Warum es schwer ist, den Stickstoffüberschuss mit globalen Anreizen in den Griff zu kriegen

Von Alena Schmidt, Anke Möhring und Gabriele Mack*. Eine effektive Stickstoffpolitik in der Schweiz braucht sowohl ein globales Instrument, das die Verschiebung der Stickstoffüberschüsse verhindert, als auch ein lokales Instrument, das spezifische räumliche Begebenheiten beachtet.

Der Stickstoffüberschuss der Schweizer Landwirtschaft stagniert seit den 1990er Jahren auf zu hohem Niveau (BLW, 2020). Die Agrarumweltziele für die Stickstoffverbindungen Ammoniak und Nitrat sind nicht erreicht (BLW, 2020). Im Rahmen eines Dissertationsprojekts bei Agroscope wurden in diesem Zusammenhang drei unterschiedliche marktbasierte Instrumente auf ihr Potential geprüft, die Stickstoffüberschüsse in der Schweizer Landwirtschaft zu reduzieren: i) eine Steuer auf Mineraldünger und Kraftfutter, ii) eine Steuer auf stickstoffintensive Lebensmittel wie Fleisch und Milch und iii) ein Handel von Stickstoffüberschussrechten.

Für diese Studie wurde das agentenbasierte Agrarsektormodell SWISSland mit einer Hoftorbilanz ergänzt. Diese Bilanz summiert alle Stickstoffeinträge über zugekaufte Futtermittel, Mineraldünger, atmosphärische Einträge und Stickstofffixierung und stellt sie den Stickstoffgehalten von tierischen und pflanzlichen Produkten gegenüber. Die betriebsinternen N-Flüsse aus Hofdünger und eigenem Futter wurden nicht explizit modelliert.

Stickstoff-Hoftorbilanz mit berücksichtigten Inputs und Outputs (Quelle: Schmidt et al. 2017a)

Alle Instrumente zeigten nur begrenztes Potential für eine Verringerung der Stickstoffüberschüsse. Bei einer Steuer auf Mineraldünger und Kraftfutter verhindert die geringe Preiselastizität eine relevante Minderung (Schmidt et al. 2017b). Dies bestätigten bereits andere Studien (Finger, 2012; Jayet & Petsakos, 2013; Mérel et al., 2013). Um eine Reduktion von 10% im Vergleich zum Referenz- Szenario zu erhalten ist eine Steuer von 12 CHF nötig. Auch die Bepreisung von Stickstoffüberschussrechten ist teuer. Gemäss Modellresultaten würde hiernach eine 10%ige Reduktion der Stickstoffüberschüsse im Vergleich zur Referenz zirka 6 CHF pro kg Stickstoff kosten (Schmidt et al. 2021a).

Ebenso ist eine Steuer auf Milch-und Fleischprodukte nur wenig erfolgreich. Die Besteuerung von 20-60% des Produzentenpreises ergaben hier lediglich eine Reduktion der Stickstoffüberschüsse von 2 % gegenüber dem Referenzszenario (Schmidt et al. 2021b).

Die Wirkung der drei Instrumente liegt damit deutlich unter einer Reduktion von 50% die für die Erreichung der Agrarumweltziele nötig wäre.

Der geringe Wirkungsgrad dieser drei untersuchten Instrumente wird damit begründet, dass sowohl der Stickstoffeinsatz, welcher einen hohen Einfluss auf die Produktionsmengen hat, als auch die Nachfrage nach Lebensmitteln und damit Stickstoffoutput unelastisch sind. Die Produktion wird zudem bei den Input- und Output- basierten Instrumenten nicht auf die Stickstoffverluste optimiert, da die Verluste in diesen Instrumenten als Externalitäten behandelt werden.

