Umweltauswirkung von Kaffeeanbau

Umweltauswirkung von Kaffeeanbau

Environmental-Impact-Analyse am Beispiel Finca Santa Rita in Nicaragua mithilfe des Cool Farm Tools. 

Studie herunterladen: Umweltauswirkung von Kaffeeanbau Kaffeemacherinnen

Anmerkung

In diesem Artikel/Studie berechnen wir den CO₂-Fußabdruck von Kaffee am Beispiel unserer Kaffeefarm Santa Rita vom Anbau bis zum Rösten. Santa Rita liegt in der Dipilto Region im Norden Nicaraguas und ist eine kleine Farm von 4,16 ha. Die Zahlen basieren auf der Ernte von 2021/22 und sind mit der relativ geringen Ernte nur eine Momentaufnahme. Die Farm befindet sich zum Zeitpunkt der Datenerhebung in großen Teilen in Erneuerung und so ist die Erntemenge gering und somit der CO₂-Fußabdruck pro Kilogramm hoch. Die Studie zeigt jedoch vor allem auch ein Raster auf, mit dem weitere Kaffeefarmen und der Fußabdruck entlang der Kaffeekette berechnet werden.

Die Studie fasst wesentliche Aspekte unserer Arbeit im Forschungs- und Arbeitsbereich Nachhaltigkeit der Kaffeemacher:innen auf. Dieser Bereich wird von Umweltingenieur Tobias Milz geleitet.

Abstract

Die CO₂-Bilanz für die Ernte 2021/2022 wurde mithilfe des Cool Farm Tools ermittelt. Es handelt sich um eine 4,16 Hektar große Farm in Dipilto, Nicaragua, die von den Kaffeemachern, Partnerschaft mit Bridazul, betrieben wird. Grundlage der Berechnung ist ein Ertrag von 268,26 Kilogramm exportfähigem Rohkaffee. Die Kaffeefarm wurde 2017 von der Kaffeemacher GmbH übernommen und befindet sich seitdem in Renovierung. Während des betrachteten Zeitraums befanden sich weniger als die Hälfte der Pflanzen in Produktion (3665 in Produktion; 5363 nicht in Produktion). Dünger und Pflanzenschutzmittel wurden auf der gesamten Farm angewendet, nicht nur auf den ertragreichen Flächen. Somit erwarten wir in den kommenden Jahren einen reduzierten Fußabdruck per Kilogramm. Einerseits durch Verbesserungen in der Praxis als durch Ertragssteigerung dadurch, dass mehr Bäume in Produktion sein werden. 

Die Praxis auf Santa Rita ist, dass auf der Farm außer der Ernte und der ersten Reinigung der Kaffeekirschen keine weiteren Verarbeitungsschritte durchgeführt werden. Die geernteten Kirschen werden auf die Partnerfarm "El Arbol" transportiert, die sich 7,4 Kilometer entfernt befindet, und dort weiterverarbeitet. Die nächsten Schritte erfolgen dann in der Dry Mill von Bridazul in Dipilto, die weitere 23,3 Kilometer entfernt ist. Der Rohkaffee wird zusammen mit anderen Kaffees aus der Dipilto-Region verschifft und gelangt zu unserer Rösterei in Basel, wo er geröstet und verpackt wird.

Der exportfertige Rohkaffee weist einen CO₂-Fußabdruck von 1,57 Kilogramm CO₂-Äquivalent pro Kilogramm auf, was 101,15 Kilogramm CO₂-Äquivalent pro Hektar und insgesamt 430,79 Kilogramm CO₂-Äquivalent für die gesamte Ernte entspricht. 

Wir haben uns bewusst dafür entschieden, die bestehenden Bäume und ungenutzten Flächen der Farm nicht als Kohlenstoffsenke in die Berechnung einzubeziehen. Wir können nicht garantieren, dass die Bäume für die nächsten 50 bis 100 Jahre stehen, sollte es zu Waldbränden oder dem Verkauf der Farm kommen. Würden wir diese berücksichtigen, so könnten ca. 1000 kg CO₂ der Farm gutgeschrieben werden.

