Thees / Lemm Management zukunftsfähige Waldnutzung

Grundlagen, Methoden und Instrumente
1. Auflage 2009
ISBN: 978-3-7281-3289-5
Verlag: vdf Hochschulverlag AG
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 820 Seiten

Ein Drittel der Schweiz ist mit Wald bedeckt. Holz und seine Nutzung spielen für die Rohstoffversorgung und den Klimaschutz eine zunehmend wichtige Rolle.
Das vorliegende Buch dokumentiert ausgewählte Ergebnisse eines mehrjährigen Forschungsprogramms zum Thema Waldnutzung in der Schweiz. Sie sind in enger Zusammenarbeit von Forschung und Praxis entstanden. Im Mittelpunkt stehen innovative Lösungsansätze, um die Holzproduktion zu verbessern. Betriebsübergreifende Organisationsformen und die Nutzung moderner Informationstechnologien sind dabei von zentraler Bedeutung.
35 Fachbeiträge informieren die Praxis über relevante Grundlagen, aktuelle Entwicklungen sowie über neue Methoden und Instrumente, um die Holzproduktion ökologisch und ökonomisch effizient zu gestalten und zu lenken.

Autoren/Hrsg.

Thees, Oliver

Lemm, Renato

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort und Inhalt;7
2;Einleitung;15
2.1;Das WSL-Forschungsprogramm Management zukunftsfähige Waldnutzung – ein Überblick;17
2.2;1 Ausgangslage;17
2.3;2 Zielsetzung;17
2.4;3 Themen und Aufbau;18
2.5;4 Vorgehen;18
2.6;5 Zusammenarbeit und Partnerschaften;20
2.7;6 Ergebnisse;20
2.8;7 Erfahrungen;22
3;Organisation und Abläufe;25
3.1;Hoheit, Verwaltung und Betrieb in der Forstorganisation;27
3.1.1;1 Einführung;28
3.1.2;2 Hoheit und Betrieb in Rechtslehre und Praxis;29
3.1.3;3 Wald und Holz unter der Bundesverfassung von 1848;31
3.1.4;4 Aufbau und Entwicklung der Forstorganisation unter der BV von 1874 bis 1999;32
3.1.5;5 Aktuelle und erwartete Entwicklungen unter der BV von 1999 mit Revisionen;44
3.1.6;6 Folgerungen aus der alten und neuen Bundesverfassung;53
3.2;Ansatzpunkte für den Strukturwandel in der Schweizer Forstwirtschaft;57
3.2.1;1 Einleitung;58
3.2.2;2 Die traditionelle Struktur der Schweizer Forstwirtschaft;59
3.2.3;3 Ansatzpunkte für den Strukturwandel;68
3.2.4;4 Schlussfolgerungen;75
3.3;Kooperative Planung in der Forst- und Holzwirtschaft: eine arbeitspsychologischePerspektive;79
3.3.1;1 Problemstellung;80
3.3.2;2 Theoretischer Hintergrund;82
3.3.3;3 Vorgehen und Methodik;84
3.3.4;4 Ergebnisse;85
3.3.5;5 Diskussion und Folgerungen;86
3.4;Reorganisation in der Holzproduktion – das Fallbeispiel Bucheggberg/ Lebern West im Kanton Solothurn;91
3.4.1;1 Einleitung;92
3.4.2;2 Hauptteil;93
3.4.3;3 Folgerungen für die Akteure in der Holzproduktionskette;100
3.5;Trennung von biologischer und technischer Produktion im Staatsforstbetrieb Luzern – Ansatzpunkte für eine Neugestaltung der Branchenstruktur;103
