Zukunft Agrartechnik 2010-2020

media.repro.mayr.de

Zukunft Agrartechnik 2010-2020

echnischer Fortschritt in der Landwirtschaft:

ohin geht die Betriebsentwicklung?

r. Heinrich de Baey-Ernsten

Werksfoto Claas Werksfoto Lely

Agrarfinanztagung 2012 Berlin, 6. März 2012


Einflussfaktoren auf den technischen Fortschritt:

• Ökonomie, Kostendruck …

• Politik: rechtlicher Rahmen, Förderung …

• Klimawandel

• Agrarstrukturentwicklung

• Arbeitskräftebesatz,

-qualifizierung

• Informationstechnologie

Werksfoto John Deere


Entwicklungen im Pflanzenbau


Berechnungen:

KTBL

Kosteneinsparungspotenziale im Getreidebau durch

Fortschritt in den Jahren 2010 bis 2020

€/t

140,00

130,00

120,00

110,00

100,00

138,94 €/t

-9,38 €/t – Biologisch-technischer Fortschritt

-7,12 €/t – Precision Farming

2010 2020

Jahr

-3,86 €/t – konserv. Bodenbearbeitung

-9,49 €/t – Agrarstruktureffekte

109,08 €/t


Steigerung der Arbeitsproduktivität

Hektar pro Arbeitskraft [ha/AK]

80

70

60

50

40

30

20

10

0

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020

Marktfrucht


Steigerung der Bodenproduktivität

Weizenertrag [t/ha]

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020


Berechnungen:

KTBL

Kosteneinsparungspotenziale im Getreidebau durch

Fortschritt in den Jahren 2010 bis 2020

€/t

140,00

130,00

120,00

110,00

100,00

138,94 €/t

-9,38 €/t – Biologisch-technischer Fortschritt

-7,12 €/t – Precision Farming

2010 2020

Jahr

-3,86 €/t – konserv. Bodenbearbeitung

-9,49 €/t – Agrarstruktureffekte

109,08 €/t


Differzielles GPS

(Genauigkeit im cm-Bereich)

GPS/Galileo und Geodaten

GIS & hochauflösende Geodaten

(z.B. topographische Karten, Satellitenbilder, digitale Geländemodelle)

DFKI Bremen - Robotics Innovation

Center (RIC)


Ertragskartierung:

Von der Durchflussmessung zur Ertragskarte

aus Rohdaten

Interpolierte Ertragskarte

Quelle: KTBL, 2004, verändert


Automatische Lenksysteme


Automatische Lenksysteme

Kosteneinsparungen in einem Markfruchtbau-Modellbetrieb mit

6-m-Mechanisierung

Spezifische Einsparungen [€/ha]

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Direktkosten Variable Arbeitserledigungskosten

Lenkhilfe Lenkassistent Lenkautomat


Werkfoto Fritzmeier

Sensoren für die Boden- und Bestandeserfassung

Sensoren für Boden- und Bestandesparameter

• Optimierung der Effektivität von Betriebsmitteln

• Vermeidung von Umweltrisiken

• Steigerung der Produktqualität

Spektroskopie


Teilflächenspezifische Sensordüngung

Prinzip

• Messung des Versorgungszustands der Pflanzen während der Überfahrt

• Ableitung des Nährstoffbedarfs anhand indirekt messbarer Parameter

wie Chlorophyllgehalt oder Biegewiderstand der Halme

• Sofortige Berechnung und Dosierung der Düngermenge (Echtzeit)

„Die Pflanze wird gefragt, wieviel Stickstoff sie braucht!”

Yara N-Sensor Crop-Meter

Mini-Veg N

Quelle: Hüter, Werkfoto Agrocom, Werkfoto Fritzmeier 2005


Beitrag von Precision Farming

zum Betriebserfolg

Mehrertrag bis 3 %

Höhere Produktionssicherheit,

z. B. durch weniger Lagergetreide

Verbesserung der Produktqualität,

z. B. höherer Proteingehalt bei Weizen

10 % weniger Produktionsmittelaufwand

Bis 20 €/ha höherer Deckungsbeitrag

möglich


Berechnungen:

