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Netto-Null-Emissionsziele sind nur durch die Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu erreichen. Agroscope hat für die Schweiz die Entwicklung der Kohlenstoffspeicherung im Boden, der Nahrungsmittelproduktion und landwirtschaftlicher Treibhausgase modelliert.
Mehr als 90 Länder – wie auch die Schweiz – haben bis 2050 Netto-Null-Emissionsziele angekündigt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die meisten auf die Entfernung von Kohlendioxid zum Ausgleich unvermeidbarer oder schwer zu reduzierender Emissionen angewiesen sein.
Die Sequestrierung von Kohlenstoff im Boden ist eine rasch umsetzbare und kosteneffiziente Methode, um dieses Ziel zu erreichen. Sie ist definiert als eine Nettoaufnahme von atmosphärischem Kohlendioxid, die zu einer Erhöhung der Speicherung von organischem Kohlenstoff führt. Obwohl Kohlenstoff so nicht dauerhaft gespeichert wird, haben natürliche Kohlenstoffsenken wie Aufforstung und Wiederbewaldung eine kühlende Wirkung auf die Atmosphäre. Die Kohlenstoffspeicherung im Boden wird durch die Landnutzung, die Art der angebauten Kulturen, die Dauer der Bodenbedeckung, sowie den Einsatz von organischem Dünger beeinflusst.
Szenarien zur Kohlenstoffspeicherung unter Einbezug des Bevölkerungswachstums
Die Anpassung der Bodenbewirtschaftung zur Erhöhung der Kohlenstoffbindung im Boden kann zu Zusatznutzen oder Abstrichen führen. Agroscope hat für die Schweiz einen Modellierungsrahmen aufgestellt, der die Kohlenstoffspeicherung im Boden, die Nahrungsmittelproduktion und landwirtschaftliche Treibhausgasemissionen kombiniert. Die Verbindung zur Nahrungsmittelproduktion ist entscheidend, da Fruchtfolgen und Viehbestand den organischen Kohlenstoffvorrat im Boden beeinflussen. Dazu wurde die Kohlenstoffsequestrierung für die Jahre 2020-2100 für drei Szenarien modelliert.
Basisszenario: Minimale Veränderungen in der Ernährung, Produktion, Import und Export von Lebens- und Futtermitteln. Ein geschätztes Bevölkerungswachstum von 43 % bis 2100 wurde im Modell berücksichtigt.
1. Das Szenario Zwischenkulturen stellt eine verstärkte Anwendung des bekannten Bodenschutzverfahrens dar. Wenn es die Fruchtfolge erlaubt, werden immer Zwischenkulturen angepflanzt. Zudem wurde angenommen, dass die Biomasse der Zwischenkulturen durch diversere und produktivere Mischungen etwas erhöht werden kann.
2. Pflanzenkohle-Szenario: Aus heimischen Ressourcen hergestellte Pflanzenkohle, welche jedoch ausserhalb der Systemgrenzen produziert wurde (d.h. nicht landwirtschaftlichen Ursprungs ist wie zum Beispiel Biomasse aus der Landschaftspflege).
3. Agroforst-Pflanzenkohle-Szenario: Anbau von zusätzlicher Biomasse mittels schnell wachsender Bäume, die neben landwirtschaftlichen Feldern gepflanzt und für die Pflanzenkohleproduktion geerntet werden. Um dafür freie Flächen zu schaffen, wurde die Futtermittelproduktion auf Ackerflächen reduziert, was zu zusätzlichen Veränderungen in der Ernährung führte.
Kohlenstoffsequestrierung könnte nach 2050 rasch abnehmen
Begrenzende Faktoren wie die Verfügbarkeit von Land und Biomasse oder das Bevölkerungswachstum können die Kohlenstoffsequestrierung beeinflussen und zeigen, dass diese ab 2050 nicht in allen untersuchten Szenarien aufrechterhalten werden kann.
Diese Informationen und die damit verbundenen Treibhausgasemissionen sind entscheidend für die Planung von Netto-Null-Strategien und unterstreichen die Bedeutung von integrierten Bewertungen, die die Verbindungen zwischen Kohlenstoffspeicherung im Boden und dem Ernährungssystem erfassen.
Bevölkerungszunahme überwiegt den Speichereffekt im günstigsten Szenario
Infolge des steigenden Flächenbedarfs für die Nahrungsmittelproduktion aufgrund des prognostizierten Bevölkerungswachstums nimmt die Agroforstfläche bereits nach dem Jahr 2030 ab. Das heisst, auch mit dem Agroforst-Pflanzenkohle-Szenario, bei welchem am meisten CO2 gespeichert würde, können die Speicherraten aufgrund der wachsenden Bevölkerung nicht eingehalten werden.
Fazit
- Bis ins Jahr 2050 könnte in der Schweiz eine relevante Kohlenstoffsequestrierungsrate im Boden erreicht und somit ein bedeutender Beitrag zum Netto-Null-Ziel geleistet werden.
- Das Modell zeigt, dass nach 2050, je nach gewählter Massnahme, die Sequestrierung stark abnimmt. Dies erfordert eine rasche Ausweitung anderer CO2-Aufnahmetechniken und verstärkte Anstrengungen zur weiteren Verringerung von landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen im Allgemeinen.
- Die Emissionen aus der Schweizer Viehhaltung sind hoch im Vergleich zu den potenziellen Kohlenstoff-Speicherraten im Boden. Eine Änderung der Ernährungsgewohnheiten böte eine wirksame Minderungsstrategie.
- Es ist entscheidend, sowohl die aktuellen (z.B. landwirtschaftliche Praktiken) als auch zukünftige Bedingungen wie das Bevölkerungswachstum oder den Klimawandel für die Quantifizierung realistischer Bodenkohlenstoff- Sequestrierungspotentiale im Modell zu integrieren.