3.5.1;1 „Make or buy?“;104
3.5.2;2 Strategische Ausrichtung „buy“ für den Staatsforstbetrieb Luzern;109
3.5.3;3 Wirkung der Strategie „buy“;115
3.5.4;4 „Buy“ als Grundkonzept der Neuorganisation der Luzerner Waldwirtschaft;119
3.5.5;5 Ansatzpunkte für eine Neuorganisation der Branchenstruktur;121
3.6;Umfassende Nachhaltigkeit grösserer Forstbetriebe durch Verbund von biologischer und technischer Produktion;127
3.6.1;1 Einleitung;128
3.6.2;2 Rahmenbedingungen zur Bewirtschaftung des Waldes;129
3.6.3;3 Die Waldeigentümerin OAK;132
3.6.4;4 Verbund oder Trennung für einen grösseren Forstbetrieb?;136
3.6.5;5 Folgerungen;143
4;Holzressourcen und Energie;145
4.1;Energieholzpotenziale im Schweizer Wald und ihre Bereitstellungskosten;147
4.1.1;1 Einleitung;148
4.1.2;2 Material und Methoden;149
4.1.3;3 Ergebnisse 1: Energieholzmengen;156
4.1.4;4 Ergebnisse 2: Holzenergiemengen und Bereitstellungskosten;160
4.1.5;5 Zusammenfassende Bewertung der Ergebnisse;163
4.2;Potenziale und Verfügbarkeit des Schweizer Holzes – Funktionsweise und erste Anwendung der dynamischen Waldholzverfügbarkeitskarte WVK;171
4.2.1;1 Einleitung;172
4.2.2;2 Aufbau und Funktionsweise der WVK;173
4.2.3;3 Bestandesentwicklung;177
4.2.4;4 Sortierung/Volumen der Baumkompartimente;184
4.2.5;5 Holzerntekosten;188
4.2.6;6 Transportkosten;190
4.2.7;7 Nährstoffbilanzierung;193
4.2.8;8 Anwendungsbeispiele der WVK;195
4.2.9;9 Ausblick und Fazit;200
4.3;Ein Modell zur Bewertung des Nährstoffentzugs durch die Holzernte – Erste Anwendung bei intensivierter Energieholznutzung im Schweizer Mittelland;205
4.3.1;1 Einleitung;206
4.3.2;2 Material und Methoden;207
4.3.3;3 Resultate;221
4.3.4;4 Diskussion und Folgerungen;231
4.4;Ansätze für eine agentenbasierte Modellierung von Holzmärkten;239
4.4.1;1 Problemstellung;240
4.4.2;2 Grundlagen der Marktanalyse und - modellierung;242
4.4.3;3 Agentenbasierte Modellierung eines regionalen Marktes für Energieholz;245
4.4.4;4 Ergebnisse der Modellierung;250
4.4.5;5 Diskussion und Schlussfolgerungen;254
4.4.6;6 Zusammenfassung und Ausblick;256
5;Physikalischer Bodenschutz bei der Holzernte;259
5.1;Gesetzliche Grundlagen für den physikalischen Bodenschutz bei der Holzernte;261
5.1.1;1 Einleitung;262
5.1.2;2 Für den physikalischen Bodenschutz bei der Holzernte relevante Gesetzgebung des Bundes;263
5.1.3;3 Vollzug der Kantone;266
5.1.4;4 Instrumente zur Konkretisierung des Rechts;269
5.1.5;5 Schlussfolgerungen;272
5.2;Langfristige Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit des Waldbodens durch mechanische Belastung;275
5.2.1;1 Einleitung;276
5.2.2;2 Das DPSIR-Modell für den physikalischen Bodenschutz im Wald;278
