Nachwachsender Rohstoff

mini|Wald ist die wichtigste Quelle nachwachsender Rohstoffe in Deutschland

Nachwachsende Rohstoffe (abgekürzt NawaRo, Nawaro oder NR) sind organische Rohstoffe, die aus landwirtschaftlicher, forstwirtschaftlicher und Fischerei-Produktion stammen und vom Menschen zielgerichtet für weiterführende Anwendungszwecke außerhalb des Nahrungs- und Futterbereiches verwendet werden.

Gegensatz ist der nichterneuerbare Rohstoff.

Allgemeines Die größte Bedeutung hat heute die Verwendung von Rohstoffen pflanzlicher Herkunft sowie biogener Abfallprodukte. Diese werden sowohl energetisch als auch stofflich genutzt. Dezidiert für eine energetische Nutzung angebaute Pflanzen werden als Energiepflanzen bezeichnet, Pflanzen für die stoffliche Nutzung sind Industriepflanzen. Die energetische Nutzung erfolgt in flüssiger Form (Biokraftstoff), in fester Form (Biogener Brennstoff), sowie gasförmig (Biogas).

Von stofflicher Nutzung spricht man bei der Herstellung von Plattformchemikalien, technischen Ölen, Textilien, Faserstoffen, Tensiden, Klebstoffen, Bio-basierter Kunststoffen und anderen Produkten.

Mit der Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen macht sich der Mensch eine Synthesevorleistung der Natur zunutze, die Umwandlung von Sonnenenergie in energiereiche, organische Verbindungen. Nachwachsende Rohstoffe gelten als rezente organische Naturprodukte, die um der technischen Nutzung bzw. Wirtschaft willen existieren.

Im Zuge der Rohstoff-Energiewende sollen nachwachsende Rohstoffe, Rohstoffe für Grundchemikalien und Fossiler Energieträger (Erdöl, Erdgas, Kernenergie) langfristig ersetzen, möglichst durch eine Kaskadennutzung. Wegen der dadurch zunehmenden Flächen- und Nutzungskonkurrenz stehen einzelne Anwendungen in der Diskussion.

Flächennutzung Von den 2480 ha Gesamtackerfläche für nachwachsende Rohstoffe werden in Deutschland (2023) genutzt für:

Energiepflanzen (Biodiesel aus Pflanzenöl (23,7 %), Bioethanol (9,3 %), Biogas (55,2 %), Festbrennstoffe (0,5 %)) Industriepflanzen (Industriestärke (5,8 %), Industriezucker (0,4 %), Pflanzenöle (4,3 %), Pflanzenfasern (0,3 %)) Arzneimittel und Farbstoffe (0,5 %)

+ Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland (2023) Anbaufläche für nachwachsende Rohstoffe 2023 in 1.000 Hektar Energetische Nutzung2.200 Raps für Biodiesel/Pflanzenöl583 Stärke/Zucker für Bioethanol231 Pflanzen für Biogas1.370 Dauerkulturen für Festbrennstoffe11.6 Stoffliche Nutzung279 Industriestärke 143,5 Industriezucker10,6 technisches Rapsöl80,1 technisches Sonnenblumenöl21,2 technisches Leinöl5 Pflanzenfasern7,05 Arznei- und Farbstoffe12

Geschichte mini|Historischer Trankocher in Ilulissat, Grönland

Natürliche Rohstoffe vor der Industrialisierung Bereits lange vor der Schöpfung des Begriffs NaWaRo hatten Rohstoffe tierischer und pflanzlicher Herkunft eine große Bedeutung. Bereits vor Jahrtausenden wurden Leder und tierische oder pflanzliche Fasern als Kleidung und Holz als Brennstoff eingesetzt. Bis zur Industrialisierung im 19. Jahrhundert waren nachwachsende Rohstoffe die wichtigste Energiequelle (Brennholz, Holzkohle) und die wichtigsten Rohstofflieferanten für die chemische und pharmazeutische Industrie (zum Beispiel Wal-Tran). Holzasche war früher die einzige Quelle für die Herstellung von Pottasche, einem wichtigen Chemiegrundstoff.

Mit der Industrialisierung gewann zunächst Kohle als Energieträger eine dominierende Bedeutung.

Nachwachsende Rohstoffe in der Weimarer Republik Während die Forschung zur Pflanzenzucht vor 1918 insbesondere auf wirtschaftlich nutzbare Pflanzenarten in den deutschen Kolonien ausgerichtet war, verschob sich nach dem Ersten Weltkrieg mit dem Verlust der Kolonien der Schwerpunkt auf heimische Nutzpflanzen und eine agrarische Selbstversorgung Deutschlands. Ein Vorreiter war Erwin Baur, der bereits 1914 als Leiter des Instituts für Vererbungswissenschaft in Berlin systematisch genetische Erkenntnisse für landwirtschaftliche Zwecke genutzt hatte. Bekannt wurde Baur unter anderem mit der Züchtung der bitterstoffreduzierten Süßlupinen, in die große Hoffnungen als Soja des Nordens gesetzt wurden. Das heutige Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln arbeitet in direkter Nachfolge eines von Baur 1928 initiierten Instituts.