Verteilung der Emissionen Santa Rita Roestkaffee

Verteilung der Emissionen des gerösteten Kaffees von Santa Rita

Insgesamt ergibt sich mit unserer Berechnung des Transports und dem Fußabdruck der Kaffeemacher Rösterei in Basel im Jahr 2022 ein CO₂-Äquivalent von 2,96 Kilogramm CO₂-Äquivalent pro Kilogramm Röstkaffee, wobei wir von einem Röstverlust von 15 % ausgehen. Die Verteilung dieses Fußabdrucks sieht wie folgt aus: Der Großteil, nämlich knapp 1,85 Kilogramm CO₂-Äquivalent pro Kilogramm, entfällt auf den Röstkaffee, was etwa 62,5 % entspricht. Der Transportanteil beträgt 22,5 %, was 0,66 Kilogramm CO₂-Äquivalent pro Kilogramm Röstkaffee entspricht. Die Rösterei verursacht weitere 0,45 Kilogramm CO₂-Äquivalent pro Kilogramm, was etwa 15 % ausmacht. Der Anteil des Kaffees von unserer eigenen Farm, der in der Rösterei verarbeitet wird, beträgt etwa 2 %

Einleitung

Die Studie ist eine Umweltverträglichkeitsprüfung der Farm Santa Rita der Kaffeemacher. Die mit Hilfe des Cool Farm Tools erstellt wurde.

Farm

Bei der Farm handelt es sich um Santa Rita mit dem zugehörigen Bereich Mil Varidades, der seit 2017 im Besitz der Kaffeemacher GmbH ist. Die Farm liegt im Norden Nicaraguas, im Departamento Nueva Segovia in der Gemeinde Dipilto. Die Farm umfasst 4,16 ha und im Moment der Datenerhebung 9028 Kaffeepflanzen, von denen sich 3665 in Produktion befinden. Die Farm befindet sich seit der Übernahme durch die Kaffeemacher GmbH in Renovation. Viele Pflanzen wurden entfernt, neue Varietäten wurden gesetzt. In der Regel tragen die Pflanzen nach drei Jahren die ersten Kirschen. Dadurch erklärt sich, warum nur ein Teil, der Pflanzen Früchte trägt. 

Bei der Anbau-Methode handelt es sich um einen Anbau in Agroforst mit manueller Ernte. Bisher musste für den Schutz vor Broca-Befall oder Roya noch auf Pflanzenschutz und zur Förderung der Pflanzen auf synthetischen Dünger und Pflanzenschutzmittel zurückgegriffen werden. Ziel ist es, Schritt für Schritt auf diese zu verzichten. Dafür sollen sie durch “Biologicals” und selbst produzierten Kompost ersetzt werden. Im nächsten Schritt arbeiten Bridazul und die Kaffeemacher daran, zentralisiert und effizient hochwertigen Kompost aus Nebenprodukten der Kaffeeproduktion herzustellen.

Die Farm befindet sich 7,4 km entfernt von El Arbol, einer weiteren Farm, die von Bridazul betrieben wird. Bridazul sind die Partner der Kaffeemacher, die die Farm vor Ort betreiben. Bis auf eine erste Selektion der Kirschen Selektion, finden alle wesentliche Nachernteprozesse, nicht auf der Finca Santa Rita, sondern auf El Arbol statt.

Für weitere Fermentation und das Trocknen der Kirschen wird der Kaffee nach Ocotal zur Dry Mill von Bridazul gebracht, diese befindet sich 23,3 km entfernt. Hier befinden sich auch die Büroräume und das Labor. Bevor der Kaffee exportiert wird, wird er bei Edman Café in der gleichen Ortschaft geschält (Hulling) und in 30 kg Jute-Säcke mit Inliner verpackt.


Die Struktur vor Ort
Santa Rita Stationen Map

Grenzen der Analyse

In der Regel werden bei Umweltverträglichkeitsprüfungen nur die Arbeiten auf der Farm berücksichtigt. Da die Farm ohne Partner nicht funktionieren würde, müssen auch Arbeiten außerhalb der Farm mit einbezogen werden. Daher müssen verschiedene Faktoren wie der Energieverbrauch im Büro und bei der Verarbeitung anteilig auf die Kaffees der Farm umgelegt werden.

