Hoff, HolgerKeppner, BennoKahlenborn, WalterLindenthal, AlexandraGeupel, Markus2024-06-162024-06-162017Abschlussdhttps://doi.org/10.60810/openumwelt-6418https://openumwelt.de/handle/123456789/4303Die planetaren Leitplanken (Planetary Boundaries; PBs) beschreiben einen sicheren Handlungsraum ("safe operating space"), innerhalb dessen mit hoher Wahrscheinlichkeit die Funktionsfähigkeit des Erdsystems in einer für den Menschen günstigen Konstellation erhalten bleibt. Damit können sie die vertikale Integration einer nationalen Stickstoffstrategie mit globalen Nachhaltigkeitskriterien und Umweltzielen - und damit auch die internationale Kooperation - unterstützen. Für eine solche Operati-onalisierung und Anwendung der PBs sind die globalen PB-Werte herunterzuskalieren, räumlich explizit darzustellen (downscaling) und für den jeweiligen Kontext zu übersetzen. Erst dann können sie als Richtwerte (benchmarks) dienen, mit denen der nationale Ist-Zustand der Umwelt zu vergleichen ist, und an den nationale Strategien gegebenenfalls entsprechend angepasst werden können (mainstreaming of the PBs). Die planetare Leitplanke für Stickstoff (N-PB) wird von Steffen et al. (2015) mit 63 Millionen Tonnen pro Jahr angegeben. Diese Leitplanke, die gegenwärtig global um den Faktor 2 überschritten wird, bezieht sich nur auf die beabsichtigte Erzeugung und Freisetzung von reaktivem Stickstoff über biologische Fixierung und Düngeranwendung. Sie umfasst nicht die unbeabsichtigten Freisetzungen über Verbrennungsprozesse. Die vorliegende Studie leitet daraus für Deutschland eine Stickstoff Leitplanke von 0,5-0,7 Millionen Tonnen pro Jahr ab, je nachdem ob der globale Wert bezogen auf Deutschlands Anteil an der globalen Landwirtschaftsfläche oder bezogen auf Deutschlands Anteil an der Weltbevölkerung herunterskaliert wird. Diesem benchmark aus PB-Sicht steht ein gegenwärtiger realer Wert von ca. 2,3 Millionen Tonnen gegenüber. Wenn man zusätzlich die, aufgrund deutschen Konsums und entsprechender Nettoimporte landwirtschaftlicher Produkte, im Ausland verursachten Stickstofffrei-setzungen (external footprints) mit berücksichtigt, liegt dieser Wert noch deutlich höher. Eine solche Anwendung der N-PB weist darauf hin, dass die bisherigen - zumeist noch nicht einmal erreichten - deutschen und europäischen Stickstoffziele aus Sicht globaler Nachhaltigkeitskriterien nicht ambitioniert genug sind. So würde z.B. die Einhaltung der EU emission ceilings directive nur zu einer Reduktion des gegenwärtigen Wertes um knapp 0,5 Millionen Tonnen führen. Selbst bei vollständiger Umsetzung der vom Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) und vom Umweltbundesamt (UBA) geforderten Halbierung des N-Überschusses auf landwirtschaftlichen Flächen, würde die auf Deutschland herunterskalierte N-PB noch immer um ca. 200% überschritten. Zu ihrer Einhaltung wären zusätzliche Emissionsminderungen in der Landwirtschaft und darüber hinaus (v.a. in den Sektoren Ener-gie, Transport und Industrie) erforderlich. Eine Erhöhung der Effizienz der Stickstoffnutzung (nitrogen use efficiency - NUE) auf allen Ebenen und über die gesamte Wertschöpfungskette stellt einen wichtigen Hebel zur Erreichung verschiedener Umwelt- und Nachhaltigkeitsziele dar. Neben der Verminderung der Stickstofffreisetzung in die Umwelt lassen sich zusätzliche Verbesserungen (co-benefits) z.B. in Bezug auf Land, Wasser, Energie, Ernährungssicherheit und andere Entwicklungsziele wie sie in den SDGs benannt sind, erreichen. Durch Erhöhung der Ressourceneffizienz kann der in die Umwelt freigesetzte Anteil des eingesetzten Stickstoffs reduziert werden. Da die N-PB über maximal zulässige Umweltkonzentrationen definiert ist, kann sie bei erhöhter Ressourceneffizienz höher angesetzt werden. Entscheidend für die vertikale Integration von deutschen und internationalen Umweltzielen und Nachhaltigkeitskriterien ist der "Dreiklang" aus i) Verringerung der Stickstofffreisetzung innerhalb Deutschlands, ii) Reduktion des (handelsbedingten) deutschen Stickstoff-footprints im Ausland sowie iii) internationale Kooperation für eine verbesserte Stickstoffnutzung und Ressourceneffizienz in allen Bereichen, z.B. über Investitionen, Entwicklungszusammenarbeit und Wissens- und Technologietransfer. Dieser Dreiklang entspricht auch dem Leitbild der nationalen Implementierung der SDGs, innerhalb Deutschlands unter gleichzeitiger Beachtung dieser Ziele auch im Ausland (implementation in, by and with Germany). Anknüpfungspunkte für eine verbesserte vertikale Politikkohärenz von national über regional bis global sind z.B. die gemeinsame europäische Agrarpolitik, internationale Handelsabkommen sowie die verschiedenen multilateralen Umweltabkommen. Aus der Operationalisierung und Anwendung der N-PB für die integrierte nationale Stickstoffstrategie ergeben sich umgekehrt auch Hinweise für die Weiterentwicklung der planetaren Leitplanke selber, z.B. in Hinblick auf deren Erweiterung über den Landwirtschaftssektor hinaus. Weiterentwicklung der PBs und deren Anwendung müssen iterativ und wechselseitig erfolgen. Dazu sollte die Stickstoffstrategie dynamisch weiterentwickelt werden, so dass neues Wissen (z.B. aus der Begleitforschung) konti-nuierlich eingepflegt werden kann ("adaptive management"). Entsprechend dem systemischen Charakter des PB Konzepts und der Komplexität des Stickstoffkreislaufs, bedarf dies eines umfassenden Dialogs mit Partnern aus allen relevanten Sektoren, gemäß dem Future Earth Prinzip von "co-design & co-production of relevant knowledge", d.h. in wechselseitiger Abstimmung zwischen