Für eine gezielte Strategie zur Verminderung der Stickstoffüberschüsse sehen wir folgende Herausforderungen:

  • Stickstoffverluste haben sowohl lokale wie auch globale Auswirkungen. Daher spielt die räumliche Verteilung der Verluste eine Rolle. Uniforme Anreizinstrumente tragen dem zu wenig Rechnung.
  • Stickstoffdünger ist im Gegensatz zu CO2 kein unerwünschtes Nebenprodukt, sondern wird mit dem Ziel der Ertragssteigerung eingesetzt. Einfach den Stickstoffeinsatz pauschal zu reduzieren, führt nicht zwingend zu einer Reduktion der Umweltbelastung, da mit einer Reduktion des Stickstoffeinsatzes der Stickstoffertrag ebenfalls zurückgehen kann und eventuell der Stickstoffoutput so stark reduziert wird, dass der Stickstoffverlust steigt. Beispielsweise verringerte sich in den Modellrechnungen durch die Stickstofflenkungsabgabe die Bewirtschaftungsfläche von Raps, da diese Flächen einen hohen Stickstoffbedarf haben. Rapsflächen weisen i.d.R. jedoch nicht überdurchschnittlich hohe Stickstoffverluste aus, da die Rapspflanze einen hohen Proteingehalt aufweist. Somit führt die Einschränkung des Rapsanbaus bedingt durch die Lenkungsabgabe nicht gleichzeitig zu einer Reduktion der Stickstoffverluste.
  • Stickstoffverluste aus der landwirtschaftlichen Produktion stammen aus so genannten Nicht-Punktquellen und Stickstoffverbindungen wandeln sich je nach Umweltbedingungen in andere Verbindungen um. Diese zwei Probleme machen einerseits die Zuordnung der Quelle sehr schwierig, was dazu führt, dass nur sogenannte second-best Lösungen erreicht werden können (Jayet & Petsakos, 2013), gleichzeitig sind technische Lösungen schwierig zu realisieren, wodurch es möglicherweise zu einer Problemverschiebung kommt (z.B. Nitratreduktion durch die Erhöhung der Oxidationszonen führt zu einer Erhöhung der Lachgasemissionen) (Steven & Quinton, 2009)
  • Unsere Studien zeigen auf, dass diejenigen Betriebe, die zu einem hohen Masse Stickstoffüberschüsse produzieren, nicht zwingend hohe Vermeidungskosten haben. Die Vermeidungskosten sind zudem von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst. Unter Umständen kann eine Verminderung der Produzentenpreise je nach Produkt zu einer Erhöhung der Stickstoffüberschüsse führen, da auf wertschöpfungsstärkere, aber stickstoffintensivere Produkte umgestellt wird.
  • Es gibt bereits viele Politiken, die einen Einfluss auf die Stickstoffüberschüsse haben, ob direkt (z.B. Suisse-Bilanz) oder indirekt (z.B. Versorgungssicherheitsbeiträge). Oft sind diese nur auf eine bestimmte Stickstoffverbindung (z.B. Nitrat bei der Suisse-Bilanz) fokussiert, was im schlechtesten Fall zu antagonistischen Effekten führt. Es ist deswegen wichtig, den  Instrumentenmix ganzheitlich zu betrachten und auch verschiedene Politiken im Auge zu behalten.

Eine effektive Stickstoffpolitik braucht sowohl ein globales Instrument, das die Verschiebung der Stickstoffüberschüsse verhindert z.B. Düngerlimiten, als auch ein lokales Instrument, das spezifische räumliche Begebenheiten beachtet und zudem ein Instrument, das den Konsum berücksichtigt, um den Stickstoff-Fussabdruck national und international klein zu halten.

*Alena Schmidt ist Postdoc in der Gruppe „Land Use Change“ an der Universität Basel, Anke Möhring und Gabriele Mack arbeiten in der Gruppe Ökonomische Modellierung und Politikanalyse der Agroscope.

Referenzen:

Bundesamt für Landwirtschaft BLW (2020). Agrarbericht 2020. Bern.

Finger, R. (2012). Nitrogen use and the effects of nitrogen taxation under consideration of production and price risks Agric. Syst., 107, pp. 13-20, 10.1016/j.agsy.2011.12.001

Jayet P.-A. & A. Petsakos (2013). Evaluating the efficiency of a uniform N-input tax under different policy scenarios at different scales. Environ. Model. Assess., 18 (1), pp. 57-72, 10.1007/s10666-012-9331-5

Mérel, P., Yi F.J., Lee J. & J. Six (2013). A regional bio-economic model of nitrogen use in cropping. Am. J. Agric. Econ., 96 (1), pp. 67-91, 10.1093/ajae/aat053

Schmidt, A., Mack, G. & Mann, S. (2017a). Instrumente-Evaluation Stickstoff. Instrumente-Evaluation Stickstoff (IES). Schlussbericht zuhanden des BLW. 40 S.

