Wasserverbrauch für die Lebensmittelherstellung USA:
Wasser ist ein wichtiger Rohstoff für die Lebensmittel (-produktion). Es wird in landwirtschaftlichen Betrieben für den Anbau von Nutzpflanzen, die Viehzucht, die Reinigung von Verarbeitungsanlagen, die Stromerzeugung und das Reinigen von Produkten verwendet. Wasser ist zwar wichtig, aber das verfügbare Süsswasser für den menschlichen Gebrauch ist knapp. Ähnlich wie andere natürliche Ressourcen ist auch Süsswasser mit Angebots- und Nachfrage-Stress konfrontiert. Unter anderem beeinflusst Bevölkerungswachstum, Klimawandel und veränderte Verbraucherpräferenzen den Wasserverbrauch.
Wasserverbrauch Lebensmittel im US Lebensmittelsystem
Eine aktuelle Studie des USDA, Economic Research Service (ERS), hat ein Datensystem und ein Modell entwickelt, das den Wasserverbrauch im gesamten Lebensmittelsystem der USA in den letzten vier Jahren (1997, 2002, 2007 und 2012) berücksichtigt. Dabei wird insbesondere die Entnahme von Süsswasser aus Grundwasser- und Oberflächenwasserquellen, auch blaues Wasser genannt, berücksichtigt. Andere Arten von Wasser, wie Regenwasser für die Pflanzenproduktion oder Salzwasser für die thermoelektrische Stromerzeugung, werden in dem Modell nicht berücksichtigt. Diese Arbeit baut auf früheren Arbeiten der Autoren auf, in denen die Auswirkungen von Ernährungsgewohnheiten auf den Wasserverbrauch Lebensmittel untersucht wurden. Diese Studien ergaben, dass das US-Lebensmittelsystem eine beträchtliche Menge an Wasser benötigt, vorwiegend in den Phasen der landwirtschaftlichen Produktionskette (Pflanzenbau und Viehzucht).
Die Studien ergaben Unterschiede in der Wassermenge, die mit verschiedenen Lebensmittelkategorien verbunden ist.
Thema -Wasserverbrauch Lebensmittel-
besonders Interessant
- Das amerikanische Lebensmittelsystem, das den grössten Teil der im Inland gekauften Lebensmittel und Getränke liefert, benötigt etwa ein Drittel des gesamten Süsswasserverbrauchs in den USA.
- Mehr als die Hälfte des Wassers für Lebensmittel wird in der Pflanzenproduktion verbraucht, und auch die nachfolgenden Stufen der Lieferkette benötigen erhebliche Mengen an Wasser.
- Der Süsswasserverbrauch variiert je nach den Lebensmittelkategorien, aus denen sich die Ernährung der US-Bevölkerung zusammensetzt.
Wenn die US-Bevölkerung gesündere Ernährungsgewohnheiten annehmen würde, könnte der Wasserverbrauch des Nahrungsmittelsystems je nach den umgesetzten Ernährungsgewohnheiten erheblich ansteigen oder sinken.
Abschätzung des Wasserbedarfs in der Nahrungsmittelindustrie
Die ERS-Forscher definierten das US-Lebensmittelsystem als diejenigen, die sowohl direkt als auch indirekt an der Herstellung und Vermarktung von Lebensmitteln und Getränken beteiligt sind, und zwar sowohl für Lebensmittel, die zu Hause gekauft werden (z. B. in Lebensmittelgeschäften oder Supermärkten), als auch für Lebensmittel, die außer Haus gekauft werden (z. B. in Restaurants oder Fast-Casual-Lokalen). Im Gegensatz zu vielen anderen Studien werden in den Studien auch der Küchenbetrieb im Haushalt, das Wasser aus dem Wasserhahn in der Küche und die Fahrten zum Erwerb von Lebensmitteln zu Hause, z. B. die Fahrt zum Lebensmittelgeschäft, berücksichtigt. Die Modellergebnisse basieren auf den Arten und Mengen von Lebensmitteln, die in den Vereinigten Staaten nachgefragt werden, sowie auf dem Wasserbedarf für die Herstellung dieser Mischung von Lebensmitteln und Getränken.
