Synergien bei der Reduktion von Methan- und Ammoniakemissionen

Obwohl es keinen direkten Zusammenhang zwischen Ammoniak- und Methanemissionen gibt, haben im landwirtschaftlichen Bereich vor allem die Nahrungsmittelversorgung von Nutztieren und die Düngung einen großen Einfluss auf die Emission beider Gase.

Dabei kann schon eine höhere Effizienz bei der Herstellung von tierischen Produkten eine bedeutende Minderung der Emissionen bewirken. Das größte Potenzial liegt hier in Systemen, die bisher nur eine geringe Effizienz erreichen, sprich Systeme, die nur einen niedrigen Ertrag pro Tier erreichen, aber dennoch viel Methan emittieren und Gülle produzieren. Durch die Entwicklung und den Einsatz von neuen Technologien kann die Produktivität von Kühen gesteigert werden und Milchprodukte somit umweltfreundlicher hergestellt werden. Berechnungen am Beispiel Dänemark zeigen, bei der Nutzung existierender Techniken oder realistischer Neuerungen in den nächsten Jahren, könnten 11 % der Emissionen, die bei der Milchproduktion anfallen, reduziert werden. Auch in der Schweinehaltung wurden durch solche Maßnahmen potenzielle Einsparungen von 26 % bis 2030 prognostiziert. Dabei sollte jedoch darauf geachtet werden, dass höhere Erträge nicht auf Kosten des Tierwohls erreicht werden. Durch die Verlängerung der Nutzungsdauer einer Kuh könnten Emissionen tierschonend und effektiv reduziert werden. Der Grund dafür ist, dass Kühe erst nach zweieinhalb Jahren Milch produzieren, jedoch während der Aufzuchtphase schon Emissionen ausstoßen. Die Tiere werden im Schnitt in Deutschland nach 4,8 Jahre geschlachtet, obwohl sie mit deutlich länger Milch produzieren könnten. Das hängt damit zusammen, dass ältere Kühe krankheitsanfälliger sind und das oft einen Mehraufwand und damit eine geringere Rentabilität für den Landwirt bedeutet. Eine gute Tiergesundheit führt auch zu einer höheren Produktivität und somit zu weniger Emissionen die für ein Milchprodukt ausgeschieden werden. Tendenziell ist jedoch langfristig eine Extensivierung der Viehhaltung notwendig, um Umweltbelastungen zu minimieren.

Ein anderer Weg zur Minderung landwirtschaftlicher Emissionen stellt die luftdichte Güllelagerung dar und somit eine Grundvoraussetzung für die Minderung von Methan und Ammoniak aus dem landwirtschaftlichen Sektor. Durch die Lagerung von Gülle in Metalltanks mit festen Deckeln oder die Nutzung einer schwimmenden Abdeckung können die beiden umweltschädlichen Gase stark reduziert werden. Bauliche Maßnahmen und Schwimmdecken können in einigen Bundesländern durch das Agrarinvestitionsförderprogramm (AFP) finanziell gefördert werden, wenn dadurch Emissionen eingespart werden. Falls die Gülle einen hohen Trockensubstanzgehalt hat, kann sie während der Aufbewahrung eine natürliche Kruste bilden und so Emissionen verhindern. Bei dieser Art der Lagerung kann die Lachgasproduktion jedoch begünstigt werden.

Auch das Ansäuern (Senkung des pH-Wertes auf ≤6.5) der Gülle reduziert Ammoniak- und Methanemissionen. Dabei wird Ammoniak in der Gülle zu Ammonium und die Aktivität der methanogenen Bakterien wird gehemmt.

Eine Temperatursenkung der Gülle und eine Verringerung der Windgeschwindigkeit an der Oberfläche des Substrats können Ammoniakemissionen ebenfalls entgegenwirken.

Zudem liegt ein großes Potenzial zur Emissionseinsparung in der Gewinnung von Biogas aus der Gülle. Dabei wird der Gülle das Methan, welches bei der Vergärung entsteht, entzogen und genutzt. Der Ammoniumgehalt und der pH-Wert von ausgefaulter Gülle ist jedoch höher als bei unbehandelter Gülle. Das erhöht auch das Potenzial für Ammoniakemissionen, weshalb gerade hier auf eine emissionsreduzierte Ausbringung der nährstoffreichen Gärreste geachtet werden muss. Hier gilt, dass bestimmte Ausbringungsmethoden Treibhausgase reduzieren können. So ist in der Düngeverordnung verankert, dass Gülle und Gärreste bodennah ausgebracht werden müssen, um Emissionen zu verhindern. Verbreitete Techniken sind dabei die Verteilung per Schleppschuhverteiler oder die Injektion von Gülle in den Boden. Der Schleppschuhverteiler bringt das Substrat in schmalen Bändern auf das Feld auf. Bei dieser Methode sind die Ammoniakemissionen gegenüber der flächenhaften Auftragung geringer. Die Injektion der Gärreste oder der Gülle in den Boden birgt großes Potenzial zur Einsparung von Ammoniak, begünstigt jedoch im Gegenzug die Lachgasproduktion. Bei der Injektion in feuchte Böden sind die Lachgasemissionen dabei besonders hoch.

In Deutschland ist der Ausbringungszeitraum im Rahmen der Düngeverordnung gesetzlich vorgeschrieben. Es sollte jedoch trotzdem grundlegend darauf geachtet werden, dass nur die benötigte Menge an Gülle zu dem richtigen Zeitpunkt ausbracht wird. Nur so können die Pflanzen die Nährstoffe optimal nutzen und Stickstoffüberschüsse werden vermieden. Außerdem spielt die Lufttemperaturen während der Aufbringung eine wichtige Rolle, da sie die Ammoniakemissionen maßgeblich beeinflusst. So verdoppeln sich diese bei einer Temperatur von 25 ° C gegenüber 10 ° C. Deshalb sollte das Entleeren und Aufrühren von Güllebehältern in den Sommermonaten weitestgehend reduziert werden.   

Quellen:

Methane and Ammonia Air Pollution, Policy Brief prepared by the UNECE Task Force on Reactive Nitrogen. May 2015.

Draft Guidance Document on Integrated Sustainable Nitrogen Management, Task Force on Integrated Nitrogen Management, März 2020

Verminderung von Emissionen bei der Ausbringung organischer, Dr. Hans-Heinrich Kowalewsky (LWK Niedersachsen)