Die Wunderplanze Jatropha

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8. Biomassetagung RLP
„Die Wunderpflanze Jatropha ?
Prof. Dr. Klaus Becker
06. November 2008
An affiliate of the Entrepreneurship Center at the University of Hohenheim
Vortrag 8. Biomassetagung RLP Nov. 08
•
Die Welt in der wir leben
➙ Topographische Aufteilung
➙ Zuordnung der terrestrischen Flächen
•
Umweltrelevante Fakten und Tendenzen
➙ Mobilität, Energiebedarf, Atmosphären-Belastung
•
Agrarische Interventionspotentiale zur Verminderung der negativen
Auswirkungen auf unser Klima
➙ Wieder in Kulturnahme von degradierten Flächen in den Tropen und
Subtropen mittels Energiepflanzen
•
Jatropha curcas
➙ Multifunktionalität
•
Abwassernutzung im Energiepflanzenanbau
➙ Jatropha in der Wüste Oberägyptens (Luxor)
•
Energiepflanzen im Fokus der Politik und der Medien, als
Hungertreiber in den weniger entwickelten Ländern
•
Ausblick
Globale Gesamtfläche:
51.6 Mrd. ha
Wasserfläche:
36.3 Mrd. ha
Landfläche:
15.3 Mrd. ha
-2Wald:
4.85 Mrd. ha
Weideland:
3.9 Mrd. ha
Ackerland:
1.4 Mrd. ha
Wüste/Tundra/Eis/
Stein: 4.3 Mrd. ha
Städte:
0.3 Mrd. ha
Degradationprognose bis 2100
• Ungefähr 23% des
verfügbaren Landes ist
degradiert (UNEP)
12000
Farmland
Grassland
10000
• Diese Zahl erhöht sich
jährlich um ca. 10
Millionen ha (UN)
Million ha
Forest
8000
6000
4000
2000
0
• Ökonomischer Verlust jährlich $45 Mrd. (UN
Schätzung)
Total Area
2000
Degraded
2000
Nondegraded
2100
Degraded
2100
Rainforest destruction / Deforestation in the Amazon region
Regenwaldzerstörung / Abholzung im Amazonasgebiet
Frankfurter Rundschau, 21.05.2005
Frankfurter Rundschau, 21.05.2005
Zerstörung des Regenwaldes im Amazonas
(Yadrinder Malhi et al., Science, 2008)
Parameter
Regenwald
Originalgröße
6.24 Mrd. ha
2001
5.4 Mrd. ha
Jährliche Rodung
2,5 Mill. ha
Verbleibender Urwald 2050
3.2 Mrd. ha
Verwendung der abgeholzten
Fläche
150.000 ha (6%) Ackerland
1,55 Mill. ha (62%) Weideland
800.000 ha (32%) gerodet aber ungenutzt
Autodichte
2006
550 Mill.
2035
900 Mill.
Entwicklung des Rohölbedarfs
4.45 Mrd. Tonnen in 2006
CO2 Emission durch flüssige Kraftstoffe (Diesel, Benzin)
12 Mrd. Tonnen in 2006
Bevölkerungsentwicklung
Mrd.
1895
1995
2006
1.6
6.0
6.7
Klimabedingter Produktionsrückgang bei
verschiedenen Feldfrüchten
(aus D.B. Lobell and Chr. B. Field, Environ. Res. Lett., 2007)
Feldfrucht
Klimabedingter
Produktionsrückgang,
1981 – 2002 (% yr-1)
Weizen
Reis
Mais
Soja
- 3.3
- 0.3
- 2.1
9.9
Gerste Sorghum
- 5.8
- 1.5
Jatropha curcas
- Vorkommen und Ökologie Herkunft: Mexiko and Central Amerika
Anbaugebiete: Tropisches Amerika, Afrika und Asien
Madagaskar, Benin und die Kap Verden waren Hauptexporteure von
Produkten
Jatropha
Jatropha wächst sehr gut in feuchten Tälern; ökonomisches Wirtschaften ist schon bei
200-250 mm Niederschlag möglich. Für hohe Erträge braucht die Pflanze ca. 700-800
mm Niederschlag
Sehr anpassungsfähig; kann in verschiedenen Regionen gedeihen, von trockenen
heißen Gebieten bis zu den feuchten Tropen. (toleriert Temperaturen > 50°C)
Überlebt unter widrigen Klimabedingungen (lange Trockenperioden und leichter
Frost). Geringe Ansprüche an die Bodenqualität (pH 4.5 bis alkalisch)
Wächst schnell (unter optimalen Bedingungen) und ist langlebig (mehr als 30 Jahre)
Einfach zu vermehren
Zwei Varianten sind bekannt: toxisch und nichttoxisch
Mögliche Wuchsformen von Jatropha curcas
Photo from Nager, 2007
Jatropha curcas – wirklich vielseitig?