Die Studien beziehen sich auf die US-Produktion für den US-Verbrauch, da die meisten Lebensmittel und Getränke im Inland hergestellt und vermarktet werden. Wasser für die Brennstoff- oder Faserproduktion und Wasser für den Export sind nicht Gegenstand dieser Studien. Der direkte und indirekte Wasserverbrauch in den Herkunftsländern für importierte Lebensmittel und andere importierte Güter, die in der heimischen Lebensmittelproduktion verwendet werden, wie z. B. Düngemittel, die von US-Gemüsebauern verwendet werden, ist ebenfalls nicht berücksichtigt. Der Wasserverbrauch für den Transport und die Vermarktung dieser importierten Waren nach der Einfuhr in das Land wird jedoch berücksichtigt.
Wasserverbrauch Lebensmittel: Die Forscher bauen auf den laufenden Bemühungen des ERS auf, ein Lebensmittel-Umwelt-Datensystem zu entwickeln, das als Plattform für mehrere Modelle dient, darunter ein Umwelt-Input-Output-Modell. Dabei handelt es sich um ein nationales verbreitetes Modell, das entwickelt wurde, um die Ressourcen (wie z. B. literweise Süsswasser) in der gesamten Wirtschaft zu verfolgen, die von verschiedenen Branchen genutzt werden. Dieser Ansatz ermöglicht eine umfassende Messung des direkten und indirekten Wasserverbrauchs im Lebensmittelsystem, auch verkörpertes Wasser genannt. Nehmen wir zum Beispiel einen Hamburger. In der Viehzucht wird Wasser für die Tränke und die Versorgung der Tiere verbraucht, und Wasser wird auch für die Bewässerung der Pflanzen verwendet, die schliesslich zu Viehfutter werden. Zusätzliches Wasser wird in den nachgelagerten Stufen der Versorgungskette verbraucht, z. B. zur Reinigung der Anlagen in den Verarbeitungsbetrieben und zur Stromerzeugung für die Kühlung der Rindfleischprodukte. Der gesamte Wasserbedarf des Hamburgers vom Erzeuger bis zum Verbraucher ist in den Schätzungen enthalten.
Die Analyse umfasst vier Jahre und basiert auf den aktuellsten verfügbaren Daten. Der U.S. Geological Survey veröffentlicht Daten über die Wasserentnahme in den USA, die mit dem nächstgelegenen Jahr der Wirtschaftsdaten verknüpft sind. Eine primäre Datenquelle mit ausreichender Detailtiefe für diese Arbeit, die 2012 National Benchmark Make and Use Tables, wurde 2018 vom U.S. Department of Commerce, Bureau of Economic Analysis, veröffentlicht. Da die detaillierten Benchmark-Daten mehr als fünf Jahre nach der Datenerhebung veröffentlicht werden, entwickelt das ERS eine Methode zur Verwendung anderer Wirtschaftsdaten, um die Analyse mit aktuelleren Daten zu erleichtern. Alle anderen derzeit verfügbaren Nicht-Benchmark-Datenquellen würden Schätzungen des Wasserverbrauchs für 2017 ermöglichen.
Wasserverbrauch Lebensmittel: Der jährliche Wasserverbrauch für die Lebensmittelproduktion variierte in den untersuchten Jahren. Der Wasserverbrauch für die Lebensmittelproduktion belief sich 1997 auf 39 Billionen Gallonen, stieg dann auf 43 Billionen Gallonen im Jahr 2002, bevor er 2007 (36 Billionen Gallonen) und 2012 (34 Billionen Gallonen) zurückging. Die in den untersuchten Jahren verbrauchte Wassermenge entspricht in etwa dem Volumen des Lake Tahoe oder der Wassermenge, mit der 54 Millionen olympische Schwimmbecken gefüllt werden könnten. Der Anteil des Lebensmittelsystems am gesamten Wasserverbrauch der US-Wirtschaft schwankte zwischen einem Tiefstand von 28 Prozent im Jahr 2007 und einem Höchststand von 34 Prozent im Jahr 2002.
