GHGFarm: TdRF2023_Schätzung und Erklärung von Vermeidungspotentialen und –kosten landwirtschaftlicher Treibhausgasemissionen anhand von Betriebsdaten und qualitativen Interviews
Projektleitung
Klaus Salhofer
Forschungseinrichtung
Universität für Bodenkultur Wien
Projektnummer
101969Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Dieses Projekt untersucht den möglichen Beitrag der Landwirtschaft zur Verringerung der Emissionen klimaschädlicher Treibhausgase (THG) und zeigt Landwirt*innen sowie Entscheidungsträger*innen Optionen zur Emissionsreduktion auf. Es verfolgt dabei vier Ziele.
Erstens werden detaillierte THG-Emissionen auf Betriebsebene für Betriebe aus dem Informationsnetz landwirtschaftlicher Buchführungen (INLB) geschätzt. Dies geschieht kostengünstig auf Basis bestehender Datensätze, die eine Berücksichtigung von Bewirtschaftungspraktiken erlauben. Die Schätzungen und die Schätzmethode werden anschließend veröffentlicht, um die zukünftige Forschung zu fördern.
Zweitens wird mittels Data Envelopment Analysis (DEA) ein Benchmarking-System für die betriebliche Effizienz entwickelt. Damit kann die ökonomische und ökologische Leistungsfähigkeit (THG-Effizienz) von landwirtschaftlichen Betrieben beurteilt und optimiert werden. Das Benchmarking-System validieren wir anhand von ausgewählten Testbetrieben, für die durch die DEA jeweils vergleichbare (z.B. in Größe, Betriebstyp), effiziente Betriebe ("Peers") identifiziert werden. Im direkten Vergleich mit den Peers werden konkrete Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz sichtbar.
Drittens erlauben die für die DEA aufgebauten Produktionsmodelle eine Quantifizierung der betrieblichen THG-Vermeidungspotenziale sowie der damit verbundenen Grenzvermeidungskosten (GVK). Damit können wir Zielkonflikte zwischen wirtschaftlicher und THG-Effizienz, und somit zwischen Ernährungssicherheit und Klimaschutz, darstellen. Zudem zeigen Unterschiede in GVK auf, wo Emissionen kostengünstig reduziert werden können.
Viertens untersuchen wir, welche betrieblichen Faktoren die THG-Effizienz und GVK beeinflussen. Dazu verwenden wir einerseits statistische Methoden (Regressionsanalyse) um Zusammenhänge zwischen strukturellen Faktoren (z.B. Betriebsgröße, -typ, Merkmale Betriebsleiter*in) und Effizienz bzw. GVK zu ermitteln. Andererseits nutzen wir qualitative Methoden (Interviews, Q Methode, Workshops) um die Ziele und Wertvorstellungen von Landwirt*innen zu untersuchen und abzuschätzen, inwiefern Zielkonflikte oder Synergien mit THG-Emissionsminderungen bestehen. Dies bietet Entscheidungsträger*innen Ansatzpunkte für die machbare Umsetzung von THG-Reduktionen.
Unsere Ergebnisse können somit zu einer evidenzbasierten Agrar- und Klimapolitik beitragen, die ein Gleichgewicht zwischen Wettbewerbsfähigkeit und Klimaschutz herstellt.
Schlagwörter (deutsch)
Klimawandel, Treibhausgas-Emissionen, Dekarbonisierung, Landwirtschaft, Treibhausgas-Bilanzierung, Informationsnetz landwirtschaftlicher Buchführungen, Umwelteffizienz, Grenzvermeidungskosten, Benchmarking, Agrarökonomie, Agrarsoziologie
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Titel (englisch)
TdRF2023_Estimating and explaining abatement potential and cost of agricultural greenhouse gas emissions using farm-level data and qualitative interviews
Abstract (englisch)
The project analyses the potential contribution of agriculture to reducing greenhouse gas (GHG) emissions and provides farmers and decision makers with alternative management practices for GHG emission reductions. The project has four main objectives.
First, we will derive GHG emissions at farm level for farms in the Austrian Farm Accountancy Data Network (FADN). To do so in a detailed and cost-efficient way, we combine FADN data with other existing datasets that contain information on farm management practices. We will publish the results of these emission estimates and our methodology to support future research.
Second, we will use Data Envelopment Analysis (DEA) to develop a benchmarking system for farm efficiency. This allows us to assess farms' economic and ecological (GHG efficiency) performance and identify optimization potentials. We will validate the benchmarking system together with a sample of pilot farms, using DEA to identify comparable (e.g., in size, farm type), efficient farms ("peers"). A direct comparison with peers will show specific ways of increasing the farms' efficiency.