Nachwachsende Rohstoffe im Dritten Reich Das Streben nach nationaler Autarkie durch technische Synthesen und die Verwendung lokal verfügbarer (natürlicher) Rohstoffe spielte bereits in der (nicht nur jüngeren) deutschen Technikgeschichte eine wichtige Rolle. Die Autarkie durch den Ersatz von importierten Rohstoffen durch heimische (wie Kohle), vor allem aber auch nachwachsende Rohstoffe war ein zentrales Thema der nationalsozialistischen Forschungspolitik. Ab 1933 wurde Züchtungsforschung im Sinne der NS-Autarkiebestrebungen mit umfangreichen Fördermitteln unterstützt. Die Autarkiebestrebungen sowie Embargos gegen das Deutsche Reich, nachdem es mit dem Überfall auf Polen den Zweiten Weltkrieg ausgelöst hatte, verstärkte in Deutschland Bemühungen zur verstärkten Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen.

Konrad Meyer, Agrarwissenschaftler, SS-Oberführer, Autor des Generalplan Ost und Begründer des Fachs Raumplanung in Deutschland, bestimmte zwischen 1933 und 1945 als Vizepräsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft maßgebend die agrarwissenschaftlichen Studiengänge, wie die Organisation der Landbau-Forschung in Deutschland. Meyer gelang es, fast ein Drittel der Forschungsmittel des Reichsforschungsrats im Bereich Landwissenschaft und Allgemeine Biologie zu konzentrieren.

Institutionell gehen Gründung wie Ausbau etlicher heutiger Forschungseinrichtungen auf die damaligen Aktivitäten zurück. Im Reichsnährstand wie im Vierjahresplan wurde die Schließung der Eiweiß, Öl- und Faserlücke (siehe auch Fettlücke) als strategische Herausforderung angesehen, was unter anderem vergebliche Forschungsprojekte für winterharte Oliven und Sojabohnenanbau in Deutschland hervorbrachte. Erfolgreicher war man im Bereich Raps, Lein, Nutzhanf, Rübsen und eiweißhaltigen Futterpflanzen, insbesondere Leguminosen. Im Kriegsverlauf griffen Forscher aus Deutschland auf Ressourcen, Sammlungen und Ergebnisse der Forschung in den besetzten Gebieten zurück.

Ein zentrales, von Heinrich Himmler persönlich vorangetriebenes Forschungsprojekt war die versuchte Herstellung von Kautschuk aus Kautschuklöwenzahn (Taraxacum bicorne). Nachdem 1942 die SS Saatgut der Pflanze in der Sowjetunion erbeutet hatte, wurden unter der Leitung von Joachim Caesar Versuche auf einem Landwirtschaftsbetrieb und Nebenlager des Konzentrationslager Auschwitz durchgeführt. Das zugehörige Kommando Pflanzenzucht umfasste noch Anfang 1945 über 150 weibliche Häftlinge, die aus dem KZ Ravensbrück überstellt worden waren. Zusätzlich waren dort russische Wissenschaftler interniert.

Nachwachsende Rohstoffe (Nawaro) im Nachkriegszeitraum Im 20. Jahrhundert wurde Erdöl zunächst ein wichtiger und durch die billige Förderung und Erschließung neuer Vorkommen ab etwa 1950 der dominierende Energieträger und wichtigster Rohstoff für die chemische Industrie (Petrochemie). Der Begriff „nachwachsender Rohstoff“ selbst wurde in den Jahren 1973/74 sowie 1979/81 infolge des hohen Ölpreises während der Ersten sowie Zweiten Ölkrise im deutschsprachigen Raum etabliert. International ist renewable resource ( für erneuerbare Ressource) gebräuchlicher als die wörtliche Entsprechung renewable raw material. Ab der Mitte der 1980er war der Erdölpreis erneut sehr niedrig, so dass nachwachsende Rohstoffe weniger konkurrenzfähig wurden und zunächst an Bedeutung verloren.

