Additiv reduziert Methan bei der Langzeitlagerung von Milchvieh- und Mastschweinegülle

Die Nutztierhaltung produziert große Mengen an Treibhausgasen, vor allem Methan, das besonders klimaschädlich ist. Unter anderem entweicht sie bei der Lagerung tierischer Exkremente, der Gülle. Eine Studie der Universität Bonn zeigt nun, dass Methanemissionen mit einfachen und kostengünstigen Mitteln um 99 % reduziert werden können. Die Methode könnte einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten. Die Ergebnisse wurden jetzt im Fachblatt veröffentlicht Abfallwirtschaft.

Treibhausgase wirken wie eine Fensterglasschicht in der Atmosphäre: Sie verhindern, dass Wärme von der Erdoberfläche ins All abgestrahlt wird. Methan tut das 28-mal so gut wie Kohlendioxid – es ist (um im Bild zu bleiben) eine Art unsichtbare Doppelverglasung.

In den letzten 200 Jahren hat sich die Methankonzentration in der Atmosphäre mehr als verdoppelt. Dies ist hauptsächlich auf den menschlichen Fleischkonsum zurückzuführen. Zum einen produzieren Kühe und andere Wiederkäuer bei der Verdauung Methan. Eine weitere wichtige Quelle sind die Exkremente der Tiere. „Ein Drittel des weltweit vom Menschen verursachten Methans stammt von Nutztieren“, erklärt Felix Holtkamp, ​​der am Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz INRES der Universität Bonn promoviert. „Es wird geschätzt, dass bis zu 50 % davon aus Fermentationsprozessen in der Gülle stammen.“

Forscher auf der ganzen Welt suchen daher nach Möglichkeiten, diese Prozesse zu unterdrücken. Holtkamp, ​​sein wissenschaftlicher Betreuer Dr. Manfred Trimborn vom Institut für Landtechnik der Universität Bonn und Dr. Joachim Clemens vom Düngemittelhersteller SF-Soepenberg GmbH haben nun eine vielversprechende Lösung für das Problem vorgestellt. „Wir haben Gülle eines landwirtschaftlichen Betriebes im Labor mit Kalkstickstoff kombiniert, einer Chemikalie, die seit mehr als 100 Jahren als Dünger in der Landwirtschaft verwendet wird“, sagt Holtkamp. „Dadurch kam die Methanproduktion fast vollständig zum Erliegen.“

Emissionen um 99 % gesunken

Insgesamt sanken die Emissionen um 99 %. Dieser Effekt setzte knapp eine Stunde nach der Zugabe ein und hielt ein halbes Jahr später bis zum Versuchsende an. Wichtig ist die lange Wirksamkeit, denn Gülle wird nicht einfach entsorgt. Vielmehr wird es bis zum Beginn der folgenden Vegetationsperiode gelagert und dann als wertvoller Dünger auf den Feldern ausgebracht. Monatelange Lagerungen sind daher durchaus üblich.

Während dieser Zeit wird die Gülle von Bakterien und Pilzen umgewandelt: Sie zerlegen unverdaute organische Stoffe in immer kleinere Moleküle. Am Ende dieser Prozesse entsteht Methan. „Kalkstickstoff unterbricht diese Kette chemischer Umwandlungen, und zwar gleichzeitig an verschiedenen Stellen, wie wir in der chemischen Analyse der entsprechend behandelten Gülle sehen konnten“, erklärt Holtkamp. „Die Substanz unterdrückt den mikrobiellen Abbau von kurzkettigen Fettsäuren, einem Zwischenprodukt in der Kette, und deren Umwandlung in Methan. Wie genau das passiert, ist noch unbekannt.“

Doch der Stoff hat noch weitere Vorteile: Er reichert die Gülle mit Stickstoff an und verbessert so deren Düngewirkung. Außerdem verhindert es die Bildung sogenannter Schwimmschichten – das sind Ablagerungen organischer Stoffe, die auf der Gülle eine feste Kruste bilden und den Gasaustausch behindern. Diese Kruste muss in der Regel regelmäßig aufgebrochen und untergerührt werden.

Auch für die Tiere selbst hat das Verfahren Vorteile: Sie werden oft auf sogenannten Spaltenböden gehalten. Ihre Exkremente fallen durch Öffnungen im Boden in einen großen Behälter. Durch die mikrobielle Umwandlung schäumt das Stuhl-Urin-Gemisch mit der Zeit auf und steigt durch die Zwischenräume wieder auf. „Die Tiere stehen dann in ihren eigenen Exkrementen“, sagt Holtkamp. „Calciumcyanamid stoppt dieses Schäumen.“ Auch die Kosten sind überschaubar – sie liegen bei etwa 0,3 bis 0,5 Cent pro Liter Milch für die Rinderhaltung.

Das „Reinheitsgebot“ der Aufschlämmung verbietet derzeit die Verwendung

Unklar ist noch, wie sich das Verfahren auf die Freisetzung von Ammoniak aus der Gülle auswirkt. Ammoniak ist ein giftiges Gas, das zwar selbst nicht klimaschädlich ist, sich aber in gefährliche Treibhausgase umwandeln kann. „Wir haben erste Hinweise, dass auch die Ammoniakmenge langfristig reduziert wird“, sagt Dr. Manfred Trimborn vom Institut für Agrartechnik der Universität Bonn. „Das können wir zum jetzigen Zeitpunkt aber noch nicht mit Sicherheit sagen.“

In Deutschland verhindert derzeit ein Umweltgesetz den Zusatz von Kalkstickstoff: Für konventionell gelagerte Gülle gilt derzeit ein strenges Reinheitsgebot.