5.2.3;3 Fahrspurtypen als Indikatoren für die Beeinträchtigung der Bodenfruchtbarkeit;279
5.2.4;4 Bewertung von Bodenveränderungen;281
5.2.5;5 Begründung von Massnahmenwerten für Waldböden;282
5.2.6;6 Schussfolgerungen;283
5.3;Konzeptionelle Überlegungen zum Management des physikalischen Bodenschutzes bei der Holzernte;285
5.3.1;1 Einleitung;286
5.3.2;2 Institutionelle Ebene;287
5.3.3;3 Organisatorische Ebene;291
5.3.4;4 Ebene des Ressourceneinsatzes;299
5.3.5;5 Zusammenfassung und Folgerungen;303
5.4;Modellgestützte Bestimmung des Nutzens von Forstmaschinenausrüstungen für den physikalischen Bodenschutz;307
5.4.1;1 Einleitung;308
5.4.2;2 Material und Methoden;309
5.4.3;3 Ergebnisse;318
5.4.4;4 Diskussion;325
5.4.5;5 Schlussfolgerungen;327
6;Betriebliche Planung und Steuerung;333
6.1;Grundlagen zur Konzeption einer zeitgemässen forstlichen Betriebsplanung;335
6.1.1;1 Einführung;336
6.1.2;2 Rahmenbedingungen der forstlichen Produktion;338
6.1.3;3 Anforderungen an eine moderne forstliche Planung;341
6.1.4;4 Betriebswissenschaftlicher Hintergrund;344
6.1.5;5 Konzept für eine forstliche Betriebsplanung;349
6.1.6;6 Umsetzung des Konzeptes;363
6.1.7;7 Schlussfolgerung;368
6.2;Neue Ansätze für die Waldinventur in der Schweiz;375
6.2.1;1 Entwicklung der Betriebsinventur;376
6.2.2;2 Methoden der Kleingebietsschätzung;378
6.2.3;3 Fallstudie Pfannenstiel Pfannenstiel;385
6.2.4;4 Ausblick;389
6.3;Die Einbindung externer Inventurdaten in forstbetriebliche Informationssysteme;393
6.3.1;1 Einführung;393
6.3.2;2 Methodik;394
6.3.3;3 Fallstudie;395
6.3.4;4 Diskussion;398
6.4;Management von Waldökosystemen mit WIS.2 – Was trägt WIS. 2 zur betrieblichen Planung bei?;401
6.4.1;1 Herausforderungen bei der Steuerung der Waldökosysteme;402
6.4.2;2 WIS.2: von der Grundidee zum Prototyp;404
6.4.3;3 Überwachung und Lenkung der nachhaltigen Entwicklung im Wald mit WIS. 2;408
6.4.4;4 WIS.2: Einsatz in der Praxis;420
6.4.5;5 Diskussion und Ausblick;423
6.5;Bessere Nutzungs- und Allokationsentscheide mit dem Sortierungssimulator SorSim;429
6.5.1;1 Problemstellung und Zielsetzung;430
6.5.2;2 Konzeption eines Sortierungssimulators;432
6.5.3;3 Realisierung von SorSim;437
6.5.4;4 Lösung von Optimierungsproblemen;445
6.5.5;5 Folgerungen;450
6.6;Holzernteproduktivitätsmodelle HeProMo – Konzeption, Realisierung, Nutzung und Weiterentwicklung;455
6.6.1;1 Ausgangslage;456
6.6.2;2 Komponentenphilosophie;458
6.6.3;3 Einzelmodelle und Prozessketten;462
6.6.4;4 Aufbau und Funktionsweise von HeProMo;465
6.6.5;5 Einsatzbereiche;468
6.6.6;6 Erfahrungen;469
6.6.7;7 Suche nach neuen Lösungsansätzen;474
6.6.8;8 Fazit;479
7;Überbetriebliche Holzlogistik;481
7.1;Evaluation von IT-Systemen für forstliches E- Business mittels Analytic Hierarchy Process (AHP);483
