© NUWI (Institut für Nutztierwissenschaften, Universität für Bodenkultur Wien)
MiNutE: Minderungspotenziale zu Treibhausgas- und Luftschadstoff- Emissionen aus der Nutztierhaltung unter besonderer Berücksichtigung ernährungsbezogener Faktoren
Projektleitung
Stefan Hörtenhuber
Forschungseinrichtung
Universität für Bodenkultur Wien
Projektnummer
101449Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus| Universität für Bodenkultur - Department für Nachhaltige Agrarsysteme| Fixkraft-Futtermittel GmbH| Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus
Allgemeine Projektinformationen
Schlagwörter (deutsch)
Nutztierernährung, Fütterung, Ausscheidungen, Emissionen, Treibhausgase, Luftschadstoffe
Titel (englisch)
Reduction potential for greenhouse gas and air pollutant emissions from livestock farming with special consideration of nutritional factors
Abstract (englisch)
The consolidation of relevant data bases and subsequent modelling of the reduction potentials for different emission substance groups and mitigation measures will provide information which is reflecting the actual situation in Austria. This will include various international and national guidelines for the calculation of emissions, national statistical data, the state of knowledge in the (inter-) national scientific literature, representative data of producer associations (e.g. ZAR, Efficient cow), data from feed analyses and farm-specific diet calculations by a project partner from the feed industry (Fixkraft). If needed, this database can be extended by expert interviews with i.a. nutrition experts from the chambers of agriculture and additional data collection on-farm (Fixkraft).
Expected results include updated and representative values for ingested nitrogen (N) and feed energy intake, excreted nitrogen (Nex) and potentially volatile carbon compounds (volatile solids excreted, VSex). Additionally, for selected parameters and relevant animal categories, trends over the time series (including trend predictions) are derived by comparison with previous results (see e.g. Gruber and Steinwidder 1996).
Reduction potentials for NH3, NOX, N2O and CH4 emissions from manure and enteric fermentation will be estimated. Within the framework of the project a \"peer-reviewed\" publication is planned. In addition to an interim and a final report to the BMNT, a stakeholder-specific dissemination of the results is planned for policy, advocacy and other social groups . Specific parts regarding emission risks and mitigation measures will be prepared for and made available to agricultural advisory services.
Projektziele
Das übergeordnete Ziel des Projektes umfasst die Analyse von Minderungspotenzialen, die für Treibhausgas- und Luftschadstoff- Emissionen aus der Nutztierhaltung realisiert werden können. Wegen ihrer substanziellen Veränderungen in den letzten zwei Jahrzehnten sollen ernährungsbezogene Faktoren besonders berücksichtigt werden. Neben einer Optimierung von Fütterungsaspekten sind vor allem auch damit verbundene Veränderungen in der Nährstoffeffizienz und den Ausscheidungen an Stickstoff und potenziell flüchtigen Kohlenstoffverbindungen relevant. Die Ergebnisse des gegenständlichen Vorhabens sollten dahingehend entwickelt werden, dass sie für die folgende Implementierung in die Österreichische Luftschadstoffinventur (OLI; für Luftschadstoffe und Treibhausgase) genutzt werden können.
Durch die Zusammenführung relevanter Datengrundlagen und anschließender Modellierung der Minderungspotenziale nach Emissions-Stoffgruppen und Maßnahmen(paketen) entsteht eine konsolidierte Datenbasis unter Berücksichtigung diverser internationaler und nationaler Richtlinien zur Ermittlung von Emissionen, die nationale statistische Daten, den Stand des Wissens in der (inter-) nationalen Fachliteratur, repräsentative Daten von Erzeugerverbänden (z.B. ZAR, Efficient cow), Daten von Futtermittelanalysen und Rationsberechnungen von Praxisbetrieben durch einen Konsortialpartner aus der Futtermittelwirtschaft (Fa. Fixkraft) inkludiert. In Folge kann diese Datenbasis im Bedarfsfall durch Expert/inn/en-Interviews mit u.a. Fütterungsberater/inne/n der Landwirtschaftskammern, Arbeitskreis-Betreuer/inne/n und zusätzliche Datenerhebungen auf landwirtschaftlichen Betrieben um spezifische Aspekte erweitert werden.