Die Wasserdaten werden weiter nach Wasserquellen aufgeschlüsselt: Grundwasser, das aus unterirdischen Aquiferen stammt, und Oberflächenwasser, das aus Seen, Flüssen oder Bächen stammt. Das US-Lebensmittelsystem ist mehr auf Oberflächenwasser als auf Grundwasser angewiesen, mehr noch als die US-Wirtschaft insgesamt.
Der Wasserverbrauch Lebensmittel in der versch. Phasen der Versorgungskette variiert stark
Der Wasserverbrauch des heimischen Lebensmittelsystems wurde auf jeder Stufe der Lieferkette für jedes untersuchte Jahr untersucht. Die pflanzliche Erzeugung verbrauchte mit 63 Prozent des Gesamtwasserverbrauchs im Jahr 2012 durchweg am meisten Wasser. Die Viehzucht hatte einen wachsenden Anteil am Gesamtwasserverbrauch, während die Verarbeitungs- und Verpackungsstufe sowie die Vertriebs- und Vermarktungsstufe jeweils einen kleinen, konstanten Anteil am Wasserverbrauch des Lebensmittelsystems hatten. Sowohl die Haushalte als auch die Energie verbrauchten einen erheblichen Anteil des Wassers. Die Kategorie Energie steht für das Wasser, das für die Energieerzeugung benötigt wird, z. B. für die Kühlung von Wärmekraftwerken. Auf verschiedenen Stufen der Lebensmittelversorgungskette wird diese Energie für Treibstoff für landwirtschaftliche Geräte und Strom für Beleuchtung und Kühlung genutzt. Es besteht ein offensichtlicher Zusammenhang zwischen Lebensmitteln, Energie und Wasser; Wasser wird für die Energieerzeugung benötigt, und sowohl Wasser als auch Energie werden für die Lebensmittelerzeugung benötigt. Die Haushalte verbrauchen die zweitgrösste Menge an Wasser, zwischen 16 Prozent im Jahr 2012 und 20 Prozent in den Jahren 1997 und 2007.
Wasserverbrauch Lebensmittel nach Kategorie
Wasserverbrauch Lebensmittel: In der Analyse wird das Wasser im Lebensmittelsystem auch nach Lebensmittelkategorien aufgeschlüsselt. In den folgenden Ergebnissen wird die Haushaltsstufe ausgeschlossen, da der Wasserverbrauch der Haushalte nicht auf offensichtliche, wissenschaftliche Weise einzelnen Lebensmittelkategorien zugeordnet werden kann. Im Jahr 2012 verbrauchte Frischgemüse mit 5,1 Billionen Gallonen oder 21 Prozent das meiste Wasser in allen Stufen der Lieferkette. Frischgemüse hat einen hohen Wasserbedarf, insbesondere in den kritischen Phasen der Produktion. Im Vergleich zu anderen Kulturen, die auf trockenem Boden angebaut werden können, hat Frischgemüse auch einen der höchsten Anteile an bewässerter Produktion und Wassereinsatzraten.
Wasserverbrauch Lebensmittel: An zweiter Stelle rangieren andere Lebensmittel, eine Kategorie, die Nüsse, Samen, andere Snacks und verzehrfertige oder erhitzbare Lebensmittel umfasst. Sonstige Lebensmittel verbrauchten 18 Prozent des Wassers im Lebensmittelsystem, etwa 4,5 Billionen Gallonen jährlich. Die Kategorie Rindfleisch, Schweinefleisch und andere Fleischsorten rangierte an dritter Stelle und verbrauchte 2012 2,5 Billionen Liter Wasser oder 10 Prozent des Gesamtwassers.