KTBL

Kosteneinsparungspotenziale im Getreidebau durch

Fortschritt in den Jahren 2010 bis 2020

€/t

140,00

130,00

120,00

110,00

100,00

138,94 €/t

-9,38 €/t – Biologisch-technischer Fortschritt

-7,12 €/t – Precision Farming

2010 2020

Jahr

-3,86 €/t – konserv. Bodenbearbeitung

-9,49 €/t – Agrarstruktureffekte

109,08 €/t


Werksfoto: AGCO

Effekte der Reifeninnendruckregelung

• weniger Bodendruck

• Kraftstoffverbrauch – 10 %

• Fahrgeschwindigkeit + 5%

Straßenfahrt voll 1,6 bar

Ackerfahrt 1,6 bar 0,8 bar

Straßenfahrt leer 0,8 bar 1,4 bar

Befüllen 1,4 bar 1,6 bar

Quelle: Kowalewsky 2010


Werksfoto:

CLAAS

Berechnung:

KTBL

Bunkerhäcksler als

Bodenschutzmaßnahme

m²/ha

50000

45000

40000

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

Überfahrene Quadratmeter bei der

Maisernte von 1970 bis 2020

1970 1980 1990 2000

Jahr

2010 2020


Berechnungen:

KTBL

Kosteneinsparungspotenziale im Getreidebau durch

Fortschritt in den Jahren 2010 bis 2020

€/t

140,00

130,00

120,00

110,00

100,00

138,94 €/t

-9,38 €/t – Biologisch-technischer Fortschritt

-7,12 €/t – Precision Farming

2010 2020

Jahr

-3,86 €/t – konserv. Bodenbearbeitung

-9,49 €/t – Agrarstruktureffekte

109,08 €/t


Werksfoto:

KRONE

Agrarstrukturentwicklung und Technik

• zunehmender Mangel an Fachkräften

• Schlaggrößen wachsen vor allem im Westen und Norden,

zunehmend kooperative Bewirtschaftungsformen im Süden

• Flottenmanagement und Telemetrie optimieren

Großmaschineneinsatz auf kleinen Flächen


Anteil der Fremdarbeitskräfte nimmt zu

Beschäftigungsentwicklung in der Landwirtschaft im Kreis Coesfeld

(Quelle: WLV, 2010, geändert)

Anzahl der Beschäftigten

Jahre


Werksfoto:

KRONE

Agrarstrukturentwicklung und Technik

• zunehmender Mangel an Fachkräften

• Schlaggrößen wachsen vor allem im Westen und Norden,

zunehmend kooperative Bewirtschaftungsformen im Süden

• Flottenmanagement und Telemetrie optimieren

Großmaschineneinsatz auf kleinen Flächen


Die Gewannebewirtschaftung

Nebeneinander liegende Flächen werden unter Beibehaltung

der bestehenden Besitzstruktur zusammen bewirtschaftet.

Quelle: Rothmund und Auernhammer, 2001


Werksfoto:

KRONE

Agrarstrukturentwicklung und Technik

• zunehmender Mangel an Fachkräften

• Schlaggrößen wachsen vor allem im Westen und Norden,

zunehmend kooperative Bewirtschaftungsformen im Süden

• Flottenmanagement und Telemetrie optimieren

Großmaschineneinsatz auf kleinen Flächen


Flottenmanagement und Telemetrie

• ermöglichen optimierte Einsatzplanung und -steuerung

• verringern Zeitaufwand für Reparaturen und Stillstandszeiten

• optimieren Maschineneinstellung

• erhöhen die Effizienz von Mensch

und Maschine

• . . .

Werksfoto Claas

Bundesverband der Maschinenringe


Berechnungen:

KTBL

Kosteneinsparungspotenziale im Getreidebau durch

Fortschritt in den Jahren 2010 bis 2020

€/t

140,00

130,00

120,00

110,00

100,00

138,94 €/t

-9,38 €/t – Biologisch-technischer Fortschritt

-7,12 €/t – Precision Farming

2010 2020

Jahr

-3,86 €/t – konserv. Bodenbearbeitung

-9,49 €/t – Agrarstruktureffekte

109,08 €/t

Δ 29,86 €/t

Δ 21,5 %


Logistik – Der LKW kommt


Investitionsvolumina Beispiel:

Transportkette für Silomais

1-MW-Biogasanlage

• 17100 t Maissilage als Hauptsubstrat;

Brutto-Einlagerungsmasse 20000 t Siliergut

• Benötigte Anbaufläche:

390 ha bei 50 t/ha

490 ha bei 40 t/ha

250 ha bei 80 t/ha


Kumulierte Erntemasse [t]

20000

18000

16000

14000

12000

10000

8000

6000

4000

2000

0

Abschätzung der Feld-Anlagenentfernung

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Entfernung Feld-Anlage [km]

40 t/ha, 2 % von LN

50 t/ha, 2 % von LN

80 t/ha, 2 % von LN

50 t/ha, 20 % von LN

50 t/ha, 2 % von LN, Halbkreis

50 t/ha, 2 % von LN, Achtelkreis


Arbeitserledigungskosten [€/t]

14

12

10

8

6

4

2

0

4

Entfernung Feld-Lager, einphasiges Verfahren

Anzahl

Transporteinheiten

7

10

15

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Entfernung Feld-Lager [km]

21

27


Entfernung Feld-Lager

einphasiges Verfahren – Nötige Investitionen

Entfernung

Feld-Lager

km

Investitionen

Mio. €

1 1,762

5 2,365

10 2,968

20 3,973

30 5,179

40 6,385

Schlaggröße: 5 ha, Ertrag: 50 t/ha, Mechanisierung: M20


1.200

1.000

800

600

400

200

0

20

Entwicklung des Anlagenzubaus in Abhängigkeit vom

gesetzlichen Rahmen

27

Stromeinspeisegesetz EEG 2000 EEG 2004 EEG 2009

1.093 1.095

Neuanlagen/a

zugebaute Leistung

[MW]

88 96 80

167

50

233

Dr. Stefan Rauh 20.09.2011 32

200

117

15

250

74

300

77

150

300

57

630

260

820

450

171

211 180

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Prog.

106

515

399

921

437


Investitionsverhalten in Biogasanlagen in Abhängigkeit

vom Index für Agrarrohstoffe

Preisindex für Agrarrohstoffe [%]

Agrarrohstoff-Index

Anzahl Anlagen

Anzahl Neuanlagen je Jahr


Ammoniakemissionen und räumliche Verteilung

Nordrhein-Westfalen

Rheinland-Pfalz

Saarland

Bremen

Schleswig-Holstein

Hamburg

Niedersachsen

Hessen

Baden-Württemberg

> 0,1 - 10.0 (209)

>10,0 - 20,0 (149)

>20,0 - 40,0 (60)

Mecklenburg-Vorpommern

Sachsen-Anhalt

Thüringen

Bayern

>40,0 - 60,0 (18)

79,3 (1)

118,4 (1)

Berlin

Brandenburg

Sachsen

NH 3-Emissionsdichte

der gesamten

Landwirtschaft

bezogen auf

Kreisflächen

(kg ha -1 a -1 NH 3)


Welche Minderung ist absehbar möglich - Auswirkung

der Modelländerungen und Minderungsoptionen

Umsetzbares

Potenzial NH 3 (kt)

Gesamtemission

Landwirtschaft NH 3 (kt)

Ausgangssituation 596,0

Modelländerungen -35,7 560,3

Düngerschwankung +10,0 570,3

Gärrückstände

(aus NawaRos)

+10,3 bis +3,0 580,6 (573,3)

Harnstoffersatz 0 580,6

Filter (Mastschweine, 5%) -1,8 578,8

Abdeckung Güllelager -4,7 574,1

Einarbeitung Gülle (4 h) -32,3 541,8

Einarbeitung Geflügelkot

(4 h)

-13,0 528,8

N-Überschuss (-20 kg/ha) -13,2 515,6

nach Emissionsreduktion 515,6 (508,3)

Sollwert (Landwirtschaft): 521,8 kt


Foto: Kowalewsky

Emissionsarme Gülleausbringung

● gute Effekte auf die Minderung der Emissionen

● rechnet sich bei guter Auslastung der Technik


Werksfoto John Deere

Die Roboter kommen


Automatisierte Großgeräte vs.

neue (kleine) Landwirtschaftsroboter

Quelle: DFKI Bremen - Robotics Innovation Center (RIC)


Photos: AMAZONE,

modified, Vögele

Der nächste Schritt: Die kleinen wendigen Roboter?