Das Cool Farm Tool berücksichtigt weder Müll noch Verpackungsmaterialien. Heißt, es werden keine Jutebeutel, Inliner und andere Verpackungen berücksichtigt, die entweder für den Kaffee oder die Herstellung verwendet werden.

Auch die unterschiedliche Ressourcensituation in verschiedenen Ländern fließt nicht in die Berechnung ein. Daher basiert die Berechnung des Energieverbrauchs allein auf einem weltweiten Durchschnitt in Bezug auf die Stromnutzung.

Unsicherheiten in den Daten

Ein großer Kritikpunkt bei der Environmental Impact Analysis (EIAs, deutsch: Umweltverträglichkeitsanalyse) ist, dass in der Kommunikation oft die Unsicherheiten keine/wenig Beachtung finden[1]. Doch in jeder Umweltanalyse muss mit Unsicherheiten und Annahmen umgegangen werden. Daher ist es sehr wichtig, diese auszuweisen. Im Folgenden findet ihr hier die Unsicherheiten nach Kategorie bewertet und kontextualisiert.

Wir haben die Unsicherheiten nach dem deutschen Schulnotensystem bewertet. Von 1 sehr geringe Unsicherheit bis 6 keine Sicherheit. 

Bereich Bewertung Kommentar
Dünger
2

Wir kennen die genauen Mengen und Arten der verwendeten Dünger

Die Unsicherheiten liegen in den Angaben der Zusammensetzungen, die wir online gefunden haben und in der Berechnung.

Wir haben in unserem Fall alles an Dünger einbezogen, auch die Anwendungen an Pflanzen, die noch keinen Ertrag haben.

Pflanzenschutz
3

Wir kennen die genauen Mengen und Arten der verwendeten Pflanzenschutzmittel

Die Unsicherheiten liegen in den Angaben der Zusammensetzungen, die wir online gefunden haben und in der Berechnung.

Wir haben in unserem Fall alles an Dünger einbezogen, auch die Anwendungen an Pflanzen, die noch keinen Ertrag haben.

Ernte
1 Wir kennen die genaue Menge Rohkaffee und gerösteten Kaffees.
Management von Resten 2

Relativ genaue Schätzung der Masse von Casulla.

Casulla als das, was beim ersten Mahlen übrig bleibt. Es beinhaltet mehr Fruchtfleisch als die Cascara.

Cascara ist die Haut, die nach dem entpulpen übrig bleibt.

Transport
1 Distanzen und Arbeitsaufwand, so wie Fahrzeuge sind bekannt
Energiebedarf
2 Anhand der Rechnungen kann hier klar nachvollzogen werden, wie sich die Verbräuche zusammensetzen. Unsicherheit, was Verteilung und Strommix angeht
Bodeneigenschaften
4 Die Bodenstudien sind nicht mehr ganz aktuell (2019)
Processing
2 Gute Basis. Jedoch ist die Umlage ein Durchschnittswert auf alle Kaffees von Santa Rita.
Abwasser
3 Expertenschätzung

Erhebung der Daten

Die meisten Daten wurden im April 2022 vor Ort erhoben. Anhand eines Fragebogens, der speziell für Kaffeefarmen entwickelt wurde und über 200 Fragen umfasst, wurden alle ökologischen, ökonomischen und sozialen Faktoren erhoben. Weitere Details für die Berechnung wurden von Bridazul nachgereicht. Bridazul stellt alle Arbeiten einschließlich der verwendeten Materialien, die auf Santa Rita durchgeführt werden, den Kaffeemachern in Rechnung. Daher kann sehr genau nachverfolgt werden, was, wie viel und wann verwendet wurde.