Wie bereits erwähnt, beruhen die Ergebnisse sowohl auf der Zusammensetzung der nachgefragten Lebensmittel als auch auf dem Wasserbedarf der Produktion in den untersuchten Jahren. Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass ein frisches Gemüse, wie z. B. eine Karotte, im Vergleich zu einem einzelnen Artikel einer anderen Kategorie, wie z. B. Käse in der Kategorie der verarbeiteten Milchprodukte, bei gleicher Masse wasserintensiver ist. Sowohl die Menge als auch die Zusammensetzung der innerhalb dieser Kategorien gekauften Lebensmittel bestimmen die Menge des Wasserverbrauchs, zusätzlich zu den Produktionsverfahren und der Effizienz der Wassernutzung in der gesamten Lieferkette.
Wasserverbrauch Lebensmittel: Der Wasserbedarf für Futtermittel für die Tiere, die letztlich zu Lebensmitteln auf Tierbasis verarbeitet werden, ist erheblich. Von den 10 Billionen Liter pro Jahr, die für die Produktion von Rind- und Schweinefleisch und anderen Fleischprodukten im Jahr 2012 benötigt wurden, wurde etwa die gleiche Menge Wasser für die Viehzucht benötigt wie für die Bewässerung der Pflanzen, die schliesslich an die Tiere verfüttert wurden. Eine weitere tierische Kategorie, Geflügel, benötigte 2012 964 Milliarden Gallonen pro Jahr. 12 Prozent des Wassers wurden in der Tierproduktion verbraucht, während 63 Prozent des Wassers in der Pflanzenproduktion benötigt wurden.
Unterschiedliche Ernährungsgewohnheiten (Diäten) führen zu Trade-offs bei der Wassernutzung
In einer 2018 in der Zeitschrift Ecological Economics veröffentlichten Studie (siehe unten) untersuchten ERS-Forscher die Lebensmittel und Getränke, die der durchschnittliche US-Verbraucher im Jahr 2007 konsumierte. Dieses Ernährungsmuster, die sogenannte Baseline Diet, war weit von den nationalen Ernährungsempfehlungen in den Dietary Guidelines for Americans, 2010, entfernt. Laut diesen Empfehlungen verzehrte der Durchschnittsverbraucher zu viele raffinierte Körner, gesättigte Fette und zugesetzten Zucker und nicht genug Obst und Gemüse.
Wasserverbrauch Lebensmittel: Die Basisernährung wurde durch mehr als 4.000 einzelne Lebensmittel und Getränke definiert, die von der US-Bevölkerung im Jahr 2007 konsumiert wurden und die mit 74 weit gefassten Lebensmittelkategorien und den 344 Industriegruppen der US-Wirtschaft verknüpft waren. Die Daten von 2007 waren zum Zeitpunkt der früheren Studie die aktuellsten, da die primäre Datenquelle mit ausreichender Detailgenauigkeit für diese Arbeit veröffentlicht wurde. Die Basisdiät und die Szenarien repräsentieren daher die Lebensmittelnachfrage, die Preise und die Einkommen in den USA im Jahr 2007. Aufgrund der Konstruktion des Ernährungsmodells ändern sich sowohl die Menge als auch die Zusammensetzung der ausgewählten Lebensmittel innerhalb jeder Lebensmittelkategorie, um sie an die Ernährungsrichtlinien anzupassen, die jeweils einen anderen Wasserbedarfsanteil aufweisen.
Wasserverbrauch Lebensmittel: Die ERS-Forscher modellierten vier alternative Ernährungsszenarien, die alle mit den Richtlinien für gesunde Ernährung übereinstimmen. Die ersten beiden Ernährungsszenarien stellen den kürzesten, am wenigsten störenden Weg zu einer gesunden Ernährung ausgehend von der Basisernährung dar. Eines davon ist eine omnivore Ernährung, die sowohl tierische als auch pflanzliche Lebensmittel enthält (Minimum Difference Healthy Omnivore), und das andere ist lacto-ovo vegetarisch (Minimum Difference Healthy Vegetarian), das Eier und Milchprodukte, aber kein Fleisch, Geflügel oder Fisch enthält. Diese Ernährungsmuster basieren auf den häufigsten Ernährungsgewohnheiten der US-Verbraucher im Jahr 2007, die sich gemäß den Ernährungsrichtlinien ernährten, und sie setzen sich aus vielen der gleichen beliebten Lebensmittel zusammen. Diese Ernährungsszenarien haben jedoch ihren Preis: Würde die US-Bevölkerung eines dieser beiden Ernährungsszenarien annehmen, würde der Wasserverbrauch im Lebensmittelsystem um 16 Prozent steigen. Bei diesen beiden Ernährungsszenarien sind Kompromisse zwischen einer gesünderen Ernährung und dem Wasserverbrauch im Lebensmittelsystem zu erkennen.