Samen haben einen hohen
Ölgehalt (25-35%)
Jatropha curcas wächst und
produziert auf dürreanfälligem
Ödland mit geringem Ertrag
Jatropha Presskuchen hat ein
großes Potential als Tierfutter
– ist aber giftig -
•
•
•
•
Jatropha Plantagen fixieren CO2,
Biodiesel reduziert Autoabgase
Jatropha Plantagen
schaffen Arbeitsplätze
Jatropha wächst naturgemäß in den meisten tropischen Ländern
Wird von Tieren nicht gefressen und die Samen sind für Vögel ungenießbar
Wächst schnell (unter optimalen Bedingungen) und ist langlebig (mehr als 30 Jahre)
Einfach zu vermehren
8/26
Rückgewinnung von degradierten Flächen in den
Tropen
Jatropha curcas wächst und produziert auf
dürreanfälligem Ödland
Bodeneigenschaften (in 15 cm Tiefe) in Indien, wo
Jatropha nach 9 Monaten Früchte trug
Organisch
er
Kohlenstof
f (%)
Gesamt
Stickstoff
(kg/ha)
Steinige und
harte Böden
0.2
155
13
Schwarzerde
0.5
465
2
Laterrithaltige
Böden
0.4
310
2
Roter Lehm
0.2
181
2
Sanddünen
der KüstenRegionen
0.1
86
2
Fruchtbare
Böden
~2%
~9000
~100
Bodenart
Verfügbare
s Phosphat
(kg/ha)
Pilot Plantage in Gujarat, Indien – August/ September 2004 und 2005
Ödland geeignet für den Anbau von Jatropha in Madagaskar
- Nicht geeignet zum Nahrungsmittelanbau -
Kooperationsprojekt EnBW, Universität Hohenheim und JatroSolutions
Jatropha auf selbiger Fläche (6 Monate alte Plantage)
Kooperationsprojekt EnBW, Universität Hohenheim und JatroSolutions
Öl und Biodiesel Qualität
Samen haben einen hohen
Ölgehalt (25-35%)
Jatropha Biodiesel Tests in Indien
Zwei Mercedes CDI-Diesel fuhren 6000 km mit 100% Jatropha Biodiesel
Tatsächliche Meßdaten
Unterschiede zu den
Grenzwerten, %
Fossil
BioDiesel
Einheit
EU3
Grenzwert
Fossiler
Diesel
BioDiesel
CO
g/km
0,64
0,08
0,11
-88
-83
HC
g/km
0,56
0,04
0,02
-92,9
-96,4
NOx
g/km
0,5
0,37
0,39
-26
-22
Rußpartikel
g/km
0,05
0,03
0,01
-40
-80
Kraftstoff
verbrauch
l/100 km
6,47
6,58 *
Testergebnisse
Weniger wahrnehmbare
Motorengeräusche
Mehr Fahrkomfort
1,70%
19/26
Weltweite durchschnittliche Ölerträge
wichtiger Energiepflanzen
Energiepflanze
Durchschnittlicher Ölertrag
(Tonnen ha-1 Jahr-1)
Ölpalme
3.57
Sojabohne
0.38
Raps
0.58
Sonnenblume
0.44
Erdnuß
0.22
Baumwolle
0.12
Jatropha curcas
?
USDA, 2006, IFEU 2007 und eigene Daten
Potentieller Ertrag von Jatropha curcas L.
(mechanisches Pressen, 35% Ölgehalt im Samen, 7% Restöl im Presskuchen)
t Öl / Hektar
25,6 kg Samen / Pflanze
4
2
1,5
1
625 Pflanzen / Hektar
4m x 4m
1250 Pflanzen / Hektar
2m x 4m
2500 Pflanzen / HeKtar
2m x 2m
Potential des Jatrophamehls als hochwertiges
Proteinkonzentrat
Jatropha Mehl hat ein großes Potential als
Tierfutter – ist aber giftig -
Erfolgreiche Entgiftung von Jatropamehl
Körpermasseentwicklung von jungen Karpfen
(Cyprinus carpio L.)