Außerdem sind die Kaffeemacher die einzigen Käufer des Kaffees von der Farm, sodass genau gesagt werden kann, welches Processing auf welchen Kaffee angewendet wurde. Für die Berechnung muss jedoch ein Durchschnitt angenommen werden, der sich auf Wasser- und Energieverbrauch auswirkt.

Ergebnis

Die Berechnung zeigt, dass der Gesamtfußabdruck der Ernte von 21/22 bei 420,78 kg CO₂-Äquivalenten liegt. Das entspricht 101,15 kg CO2e pro Hektar und 1,57 kg CO2e pro Kilogramm Rohkaffee.


CO2 N20 CH4 CO2e CO2e pro ha CO2e pro kg

Abwasser

0 0 0,22 6,03 1,45 0,02

Management von Resten

0 0,04 0,37 20,71 4,98 0,08
Düngemittelerzeugung
57,03 0 0 57,03 13,71 0,21
Boden / Düngemittel
0 0,21 0 57,12 13,73 0,21

Pflanzenschutz

36,30 0 0 36,30 8,73 0,14

Verbrauchte Energie (Processing)

139,50 0 0 139,50 33,53 0,52

Energieverbrauch (Feld)

41,80 0 0 41,80 10,05 0,16

Transport außerhalb des Betriebes

62,29 0 0 62,29 14,97 0,23

SUMME




420,78 101,15 1,57


Santra Rita Ernte 21 22 Emissionen in CO2 aeq

Energienutzung (Strom)

Mit 33,2 % sind die Energieemissionen für das Processing der größte Faktor. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass es sich bei den Kaffees um stark verarbeitete Kaffees handelt.

Die Kaffees durchlaufen einen kontrollierten Fermentationsprozess bei Bridazul, der auch ein Kühlhaus zur Verfügung stellt, um eine kontrollierte Umgebung sicherzustellen. Dies führt zu hohen Energieaufwänden, obwohl der Prozess nur einen Monat im Jahr läuft. Wenn wir von Stromkosten in Höhe von 0,05 $ pro Pfund Rohkaffee ausgehen, entspricht dies einem Verbrauch von 126,56 kWh für unsere Kaffees.

Dünger

Bei vielen Farmen, in denen die Pflanzen der vollen Sonne ausgesetzt sind, machen die Dünger einen großen Teil der Emissionen aus (> 80%). Dies wird bereits deutlich, wenn man die Entstehung der Annahmen der Studien betrachtet, die z. B. für Ecoinvent herangezogen werden. Ecoinvent ist eine verbreitete Umweltdatenbank. Doch führt Ecoinvent keinen Datensatz für Kaffee aus Nicaragua, jedoch einen für Honduras. Aufgrund der örtlichen Nähe der Farm kann dieser Datensatz herangezogen werden. Hier wird von einer Ausbringung bei NPK-Düngern von 343-223-221 kg/ha ausgegangen, wodurch sich die Emissionen auf 10,11 kg CO2e / kg Rohkaffee belaufen.

Auf Santa Rita erfolgt eine Ausbringung von 6,56-5,80-26,67 NPK-Dünger. Die biologischen Dünger sind hier mit eingerechnet und auch die Dünger für die Pflanzen, die sich im Wachstum befinden und keinen Ertrag liefern.

Die hohe Düngerausbringung im Honduras-Datensatz erzielt einen Ertrag von 1340 kg / ha. Der Ertrag bei Santa Rita liegt im Vergleich bei 101,15 kg/ha. Somit ist der Ertrag um den Faktor 13,25 höher. Jedoch ist der Faktor für die Düngerausbringung Stickstoff (N) um den Faktor 52,29 erhöht, bei Phosphor um den Faktor 38,45 erhöht, nur bei Kalium ist der Faktor kleiner als bei der Ertrags-Faktor (8,29). Es wird jedoch erwartet, dass der Ertrag in den nächsten Jahren steigen wird, da mehr Pflanzen in die Produktionsphase übergehen. (In der Regel fangen Kaffeepflanzen nach drei bis vier Jahren an Kirschen zu tragen.)