Third, the production models built for DEA allow us to quantify farm-level GHG emission reduction potentials and the associated marginal abatement costs (MAC). This enables us to identify trade-offs between economic and GHG efficiency, and thus between food security and climate change. Moreover, differences in MACs show where GHG emissions can be reduced cost-effectively.
Fourth, we identify the farm-specific factors that determine GHG efficiency and MACs in a mixed-methods approach. We use statistical methods (regression analysis) to determine the relationship between farm structural factors (e.g., farm size, farm type, farm manager characteristics) and efficiency or MACs, respectively. We then use qualitative methods (interviews, Q Methodology, workshops) to investigate farmers’ goals and ideals, analyzing conflicts and synergies with GHG emission reduction. This will provide stakeholders with information on practicable leverage points for policies to support emission reductions.
Overall, our project will thus contribute to evidence-based agricultural and climate policies that balance competitiveness and climate protection.
Schlagwörter (englisch)
Climate change, greenhouse gas emissions, decarbonisation, agriculture, greenhouse gas accounting, farm accountancy data network, environmental efficiency, marginal abatement costs, benchmarking, agricultural economics, agricultural sociology
Projektziele
Die landwirtschaftliche Produktion in Österreich ist nicht nur von den Auswirkungen des Klimawandels, wie Dürre, Hitzewellen oder Starkregenereignissen betroffen, sondern stellt auch eine wichtige Quelle von Treibhausgas (THG) Emissionen dar. Laut nationaler THG-Inventur des Umweltbundesamtes können ca. 10 % der österreichischen THG-Eimissionen der Landwirtschaft zugerechnet werden. Die EU hat sich mit dem europäischen Klimagesetz zum Ziel gesetzt, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen; mit dem Zwischenziel die Netto-THG-Emissionen bis 2030 um mindestens 55% gegenüber 1990 zu reduzieren. Auf Basis der Lastenteilungsverordnung muss Österreich daher die THG-Emissionen aus Quellen, die nicht unter den Emissionshandel fallen, bis 2030 um mindestens 48% gegenüber 2005 reduzieren. Davon ist auch die Landwirtschaft betroffen. Welchen Beitrag zur Erreichung dieses Ziels die Landwirtschaft tatsächlich leisten kann und muss, steht aktuell zur Debatte und wird im Rahmen des österreichischen Klimaschutzgesetzes verhandelt (Stand 25.07.2023). Es ist allerdings jedenfalls davon auszugehen, dass die THG-Emissionen im Sektor Landwirtschaft in Zukunft reduziert werden müssen.
Um beurteilen zu können, wie viel einzelne landwirtschaftliche Betriebe tatsächlich zur Zielerreichung und damit zum Klimaschutz beitragen können, sind Informationen über deren THG-Vermeidungspotentiale essentiell. Die landwirtschaftlichen Betriebe in Österreich sind jedoch sehr heterogen und weisen folglich sehr unterschiedliche Vermeidungspotenziale und -kosten auf. Nur wenn diese Unterschiede bekannt sind, kann eine kosteneffiziente THG-Reduktion erreicht werden. Diese ist gemäß ökonomischer Theorie dann gegeben, wenn die Grenzvermeidungskosten (GVK) aller Betriebe gleich sind. In der Praxis kann dieser Zustand dadurch erreicht werden, dass Betriebe mit niedrigeren GVK einen größeren Beitrag zur THG-Reduktion leisten. Dies kann beispielsweise durch Anreize zur Emissionsreduktion, die somit auch besonders kosteneffizient eingesetzt werden können, unterstützt werden. Um solche Anreize zielgerichtet gestalten zu können, ist neben den Informationen über Vermeidungspotenziale und -kosten auch Wissen über deren Bestimmungsfaktoren auf betrieblicher Ebene und auf persönlicher Ebene der Landwirt*innen (z.B. Einstellungen zu THG-Vermeidung, Werthaltung) nötig.