Die zweiten beiden Ernährungsszenarien stellen das Potenzial für Wassereinsparungen durch Ernährungsumstellungen dar, indem das Modell zur Minimierung des Wasserverbrauchs im Lebensmittelsystem eingesetzt wird. Diese Modelle verwenden insbesondere Zielfunktionen, die Lebensmittel auswählen, die die geringste Menge an Wasser benötigen, während sie gleichzeitig alle Ernährungsrichtlinien erfüllen. Da die Zielfunktionen bei großen Veränderungen gegenüber der Basisdiät keinen Nachteil aufweisen, können die Modelllösungen zu sehr großen Veränderungen führen, die möglicherweise nicht dem Geschmack der Verbraucher entsprechen, wie er in der Basisdiät dargestellt ist. Auch hier betrachten die Forscher gesunde omnivore (Minimum Water Healthy Omnivore) und vegetarische (Minimum Water Healthy Vegetarian) Ernährungsweisen. Bei diesen Ernährungsformen ist ein erheblicher Rückgang des Wasserverbrauchs zu verzeichnen: 63 Prozent bei der omnivoren Ernährung und ein etwas größerer Rückgang von 66 Prozent bei der vegetarischen Ernährung. Um den Rückgang des Wasserverbrauchs in den richtigen Kontext zu setzen: Wenn die US-Bevölkerung ihre Ernährung so ändern würde, dass die Szenarien der wasserarmen Ernährung zum neuen nationalen Durchschnitt werden und das Lebensmittelsystem für jedes der mehr als 4.000 verschiedenen Lebensmittel und Getränke, aus denen die Verbraucher wählen, die gleiche Wassermenge (pro Gramm) verbraucht, würde die tägliche Wassereinsparung zwischen 48,9 und 51,1 Milliarden Gallonen betragen, was in etwa der Größe von 74.000 bis 78.000 olympischen Schwimmbecken entspricht.
Wasserverbrauch Lebensmittel: Wenn die US-Bevölkerung eine dieser vier alternativen, gesunden Ernährungsweisen annehmen würde, hätte dies Auswirkungen auf den Wasserverbrauch. Die Szenarien für eine wassersparende Ernährung führen jedoch zu einer viel größeren Veränderung, insbesondere in Richtung Wassereinsparung. Ob die gesunde Ernährung Fleisch-, Geflügel- und Fischprodukte enthält, hat keinen großen Einfluss auf den Gesamtwasserverbrauch der Ernährungsweisen; die Ergebnisse für Allesfresser und Vegetarier waren ähnlich.
Diese Ergebnisse geben politischen Entscheidungsträgern und Forschern Aufschluss über die inländischen Wasserressourcen, die zur Deckung der Nahrungsmittelnachfrage in den USA benötigt werden, und können den Verbrauchern Aufschluss über die Auswirkungen ihrer Konsumentscheidungen geben. Wie die ERS-Ernährungsszenarien zeigen, besteht die Möglichkeit, sich gesünder zu ernähren und gleichzeitig Wasser zu sparen, was letztlich zu einem nachhaltigeren Lebensmittelsystem in den USA führt.
Referenzen zum Thema Wasserverbrauch Lebensmittel
Sarah Rehkamp, Patrick Canning, and Catherine Birney; Tracking the U.S. Domestic Food Supply Chain’s Freshwater Use Over Time, Economic Research Report No. (ERR-288) 61 pp, 2021. https://www.ers.usda.gov/publications/pub-details/?pubid=101624
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