Mit Ökobilanzen werden Umwelteigenschaften von Produkten und Dienstleistungen analysiert und zunehmend bei der Bewertung von Milchproduktionssystemen eingesetzt. Um konsistente Berichterstattung und Vergleichbarkeit von produktbezogenen Treibhausgasemissionen im Milchsektor zu gewährleisten hat die International Dairy Federation (IDF) Berechnungsgrundlagen publiziert. Allerdings werden die Effekte von Variabilität betrieblicher Kennzahlen und Unsicherheit von Emissionsfaktoren unzureichend betrachtet. Diese Arbeit hat es zum Ziel diese Lücke zu schließen. In der ersten Studie wurden verschiedene Definitions- und Berechnungsmöglichkeiten des Referenzflusses und der funktionellen Einheit für die Klimabilanz von Milchproduktion verglichen. Eine hohe Bandbreite an möglichen Ergebnissen – bei gleichen Eingangsdaten – ermöglicht eine große Ergebnisunsicherheit. Die Voraussetzungen für zeitliche Repräsentativität wurden in der zweiten Studie untersucht. Über 6 aufeinanderfolgende Jahre wurde auf einem ökologischen Milchviehbetrieb in Norddeutschland die Klimabilanz mit einem detaillierten Stoffflussmodel analysiert. Dabei zeigte es sich, dass für den untersuchten Betrieb mindestens 4 aufeinanderfolgende Jahre untersucht werden müssen um belastbare Ergebnisse zu erzielen. Die dritte Studie befasst sich mit der Forderung mindestens ein Stufe 2 Verfahren der Methodik des IPCC zu verwenden. Mit Daten von 20 norwegischen Milchviehbetrieben wurde die Unsicherheit der Klimabilanz auf Basis von Tier 1 Berechnungen bei bodenbürtigen Emissionen mit dem FARM Modell ermittelt. Von allen 190 direkten Vergleichen von zwei Betrieben miteinander waren 78 % signifikant unterschiedlich Aus den drei Studien wird geschlossen, dass die existierenden Regeln zur Erstellung von Klimabilanzen von Milchproduktion teilweise zu unpräzise und teilweise zu streng sind, und damit sowohl Erstellung als auch Interpretation von betrieblichen Klimabilanzen in der Milchproduktion erschwert werden. / Life cycle assessment (LCA) analyses the environmental performance of products and services and has become increasingly important also for the environmental assessment of dairy systems. In order to create consistent results for communication, declaration and comparison, the International Dairy Federation (IDF) provides a guideline for the calculation of product-related greenhouse gas (GHG) emissions in the dairy sector. However, the effects of farm data variability and emission factor uncertainty on the comparability of GHG assessments on the farming level are seldom considered. This thesis aims to fill this gap. In the first study, different settings in the definition of energy corrected milk (ECM) and the reference flows were compared in a calculation example based on average farming data. A high bandwidth of the carbon footprint result indicated a severe uncertainty when calculation procedures are not well documented. The second case study examined the production data from six consecutive milk years in an organic dairy farm in northern Germany and its effect on the estimation of product-related GHG emissions. It was shown that data from at least four years is needed to provide reliable results for that farm. The third study dealt with the demand of the IDF guidelines to use at least Tier 2 in the methodology of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Using data from 20 Norwegian dairy farms, the uncertainty of the carbon footprint using Tier 1 of the IPCC guidelines within the FARM model was assessed. From all 190 direct comparisons of two farms in the study, 78 % of the comparisons were significantly different with a relative difference of 8.7 % being enough to establish significance of the difference. From the three studies it was concluded that existing rules may partly not be precise enough to allow for comparison of farms or farming systems, or partly too strict and thereby hindering the execution of carbon footprint studies.

Die Struktur der Landwirtschaft hat sich in vielen westlichen Ländern grundlegend geändert. In Westdeutschland, zum Beispiel, hat die Anzahl der Betriebe deutlich abgenommen, während die durchschnittliche Betriebsgröße von 7,4 ha im Jahr 1950 auf 42,9 ha im Jahr 2013 stieg. Um diese Entwicklung zu verstehen, müssen insbesondere die begrenzten Produktionskapazitäten berücksichtigt werden, die hinsichtlich der verfügbaren landwirtschaftlichen Nutzfläche oder der ehemaligen Milchquote existieren. Solche Kapazitätsbeschränkungen erzeugen einen direkten Zusammenhang zwischen dem Wachsen und Schrumpfen von Betrieben, da die Expansionsmöglichkeiten eines einzelnen Betriebes von frei werdenden Kapazitäten anderer Betriebe abhängen. Aus diesem Grund wird hier zunächst ein dynamisch stochastisches Gleichgewichtsmodell entwickelt, das auf mikroökonomischen Entscheidungen basiert und Markteintritt/-austritt für den Fall ausgeschöpfter Produktionskapazitäten darstellt. Der Kapazitätspreis ist dabei markträumend in dem Sinne, dass die Anzahl neuer Produktionseinheiten mit den aufgegebenen übereinstimmen muss. Die Industrie konvergiert unter diesen Bedingungen gegen ein stationäres Gleichgewicht, in dem Ein- und Austritt vorkommen, die Größenverteilung jedoch unverändert bleibt. Die Anpassung an diesen Zustand wird u.a. beschleunigt, wenn die fixen Eintrittskosten sinken. Eine Version des Modells wird dann auf den westdeutschen Milchsektor angewendet, um den Einfluss einer Quote auf den Strukturwandel zu untersuchen. Verglichen mit dem Szenario freien Wettbewerbs hemmt eine nicht-handelbare Quote die Anpassungsprozesse, während eine handelbare Quote Marktaustritte fördern und zu einer höheren durchschnittlichen Produktivität führen kann. Die Phase nach einer Quotenabschaffung ist geprägt von enormen Kapazitätsausweitungen und stark fallenden Preisen, falls die fixen Eintrittskosten niedrig sind. Diese Entwicklung ist weniger stark ausgebildet für höhere Eintrittskosten. / The agricultural industry in Western countries has undergone a substantial structural change. In West Germany, for instance, the number of farms declined notably during the last decades while the average farm size increased from 7.4 ha in 1950 to 42.9 ha in 2013. A factor that needs to be considered when explaining this development is the limited sectoral production capacity, which exists in terms of agricultural land or the former milk quota regime. This limited capacity generates a direct interrelation between farm growth and farm shrinkage as a single farm''s investment option depends crucially on the possible release of production capacity by competitors. The contribution of this thesis is twofold: First, a dynamic stochastic equilibrium model is developed that accounts for microeconomic decision-making and represents an industry operating at an upper capacity limit. The capacity price is determined endogenously such that it offsets the mass of entering and exiting firms in an equilibrium. It is proven that the industry tends to a stationary equilibrium in the long-run, in which entry and exit still occur but the firm size distribution remains constant. Moreover, the adjustment speed to this steady state increases if either the discount factor or the fixed entry costs decrease. Second, the impact of a production quota on industry dynamics is assessed with regard to the former milk quota regime. After calibrating the model to the West German dairy sector, the quota constrained industry performance is compared to a quota free setup. While a non-tradable quota slows down the adjustment processes within the industry, a tradable production quota can stimulate firm turnover and lead to a higher average productivity level. If the entry costs are rather low, the transition phase after a quota removal is characterised by an enormous expansion of production capacity and a considerable output price drop. This development is less pronounced though for higher entry costs.