Modellierung des regionalen Angebots von landwirtschaftlicher Biomasse mit EFEM (Economic Farm Emission Model)

EFEM ist ein bottom-up Modell und wurde im Kompetenznetz Modellierung für die Simulation der landwirtschaftlichen Produktion auf der Mikro- (Betrieb) und Meso- (Regionen) Ebene für Baden-Württemberg (BW) eingesetzt. Es basiert auf statisch linearer Programmierung (LP) und ist ein Angebotsmodell. Die Betriebsmittel- und Erzeugerpreise sind dabei exogen vorgegeben. Ebenso die Kapazitätsgrenzen der im Modell abgebildeten Betriebe.

Während der Projektlaufzeit wurden zwei neue Schnittstellen erarbeitet. Zum einen wurde eine iterative Kopplung mit dem techno-ökonomischen Standortoptimierungsmodell BiOLoCaTe (Biomass value chain Integrated Optimization for Location, Capacity, and Technology planning) geschaffen. Hierdurch konnten verschiedene Fragestellungen zu potenziellen Standorten von Konversionsanlagen für landwirtschaftliche Biomasse in Baden-Württemberg beantwortet werden. Zum anderen wurde eine Schnittstelle zum Agrarsektormodell ESIM entwickelt. Hierüber wurden die für die modellierten Szenarien benötigten exogenen Faktoren wie Preise und Mengenänderungen ausgetauscht. 

Während der Projektlaufzeit wurden drei mögliche Szenarien der Bioökonomie für die Jahre 2030 und 2050 untersucht: Mittlere Entwicklung = BIO_mid, starke Entwicklung = Bio_hi, starke Entwicklung und Reduktion des Fleischkonsums = BIO_hi+diet. Diese verschiedenen Szenarien wirkten sich auf die Flächennutzung in Baden-Württemberg aus, insbesondere durch die Ausdehnung der Anbaufläche für mehrjährige Pflanzen die Lignozellulose für die energetische und stoffliche Nutzung liefern, wie Miscanthus und Kurzumtriebsplantagen (KUP). Abbildung 1 zeigt beispielhaft für die Vielzahl der Ergebnisse eine modellierte räumliche Verteilung des Anbaus von Miscanthus und KUP in Baden-Württemberg. Dabei zeigt sich, dass der Anbau der mehrjährigen Kulturen insbesondere in Ackerbauregionen wie z.B. dem Unterland/Gäue (VGG1) an relativer Vorzüglichkeit gewinnen würde. Demgegenüber würden sie in den typischen Futterbauregionen wie dem Schwarzwald (VGG3) oder dem Allgäu (VGG5) kaum angebaut werden. Hier würde das knappe Ackerland weiterhin zum Ackerfutterbau genutzt.