Schmidt, A., Necpalova, M., Zimmermann, A., Mann, S., Six, J. & Mack, G.

Direct and indirect economic incentives to mitigate nitrogen surpluses – a sensitivity analysis. JASSS, 20 (4) (2017b), p. 7, 10.18564/jasss.3477

Schmidt, A., Mack, G., Mann, S., Six, J. (2021a). Grandfathering or land-based quotas: the cost of abating N surplus in different Swiss farms. J. Environ. Plan. Manag., 64 (8) (2021), pp. 1375-1391. 10.1080/09640568.2020.1823344.

Schmidt, A., Necpalova, M., Mack, G., Möhring, A., Six, J. (2021b). A food tax only minimally reduces the N surplus of Swiss agriculture. Agric. Syst., 194. 103271. 10.1016/j.agsy.2021.103271

Stevens C.J. & Quinton, J.N: Diffuse Pollution Swapping in Arable Agricultural Systems (2009). Critical Reviews in Environmental Science and Technology. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 39 (6) (2009), pp. 478-520, 10.1080/10643380801910017

4 Antworten auf „Warum es schwer ist, den Stickstoffüberschuss mit globalen Anreizen in den Griff zu kriegen

  1. Die hier angesprochenen Herausforderungen sind ja nicht neu. Warum wurden sie im Projekt nicht von Anfang an gesehen und berücksichtigt? Warum wurden nicht von Anfang an Instrumente untersucht, die den spezifischen Herausforderungen gerecht werden? Dann hätten wir jetzt nicht nur diese lapidaren Erkenntnisse, sondern konkrete Lösungsvorschläge.

    Die Argumentation im Artikel ist zudem etwas unvollständig. Unter welchen weiteren Bedingungen wurden diese Elastizitäten berechnet? Warum sind 6 – oder auch 12 – Franken pro Kilogramm Stickstoff zu viel? – Eine weitere Frage: Auf welchen Überlegungen zur Verteilung der Eigentumsrechte (Rechte auf Verschmutzung) beruhten die untersuchten Instrumente? Heute ist ja auch unter Ökonom/innen geläufig, dass die Verteilung der Kosten sehr wohl eine Rolle spielt – nicht nur für die Akzeptanz, sondern auch für die Allokation.

    Einen konkreten Lösungsvorschlag haben wir übrigens vor 5 Jahren in der Agrarforschung skizziert: https://www.agrarforschungschweiz.ch/wp-content/uploads/2019/12/2016_1112_2227.pdf

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    1. Dieser Blogbeitrag besteht aus einer Zusammenfassung des Projekts «Instrumente Evaluation Stickstoff», welches im Jahr 2014 im Auftrag des Bundesamts für Landwirtschaft gestartet wurde (Schmidt et al. 2017b). Das BLW hat noch weitere Optionen untersucht. Die Erkenntnisse basieren auf Modellrechnungen und bringen daher gegenüber rein konzeptionellen Überlegungen einen Mehrwert.
      Für den Preis von 1 kg Stickstoff wurden 1.10 Fr. angenommen. Die Preiselastizität ist sehr inelastisch (siehe Schmidt et al. 2017b). Das von dir im Agrarforschungsartikel vorgeschlagene Instrument adressiert die meisten Herausforderungen ebenfalls ungenügend, z.B. die räumlichen Effekte, die verschiedenen Stickstoffverbindungen (die Suisse-Bilanz ignoriert Ammoniakverluste fast vollständig), und auch das Problem der Zuordnung der Verursacher kann nicht besser adressiert werden als z.B. beim Handel von Stickstoffüberschusszertifikaten (Schmidt et al. 2021a). An deinem Instrument ist aber interessant, dass es das Principal-Agent-Problem adressiert.
      In den verschiedenen Instrumenten wurden unterschiedliche Eigentumsrechte angenommen.
      Vielleicht schaust du dir die zitierten Artikel zum Projekt an, sie sind alle Open Access publiziert.