7.1.1;1 Einleitung;484
7.1.2;2 Material und Methoden;487
7.1.3;3 Analytical Hierarchy Process;488
7.1.4;4 Vorauswahl;489
7.1.5;5 Detailspezifikation;492
7.1.6;6 Endauswahl mittels AHP;502
7.1.7;7 Fazit;511
7.2;Unternehmensübergreifende Holzvermarktung mit der Koordinationsplattform IFIS UNO;513
7.2.1;1 Projektanstoss und Partner;514
7.2.2;2 Lösungskonzept IFIS UNO;517
7.2.3;3 Erfahrungen;523
7.2.4;4 Ausblick;532
7.3;Dynamische Polterverwaltung (POLVER) – ein Computersystem zur Verbesserung der Logistik vom Waldholzlager ins Werk;535
7.3.1;1 Ausgangslage und Problemstellung;536
7.3.2;2 Ziele und Inhalt des Projektes;537
7.3.3;3 Lösungskonzept System POLVER;537
7.3.4;4 Technische Umsetzung;540
7.3.5;5 Einsatz und Praxiserfahrungen;546
7.3.6;6 Vergleich mit anderen Lösungen;551
7.3.7;7 Weiterentwicklung;554
7.4;Der Verein IFIS – ein innovatives Geschäftsmodell zur Vernetzung forstlicher Interessen im Bereich der Informationstechnologie;559
7.4.1;1 Ausgangslage und Problemstellung;560
7.4.2;2 Geschäftsmodelle;561
7.4.3;3 Beispiele von Vereinen als stabile Träger und Integrator gemeinsamer Interessen;567
7.4.4;4 Der Verein IFIS;568
7.4.5;5 Bisherige praktische Erfahrungen;573
7.4.6;6 Schlussfolgerung: ein Verein als Erfolgsmodell für komplexe gemeinsame Aufgaben;575
7.5;Standardisierung in der Forstlogistik – Notwendigkeit, Wirkungen und Chancen;577
7.5.1;1 Einführung;578
7.5.2;2 Zielstellung und Methodik;581
7.5.3;3 Fallbeispiele;582
7.5.4;4 Diskussion;597
7.5.5;5 Fazit;599
8;Wissenstransfer;601
8.1;Waldwissen.net – Die Internet-Plattform für Wald- und Umweltwissen in Mitteleuropa;603
8.1.1;1 Einleitung;604
8.1.2;2 Waldwissen.net;607
8.1.3;3 Diskussion;618
8.1.4;4 Perspektiven;624
8.2;Das Waldökonomische Seminar – eine erfolgreiche Strategie zur Förderung des Wissenstransfers im Bereich der Waldökonomik?;627
8.2.1;1 Ausgangslage;628
8.2.2;2 Seminaraufbau und Trägerschaft;629
8.2.3;3 Wissenstransfer in der Theorie;631
8.2.4;4 Wissenstransfer im Waldökonomischen Seminar;633
8.2.5;5 Würdigung und Ausblick;637
9;Herausforderungen der Zukunft;641
9.1;Optionen und Wettbewerbsfähigkeit der Forstwirtschaft angesichts der vielfältigen Bedürfnisse in einer globalisierten Welt1;643
9.1.1;1 Einleitung;644
9.1.2;2 Globalisierung;645
9.1.3;3 Traditioneller komparativer Vorteil;646
9.1.4;4 Die „Grosse Entflechtung“;647
9.1.5;5 Globalisierung und das Output des Waldes: Was sind die Auswirkungen der Globalisierung auf den Forstsektor?;649
9.1.6;6 Neue Outputs der Wälder im 21. Jahrhundert;650
9.1.7;7 Globalisierung, neue Funktionen des Waldes und potenzielle Konflikte;652
9.1.8;8 Zu einer künftigen Forstindustrie;654
9.1.9;9 Globalisierung und Entbündelung;656
