Der Boden ist alle(s) : Analyse der Wechselwirkungen zwischen Biodiversität, Flächeninanspruchnahme von Böden und energetischer Nutzung von Biomassen im Kontext des Klimawandels in der Modellregion Lungau

Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht die Wechselwirkungen zwischen Biodiversität, Flächeninanspruchnahme und der Nutzung von holzartiger Biomasse in Biomasseheizwerken im Kontext der Klimawandelanpassung. Dabei wird einerseits der Flächenbedarf von Biomasseheizwerken in der Modellregion Lungau unter der Annahme einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft analysiert. Andererseits werden die Auswirkungen von diversen Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel betrachtet, die sich auf verschiedene Weisen auf die Flächennutzung und die Biodiversität auswirken. Durch die Nutzung der HANPP (Human Appropriation of Net Primary Production; auf Deutsch: die menschliche Aneignung der Nettoprimärproduktion) wird die Intensität der menschlichen Eingriffe in die trophische Energie von Ökosystemen gemessen und somit kann auf den Grad der Biodiversität geschlossen werden. Mit dieser Methode wurden Szenarien entwickelt, die die Auswirkungen der Klimawandelanpassungsmaßnahmen in unterschiedlichen Intensitätsgraden vergleichen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine nachhaltige Flächennutzung und der Schutz der Biodiversität entscheidend sind, um negative ökologische Effekte der Biomassenutzung zu minimieren und gleichzeitig die Wärmeversorgung sicherzustellen. Trotz des großen Waldanteils der Modellregion ist von einem Flächenbedarf von 146% der Waldfläche durch die Biomasseheizwerke im Lungau auszugehen, womit eine Abhängigkeit von Holzimporten besteht. Durch die Umsetzung von gewählten Klimawandelanpassungsmaßnahmen kann der Flächenbedarf auf bis zu 94% reduziert werden. Zudem kann durch die Umsetzung der ausgewählten Maßnahmen der prognostizierte Flächenverlust landwirtschaftlicher Flächen von 3.341 ha auf 576 ha abgeschwächt werden. Die Arbeit unterstreicht die Notwendigkeit, integrierte Ansätze in der (Energie-)Raumplanung zu entwickeln, weiterzudenken und zu optimieren, die sowohl die energetische Nutzung von Biomasse fördern als auch die langfristige Resilienz von Ökosystemen in der Region stärken. Um hierbei einen Beitrag zu leisten, wurde ein Tool entwickelt, das darauf abzielt, Maßnahmenbewertungen in Regionen im Kontext der Flächeninanspruchnahme, Biodiversität und Nutzung von erneuerbaren Energien einfach und effizient durchführen zu können. Weiterer Forschungsbedarf besteht vor allem im Bezug zur den standortabhängigen Wachstumsbedingungen und deren Einfluss auf den Flächenverbrauch von Biomasseheizwerken. Die Datenverfügbarkeit stellt hierbei die größte Herausforderung dar. Gesetzesänderungen und Initiativen der EU (wie RED III) könnten zukünftig die weitere Forschung erleichtern.

This thesis examines the interactions between biodiversity, land use, and the utilization of woody biomass for district heating plants within the context of climate change adaptation. On one hand, the land consumption of district heating plants in the Lungau region is analyzed under the assumption of a functioning circular economy. On the other hand, the effects of various climate change adaptation measures, which impact land use and biodiversity in different ways are analyzed. The usage of HANPP (Human Appropriation of Net Primary Production) as an index for the human appropriation of ecosystems allows conclusions to be drawn about the level of biodiversity. This method was used to develop scenarios that assess the impact of climate change adaptation measures at varying levels of intensity. The results show, that sustainable land use and biodiversity protection are crucial to minimizing the negative ecological effects of biomass utilization while ensuring enough energy supply at the same time. Despite the large proportion of the forest area in the model region, the district heating plants in the Lungau are expected to require 146% of the available forest area, indicating a reliance on wood imports. Through the implementation of selected climate adaptation measures, the required area can be reduced to 94%. Additionally, the predicted loss of 3,341 hectares of agricultural land can be mitigated to 576 hectares by adopting these measures. This thesis highlights the need to develop, rethink, and optimize integrated approaches in spatial planning combined with energy planning, that not only promote the use of biomass energy but also enhance the longterm resilience of ecosystems in regions. To support this goal, a tool was developed to facilitate simple and efficient assessments of measures in regions, with a focus on land use, biodiversity, and the utilization of re-newable energies. There is a need for further research, especially in relation to the location-dependent growth conditions and their influence on the land consumption of biomass heating plants. Data availability is the biggest challenge here. Legal changes and EU initiatives (such as RED III) could make further research easier in the future.