Verknappung der Fossilen Quellen Aufgrund wiederum gestiegener Ölpreise in den 2000er Jahren und des mittelfristig erwarteten globalen Ölfördermaximums („Peak Oil“) und der Globalen Erwärmung gewinnen nachwachsende Rohstoffe derzeit wieder stark an Bedeutung. Mögliche Verknappungen der fossilen Energieträger und Chemiegrundstoffe lassen eine zunehmende Verwendung nachwachsender Rohstoffe notwendig erscheinen. Weitere Faktoren sind eine größere Rohstoffdiversifizierung und größere Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen und deren Exporteuren. Die Gewinnung von Strom, Wärme und Kraftstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen und Abfallprodukten der Land- und Forstwirtschaft sollen zudem zur wirtschaftlichen Stärkung des ländlichen Raumes beitragen.

Die Rolle von Land- und Forstwirtschaft nimmt mit dem weltweit zunehmendem Bedarf an Nahrungs- und Futtermitteln sowie nachwachsenden Rohstoffen zu. Aktuell wird die Forschung an und die Nutzung von Nachwachsenden Rohstoffen vor allem aus Gründen der Ökologie und Nachhaltigkeit verstärkt.

Für herausragende journalistische Leistungen im Themengebiet Nachwachsende Rohstoffe wird der Medienpreis Nachwachsende Rohstoffe verliehen.

Energetische und stoffliche Nutzung von nachwachsenden Pflanzen

Beim Einsatz nachwachsender Rohstoffe wird oft zwischen der energetischen und der höherwertigen, stofflichen Nutzung unterschieden. Bei der energetischen Nutzung steht häufig der Energiegehalt der verwendeten Biomasse im Vordergrund. Bei der stofflichen Nutzung dagegen sind die chemische Zusammensetzung und andere Eigenschaften für die weitere Verwendung und Verarbeitung von hoher Bedeutung. Bei einer Kaskadennutzung können stoffliche und energetische Nutzung miteinander kombiniert werden, wie bei der Verbrennung von Altholz. Bei vielen stofflichen Nutzungen fallen zudem Abfälle oder Nebenprodukte (Kuppelprodukte), wie Sägemehl, an, die noch energetisch verwertbar sind.

Energetische Nutzung Der größte Teil der Ackerfläche wird in Deutschland für den Anbau von Biokraftstoffen, als Pflanzenölkraftstoff wie Biodiesel, Bioethanol und Biogas verwendet.

Biodiesel mini|Raps als Energiepflanze

Biodiesel war 2022 mit 52,080 Millionen Tonnen weltweit der am häufigsten verwendete Biokraftstoff.

In Deutschland wurden 2023 3,7 Millionen Tonnen Biodiesel produziert.

mini|Rapsfeld mini|Sonnenblumenfeld in Südfrankreich

In Europa wird Biodiesel vor allem aus Rapsöl hergestellt, während international vor allem Palm- und Sojaöl verwendet werden. Um landwirtschaftliche Überschüsse zu reduzieren, war in der Europäischen Union (EU) bis 2024 die Flächenstilllegung von der landwirtschaftlichen Anbaufläche pro Jahr obligatorisch. Anfänglich wurde der Satz der obligatorischen Stilllegung jährlich festgelegt. Im Anbaujahr 1993/94 mussten Landwirtinnen und Landwirte 15 Prozent ihrer Fläche stilllegen. Im Wirtschaftsjahr 1999/2000 wurde sie dann zur Vereinfachung dauerhaft auf 10 % festgelegt. Für das Anbaujahr 2004/05 wurde sie auf 5 % gesenkt. Bis 2024 galt eine Stilllegungsquote von 4 %. Ab 2025 entfällt die Pflichtstilllegung. Die Vorgabe für die Stilllegungsflächen war: Es durften keine Lebens- und Futtermittel darauf angebaut werden.

Da der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen auf diesen Flächen zulässig war, wurden zuerst Ölpflanzen, wie Raps und Sonnenblume, für die Biokraftstoffherstellung in großem Maßstab angebaut. Nach der Durchführungsverordnung der EU-Kommission müssen Landwirte inzwischen die Brachflächen nutzen für:

nichtproduktive Flächen und Landschaftselemente, einschließlich brachliegender Flächen, stickstoffbindende Pflanzen (Leguminosen), Zwischenfrüchte.

Erlaubt ist auch eine Kombination der drei Optionen in beliebigen Anteilen. Die Flächenstilllegung wird mit einer Prämie ausgeglichen.

Bioethanol als Energieträger

Bioethanol wird fast ausschließlich aus zuckerhaltigen Pflanzen (Zuckerrohr und Zuckerrüben), Mais, Palmöl, Sojaöl, Rapsöl, anderen angebauten Pflanzen wie Weizen und Triticale hergestellt. Bioethanol wird auch aus nachwachsenden landwirtschaftlichen Abfällen und Reststoffen wie Stroh und Altspeiseölen und tierischen Fetten (Schlachtabfällen) hergestellt. Insgesamt betrug 2022 in Deutschland der Absatz an Bioethanol 1,19 Mio. t.