Transport

Der Transport ist mit 14,8 % ein großer Faktor. Das liegt vor allem daran, dass die Arbeiter und alle Mittel zur Farm transportiert werden müssen, da bis auf zwei Mitarbeiter niemand auf der Farm lebt. Der Transport beinhaltet jedoch nicht den Transport des Kaffees zum Hafen. Diesen berechnen wir extra zusammen mit dem Verschiffen und dem Transport in der EU.

Straßen in abgelegenen Regionen Nicaraguas sind nicht mit Straßen in der Schweiz zu vergleichen und der durch Unebenheiten oder nicht Asphaltierung bedingte Mehraufwand ist einzubeziehen.

Diskussion

Vergleich von Emissionsdaten von Rohkaffees

Vorhandene Umweltdaten für Kaffee variieren sehr stark oder sind nicht verfügbar. Daten in Umweltdatenbanken wie Ecoinvent zielen darauf ab, eine hohe Allgemeingültigkeit abzudecken. Daher liegt der Fokus auf den Anbauländern wie Brasilien, Vietnam, Kolumbien, Indonesien und Honduras, die 85 % des weltweiten Angebots ausmachen. Die restlichen 15 % verteilen sich auf weitere 55 Anbauländer und finden, daher weniger Beachtung in großangelegten Studien.[2]

Ecoinvent führt aus diesem Grund auch keine Daten für Nicaragua. Da Honduras Nachbarland Nicaraguas ist und ähnliche landwirtschaftliche Praxis anwendet und der Kaffeeanbau in Honduras den Anbaustrukturen in Nicaragua ähnelt, bietet sich ein Vergleich an. Der Honduras-Datensatz weist einen 10,11 kg CO2e / kg Rohkaffee[3] auf. Der Datensatz von Carbon Cloud, eine auf Lebensmittel fokussierte frei zugängliche Datenbank, weist 4,0 kg CO2e/kg Rohkaffee[4] für Kaffee aus Nicaragua aus. Eine Studie von Caravela Coffee, die auch die Speicherung von Kohlenstoff durch das Agroforst System berücksichtigt, landet, bei ca. -12,7 kg CO2e/kg Rohkaffee[5]. Die betrachtete Farm, liegt somit im Mittelfeld dieser Werte. Würde auf Santa Rita die Nutzungsänderung berücksichtigt werden, so wären ca. 4 kg CO2e/kg Rohkaffee auf der Santa Rita gespeichert worden. Dabei wäre nur der Bereich berücksichtig, die als Wald nicht mehr bewirtschaftet werden. Hinzu kämen noch neue Bäume und Sträucher wie Bananen und Inga.

Vergleich verschiedener Studien

Vergleich von Emissionsdaten gerösteter Kaffees 

Die Betrachtung gerösteter Kaffees beinhaltet den Anbau, den Transport und das Rösten (Das Rösten beinhaltet in unserer Rechnung auch die Verpackung). Um belastbare Daten für gerösteten Kaffee zu finden, bedarf es einer sehr genauen Betrachtung der Studien und der Datenbasis, auf der sie beruhen. Eine viel zitierte Studie [6] “Life cycle assessment synthesis of the carbon footprint of Arabica coffee: Case study of Brazil and Vietnam conventional and sustainable coffee production and export to the United Kingdom” weißt für konventionellen Kaffee aus Brasilien einen Fußabdruck für den Verzehr in UK von 14,61 kg CO2e / kg Röstkaffee. Jedoch wird der Kaffee in dieser Studie geflogen. Was äußerst selten der Fall ist.

Ecoinvent bietet keine Daten. Carbon Cloud liefert verschiedene Daten, die jedoch alle hauptsächlich auf Kaffee aus Brasilien basieren. Somit sind sich die Daten sehr ähnlich. 

Vergleich verschiedener Datensaetze Studien

Röstkaffee von Santa Rita

Um einen Fußabdruck von den Kaffees der Farm zu berechnen, haben wir zwei weitere Tools verwendet, die wir als Unternehmen selbst entwickelt haben. Ein Rechner für die Fußabdrücke von Röstereien basierend auf den Daten von Ecoinvent und ein Transportrechner, der auf den Daten des Mobitool (Stand: 2023) beruht. 