9.1.10;10 Schlussfolgerungen und Empfehlungen;658
9.2;Nachhaltige Waldbewirtschaftung und steigende Ansprüche der Gesellschaft in Europa;663
9.2.1;1 Ausgangslage;664
9.2.2;2 Instrumente zur Sicherung einer nachhaltigen Waldbewirtschaftung;667
9.2.3;3 Die Ressource Wald in Europa;673
9.2.4;4 Die Ressource Holz – Nachhaltigkeit bei steigender Holznutzung;683
9.2.5;5 Neue Ansätze für Indikatoren;685
9.3;Ökonomische Überlegungen zur Ressourcenpolitik Holz der Schweiz;689
9.3.1;1 Einführung;690
9.3.2;2 Ökonomische Beschreibungs- und Erklärungsansätze: Wohlfahrts-, Ressourcen-und Informationsökonomie;691
9.3.3;3 Ausgangslage für eine effiziente Ressourcenallokation in der Schweizer Wald-und;697
9.3.4;Holzwirtschaft;697
9.3.5;4 Ressourcenpolitik und Aktionsplan Holz;700
9.3.6;5 Schlussbetrachtung;707
9.4;Perspektiven der stofflichen Verwendung von Holz;711
9.4.1;1 Holz als multifunktionelle Ressource;712
9.4.2;2 Stand und Entwicklung der stofflichen Holzverwendung;714
9.4.3;3 Rahmenbedingungen zur Steigerung der stofflichen Nutzung;717
9.5;Perspektiven der Technologieentwicklung zur Nutzung von Energieholz;729
9.5.1;1 Einleitung;730
9.5.2;2 Trends im Energiebereich;731
9.5.3;3 Technologieentwicklung;734
9.5.4;4 Folgerungen;739
9.6;Auswirkungen einer verstärkten Holznutzung auf Einsatz und Entwicklung der Forsttechnik im steilen Gelände – Überlegungen eines in Österreich Grossforstbetriebes und Forstmaschinenherstellers;741
9.6.1;1 Einleitung;742
9.6.2;2 Einflussfaktoren einer verstärkten Holznutzung im Forstbetrieb Franz Mayr- Melnhof- Saurau;743
9.6.3;3 Einsatzmöglichkeiten moderner Forsttechnik;749
9.6.4;4 Neue Geräte – neue Verfahren;751
9.6.5;5 Zusammenfassung und Ausblick;753
9.7;Entwicklung der Informationstechnologie für die Holzbereitstellung – eine schwedische Perspektive1;755
9.7.1;1 Holzbereitstellung in der schwedischen Forstwirtschaft – aktuelle Situation, Kostenstruktur und künftige Herausforderungen;757
9.7.2;2 Vision des logistischen Systems in der schwedischen Forstwirtschaft;758
9.7.3;3 Beschreibung des stehenden Holzvorrats und der Holzflüsse – aktueller Stand und Verbesserungspotenzial;762
9.7.4;4 Digitale Infrastruktur – die Rolle einer digitalen Kette;769
9.7.5;5 Instrumente zur Unterstützung von Entscheidungen für effizientere Holzbereitstellungsketten – Beispiele und Potenziale;774
9.7.6;6 Effizienter Holzeinsatz – Stand und Möglichkeiten zur Ertragssteigerung;781
9.7.7;7 Folgerungen;792
9.8;Forstwirtschaft und Klimawandel – antizipieren statt reagieren;795
9.8.1;1 Hintergrund;795
9.8.2;2 Kenntnisstand;796
9.8.3;3 Folgerungen;799
10;Autorinnen und Autoren, Herausgeber, Personen, die Reviews durchgeführt haben, Leitung, Kernteam und Begleitgruppe des Programms;801

