Die Quantis-Studie
Eine umfassende Studie mit Bezug auf Substratausgangsstoffe und Substrate wurde von QUANTIS(1) erstellt, einem der weltweit führenden Beratungsbüros für die Erstellung von Ökobilanzen. In dieser Studie „Comparative life cycle assessment of horticultural growing media based on peat and other growing media constituents“ wurden Ökobilanzen für die neun Substratausgangsstoffe Rinde, Kokosmark, Grüngutkompost, Mineralwolle, Schwarztorf, Weißtorf, Blähperlit, Reisspelzen und Holzfasern erstellt. Quantis hat des Weiteren Ökobilanzen für aus diesen Ausgangsstoffen empirisch formulierte Substrate (Referenzmischungen) erstellt.Die Studie wurde gemäß den methodischen Vorgaben der ISO-Normen 14040 und 14044 durchgeführt. Substrate weisen je nach Anwendungsbereich unterschiedliche Eigenschaften auf. Fünf Anwendungsbereiche wurden festgelegt:
- Fruchtgemüse (wie Tomaten, Paprika, Schlangengurken)
- Topfpflanzen
- Jungpflanzenproduktion in Multizellenplatten
- Kultur von Baumschulpflanzen in Containern
- Blumenerden für den Hobbymarkt
- Produktion: alle Aktivitäten zum Abbau oder Anbau (z. B. die maschinelle/technische Ausstattung und die Infrastruktur für die Moorentwässerung, Torfernte und Folgenutzung; für Rinde die Holzernte; für Kokosmark die Kokosnussernte)
- Lieferung: Transport per Lkw, Zug oder Schiff von der Produktionsstätte zu den Verarbeitungs- und Mischbetrieben
- Aufbereitung und Substratproduktion: Energie- und Wasserverbrauch; Zusatz von Kalk und Düngemitteln
- Vertrieb: Transport der Substrate zum Kunden per Lkw, Zug oder Schiff
- Verwendung: Zersetzung (der organischen Substanz) der Substrate während der Kultur
- Lebensende (End-of-Life): Zersetzung (der organischen Substanz) der Substrate nach der Kultur bis zur Mineralisierung
Auswirkungen der Substratausgangsstoffe auf umweltrelevante Wirkungskategorien
Die für Substrate umweltrelevanten Wirkungskategorien (Indikatoren) sind Klimawandel, Ökosystemqualität, Ressourcenverbrauch und menschliche Gesundheit. Als funktionelle Einheit dient der Kubikmeter Substrat bzw. Ausgangsstoff nach EN 12580; alle Ergebnisse basieren auf dieser Einheit.
Die Indikatoren, die sich auf die Ökobilanz von Kultursubstraten und Blumenerden auswirken und in der Quantis-Studie analysiert wurden, sind nachfolgend definiert.
Klimawandel
Der Indikator Klimawandel umfasst die im Lebenszeitraum eines Substrats/Substratausgangsstoffes (oder jedes anderen Produkts) entstandenen CO2-Emissionen. Dabei wird eine 100-Jahre-Spanne angesetzt. Neben CO2 sind Methan (CH4) und Stickoxid (NO2) die wesentlichen Treibhausgase (THG). Bei der Berechnung des Einflusses der THG hat Methan einen 24-fach stärkeren Effekt als CO2. Der Faktor für NO2 liegt bei 225. Daher spricht man bei den ermittelten Werten in Bezug auf den Klimawandel von kg CO2-Äquivalenten/m³ Substratausgangsstoff oder Substrat. Je größer der Einfluss der THG, desto höher ist der ermittelte Wert für den Einfluss auf den Klimawandel.
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Ökosystemqualität
Dieser Indikator quantifiziert den Einfluss menschlicher Prozesse auf das Vorkommen von Pflanzen- und Tierarten. Erfasst wird dies durch den potentiellen Rückgang von Arten (Potentially Disappeared Fraction of species = PDF) auf einer definierten Fläche über einen bestimmten Zeitraum. In der Quantis-Studie ist die Flächeneinheit der Quadratmeter (m²) und der Zeitraum ein Jahr (year = y). Die Ökosystemqualität wird somit angegeben als PDF m² y/m³ Substrat oder Substratausgangsstoff. Für den potentiellen Artenrückgang verantwortlich sind Einflüsse wie Eutrophierung, Versauerung, Landnutzung, aquatische und terrestrische Ökotoxizität bzw. Versauerung. Je größer der Einfluss dieser Faktoren, desto höher ist der ermittelte Wert für den Einfluss auf die Ökosystemqualität.