Effekte

• arbeiten voll automatisch

• auch bei schlechtem Wetter

• arbeiten 24 Std. an

7 Tagen in der Woche

• arbeiten in Gruppen

• analysieren, kontrollieren

• …


Roboter für Steillagen?


Werksfoto:

AI-Solution

Automatisierung

Spargelernte

Einsparung: mind. 2 AK

(3 Reihen mit 1 AK)

Durch 24/7 entsprechend

mehr!

kg/h

120

100

80

60

40

20

0

Handernte 3 Reihen Maschinenernte


Forschungsbedarf für Robotoreinsatz

Quelle: Dr.-Ing. Thomas Vögele (2010)

DFKI Bremen - Robotics Innovation Center (RIC)

Anforderungen Bewertung

Robuste Fortbewegung

Energieautonomie

Selbstlokalisation & Navigation

Abschreibungen

Autonome Navigation

Autonome Problemlösung

Kooperatives Verhalten

Kontrolle/Überwachung

Technologie vorhanden

Noch Forschungsbedarf

Erheblicher Forschungsbedarf

Vorleistungen


Grüne Automation:

„Gib zwei Strich am Tiefenregler zu und nimm Nullkommafünf Tempo runter,

Kathi, jetzt kommt der Sandboden, wo ich gern ein paar Santimeter tiefer pflüg!“

(Simplicissimus)


Zukunftstechnologie in der Tierhaltung erfordert

hohe Investitionen in den nächsten Jahren


Leistungsentwicklung in der Tierhaltung

Produkt 1970 1980 1990 2000 2010 2020

Kuhmilch

kg/(TP*a)

Schweinefleisch

kg/(TP*a)

Quelle: BMELV, 1975 bis 2010, verändert

4406 5357 5726 7019 7867 9440

189 199 210 245 253 275


Jahreskosten für Investition und Arbeitszeitbedarf

Milchvieh


180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Flüssigmist

Jahreskosten Investition [€/1 000 kg Milch]

Arbeitszeitbedarf [AKh/1 000 kg Milch]

Laufstall

AMS

Autom.

Karussell

1970 1980 1990 2000 2010 2020

AKh

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0


Werksfotos:

Lely

Schauer

Pellon

Lely

Trend – automatische Fütterung, Reinigung, Entmistung

Entmisten

6%

Einstreuen

1%

Füttern

20%

Melken

73%


Quelle:

Wendl & Harms,

2010 nach

Herstellerangaben,

verändert

Trend – Verkaufzahlen für Melkanlagen in Deutschland

Verkaufszahlen pro Jahr [St.]

1.400

1.200

1.000

800

600

400

200

Automatische Melksysteme

(Betriebe)

Melkstände und Karusselle

0

2000 2002 2004 2006 2008 2010

Jahr


Derzeit ökonomisch sinnvolle Bestandesgröße in der

Milchviehhaltung ab etwa 300 Plätzen


Schweinehaltung: Warmstall oder Außenklimastall,

zwei völlig unterschiedliche Konzepte


Der klassische Warmstall ist noch Standard,

der Prozess Schweinehaltung lässt sich gut steuern


Außenklimastall als Alternative für mehr Tiergerechtheit:

● hohe Anforderungen an das Management

● Emissionsverhalten noch nicht geklärt


Jahreskosten für Investition und Arbeitszeitbedarf

in der Mastschweinehaltung

€ AKh

30

25

20

15

10

5

Automat.

Fütterung

Hygiene

Jahreskosten Investition

[€/100 kg Zuwachs]

Arbeitszeitbedarf [AKh/100

kg Zuwachs]