Trotz der Notwendigkeit, eine kosteneffiziente THG-Reduktion zu erreichen, sind bisher kaum Informationen über das THG-Vermeidungspotenzial und GVK landwirtschaftlicher Betriebe sowie Faktoren, die beide Größen bestimmen, verfügbar. Ebenso stehen in Österreich bisher keine Daten zu THG-Emissionen auf Betriebsebene zur Verfügung oder diese sind nicht zugänglich. Das erste Ziel unseres Projekts ist daher, mit bereits vorhanden Datensätzen – d.h. ohne zusätzliche kosten- und zeitintensive Erhebungen – THG-Schätzungen für die Betriebe aus dem Informationsnetz landwirtschaftlicher Buchführungen (INLB) durchzuführen. Dazu kombinieren wir Daten aus dem INLB mit Informationen zu klimarelevanten Bewirtschaftungspraktiken aus der Agrarstrukturerhebung 2020 (z.B. Düngemanagement, Tierhaltungssystem) und aus dem Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystem InVeKoS (z.B. Zwischenfruchtanbau, Mulch-, Direktsaat). Zur Schätzung der Emissionen wird die in den nationalen Inventarberichten verwendete Methode der THG-Bilanzierung angewendet und verfeinert. Dabei orientieren wir uns an Schätzmethoden für INLB-Betriebe die in anderen Ländern bereits angewandt wurden (z.B. Italien, Litauen, Deutschland (Bayern) oder Irland). Die von uns verwendete Schätzmethode soll dokumentiert und die THG-Schätzungen in die Datenbank des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus (BML) integriert werden. So stellen wir sicher, dass die Daten von anderen Stakeholdern in Forschung, Verwaltung und Politik verwendet werden und Nutzer*innen Modifikationen an der Schätzmethode vornehmen können.
Anschließend verknüpfen wir die THG-Schätzungen mit den Wirtschafts- und Finanzdaten ausgewählter INLB Betriebe. Das zweite Projektziel dabei ist, ein Benchmarking-System zu entwickeln, das eine Beurteilung und Optimierung der wirtschaftlichen und ökologischen Leistungsfähigkeit (Umwelteffizienz, insbesondere THG-Effizienz) der Betriebe erlaubt. Das Benchmarking-System wird durch Landwirt*innen validiert und an einer Auswahl von Testbetrieben zur Anwendung gebracht. Für das Benchmarking kommt die Data Envelopment Analysis (DEA) zum Einsatz, eine Methode aus dem Operations Research, deren theoretische Fundierung aus der mikroökonomischen Produktionstheorie stammt. Mit der DEA werden landwirtschaftliche Produktionsmöglichkeiten modelliert und THG-Emissionen in die Modellierung des Produktionsprozesses miteinbezogen. Mithilfe dieser aufgebauten Produktionsmodelle kann dann unser drittes Ziel, eine Quantifizierung der THG-Vermeidungspotenziale und Schätzung der GVK der THG-Reduktion auf Betriebsebene, erreicht werden. Damit können wir die technische bzw. wirtschaftliche Effizienz und Umwelteffizienz (THG-Effizienz) landwirtschaftlicher Betriebe analysieren und mögliche Zielkonflikte zwischen diesen beiden betrieblichen Leistungsindikatoren darstellen.
Da hinter jeder betrieblichen Entscheidung zudem eine persönliche Entscheidung einer Landwirtin oder eines Landwirtes steht, sind auch deren Überlegungen, Einstellungen und Werthaltungen relevant für ökonomische und ökologische Resultate. Die soziologische Forschung zeigt beispielsweise, dass Landwirt*innen unterschiedliche Ziele verfolgen, die mit unterschiedlichen Vorstellungen von "guter Landwirtschaft" zusammenhängen. Diese Werthaltungen und Zielsetzungen bestimmen dann, welche Praktiken angewandt oder Maßnahmen umgesetzt werden, je nachdem ob die Maßnahmen mit den Werthaltungen in Einklang stehen. Zudem werden auch nur solche Maßnahmen angewandt, die in das gesamte Betriebskonzept passen. Viertes Ziel unseres Projektes ist es daher, zentrale Bestimmungsfaktoren der betrieblichen Umwelteffizienz (d.h. der THG-Vermeidungspotentiale) und der THG-Vermeidungskosten zu bestimmen und Ansatzpunkte für Politikmaßnahmen zu identifizieren. Dies erfolgt mit Hilfe eines "mixed-methods" Ansatzes. Dabei werden einerseits mittels quantitativer Methoden (Regressionsanalyse) betriebliche Faktoren (Betriebsart, -größe, Nebenerwerb, etc.) identifiziert, die THG-Vermeidungspotenziale und –kosten bestimmen. Andererseits werden in qualitativen Interviews mit landwirtschaftlichen Betriebsleiter*innen deren Zielsetzungen und Werthaltungen in Hinblick auf THG-Vermeidung untersucht, um daraus Schlüsse über die Ursachen von Ineffizienzen und deren Vermeidung zu ziehen. Durch Triangulation der Ergebnisse sollen schlussendlich robuste Aussagen über relevante Bestimmungsfaktoren von THG-Vermeidungspotenzialen und –kosten getroffen werden, die dann Ansatzpunkte für Politikmaßnahmen liefern.