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Ressourcenverbrauch (Rohstoffverbrauch)
Zur Ermittlung des Wertes für den Verbrauch an Ressourcen werden zwei Kenngrößen betrachtet: der Verbrauch an Substratausgangsstoffen und der Verbrauch an nicht erneuerbaren Energieträgern wie Erdöl, Diesel und Benzin. Je größer die ermittelten Mengen, desto größer ist der Einfluss auf den Ressourcenverbrauch.
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Menschliche Gesundheit
Hierbei werden Faktoren wie Humantoxizität (z. B. krebserregende Substanzen), Einflüsse auf die Atemwege, ionisierende Strahlung und Abbau der Ozonschicht erfasst. Die Einheit, in der der ermittelte Wert für den Einfluss auf die menschliche Gesundheit angegeben wird, ist DALY/m². DALY steht für Disability Adjusted Life Years. DALY drückt somit die krankheitsspezifische Gesundheitsbelastung aus, die ein Produkt verursacht, und somit die Anzahl an Lebensjahren, die einem Menschen verloren gehen. Je größer der Einfluss, desto höher ist der ermittelte Wert für die menschliche Gesundheit.
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Betrachtung der Ergebnisse der Quantis-Studie
Ökobilanzstudien basieren zum einen auf Fakten, z. B. wie viel Diesel ein Fahrzeug für eine bestimmte Strecke benötigt; zum anderen auf Annahmen, welche die zu ermittelnden Ergebnisse ebenfalls stark beeinflussen. So kann die angesetzte Rohdichtefrisch oder der angenommene C-Gehalt eines Ausgangsstoffes, mit dem gerechnet wird, zu einem besseren oder schlechteren Resultat für den Indikator Klimawandel beitragen. Daher wurden in der Quantis-Studie entsprechend den ISO-14044-Vorgaben systematische Fehlereinschätzungen zur Quantifizierung der Unsicherheit in den Zwischenergebnissen durchgeführt und in die Ergebnisse mit aufgenommen.
Die Studie zeigt, dass alle Substratausgangsstoffe und alle Substrate Einfluss auf die oben genannten umweltrelevanten Wirkungskategorien und somit einen ökologischen Fußabdruck haben, jedoch mit unterschiedlicher Gewichtung. Dabei kann kein Substrat identifiziert werden, das für alle vier Wirkungskategorien die höchsten oder geringsten Auswirkungen hat. So hat von den untersuchten Substratausgangsstoffen
- Torf die höchsten Auswirkungen auf den Klimawandel und Ressourcenverbrauch. Substratmischungen, die einen relativ hohen Torfanteil enthalten, haben somit eine größere Auswirkung auf diese Indikatoren.
- Kokosmark die höchsten Auswirkungen auf die Ökosystemqualität. Substrate, die einen hohen Anteil an Kokosmark besitzen, haben die größte Auswirkung auf diesen Indikator.
- Kompost die höchsten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Substrate, die einen hohen Anteil an Grünkompost haben, weisen eine größere Auswirkung auf diesen Indikator auf.
Torf
Hochmoortorf besteht fast ausschließlich aus organischer Substanz, also Kohlenstoff (C). Während der gesamten Lebensphase des Torfes wird dieser zersetzt, wodurch CO2 freigesetzt wird. Damit ist die wesentliche Auswirkung von Torf (etwa 50 % bei Weißtorf) auf den Indikator Klimawandel zu begründen. Da stark zersetzter Torf eine höhere Rohdichte und somit einen höheren C-Gehalt hat, ist der Einfluss von Schwarztorf auf den Klimawandel größer als der von Weißtorf. Durch die Oxidation (Zersetzung) des Torfes in der Torfabbaufläche fallen dort etwa 60 % der Auswirkungen auf die Wirkungskategorie Ressourcenverbrauch. Torfabbau wirkt sich zu über 30 % auf die Ökosystemqualität aus, was durch den hohen Energieverbrauch begründet ist. Der Vertrieb von Torfprodukten hat auf die menschliche Gesundheit Einfluss, weil sich Partikel- und Stickoxidemissionen beim Treibstoffverbrauch auswirken.
Kokosmark
Auf Ressourcenverbrauch und den Klimawandel haben der Transport vom Herkunftsland (Indien, Sri Lanka) zur Substratfabrik in Europa und der damit einhergehende Treibstoffverbrauch sowie die Kokosmarkverarbeitung in der Substratfabrik mit mehr als 50 % den größten Einfluss. Ferner wirken sich die Wassernutzung bzw. die Pufferung des Kokosmarks mit Calciumnitrat negativ auf den Klimawandel und den Ressourcenverbrauch aus. Die Ökosystemqualität wird durch die Landnutzung als Kokosplantage zu 70 % beeinträchtigt. Die menschliche Gesundheit wird zu 80 % durch den langen Transportweg beeinträchtigt.