Politkern, Entschei-dungsträgern und Wissenschaftlern. Quelle: ForschungsberichtThe Planetary Boundaries (PBs) delineate a safe operating space within which the Earth system is likely to maintain its functions as life support system for humanity. With that the PBs also support the vertical integration of the German Nitrogen Strategy with global environmental and sustainability criteria and goals, and with that also international cooperation. For such an operationalization and application of the PBs, the global values need to be downscaled, made spatially explicit and translated for the respective context. Only then can they serve as benchmarks for the national environmental performance, and enable institutional improvements e.g. of national strategies accordingly (i.e. mainstreaming of the PBs). The Planetary Boundary for nitrogen (N-PB) was quantified by Steffen et al. (2015) to be 63 million tons per year. This boundary, which is currently exceeded globally by a factor of 2, only refers to the intentional fixation, i.e. production and release of reactive nitrogen through biological nitrogen fixation and application of fertilizer. It does not include the unintended fixation or release from combustion processes. This study derives for Germany a national boundary of 0.5-0.7 million tons per year, depending on the downscaling algorithm, either per capita or per area (Germany's fraction of global population or of global agricultural area). The real current fixation rate of reactive nitrogen in Germany amounts to 2.3 million tons per year. When including Germany's consumption-based external nitrogen footprints (which is a net importer of agricultural commodities) this value is even higher. Such an application of the N-PB shows that the current German and European nitrogen-related environmental goals (even if they were met) are not sufficiently ambitious from a global perspective. Full compliance with the EU emission ceilings directive for example, would only lower the current value by about 0.5 million tons. Even an implementation of the SRU/UBA goal of reducing N-surpluses on agricultural land by 50%, would still result in transgression of the downscaled N-PB by about 200%. Additional emission reductions in agriculture and beyond (in particular in the energy, transport and agri-cultural sectors) would be required in order to meet the downscaled N-PB. Important for achieving various environment and sustainability goals will also be an increase in nitrogen use efficiency (NUE) at all levels and all along the value chains. This can also generate a number of co-benefits, e.g. related to land, water, energy, food security and other development objectives as speci-fied in the SDGs. A higher NUE reduces the fraction of nitrogen applied that is released into the environment. Since the N-PB is defined through maximum concentrations in the environment, the N-PB can be relaxed, i.e. raised if NUE increases. Vertical integration of the Germany's and international environmental and sustainability objectives can follow the triple goal of i) reducing N-emissions within Germany, ii) reducing Germany's trade-related external N-footprint in other regions and iii) international cooperation for improved N-use and NUE e.g. via foreign investments, development cooperation, and knowledge- and technology transfer. This triple goal also resembles the implementation mode of the SDGs in, by and with Germany, i.e. meeting the goals domestically while at the same time promoting them also internationally. Entry points for improved vertical policy coherence from national to regional and global are for example the EU Common Agricultural Policy, international trade agreements and various multilateral environment agreements. The operationalization and application of the N-PB for the German Integrated Nitrogen Strategy can also help to improve the N-PB itself, e.g. expanding its coverage beyond the agricultural sector. Further development of the N-PB and its application have to go hand in hand. For that, the national Nitrogen Strategy should to be developed dynamically, continuously incorporating new knowledge (e.g. from accompanying research) as it becomes available (adaptive management). According to the systemic nature of the PB concept and the complexity of the nitrogen cycle, comprehensive dialogues are re-quired with partners from all relevant sectors, following the Future Earth principles of co-design & co-production of relevant knowledge by policy and decision makers and scientists. Quelle: ForschungsberichtDie derzeit vorgeschlagene planetare Leitplanke (Planetary Boundary) für Stickstoff wird deutlich überschritten. Die vorliegende Studie widmet sich der Nutzbarkeit dieses globalen Konzepts für nationale Zwecke zur Stickstoffminderung. Ziele der Studie sind i) ein Herunterskalieren der globalen Leitplanke auf den nationalen Maßstab, ii) Eignung der vorhandenen Grenzwerte und Richtlinien, um die globalen Leitplanken ausreichend zu berücksichtigen, iii) eine Übersicht über bestehende Modelle, welche den gegenwärtigen und zukünftigen Umweltzustand in Bezug auf die verschiedenen Stickstoffdimensionen darstellen können, iv) Ansätze zur Institutionalisierung und Operationalisierung der gewonnenen Ergebnisse und v) Darstellung der Stärken und Schwächen des PB-Konzepts.1 Onlineressource (39 Seiten)online resourcegerhttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/Stickstoffplanetare Leitplankesicherer HandlungsspielraumStickstoffstrategieOperationalisierungForschungsberichtChemikalienNachhaltigkeit | Strategien | Internationales