Praxisrelevanz
Zur Erreichung der Klimaziele ist eine Reduktion der österreichischen THG-Emissionen dringend notwendig, auch im Sektor Landwirtschaft. Die Umsetzung kosteneffizienter Politikmaßnahmen zur Reduktion von THG-Emissionen in der Landwirtschaft Bedarf allerdings einer Reihe von Informationen, die bisher nicht vorhanden sind. Dies inkludiert THG-Vermeidungspotentiale und –kosten auf Betriebsebene, sowie deren Determinanten (z.B. betriebliche Strukturmerkmale oder Zielsetzungen von Landwirt*innen). Auch Landwirt*innen selbst wissen oft wenig über die Auswirkungen ihrer (Management-) Entscheidungen auf die THG-Emissionen bzw. die Verbesserungspotentiale ihres Betriebs, oder mit welchen Maßnahmen bzw. zu welchen Kosten die Ausschöpfung dieser Potentiale verbunden sein könnte.
- Ausgewählte und interessierte Betriebe im Informationsnetz landwirtschaftlicher Buchführungen (INLB), profitieren direkt von detaillierten Rückmeldungen zu ihrer wirtschaftlichen und ökologischen Leistungsfähigkeit. Es besteht die Möglichkeit einer Vernetzung der Betriebsleiter*innen von ineffizienten Betrieben mit Best-Practice Betrieben, um den Austausch zwischen den Betrieben zu stimulieren und das Lernen voneinander zu fördern, v.a. in Hinblick auf technisch umsetzbare und kosteneffiziente THG-Vermeidungsmaßnahmen.
Die Ergebnisse unseres Projekts sind für weitere Stakeholder wie z.B. Politik, Forschung, Verwaltung, und Interessenvertretungen von unmittelbarer praktischer Bedeutung:
- Wir entwickeln ein Verfahren, um die THG-Emissionen aus der landwirtschaftlichen Produktion für Betriebe im INLB anhand vorhandener Daten zu schätzen. Obwohl dies bereits für INLB-Betriebe in anderen Ländern durchgeführt wurde, muss das Verfahren an die Situation und Datenverfügbarkeit in Österreich angepasst werden. Wir gehen über bestehende Berechnungen für andere Ländern hinaus, indem wir Informationen aus bisher nicht verwendeten Datenquellen (z.B. InVeKoS, Agrarstrukturerhebung) miteinbeziehen. Die daraus resultierenden THG-Schätzungen werden anderen Wissenschafter*innen in Zukunft zur Verfügung stehen und können so die Forschung zu Fragen des Klimawandels in der Landwirtschaft stimulieren.
- Wir zeigen, ob zwischen den Zielen ökologischer und wirtschaftlicher Effizienz landwirtschaftlicher Betriebe Zielkonflikte oder Synergien bestehen, d.h., ob wirtschaftlich bzw. technisch effizientere Betriebe auch ökologisch effizienter sind. Wir untersuchen zudem die Bestimmungsfaktoren der THG-Effizienz und zeigen somit Möglichkeiten auf, diese zu verbessern. Unsere Forschung trägt damit dazu bei, ein klareres Bild über die THG-Reduktionspotentiale einzelner Betriebe und des gesamten Agrarsektors zu erhalten. Schätzungen von Grenzvermeidungskosten helfen dabei, die Kosten für die Vermeidung von THG-Emissionen für verschiedene landwirtschaftliche Bewirtschaftungspraktiken zu ermitteln und sie miteinander zu vergleichen. Sie können auch für einen Vergleich der Kosten für die Vermeidung von THG-Emissionen zwischen dem Agrarsektor und anderen Wirtschaftssektoren verwendet werden. Diese Informationen sind unerlässlich, um realistische THG-Emissionsziele für den Agrarsektor festzulegen und eine Agrar- und Klimapolitik zu konzipieren, die THG-Emissionen zu den geringsten Kosten reduziert, d.h. Verluste in der Nahrungsmittelproduktion minimiert.
- Darüber hinaus wird unsere Forschung zu einem besseren Verständnis der Ziele und Werthaltungen von Landwirt*innen beitragen, sodass abgeschätzt werden kann, inwiefern diese einer wirksamen THG-Emissionsreduktion entgegenstehen oder sie unterstützen. Darauf aufbauend können wirksame politische Anreize und Konzepte entwickelt werden, die Landwirt*innen in ihrer Lebensrealität ansprechen.