Transport Emissionen vom Ursprung bis zu Rösterei mit Streckenangabe

Der Fußabdruck für 2022 der Kaffeemacher Rösterei wurde bereits veröffentlicht. Die Emissionen der Rösterei belaufen sich für das Jahr 2022 auf 22,122 t CO2e, was 0,45 kg CO2e /kg Röstkaffee entspricht.

Route des Kaffees aus Nicaragua


Die Kaffeemacher haben 2022 4780 kg Kaffee aus Nicaragua gekauft. Darin ist auch der Kaffee Santa Rita enthalten. Die Emissionen aus Transport belaufen sich auf 2692,19 kg CO2e, davon anteilig für den Kaffee von Santa Rita auf ca. 150 kg CO2e und somit auf 0,56 kg CO2e /kg Rohkaffee.

Sowohl für die Emissionen der Farm als auch die Emissionen des Transports müssen noch 15 % Röstverlust veranschlagt werden. Somit ergibt sich für das kg gerösteten Kaffees ein CO₂-Fußabdruck von 2,96 kg CO2e / kg Röstkaffee. 


Rohkaffee Röstkaffee Verteilung
Anbau 1,57 1,85 62,50 %
Transport 0,56 0,66 22,30 %
Rösterei 0,45 15,20 %
Gesamt 2,51 2,96 100 %
Verteilung der Emissionen Santa Rita Roestkaffee

Was fehlt?

Die Kette des Kaffees geht weiter, denn Kaffee wird nach dem Rösten von euch Zuhause getrunken und von uns in der Gastronomie verbraucht. Manches 250 Gramm Säckchen wird mit der Post rund um die Welt geschickt, und dann als Filter oder Espresso gebrüht? Welchen Impact hat das? Welche Auswirkung hat ein Thermoblock oder ein 2,5 Liter Boiler auf Stromverbrauch und Fußabdruck.

Wir sind diesen Fragen nachgegangen. Ihr findet den ersten Entwurf, aktuellen Stand auf unserer Nachhaltigkeitsseite.

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Mittlerweile sind die Ernte 22/23 auf Santa Rita eingefahren und die Ernte 23/24 wird gerade durchgeführt. Wir werden also auch die Daten der Studie bald um weitere Jahre ergänzen können.

Wenn ihr Fragen habt oder logische Fehler findet, bitte kommentiert oder schreibt uns. Danke im Voraus!


Quellen

[1] https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.3152/147154606781765345, Stand: 20.12.23

[2] https://coffeebarometer.org/explore-coffee-barometer/, Stand: 20.12.23

[3] https://v38.ecoquery.ecoinvent.org/Details/PDF/90C86EF0-3AFE-4D85-8885-779EBE69FAD4/290C1F85-4CC4-4FA1-B0C8-2CB7F4276DCE, Stand: 20.12.23

[4] https://apps.carboncloud.com/climatehub/product-reports/id/74726502789, Stand: 21.12.23

[5] https://caravela.coffee/project/producing-greener-coffee-at-farm-level/#whitepaper, Stand: 20.12.23

[6] https://rgs-ibg.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/geo2.96, Stand: 22.12.23



Tobias Milz
Tobias Milz
Tobias Milz koordiniert den Nachhaltigkeits-Bereich der Kaffeemacher:innen. Er sammelt und erarbeitet Wissen, mit dem wir selbst mehr über den Fußabdruck des Kaffees entlang der Kaffeekette lernen. Das ermöglicht, dass wir selbst besser werden. Gleichzeitig stellen wir alles was wir lernen dem Markt zur Verfügung, um eine sozial-ökologische Transformation der Kaffeebranche voran zu treiben. Tobias ist aber auch ein Allrounder: als gelernte Koch ist er auch an der Sensorik-Front unseres Unternehmens aktiv und als Programmierer schmiert er unsere Schnittstellen. Ein bunter Fähigkeiten-Mix, angetrieben durch Neugier und eine ordentliche Portion Kaffee-Begeisterung.

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