­lei­tend erwähnt, aber die Zukunfts­sze­na­ri­en kon­zen­trie­ren sich auf tech­no­lo­gi­sche Ent­wick­lun­gen – Gen­tech­nik und Visio­nen von Agrar­ro­bo­tern ein­ge­schlos­sen. Ein grund­le­gen­der gesell­schaft­li­cher Wan­del oder eine poli­tisch gesteu­er­te „Agrar­wen­de“ sind nicht vor­ge­se­hen.

Statt agrar­öko­lo­gi­sche Anbau­sys­te­me mas­siv zu för­dern, wer­den sie wider bes­se­res Wis­sen als „Agrar­ro­man­tik der Mit­tel­schicht“ dif­fa­miert, die angeb­lich mit erheb­li­chen Ertrags­ein­brü­chen ver­bun­den sei. Die wie­der­holt kol­por­tier­te Ertrags­dif­fe­renz von 40 bis 50 Pro­zent bei Getrei­de im Ver­gleich zu kon­ven­tio­nel­lem Anbau, steht in deut­li­chem Wider­spruch zur tat­säch­li­chen Daten­la­ge. In Lang­zeit­ver­su­chen des Roda­le-Insti­tuts in Penn­syl­va­nia, USA, wur­den bei Mais und Wei­zen iden­ti­sche Erträ­ge für die agrar­öko­lo­gi­sche und die kon­ven­tio­nel­le Anbau­me­tho­de ermit­telt. In einer zusam­men­fas­sen­den Ana­ly­se für Getrei­de in Indus­trie­län­dern kommt eine For­scher­grup­pe der Uni­ver­si­tät Michi­gan (Cathe­ri­ne Bad­gley u.a.), die 69 Ver­gleichs­un­ter­su­chun­gen aus­wer­te­te, auf einen Min­der­ertrag von ledig­lich 7,2 Pro­zent. Das ver­deut­licht: Ein agrar­öko­lo­gi­scher Umbau in Euro­pa wird durch feh­len­de Kohä­renz in der Agrar­po­li­tik und unge­nü­gen­de Anrei­ze in der land­wirt­schaft­li­chen Pra­xis sowie durch man­gel­haf­te For­schungs­för­de­rung blo­ckiert.
Was sind die Ursa­chen für den Wider­stand gegen eine greif­ba­re Lösung, die zwar Zeit benö­tigt, die jedoch in sich schlüs­sig ist?

Viel­leicht sind die Stra­te­gen der euro­päi­schen Agrar­po­li­tik weit­sich­ti­ger als ange­nom­men. Eine flä­chen­de­cken­de Umstel­lung auf agrar­öko­lo­gi­sche Anbau­sys­te­me wür­de nicht ein­fach nur den Ver­lust von Absatz­märk­ten für die agro­che­mi­sche Indus­trie bedeu­ten. Eine kon­se­quen­te Ent­wick­lung in die­se Rich­tung wäre mit einer gan­zen Kas­ka­de von gesell­schaft­li­chen Ver­än­de­run­gen ver­bun­den. Es wäre ein mas­si­ver Ver­lust von Absatz­mög­lich­kei­ten für agro­che­mi­sche Pro­duk­te. Hef­ti­ger Wider­stand sei­tens der Indus­trie ist logisch. Hin­zu kommt: Wenn es kon­kret mit einer sol­chen Agrar­wen­de wür­de, wäre in Deutsch­land wohl auch die Gewerk­schaft Berg­bau, Che­mie, Ener­gie mit auf dem Plan (sie­he die Rol­le der IG Metall bei der aktu­el­len Dis­kus­si­on zu Rüs­tungs­ex­por­ten). Ein agrar­öko­lo­gi­scher Umbau wäre fer­ner mit einem tief­grei­fen­den Struk­tur­wan­del in der Land­wirt­schaft ver­knüpft. Hier steht das Behar­rungs­ver­mö­gen des Deut­sche Bau­ern­ver­ban­des, der Inter­es­sen­ver­tre­tung für kon­ven­tio­nel­le Land­wirt­schaft mit etwa 300.000 Mit­glie­dern, einer sol­chen Poli­tik und den Wün­schen des Akti­ons­bünd­nis Bäu­er­li­che Land­wirt­schaft gegen­über, einem Netz­werk mit rund 5.000 Mit­glie­der, das für Agrar­öko­lo­gie auf­ge­schlos­sen ist. Dabei wäre ein agrar­öko­lo­gi­sche Anbau deut­lich arbeits­in­ten­si­ver. In der Land­wirt­schaft wür­den eini­ge Hun­dert­tau­send neue Arbeits­plät­ze ent­ste­hen. Die­se zusätz­li­chen Beschäf­ti­gungs­ver­hält­nis­se wür­den den Job­ver­lust in der agro­che­mi­schen Indus­trie mehr als kom­pen­sie­ren. Außer­dem wäre mit einer (gerecht­fer­tig­ten) Ver­teue­rung der Lebens­mit­tel zu rech­nen. Aller­dings sind bil­li­ge Lebens­mit­tel bekannt­lich ein wich­ti­ges Mit­tel zur Ruhig­stel­lung der Bevöl­ke­rung.
Mit einem Wort, eine sol­che Agrar­wen­de wäre einem dra­ma­ti­schen gesamt­ge­sell­schaft­li­chen Umbruch gleich­zu­set­zen. Dass dies von den Herr­schen­den nicht gewollt wird, ist nach­voll­zieh­bar.

Quel­len:

Cathe­ri­ne Bad­gley u.a. (2007): Rene­wa­ble Agri­cul­tu­re and Food Sys­tems 22: 86–108.

Euro­pean Nitro­gen Assess­ment (2011). Cam­bridge Uni­ver­si­ty Press. http://www.nine-esf.org/ENA-Book

Umwelt­bun­des­amt (2014): Nähr­stoff­ein­trä­ge aus der Land­wirt­schaft und Stick­stoff­über­schuss. http://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/landwirtschaft/naehrstoffeintraege-aus-der-landwirtschaft.

Jodi Zie­se­mer: Ener­gy use in orga­nic food sys­tems. Rom, FAO, 2007, http://www.fbae.org/2009/FBAE/website/images/pdf/imporatant-publication/fao-organic-report.pdf

Wei­te­re Quel­len: hier

Erschie­nen in Lunapark21, Heft 27, Herbst 2014

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