K örpe rm a s s e (g)
50
40
Detox. Jatropha Meal
30
Soyabean m eal
20
Control - Fis hm eal
10
0
1s t week
2nd week 3rd Week
4th week
W ochen
Phorbolester als Biopestizid
•
Wirksamkeit gegen Schnecken wurde im Laborexiperiment eindeutig
nachgewiesen
Schnecken der Gattung Physa sind bekannt als Zwischenwirte der
Bilharziose und sehr verbreitet in Afrika und Asien
CO2-Bindung eröffnet Möglichkeiten für den
Emissionshandel
(CDM – Clean Development Mechanism)
Jatropha Plantagen fixieren CO2,
Biodiesel reduziert Autoabgase
Arbeitsplatzbeschaffung für die
Landbevölkerung
Jatropha Plantagen bieten Arbeitsplätze
in der Landwirtschaft
Potential zur Nutzung von Abwasser
Versorgung der Bevölkerung mit gutem Trinkwasser hat
oberste Priorität
Die Landwirtschaft hat die Flexibilität Wasser mit schlechterer
Qualität im Pflanzenbau zu verwenden
Mineralstoffe wie N, P und K sind im häuslichen Abwasser
vorhanden und verringern somit die Kosten von zusätzlichem
Dünger und damit die CO2-Emission der Bioenergie-Produktion
Biodiesel Produktion in der Wüste mit Abwasser
der Stadt Luxor
> 40°C an 255
Tagen/Jahr
Niederschläge:
7 mm/Jahr
Jatropha Plantage in
Oberägypten
des Ministeriums für
Landwirtschaft und Umwelt
Pflanzvorbereitung für Jatrophaplantage in Luxor
Plantage nach 12 Monaten
Plantage nach 3 Jahren
Faktoren, die auf die Versorgung der
Entwicklungsländer mit Grundnahrungsmitteln
Einfluss genommen haben
➙
Schlechte Ernten auf Grund ungewöhnlicher Dürren oder
exzessiven Niederschlägen
➙
Wachsende Nachrage nach Nahrungsmitteln tierischen
Ursprungs, ausgelöst durch steigende Einkommen einer breiten
Mittelschicht
➙
Subventionen für landwirtschaftliche Erzeugnisse in den
Industrieländern
➙
Politische Fehlentscheidungen: Ignorierung einer nachhaltigen
Landwirtschaft in den Entwicklungsländern
➙
Konzentration auf einige, wenige exportsfähige Agrarprodukte
➙
Steigende Energiepreise
➙
Biokraftstoffe
Globaler Getreidehandel (Millionen Tonnen)
(Weissbuch zur Entwicklungspolitik, 2007)
Region
Flächenbedarf wenn auf Import
verzichtet werden soll (ha)
Export
Import
Nord- und Südamerika
172
58
Europa
15
26
Frühere Sowjetunion
28
6
Afrika
3
49
98 Millionen*
Asien
20
108
21 Millionen**
Australien
10
1
Gesamt
248
248
*Durchschnittsertrag ha-1 500 kg
**Durchschnittertrag ha-1 5000 kg
CIM-- Fachkräfte in Entwicklungsländern
CIM
(Stand, 2006; BMZ; GTZ) (CIM@gtz.de
(CIM@gtz.de))
Entsandte Fachkräfte
(Anzahl)
Ernährungssicherung,
Landwirtschaft, ländliche
Entwicklung (Anzahl)
Anteil an den
entsandten
Fachkräften (%)
Naher- und Mittlerer Osten
52
0
0
Afrika südlich der Sahara
116
8
6,9
Asien
153
1
0,6
Lateinamerika
106
11
10,4
Gesamt
427
20
4,7
Region
CIM = Centrum für internationale Migration und Entwicklung
Technik einer platzierten Düngergabe mit 4 kg P ha-1
Effekt einer plazierten Düngung mit kg P ha-1 auf den
Milletertrag in einer praktischen Farm (Maradi, Niger)
Buerkert et al. 2001. Field Crops Research 72, 1-15.
4 kg P ha-1
Ungedüngte Kontrolle
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Die Wunderplanze Jatropha

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