Setting up a bioeconomy monitoring: Resource base and sustainability - Susanne Iost; Natalia Geng; Jörg Schweinle; Martin Banse; Simone Brüning; Dominik Jochem; Andrea Machmüller; Holger Weimar (Johann Heinrich von Thünen-Institut, 2020)
The transition of the current economic system from non-renewable and fossil-based towards a more sustainable system using renewable resources is a dedicated objective of the German National Bioeconomy Strategy. In order to provide sound information on the status of the bioeconomy, a monitoring concept that assesses the bio-based resources and sustainability effects associated with German bioeconomy was developed. The general monitoring approach includes a definition of the bioeconomy and its implementation in terms of material flows and economic sectors at a given point in time. Based on this, available data is collected and bio-based material flows and economic sectors are quantified. These quantifications are used in the following sustainability assessment of material flows and economic sectors. This procedure can be repeated, starting again with a definition of bioeconomy that may change over time according to changing policies, market development and public perceptions of bioeconomy. Thus, bioeconomy monitoring considers the dynamics of the bioeconomy transition concerning processes, products, available data and connected sustainability goals. Understanding and quantifying material flows provides the foundation for comprehending the processing of biomass along value chains and final biomass uses. They also provide information for sustainability assessment. For biomass from agriculture, forests and fisheries including aquaculture, relevant material flows are compiled. Material flow data is not available consistently but must be collected from a broad variety of sources. Consequently, inconsistencies regarding reference units and conversion factors arise that need to be addressed further in a future monitoring. Bio-based shares of economic sectors can be quantified using mostly official statistics, but also empirical data. Bio-based shares vary considerably between economic activities. The manufacture of food products, beverages and wooden products has the highest bio-based shares. Bioeconomy target sectors like chemicals, plastics and construction still have rather small bio-based shares. The suggested assessment of sustainability effects foresees two complimentary levels of evaluation: material flows and economic sectors. The latter quantifies total effects of bioeconomy in a country and relates them to the whole economy or parts of it. The presented indicators were selected based on the Sustainability Development Goal Framework, the German Sustainable Development Strategy and the availability of data. The selection of effects and indicators to be measured in a future monitoring is a crucial point of any quantification. With sustainability being a normative concept, societal perceptions of sustainability should be taken into consideration here. In that context, we suggest to follow the approach of LOFASA for indicator selection. Sustainability assessment of material flows is demonstrated on the example of softwood lumber material flow and its core product EPAL 1 pallet using a combination of material flow analysis and life cycle assessment. Major challenges for a future monitoring of the bioeconomy's resource base and sustainability are availability of detailed and aggregated data, identification of bio-based processes and products within the economic classifications, identification and quantification of interfaces between biomass types, selection of indicators for sustainability assessment and the inclusion of bio-based services. – – Der Übergang des derzeitigen, auf nicht erneuerbaren Rohstoffen basierenden Wirtschaftssystems zu einem nachhaltigeren System, in dem erneuerbare Ressourcen genutzt werden, ist ein zentrales Ziel der Deutschen Bioökonomiestrategie. Um belastbare Informationen zur Entwicklung der Bioökonomie bereitstellen zu können, wurde ein Monitoringkonzept entwickelt, welches die mit der Bioökonomie in Deutschland in Zusammenhang