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  2. Modellrechnungen können gegenüber rein konzeptionellen Überlegungen einen Mehrwert bringen. Es geht hier um etwas anderes. In Bericht zuhanden des BLW (Schmidt et al. 2017) wurden wichtige Herausforderungen nicht oder zu spät erkannt. Die AutorInnen modellieren Auswirkungen von ganz speziellen, fragwürdigen und nicht nachvollziehbar begründeten Ausgestaltungen der Instrumente. Daraus werden dann zu allgemeine (negative) Schlussfolgerungen hinsichtlich des Potenzials von marktwirtschaftlichen Instrumenten abgeleitet (genau genommen: nur suggeriert, denn die AutorInnen beziehen sich nicht klar auf nur auf die untersuchten, ganz speziellen Ausgestaltungen):

    «Die geringe Wirksamkeit und ungenügende Berücksichtigung des Verursacherprinzips führen wahrscheinlich dazu, dass die untersuchten Instrumente nicht auf genügend Akzeptanz stossen werden.»

    Dieser negative Befund trifft auf die von den AutorInnen gewählten fragwürdigen Ausgestaltungen zu. Er betrifft nicht die marktwirtschaftlichen Instrumente (Lenkungsabgaben, Kontingente, Konsumsteuer) an sich. Marktwirtschaftliche Instrumente zur Lösung des Stickstoffproblems können das Verursacherprinzip durchaus berücksichtigen und Akzeptanz sicherstellen. Man muss sie aber entsprechend ausgestalten.

    Im folgenden Absatz im Bericht wird noch deutlicher: Die AutorInnen scheinen aus ihrer Studie den Schluss zu ziehen, dass marktwirtschaftlichen Ansätze ungeeignet sind: «Wir sehen Optimierungspotential im bisherigen Instrumentemix der Stickstoffpolitiken […]»

    Der negative Befund ist vom BLW übernommen worden. So heisst es in einer Zusammenfassung „Instrumente-Evaluation Stickstoff“ des BLW, die online abrufbar ist: „Weil die Vermeidungskosten pro kg N-Überschuss in der Tierhaltung höher sind als im Pflanzenbau, stellt es sich als schwierig heraus, die N-Überschüsse aus der Tierhaltung mit marktwirtschaftlichen Instrumenten zu senken. Da die Probleme vor allem bei einer intensiven Tierhaltung entstehen, sind die untersuchten Instrumente somit zu wenig treffsicher. Da Stickstoffverluste nicht nur globale und damit örtlich unabhängige Verschmutzungen sondern auch lokal akzentuierte Umweltwirkungen verursachen, müssten die marktbasierten Instrumente räumlich differenziert ausgestaltet werden. Mit einer Segmentierung des Markts nimmt jedoch die Kosteneffizienz der untersuchten Instrumente ab.“

    Fazit: Die Studie der Agroscope hat ungeeignete Ausgestaltungen von marktwirtschaftlichen Instrumenten untersucht und auf dieser Grundlage marktwirtschaftlichen Instrumenten eine unverdiente Abfuhr erteilt.

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  3. Auf die mangelnde Effektivität der globalen marktbasierten Instrumenten wird nicht auf Grund der Ausgestaltung der Instrumente, sondern auf Grund der geringen Preiselastizität, beziehungsweise auf Grund der hohen Vermeidungskosten geschlossen. Zudem sind bei Stickstoffverlusten auf Grund der chemischen Eigenschaften nur second-best Lösungen möglich. Zusammen mit den räumlichen Auswirkungen der Stickstoffverschmutzung sind globale marktbasierte Instrumente im Bereich Stickstoff nicht effektiv in der Reduktion der Umweltbelastung. Bei möglichen Verfeinerungen (z.B. räumliche Einschränkungen des Handels vergleichbar mit „tradeable development rights“ (TDR)) nimmt der Grad der „Marktbasiertheit“ ab und die Transaktionskosten nehmen zu. Für die Reduktion der Stickstoffbelastung halte ich globale marktbasierte Instrumente nicht für zielführend.

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