Erwartete Ergebnisse umfassen aktualisierte und repräsentative Werte zu aufgenommenen Stickstoff (N)- und Futterenergiemengen, ausgeschiedenen N-Mengen (nitrogen excreted, Nex) und ausgeschiedenen Mengen an potenziell flüchtigen Kohlenstoffverbindungen (volatile solids excreted, VSex). Ebenso werden zu ausgesuchten Parametern und relevanten Tierkategorien Entwicklungen über die Zeitreihe (inklusive Trendprognosen) durch einen Vergleich mit vorangegangen Ergebnissen (siehe z.B. Gruber und Steinwidder 1996) abgeleitet. Minderungspotenziale für NH3-, NOX-, N2O- und CH4-Emissionen aus Wirtschaftsdüngern und enterogener Fermentation werden abgeschätzt.
Die Projektziele in Kurzform:
• Umfassende, aktualisierte und repräsentative Ergebnisse zu aufgenommenen Stickstoff (N)- und Futterenergiemengen, der Nährstoffeffizienz und den Ausscheidungen an Stickstoff und potenziell flüchtigen Kohlenstoffverbindungen.
• Analyse der Entwicklungen (Trends) zu ausgesuchten Parametern mit besonderer Relevanz.
• Analyse von ernährungsbezogenen Minderungspotenzialen (Optimierung von Fütterungsaspekten), die für Treibhausgas- und Luftschadstoff-Emissionen aus der Nutztierhaltung realisiert werden können.
• Minderungspotenziale für NH3-, NOX-, N2O- und CH4-Emissionen aus Wirtschaftsdüngern und enterogener Fermentation werden abgeschätzt.
• Auszüge aus den Ergebnissen (insbesondere zu Emissionsrisiken und Minderungsmaßnahmen) werden als Beratungsunterlagen aufbereitet und zur Verfügung gestellt.
Praxisrelevanz
Das vorgeschlagene Projekt ist als Basis für Anpassungen sowohl nationaler Aktivitäten, als auch für die Berichterstattung an internationale Institutionen von hoher Bedeutung. Erst wenn die Emissions-Reduktionspotenziale einzelner Maßnahmen und Ergebnisse zu deren Praxisumsetzung hinlänglich charakterisiert sind, kann die landwirtschaftliche Beratung darauf reagieren und effektive und spezifische Maßnahmen(bündel) empfehlen. Die Ermittlung der Reduktionspotenziale verschiedener Maßnahmen für NH3-, NOX-, N2O- und CH4-Emissionen liefert aber nicht nur wichtige Informationen für die Beratung, sondern auch Ergebnisse für eine genauere Berechnung von Emissionen in der OLI und somit für eine korrekte internationale Emissions-Berichterstattung (an United Nations Framework Convention on Climate Change UNFCCC betreffend Treibhausgasemissionen und United Nations Economic Commission for Europe UNECE für Luftschadstoffemissionen gemäß der Convention on Long Range Transboundary Air Pollution CLRTAP). Mit einer Aktualisierung dieser Basisdaten und deren Prüfung anhand des Stands des Wissens wird auch der Kritik an der Verwendung relativ alter Aktivitätsdaten und daraus abgeleiteter Beziehungen zur Luftschadstoff- und Treibhausgasemission begegnet.
Ein Identifizieren und Aufnehmen von zusätzlichen Reduktionsmaßnahmen in die OLI im Bereich Fütterung und Ausscheidungen wird als potenzieller Beitrag angesehen, um trotz der seit 2005 steigenden Tierzahlen und Leistungen die geforderte Reduktion von Umweltwirkungen im Sektor Landwirtschaft zustande zu bringen. Dies gilt für alle Emissions-Stoffgruppen.
Durch das Analysieren der Potenziale von Reduktionsmaßnahmen werden neue Argumente für die zielgerichtete Förderung von Maßnahmen mit entsprechenden Klima- und Umweltschutzeffekten erwartet, bspw. für reduzierte Rohproteingehalte im Rahmen optimierter Phasenfütterungskonzepte, besonders effiziente Nährstoffverwertung, für Futteranalysen und Inanspruchnahme spezifischer Beratungsangebote, für nachgewiesenen Einsatz von wirksamen Futterzusatzstoffen, etc.
Berichte
Kurzfassung
Berichtsdateien
Abstract (deutsch)
Das Projekt MiNutE beinhaltet die Analyse von Ausscheidungen und Methan (CH4)-Emissionen, d.h. von Treibhausgasen und Luftschadstoffen der Nutztierhaltung unter besonderer Berücksichtigung fütterungsbezogener Faktoren, sowie deren Minderungspotenzial.
