Flüssigmistemission

Allgemeine Projektinformationen

Titel (deutsch)

Ermittlung der umwelt- und klimarelevanten Emissionen während der Flüssigmistlagerung und nach der Ausbringung von Flüssigmist in Abhängigkeit vom Flüssigmistbehandlungsverfahren und der Reduzierungsmöglichkeiten; Auftragsteil Landwirtschaft

Titel (englisch)

Methane, Nitrous Oxide and Ammonia Emissions during Storage of Liquid Manure and Means for Reduction

Projektleitung

Thomas Amon

Forschungseinrichtung

Universität für Bodenkultur - Department Nachhaltige Agrarsysteme ehem. Institut für Land-, Umwelt- und Energietechnik

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft

Projektnummer

1107

Projektlaufzeit

-

Projektziele

Aus den Ergebnissen der Emissionsmessungen wird die Gesamtumweltbilanz von Verfahren zur Flüssigmistbehandlung abgeleitet und Reduktionsmöglichkeiten in der gesamten Verfahrenskette werden aufgezeigt.
Mit dem vom ILUET entwickelten mobilen Emissionsmessraum und der FTIR-Spektrometrie werden CH4-, N2O- und NH3-Emissionen während der Flüssigmistlagerung unter praktischen Bedingungen und die Wirkung unterschiedlicher Behandlungen (Biomethanisierung, Separierung, Flüssigmistbelüftung, Flüssigmistzusätze) auf den Umfang der Emissionen gemessen. Daraus leiten sich Reduzierungsmöglichkeiten ab, deren Kosten kalkuliert werden können. Am Ende des Projektes stehen effektive, praxisnahe Maßnahmen zur Minderung der Emissionen aus der Landwirtschaft, verbunden mit Vorschlägen, wie diese durch gezielte Förderungsmaßnahmen unterstützt werden können. Das Gesamteinsparungspotential an Emissionen kann ermittelt werden.
Messung von NH3-, N2O- und CH4-Emissionen nach der Ausbringung von unterschiedlich behandeltem Flüssigmist sowie die Ermittlung des Geruchsemissionspotentials. Unterschiedlich behandelter Flüssigmist wird ausgebracht. Die Emissionen während und nach der Ausbringung werden mit der Messeinrichtung des ILUET und zusätzlich mit geschlossenen Kammern gemessen. Eine Literaturrecherche ergänzt die gewonnenen Ergebnisse.

Praxisrelevanz

Mehr als 80% des in die Atomsphäre abgegebenen Ammoniaks stammen aus der Landwirtschaft - Auswirkungen: Schädigungen der Gesundheit von Mensch und Tier, unkalkulierbare N-Depositionen, Eutrophierung sensibler Ökosysteme, direkte Pflanzenschäden in Emittentennähe, Beteiligung an Waldschäden (Ammoniakhypothese), Gebäudeschäden, unwirtschaftliche Düngerverluste.