0

1970 1980 1990 2000 2010 2020

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5


Arbeitszeitbedarf Ferkelerzeugung und Schweinemast

seit 1970 und geschätzte Entwicklung bis 2020

Ferkelerzeugung

1970 1980 1990 2000 2010 2020

AKh/(prod. Sau * Jahr) 40 30 22 16 14 12

AKh/(Ferkel * Jahr) 2,50 1,88 1,24 0,81 0,64 0,47

Schweinemast

AKh/(TP * Jahr) 2,91 0,95 0,97 0,93 0,85 0,74

AKh/(100 kg Zuwachs) 1,54 0,48 0,46 0,38 0,34 0,27

Quelle: KTBL 1971 bis 2010; die Daten beruhen auf Modellbetrieben des KTBL

Fazit: Hohe Produktivität und geringe Verbraucherpreise


Arbeitsauslastung in Ferkelerzeugung und Schweinemast

seit 1970 und geschätzte Entwicklung bis 2020

Ferkelerzeugung

1970 1980 1990 2000 2010 2020

Prod. Sauen/AK 43 57 77 106 121 142

Schweinemast

Mastplätze/AK 601 1839 1801 1885 2059 2355

Quelle: KTBL 1971 bis 2010; die Daten beruhen auf Modellbetrieben des KTBL mit

1700 AKh je Jahr

Fazit: Betriebswachstum mit sozialen Folgen für Tierhalter und

Gesellschaft


Massentierhaltung

Fazit der Studie von Kayser und Spiller (2011)

Quelle: Kayser und Spiller 2011

• Massentierhaltung lässt sich nicht definieren, ist aber extrem negativ

assoziiert

• Tierquälerei wird vor allem mit Platzmangel in Verbindung gebracht

• Massentierhaltung beginnt gefühlt bei 1000 Mastschweineplätzen

(Vergleich Milchkühe 500 TP, Broiler 5000 TP)


Tierwohllabel - Einzelkostenvergleich unterschiedlicher

Produktionsweisen

Ausstattungsmerkmal

Konventionell

Tierwohl-Label

Silberstandard

Goldstandard

Ökologischer

Landbau

Geschlossener Stall x x - -

Außenklimastall - - x x

Auslauf - - x x

Buchtenfläche/Tier 0,75 1,1 1,0 1,3

Auslauffläche/Tier - - 0,5 1,0

Liegefläche

Einstreu im

Aktivitätsbereich

Beschäftigungsautomat

Kühlung

Vollspaltenboden

Gummimatte

planbefestigt

mit

Einstreu

planbefestigt

mit

Einstreu

- - x x

- x - -

Zuluftführung

Sprühkühlung

Auslauf Auslauf


Einzelkostenvergleich unterschiedlicher

Produktionsweisen im Vergleich

Bestandsgröße

[Mastplätze]

Konventionell

Tierwohl-Label Ökologischer

Silberstandard Goldstandard

Landbau

Einzelkosten je kg Schlachtgewicht [€/kg]

320 1,47 1,69 1,67 2,75

640 1,46 1,68 1,65 2,70

960 1,44 1,66 1,64 2,70

Fazit

• 20 bis 30 ct je kg Schlachtgewicht Mehrkosten scheinen für

Tierwohllabel im Vergleich zur konventionellen Erzeugung realistisch

• offen ist noch die Ferkelkostenfrage, da Standards noch nicht definiert

sind

• bei gleichen Ferkelkosten ist der Goldstandard kostengünstiger


Die Zukunft: Automatisierung, Roboter

und Sensoren in der Schweinehaltung


Werksfotos:

Hessel

Savary

Allflex

Lely

Die Abruffütterung, der Einstieg in die Haltung mit

elektronischer Einzeltiererkennung


Quelle:

Harms und Wendl,

2010

Kommunikationsflüsse

sind die große Herausforderung der nächsten Jahre


Field

GML, KML…

Research Needs – IT Standards Integration - Semantics

EU

National

Regional

Machinery

ISO 11783

ISOBUS

task controller XML


People

vCard

FOAF

XMeld


Environment

DWML

Weather XML

SWE


Business

ebXML

XBRL

OFX

FinTS

UBL


Supplier Farm Transport Processing Retailer Consumer

Parcel

LPIS

GS/1

EPCIS


QS

EurepGap


Fazit

• Die Landwirtschaft steht vor neuer Technisierungswelle,

um „Arbeit“ durch „Kapital“ zu ersetzen.

• In den alten Bundesländern verändern sich die Betriebsstrukturen

sehr schnell hin zu mehreren AK je Betrieb. Daraus ergibt sich für

die nächsten Jahre erheblicher Investitionsbedarf.

• In den neuen Bundesländern steht eine „Modernisierungswelle“

vor allem in der Tierhaltung an.

• Schwerpunkt der nächsten Technik-Entwicklungsphase wird die

„Künstliche Intelligenz“ mit großen Effekten auf die Ökonomie,

die Ökologie, die Tiergerechtheit und den Menschen sein.


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Agrarfinanztagung 2012 Berlin, 6. März 2012

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