Grünkompost
Bei Kompost wirken sich Emissionen vor allem von NH4 und N2O während der Kompostierungsprozesse und durch den Transport der Inputstoffe zur Kompostierungsanlage vor allem auf die menschliche Gesundheit, den Klimawandel sowie die Ökosystemqualität aus. Hierbei hat die hohe Rohdichte des Komposts eine hohe Auswirkung.
Holzfaserstoffe und Rinde
Der Energieverbrauch in den Sägewerken und bei der Weiterverarbeitung sowie der Transport führen beim Ressourcenverbrauch, dem Klimawandel und der menschlichen Gesundheit zu Beeinträchtigungen. Eine Beeinträchtigung der Ökosystemqualität wird durch die Baumernte verursacht.
Reisspelzen
Etwa 70 % der gesamten Auswirkungen auf den Klimawandel, Ressourcenverbrauch und die Ökosystemqualität sind auf die Reiskultivierung und dabei entstehende CH4-Emissionen (aus dem Boden und Düngemitteln) zurückzuführen. Der Transport vom Anbaugebiet (Po-Ebene) wirkt sich auf die menschliche Gesundheit aus. Insgesamt haben Reisspelzen eine gute Ökobilanz. Ihre Substrattauglichkeit muss allerdings hinterfragt werden.
Blähperlit
Bei Blähperlit trägt der Energieverbrauch beim Blähprozess zu ca. 70 % zu den Auswirkungen auf den Klimawandel bei. Für Auswirkungen auf die Ökosystemqualität (über 50 %) ist vor allem das Sprengen des Perlit-Gesteins (in Griechenland) verantwortlich. Der Transport zu und die Verarbeitung in den mitteleuropäischen Blähfabriken sind maßgeblich für Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit verantwortlich.
Mineralwolle
Die Gewinnung des Rohgesteins beeinflusst die Ökosystemqualität zu über 50 %. Der Schmelzprozess sowie die weitere Verarbeitung (Verspinnen, Formgebung etc.) und die dazu erforderliche hohe Energienutzung tragen zu 70 % zu den Auswirkungen auf den Klimawandel bei. Durch Feinpartikelemissionen beim Gesteinsabbau wird die menschliche Gesundheit zu mehr als 50 % und durch den Transport zu 30 % beeinträchtigt.
Fazit zu Ökobilanzen
Zu berücksichtigen ist, dass jeder Ausgangsstoff die physikalischen, chemischen oder biologischen Funktionen und somit die Funktionalität des Substrats beeinflusst. Durch die Wahl der Ausgangsstoffe werden auch die Faktoren, die die Wirtschaftlichkeit der Substratproduktion beeinflussen, mehr oder weniger stark beeinflusst. Die Verwendung eines Ausgangsstoffes, der alternativ für einen anderen verwendet wird, führt entweder zu keiner geänderten, einer geminderten oder gesteigerten Umweltauswirkung. Die Wahl für oder gegen einen Ausgangsstoff trifft der Substrathersteller/Gärtner vorrangig auf Basis seines gärtnerischen Sachverstandes und der Anforderungen an das Substrat; dazu zählen die Substrateigenschaften, Kulturansprüche und -sicherheit, langfristige Verfügbarkeit und gleichbleibende Qualität.
Die Quantis-Studie basiert zum Teil auf Durchschnittswerten, die von den beteiligten Firmen oder aus Statistiken stammen, und kann gut der Orientierung zur verantwortungsvollen Verwendung von Substratausgangsstoffen dienen. Sie ist aber nicht repräsentativ für einzelne Länder, Regionen, Bundesländer oder gar einzelne Unternehmen. Im Sinne der nachhaltigen Unternehmensentwicklung haben manche Firmen der Substratbranche damit begonnen, eigene Ökobilanzen bzw. Klimabilanzen – in Anlehnung an die Quantis-Studie – zu erstellen. Transport und Vertrieb zeigen sich in der Studie als wesentliche Faktoren, die Ökobilanzen beeinflussen. Dies wird bereits in einer früheren kanadischen Studie bestätigt(2) .
(1) QUANTIS (2012): Comparative life cycle assessment of horticultural growing media based on peat and other growing media constituents. [http://www.epagma.eu/default/home/news-publications/news/Files/MainBloc/EPAGMA_Growing-media-LCA_Final-report _2012-01-17_Quantis.pdf, abgerufen am 12.06.2015.]
(2) CSPMA Canadian Sphagnum Peat Moss Association (2011): Environmental product fact sheet – quantitative environmental information on the life cycle of Canadian sphagnum peat in horticulture. 6 S., St. Albert, Kanada.
