Um dem hohen Fleischkonsum der menschlichen Bevölkerung gerecht zu werden, werden vielerorts Wälder für Acker- und Weideflächen gerodet. Würde aber ein Fünftel des menschlichen Pro-Kopf-Fleischkonsums durch Fleischalternativen aus mikrobiellem Protein ersetzt, könnte das die weltweite Abholzung um die Hälfte reduzieren, wie eine Studie aufzeigt.
Ob Rind, Schwein, Schaf oder Ziege – die Haltung von Tieren erfordert große Flächen an Weideland sowie viele Ackerflächen für den Anbau von Futter, wie beispielsweise Mais oder Soja. Weil für die Ausweitung der Nutzflächen häufig Wälder abgeholzt werden, verstärkt dies den klimaschädlichen Effekt der Viehhaltung noch weiter. Denn zusätzlich zu den von den Tieren erzeugten Treibhausgasen fehlen dann die Bäume als Kohlenstoffsenke. „Die Produktion und der Konsum von Nahrungsmitteln machen ein Drittel der weltweiten Treibhausgasemissionen aus, wobei die Produktion von Rindfleisch die größte Einzelquelle ist“, sagt Florian Humpenöder vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).
Kleiner Verzicht mit großem Effekt
Schon länger appellieren daher Klimaforscher, den Fleischkonsum zu reduzieren – oder auf Alternativen ohne Tierhaltung umzusteigen. Humpenröder und seine Kollegen haben sich daher mit den Umweltauswirkungen einer Fleischalternative beschäftigt, die bereits in den 1980er Jahren entwickelt und im Jahr 2002 von der amerikanischen Lebensmittelbehörde als sicher eingestuft wurde: mikrobielles Protein. Diese nährstoff- und proteinreiche Biomasse wird von Pilzkulturen durch Fermentierung hergestellt und ist etwa in Großbritannien und der Schweiz bereits im Supermarkt erhältlich.
Aber wie würde es sich auf das gesamte Agrar- und Ernährungssystem auswirken, wenn das mikrobielle Protein ein regelmäßiger Bestandteil unserer Nahrung wäre? Das hat das Forschungsteam nun in einer Computersimulation getestet. Die Zukunftsszenarien der Forschenden reichen dabei bis zum Jahr 2050 und berücksichtigen das künftige Bevölkerungswachstum, die Nahrungsmittelnachfrage, die Ernährungsgewohnheiten und die Dynamiken der Landnutzung und der Landwirtschaft. Die Ergebnisse verdeutlichen, wie stark sich der Verzicht von einzelnen Personen in der Summe auswirken kann.
Mikroben brauchen nur Zucker
Laut der Forschenden würden sich die jährliche Entwaldung und die CO2-Emissionen halbieren, wenn 20 Prozent des Rindfleischkonsums bis 2050 durch biotechnologisch hergestelltes Protein ersetzt werden würde. „Weniger Rinder bedeuten weniger Bedarf an Futter- und Weideflächen und daher weniger Entwaldung“ sagt Humpenöder. Aber auch Methanemissionen aus dem Pansen von Rindern und die Lachgasemissionen aus der Düngung von Futtermitteln oder der Güllewirtschaft können so eingespart werden. „Hackfleisch durch mikrobielles Protein zu ersetzen wäre also ein guter Anfang, um die Umweltschäden der heutigen Rindfleischproduktion zu verringern“, berichtet Humpenöder.
Aber was genau macht die Produktion des mikrobiellen Proteins so viel umweltfreundlicher? Während die Viehzucht und auch der Fleischersatz aus Soja-Protein von der Agrarindustrie abhängig ist, kann das von den Pilzen hergestellte Protein weitgehend von der landwirtschaftlichen Produktion entkoppelt werden. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Herstellung von mikrobiellem Protein viel weniger landwirtschaftliche Fläche erfordert als die gleiche Menge Protein aus Fleisch – sogar, wenn man den Anbau des Zuckers einrechnet, den die Mikroben benötigen“, erklärt Koautorin Isabelle Weindl vom PIK. Denn die Pilzzellen wachsen in beheizten Bioreaktoren und benötigen nur Zucker als Ausgangsmaterial. Außerdem kann von Verzicht keine Rede sein: Das geerntete „Mykoprotein“ ist sehr hochwertig, da es dem tierischen Protein hinsichtlich des Aminosäure-Gehalts, der Verdaulichkeit und der Konsistenz in nichts nachsteht, erklären Humpenöder und sein Team.
Bald unabhängig von der Landwirtschaft?
Es wird sogar bereits daran geforscht, mikrobielle Proteine von Bakterien herstellen zu lassen, die keinen Zucker, sondern Methan oder CO2 als Energiequelle nutzen – diese könnten in Zukunft eine komplett von der Landwirtschaft unabhängige Proteinquelle für den Menschen darstellen. Ob mit oder ohne Zucker – bei der Verlagerung vom Tier zum Fermentations-Tank stellt sich aber auch die Frage der Energieversorgung für den Produktionsprozess: „Eine groß angelegte Umstellung auf Biotech-Lebensmittel muss einhergehen mit einer klimafreundlichen Stromerzeugung. Nur so kann das Klimaschutzpotenzial voll wirken“, erklärt Seniorautor Alexander Popp vom PIK. „Aber wenn wir es richtig anpacken, kann mikrobielles Protein auch Fleischliebhabern den Wandel erleichtern. Schon kleine Häppchen können viel bewirken“.
Quelle: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung; Fachartikel: Nature, doi: 10.1038/s41586-022-04629-w