Leseproben

3 Holzressourcen und Energie (S. 131-133)

Weltweit knapp werdende Rohstoffe und neue Technologien bieten Perspektiven für das Holz: Holz hat ein hohes Substitutionspotenzial in Anwendungsbereichen fossiler Ressourcen. Neue, vor allem chemische Technologien der Rohstoffumwandlung sind zukünftig neben dem Grossverbrauch in der Säge-, Papier-, Zellstoff- und Holzwerkstoffindustrie die Motoren der Nachfrage. Holznutzung spielt eine zunehmend wichtige Rolle in Klimaschutzstrategien. Die Biomassepotenziale in Wald und Landschaft sind letztlich begrenzt und werden durch diese Entwicklungen wertvoller. Daher sind die Potenziale hinsichtlich Mengen, Dimensionen, Qualitäten und Verfügbarkeit im Zeitablauf verlässlicher als bisher zu schätzen und zu beurteilen. Auch mögliche ökologische Risiken ihrer Nutzung sind dabei zu berücksichtigen.

Die Beiträge zeigen IT-gestützte Methoden und Instrumente, welche zur Analyse der Waldholzpotenziale im Hinblick auf ihre Verfügbarkeit und ihre Nutzungsrisiken angewendet bzw. entwickelt wurden. Untersucht wurde sowohl das wirtschaftlich-technisch nutzbare Waldholzpotenzial als auch das sozio-ökonomisch verfügbare Potenzial. Bei Ersterem werden die naturalen Potenziale hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit ihrer Nutzung und Verwendung bewertet. Bei Letzerem wird versucht, das Verhalten der Akteure auf den Holzmärkten zu berücksichtigen und die Allokation des Holzes abzuschätzen. Die Analysen erfolgten einerseits auf der lokalen und regionalen und andererseits auf der nationalen Ebene unter besonderer Berücksichtigung des Energieholzes.

Energieholzpotenziale im Schweizer Wald und ihre Bereitstellungskosten

Oliver Thees, Jörg Hässig, Niels Holthausen, Edgar Kaufmann und Fritz Frutig

Abstract. In den letzten Jahren hat die Konkurrenz um den Rohstoff Holz deutlich zugenommen, u. a. aufgrund der klimafreundlichen Nutzung von Holzbiomasse zur Energieerzeugung. Daher werden im vorliegenden Beitrag die verbleibenden Energieholzpotenziale im Schweizer Wald in Abhängigkeit von ihren Bereitstellungskosten untersucht. Es werden theoretische Potenziale auf Grundlage des zweiten Landesforstinventars (LFI 2) für zwei Waldbewirtschaftungsszenarien berechnet. In Szenario A wird nahezu eine unveränderte Nutzung unter dem Nachhaltigkeitshiebsatz angenommen. Im Szenario B werden die Eingriffshäufigkeiten vorerst erhöht, sodass der Vorrat abgesenkt wird. Die sich im Vergleich zur Basisperiode ergebende durchschnittliche Mehrnutzung beträgt beim Szenario A 7%, beim Szenario B 44%.

Zur Modellierung der Bereitstellungskosten werden moderne Arbeitsverfahren zur Herstellung von Waldhackschnitzeln berücksichtigt. Die Kosten werden unter Berücksichtigung der Baumkompartimente und der Holzfeuchte auf Bereitstellungskosten pro Kilowattstunde umgerechnet.

Es ergeben sich theoretische Energieholzpotenziale von rund 3 Mio. m3 pro Jahr, von denen 2003 rund 1,5–2 Mio. m3 genutzt wurden. Die Potenziale werden nach Forstregionen, Waldeigentum und nach Arbeitsverfahren gegliedert. Die entsprechende Energiemenge beträgt ca. 20 Petajoule/Jahr. Die mit Bereitstellungskosten bewerteten Energiemengen werden ebenfalls dargestellt. Schliesslich werden die Berechnungen vor dem Hintergrund der neuerdings verfügbaren LFI 3-Daten diskutiert.

Keywords: Holzenergie, Hackschnitzel, Landesforstinventar, Bewirtschaftungsszenarien, Kaskadennutzung

Potentiels de bois énergie dans la forêt suisse et leurs coûts de préparation

Résumé. Durant les dernières années, la concurrence autour de la matière bois a fortement augmenté, notamment en raison de l’utilisation de la biomasse ligneuse à des fins énergétiques, qui ménage le climat. Sur cette base, le présent exposé revient sur les potentiels restants de bois énergie dans la forêt suisse en fonction de leurs coûts de préparation. Des potentiels théoriques sont calculés sur la base des données du second inventaire national (IFN 2) pour deux scénarios d’exploitation forestière.