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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