Berichte

Abschlussbericht

Aus der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung emittieren beträchtliche Mengen an Ammoniak (NH3), Methan (CH4) und Lachgas (N2O). Ammoniakemissionen führen zur Eutrophierung sensibler Ökosysteme und zur Versauerung. Sie haben Anteil am Rückgang der Artenvielfalt und sind vermutlich am Waldsterben beteiligt. Kritische Belastungsgrenzen ('Critical Loads') sind in vielen Gebieten Europas bereits überschritten. CH4 und N2O sind klimarelevante Gase und tragen zur Erwärmung der Erdoberfläche bei. In der EU ist die Landwirtschaft die größte Emissionsquelle von CH4 und N2O. Im Rahmen des Kyoto-Protokolls hat sich die EU verpflichtet, klimarelevante Gase bis zum Jahr 2008 - 2012 um 8 % gegenüber 1990 abzusenken. Emissionsfaktoren für CH4, NH3 und N2O während der Flüssigmistlagerung sind mit großen Unsicherheiten behaftet. Mögliche Minderungsmaßnahmen wurden bislang noch nicht ausreichend untersucht. Ziel des Forschungsprojektes war die Quantifizierung von CH4-, NH3- und N2O-Emissionen während der Flüssigmistlagerung und nach der Ausbringung unter praxisnahen Bedingungen. Der Einfluss der erfolgversprechendsten und praktikabelsten Flüssigmistbehandlungsmaßnahmen auf die Höhe der Emissionen sollte ermittelt werden. Emissionsmessungen wurden mit Milchvieh- und Schweineflüssigmist sowohl unter sommerlichen als auch unter winterlichen Bedingungen durchgeführt. Folgende Behandlungsverfahren wurden untersucht: 'Keine Behandlung', 'Flüssigmistseparierung', 'Biogaserzeugung', 'Flüssigmistbelüftung', 'Behälterabdeckung mit gehäckseltem Stroh', 'Flüssigmistzusatz PenacG' und 'Flüssigmistzusatz Amalgerol'. Bei der Flüssigmistseparierung wurden sowohl die Emissionen aus der flüssigen Phase gemessen als auch die Emissionen, welche während der Kompostierung der abgetrennten Feststoffe frei wurden. Etwa 10 m3 Flüssigmist wurden in Betonbehältern gelagert, die in die Erde versenkt waren. Die Emissionsraten wurden in Abhängigkeit des Behandlungsverfahrens 50 bis 200 Tage lang verfolgt. Emissionsmessungen an jeder Variante erfolgten mindestens zweimal wöchentlich für 6 Stunden. Gasförmige Emissionen wurden mit einem hochauflösenden FTIR-Spektrometer bestimmt. Während der Emissionsmessungen stand ein großer mobiler Emissionsmessraum über dem jeweiligen Lagerbehälter, um die frei werdenden Emissionen erfassen zu können. Der Emissionsmeßraum wurde nach dem open-dynamic-chamber Prinzip betrieben. Im Anschluss an die Lagerung wurde der Flüssigmist auf einer Grünlandfläche ausgebracht. Ammoniakemissionen wurden bis zwei Tage nach der Ausbringung mit dem großen mobilen Messraum gemessen. N2O- und CH4-Emissionen wurden 20 Tage lang mit der geschlossenen Kammertechnik erfasst. Das Forschungsprojekt brachte eine Vielzahl an Ergebnissen hervor, aus denen sich die folgenden Schlussfolgerungen ableiten lassen. Methanemissionen während der Lagerung und Lachgasemissionen nach der Ausbringung sind die bedeutendsten Quellen für klimarelevante Gasemissionen aus dem Flüssigmistmanagement. Minderungsmaßnahmen sollten sich deshalb auf diese beiden Bereiche konzentrieren. Die Reduktion des Trockensubstanz- und organischen Trockensubstanzgehaltes von Flüssigmist ist diesbezüglich eine vielversprechende Option. Ammoniakemissionen finden hauptsächlich im Zeitraum während und nach der Flüssigmistausbringung statt. Der Anteil der Flüssigmistlagerung an den Gesamtammoniakemissionen ist gering, besonders dann, wenn die Lagerbehälter abgedeckt sind. Die größten Reduzierungsmöglichkeiten für Ammoniak bieten sich nach der Flüssigmistausbringung. Die Wahl des Ausbringzeitpunktes, eine Reduzierung des Trockensubstanzgehaltes und bodennahe Ausbringtechniken sind effektive Möglichkeiten, Ammoniakemissionen zu vermindern. Die mechanische Abtrennung von Feststoffen aus Milchvieh- und Schweineflüssigmist führt zu einer Reduzierung der klimarelevanten Emissionen. Ammoniakemissionen können gegenüber unbehandeltem Flüssigmist erhöht sein. Dies liegt im Wesentlichen an Ammoniakemissionen, die während der Kompostierung der Feststoffe auftreten. Flüssigmistseparierung hat dann positive Umweltwirkungen, wenn die Feststoffe optimal kompostiert werden. Durch Biogaserzeugung können klimarelevante Emissionen aus dem Flüssigmistmanagement sehr effektiv vermindert werden. Ein optimaler Effekt wird erzielt, wenn auch Nachgärbehälter und Flüssigmistlager an das gasführende System der Biogasanlage angeschlossen sind. Der vergorene Flüssigmist muß mit bodennaher Ausbringtechnik und bei kühler Witterung ausgebracht werden, um einen Anstieg der Ammoniakemissionen im Vergleich zu unbehandeltem Flüssigmist zu vermeiden. Biogaserzeugung sollte gefördert werden. Die Abdeckung von Flüssigmistlagerbehältern mit einer Schicht aus gehäckseltem Stroh erhöht sowohl klimarelevante Emissionen als auch Ammoniakemissionen im Vergleich zu unbehandeltem Flüssigmist, der mit einer festen Abdeckung versehen ist. Aus diesem Grund wird die Strohabdeckung von Flüssigmistlagerbehältern nicht empfohlen. Die Belüftung führt sowohl bei Milchvieh- als auch bei Schweineflüssigmist zu einem deutlichen Anstieg der Ammoniakemissionen. Bei Schweineflüssigmist sind auch die klimarelevanten Emissionen im Zuge der Belüftung höher als bei unbehandeltem Flüssigmist. Bei Milchviehflüssigmist reduziert die Belüftung klimarelevante Emissionen. Eine Förderung der Verbreitung der Flüssigmistbelüftung ist nicht anzuraten.

Anhänge

Dateiname

1107_Emissionen_bei_Fluessigmistlagerung.pdf

Beschreibung

1107 Emissionen bei Fluessigmistlagerung.pdf

Author/innen

Barbara, u.a. Amon