Projektziel und -inhalte

Die bisherigen fossilen Primärenergiequellen werden im Zuge der Energiewende durch regenerativ erzeugte Energie ersetzt. Dazu zählt vor allem elektrische Energie, gewonnen durch Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft oder Biomasse. Dies geschieht in der Regel dezentral.

Neben dem Aspekt der örtlichen Verfügbarkeit sind bei der Betrachtung der künftigen Anforderungen an die Energieversorgung auch die hohen temporären Schwankungen während der Energiegewinnung besonders durch Wind- und Sonnenenergie zu nennen. Zusätzlich zu diesen Veränderungen in der Bereitstellung wird es auch Abweichungen bezüglich der bekannten zeitlichen Bedarfe an Energie geben. So ist im Zuge der Mobilitätswende im Individualverkehr von tageszeitabhängigen Schwankungen durch das Laden der Autos auszugehen. Auch weite Bereiche der Industrie und des Güterverkehrs müssen durch die angestrebte Dekarbonisierung mit regenerativ erzeugter Energie versorgt werden. Eine große Rolle spielt darüber hinaus die Landwirtschaft. Die Bereitstellung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie zur Bearbeitung der 16,7 Mio. ha landwirtschaftlicher Nutzfläche allein in Deutschland würde die Netze vor große Herausforderungen stellen, insbesondere während sehr energieintensiven Feldarbeiten, wie der Grundbodenbearbeitung und der Ernte. Die Feldbewirtschaftung erfordert temporär hohe Leistungen und Energiemengen, die auf den mobilen Maschinen momentan ausschließlich über mitgeführten Dieselkraftstoff zur Verfügung stehen. In der Vergangenheit wurden bereits zahlreiche große Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlichen Gebäuden installiert und an das Netz angeschlossen. Aufgrund fehlender energiewirtschaftlicher Anreize wird eine Erneuerung solcher Anlagen nach Auslaufen der festen Einspeisevergütung von zwanzig Jahren oder nach einem Defekt aktuell häufig in Frage gestellt. Zur Erreichung der energiepolitischen Ziele sind solche Anlagen und die Weiternutzung der vorhandenen Dachflächen aber zwingend erforderlich.

Der Traktor, wie wir ihn kennen - universelle Arbeitsmaschine in der Landwirtschaft - wird künftig in weiten Bereichen, vor allem durch die neuen Möglichkeiten der Elektrifizierung, unter genauerer Betrachtung pflanzenbaulicher und weiterer Aspekte (wie z.B. Bodenverdichtung, Biodiversität, Emissionen) durch alternative Maschinen substituiert. So sind bereits Entwicklungen hin zur Automatisierung der Feldarbeiten zu erkennen, die eine Anpassung bisheriger Maschinengrößen, aber auch Prozesse erkennen lassen. Ebenso werden Alternativen zum Antrieb der Maschinen gesucht. Mögliche Energieinfrastrukturen auf dem Feld, in Anlehnung an bestehende Beregnungsanlagen oder neue Kabelführungssysteme, wurden vorgeschlagen. Dafür wird unter anderem auf dem Feld und in der Nähe des Betriebshofes neue und geänderte Infrastruktur zur Energieversorgung notwendig sein.

Biodiversität und Ökosystemleistungen wurden im Zuge der Mechanisierung der Landwirtschaft nur reaktionär betrachtet. Die Flurbereinigungen durch die maschinengerechte Ausräumung der Landschaften hatten einen negativen Einfluss auf Biotopvernetzung und Biodiversität, während die Vergrößerung von Landmaschinen zu einer zunehmenden Bodenverdichtung geführt haben mit ungünstigen Folgen für Bodenfauna, Erosion und Bodenwasserdynamik. Eine Umstellung auf elektrifizierte Antriebssysteme bei Landmaschinen könnte ebenfalls wieder eine große Veränderung für Biotopvernetzung und Ökosystemleistungen bedeuten und bietet insbesondere die Möglichkeit, diese Auswirkungen proaktiv im Wandlungsprozess zu berücksichtigen und zu beeinflussen. Diese Veränderungen vom Status Quo hin zu Szenarien einer elektrifizierten Landbewirtschaftung werden mit Hilfe landschaftsökologischer Modellierung abgeschätzt.

Ebenso wie die Umwelt, gilt es den Menschen begleitend zu den Veränderungen zu integrieren und an der Lösungsgestaltung partizipieren zu lassen. Veränderungen im Bereich der Technik hin zu einer ausgeprägten Digitalisierung führen in vielen Berufen zu erhöhten Anforderungen und zu einem weiteren Qualifizierungsbedarf. Daher ist es wichtig die Landwirte und in der Landwirtschaft tätige Arbeitnehmer*innen aktiv zu begleiten und die beteiligten Akteure bei der Umsetzung neuer Anforderungen zu unterstützen. Die Identifikation von Hemmnissen in der Einführung und Nutzung neuer Technologien können hier wichtige Impulse liefern, insbesondere für die Entwicklung geeigneter Weiterbildungskonzepte, aber auch für eine gezielte Verbreitung von landwirtschaftlichen Innovationen.

Die angesprochenen Wandel in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion betrifft mehrere miteinander verknüpfte Systeme (politisch, ökologisch, sozial, technologisch, ökonomisch). Aus der Perspektive der transformativen Wissenschaft ist die Kopplung von Systemwissen, Zielwissen sowie kontext- und akteursspezifischem Wissen erforderlich, um der Komplexität und der Gestaltung von Transformationsprozessen gerecht zu werden. Eine belastbare Analyse und Bewertung von Entscheidungsalternativen in der zukunftsorientierten Systemgestaltung erfordert die realitätsnahe Abbildung durch Systemmodelle, inklusive deren Teilsysteme und Wechselwirkungen. Die Projektionen möglicher, zukünftiger Entwicklungen werden mithilfe der Szenario-Technik beleuchtet, um eine wissenschaftliche Bewertung zu ermöglichen.