Für Rinder- und Schweinekategorien wurden verdauungsbedingte CH4-Emissionen (enterogene Fermentation) und aufgenommene wie auch ausgeschiedene Stickstoff (N)- und potenziell flüchtige Kohlenstoff (C)-Verbindungen über die Zeitreihe von 1990 bis 2020 neu bewertet. Die Bewertung berücksichtigt neue Richtlinien (IPCC-2019; Stufe „Tier2“) und für Österreich möglichst repräsentative Statistik, Fachliteratur, Daten von Erzeugerverbänden, Futtermittelanalysen und Rationsberechnungen, u.a. durch einen Konsortialpartner der Futtermittelwirtschaft (Fa. Fixkraft), sowie umfassende Expertise u.a. von Fütterungsberater/innen.
Die Ergebnisse wurden mit jenen von bisherigeren Bewertungen verglichen. Minderungspotenziale für verdauungsbedingtes Methan (CH4) und für die an Ausscheidungen gekoppelte Ammoniak-, Stickoxid-, Lachgas- und CH4-Emissionen aus Wirtschaftsdüngern, z.B. durch Futterzusatzstoffe, durch N-reduzierte Rationen oder durch Leistungssteigerung bei einem Rückgang der Tierzahlen, können mit der aktualisierten Methode gut abgeschätzt werden. Die Verbesserungspotenziale bisheriger und zukünftiger Minderungsmaßnahmen, z.B. durch N-Reduktion im Futter und Futterzusatzstoffe, werden aufgezeigt.
Während die Aktualisierung der Methode meist geringere verdauungsbedingte CH4-Emissionen zeigt, stiegen gegenüber bisherigen Berechnungen die Ausscheidungen an N und an potenziell flüchtigen C-Verbindungen aufgrund der genaueren Berechnungen teilweise an, mit der Ausnahme der N-Ausscheidungen von Mastschweinen und Milchkühen in den letzten Jahren.
Für Lege- und Masthühner, Puten und anderes Geflügel (v.a. Enten und Gänse) sowie andere Tierarten, d.h. Schafe, Ziegen, Pferde und andere Tiere (z.B. Gatterwild), wurden die neuen Richtlinien nach IPCC-2019 für die Stufe „Tier1“ angewendet und mit bisherigen Ergebnissen und anderen Richtwerten verglichen. Für Rinder- und Schweinekategorien wurden die Schwankungsbreiten verwendeter Einganswerte und die gesamthaften Unsicherheiten der C- und N-Ausscheidungen- sowie der CH4-Emissionen abgeschätzt.
Abstract (englisch)
The project “MiNutE” analysed nitrogen (N)- and volatile solid (VS)-excretions and methane (CH4) emissions, i.e. (the basis of) greenhouse gases and air pollutants from livestock farming, with particular reference to feeding-related factors, and potential mitigation.
For cattle and pig categories, digestion-related CH4 emissions (enteric fermentation) and ingested as well as excreted nitrogen (N) and VS were reassessed over the time series from 1990 to 2020. The assessment takes into account new guidelines (IPCC-2019; Tier2) and representative data for Austria, i.e. statistics, technical literature, data from producer associations, feed analyses and ration calculations, among others by a consortium partner of the feed industry (Fixkraft GmbH), as well as comprehensive expertise from feeding advisors.
The results were compared with those of the previous assessments. Reduction potentials for enteric CH4 and for emissions coupled to excreta (ammonia, nitrous oxides and CH4 emissions from farm manure), e.g. through feed additives, through N-reduced diets or through increased performance accompanied by a decrease in animal numbers, can be well estimated with the updated method. Improvement potentials of previous and future mitigation measures, e.g. by N-reduction in feed and feed additives, are shown.
While the method update mostly shows lower enteric CH4 emissions, compared to previous calculations, VS and N excretions partly increased due to the more accurate calculations, except for N excretions of fattening pigs and dairy cows in recent years.
For laying and broiler chickens, turkeys and other poultry (mainly ducks and geese), and other livestock species, i.e., sheep, goats, horses, and other livestock (e.g., farmed deer), the new IPCC-2019 Tier1 guidelines were applied and compared with previous results and other guidelines. For cattle and pig categories, the ranges of variation of used values and the overall uncertainties of C and N excretion and CH4 emissions were estimated.
Autor/innen
Größbacher, Verena Hörtenhuber, Stefan J. Zollitsch, W.