stehenden biobasierten Ressourcen und Nach-haltigkeitseffekte erfasst und beziffert. Grundsätzlich beginnt ein Monitoringzyklus mit der Definition von Bioökonomie und der Implementierung dieser Definition in Form einer Zuweisung konkreter Stoffströme oder wirtschaftlicher Aktivitäten zur Bioökonomie zum Untersuchungszeitpunkt. Basierend auf diesen Zuweisungen erfolgt die Auswahl geeigneter Datenquellen und die eigentliche Quantifizierung der relevanten Stoffströme und der biobasierten Anteile der Wirtschaftszweige. Diese Daten werden nachfolgend für die Bestimmung der Nachhaltigkeitseffekte von Stoffströmen und auf sektoraler Ebene genutzt. Der Monitoringzyklus kann zu jedem späteren Zeitpunkt wiederholt werden. Dabei ist die Überprüfung der zugrundeliegenden Bioökonomiedefinition von großer Bedeutung, da sich neben Marktentwicklungen auch politische Zielstellungen und gesellschaftliche Ansprüche verändern können. Identifizierung und Quantifizierung von Stoffströmen legen die Grundlage für das Verständnis von biobasierten Wertschöpfungsketten und der Endverwendung von Biomasse und liefern so Informationen für eine stoffstrombasierte Nachhaltigkeitsbewertung. Im vorliegenden Bericht werden Stoffströme der relevanten Biomassen aus Land- und Forstwirtschaft sowie Fischerei und Aquakultur in einer einheitlichen Struktur zusammengeführt. Die dafür benötigten Daten sind in konsistenter Form nicht verfügbar, sondern müssen aus vielen verschiedenen Quellen zusammengestellt werden. Im Zuge dessen ergeben sich Inkonsistenzen v.a. in Bezug auf Basiseinheiten und Umrechnungsfaktoren, die in zukünftigen Arbeiten im Rahmen eines verstetigten Monitorings noch stärker adressiert werden müssen. Biobasierte Anteile der Wirtschaftszweige können unter maßgeblicher Nutzung amtlicher Statistiken berechnet werden. Die Anteile variieren sehr stark in Abhängigkeit vom betrachteten Wirtschaftszweig. So zeigt die Herstellung von Lebensmitteln und Getränken sowie von Produkten aus Holz die höchsten biobasierten Anteile. Wirtschaftszweige, für die eine verstärkte Nutzung nachwachsender Rohstoffe erwartet wird, wie die Chemieindustrie, die Kunststoffherstellung und das Bauwesen, weisen im Betrachtungszeitraum noch vergleichsweise geringe biobasierte Anteile auf. Das formulierte Konzept zur Nachhaltigkeitsbewertung umfasst zwei komplementäre Ansätze: stoffstrombasierte und sektorale Bewertung. Letztere quantifiziert die Gesamteffekte der Bioökonomie eines Landes und setzt sie in Beziehung zur gesamten Wirtschaft oder bestimmter Wirtschaftsbereiche. Die vorgestellten Nachhaltigkeitseffekte und zugehörigen Indikatoren wurden basierend auf den Sustainability Development Goals, der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie und in Abhängigkeit der Datenverfügbarkeit ausgewählt. Der Auswahl der zu quantifizierenden Nachhaltigkeitseffekte kommt in einem zukünftigen Monitoring eine wesentliche Bedeutung zu, da es sich bei Nachhaltigkeit um ein normatives Konzept handelt. Bei der Auswahl der zu untersuchenden Effekte sollte das Nachhaltigkeitsverständnis verschiedener Anspruchsgruppen berücksichtigt werden. Vor diesem Hintergrund empfehlen wir die Anwendung der LOFASA-Methodik für die Auswahl von Kriterien und Indikatoren zur Nachhaltigkeitsbewertung. Die Methodik für die stoffstrombasierte Nachhaltigkeitsbewertung wird anhand des Leitproduktes EPAL 1 Palette und des zugehörigen Nadelholzstoffstroms vorgestellt und kombiniert Stoffstromanalyse und Lebenszyklusanalyse. Die wichtigsten Herausforderungen für ein zukünftiges Monitoring der Bioökonomie bestehen in der Verfügbarkeit aktueller Daten verschiedener Aggregationsebenen, der Identifizierung biobasierter Prozesse und Produkte in den amtlichen statistischen Klassifikationen, der Beschreibung von Schnittstellen zwischen verschiedenen Biomassetypen, der Auswahl geeigneter Indikatoren der Nachhaltigkeitsbewertung und in der Berücksichtigung biobasierter Dienstleistungen.
urn:nbn:de:gbv:253-202007-dn062442-4
Keywords: 630; bioeconomy; material flow; sustainability; monitoring; bio-based; assessment; Bioökonomie; Stofffluss; Nachhaltigkeit; biobasiert; Bewertung