Ansäuerung von Gülle zur Reduzierung von Ammoniak- und Methanemissionen

In die Umwelt freigesetztes Ammoniak ist ein großes Problem. Die Landwirtschaft gilt als größter Verursacher – sie ist für 95 Prozent dieser Emissionen in Deutschland verantwortlich. Das farblose, beißende Gas ist in höheren Konzentrationen giftig. Außerdem kann es zur Eutrophierung von Gewässern beitragen und durch Reaktion mit anderen Luftschadstoffen Feinstaub bilden.

Als besonders problematisch gilt seine Umwandlung in Lachgas, ein Treibhausgas, das etwa 300-mal klimaschädlicher ist als Kohlendioxid. Lachgas trägt schätzungsweise rund zehn Prozent zur Erderwärmung bei.

Die EU erlegt ihren Mitgliedsstaaten daher nun nationale Emissionsgrenzwerte für Ammoniak auf. Doch wie lassen sich diese erreichen, ohne dass Landwirte extrem kostspielige Neu- oder Umbauten ihrer Stallungen durchführen müssen?

„Wir haben in den vergangenen drei Jahren eine Technologie getestet, mit der sich bestehende Ställe nachrüsten lassen“, erklärt Dr. Veronika Overmeyer vom Institut für Landtechnik (ILT) der Universität Bonn.

Angesäuerte Gülle für saubere Luft

Gemeinsam mit ihren Projektpartnern, den Firmen SF-Soepenberg und Hölscher + Leuschner, nutzten die Forscher dafür ein bewährtes Verfahren: die Ansäuerung von Gülle mit Schwefelsäure. Schweine und Rinder werden oft auf sogenannten Spaltenböden gehalten. Ihre Exkremente fallen durch Schlitze im Boden in die darunter liegende Güllerinne. Dort werden sie gelagert, bis sie zu Beginn der nächsten Vegetationsperiode als Dünger eingesetzt werden.

„Aus dem Kot-Urin-Gemisch wird kontinuierlich Ammoniak freigesetzt“, sagt Overmeyer. „Durch die Zugabe von Säure liegt Ammoniak als Ammonium vor, das nicht gasförmig entweichen kann und somit in der Gülle verbleibt.“ Dieser Mechanismus ist seit langem bekannt. In Deutschland beispielsweise wird der Gülle teilweise schon bei der Ausbringung auf den Feldern Säure zugesetzt. Die im Stall oder bei der Güllelagerung auftretenden Ausgasungen werden dadurch jedoch nicht kontrolliert.

Das Ansäuern der Exkremente direkt im Güllekanal kann unter Umständen gefährlich sein, da giftiger Schwefelwasserstoff entstehen kann. „Deshalb haben wir diesen Prozess aus dem Stall verlegt“, betont Overmeyer: „Alle paar Tage pumpen wir die Gülle in ein spezielles Rührwerk, wo sie mit Schwefelsäure vermischt wird. Die frisch angesäuerte Gülle wird dann wieder in die Gülle gepumpt Kanal.“

Dadurch kann es weiterhin im Stall gelagert werden, während gleichzeitig die Ammoniakemissionen reduziert werden. Diese sanken in der Studie um knapp 40 Prozent. Wird das Verfahren optimiert, sind sogar Werte von über 60 Prozent denkbar. Auch die Ammoniakemissionen aus der Düngung mit der vorbehandelten Gülle sind deutlich geringer. Da die angesäuerte Gülle außerdem höhere Mengen an Stickstoff und Schwefel als normal enthält, hat sie eine noch bessere Düngewirkung.

Gute Nachrichten für das Klima

Eine weitere Beobachtung war ebenfalls unerwartet: Die Versauerung unterdrückte auch die Bildung von Methan, einem sehr starken Treibhausgas. 10 bis 15 Prozent des künstlichen Methans stammen aus der Güllelagerung. „Mit unserer Methode konnten wir die Methanemissionen um zwei Drittel reduzieren“, erklärt Prof. Dr. Wolfgang Büscher vom ILT, der die Studie betreut hat. „Also schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe.“

Die Nachrüstung gibt es nicht umsonst. Im Vergleich zu kostspieligen Umbauten oder sogar Neubauten ist es jedoch vergleichsweise günstig, mit zusätzlichen Vorteilen für den Landwirt in Form einer verbesserten Düngung. Allerdings scheitert die Lösung derzeit an der deutschen Gesetzeslage. Diese besagt, dass die Zugabe von Säure zu gelagerter Gülle nur zulässig ist, wenn der Güllekanal zuvor mit einer Spezialfolie verschlossen wurde.

„Das macht die Nachrüstung deutlich teurer“, sagt Overmeyer. „Untersuchungen zeigen jedoch, dass diese Maßnahme nicht notwendig ist, denn trotz des etwas niedrigeren pH-Wertes in der Gülle verschleißen die Wände der Güllekanäle nicht wesentlich schneller.“

Ihre Hoffnungen ruhen nun auf einem neuen Gesetzentwurf, der die Abschaffung der gesetzlichen Siegelpflicht vorsieht. Diese liegt jedoch seit Jahren auf dem Tisch und ist noch nicht gesetzlich verankert. „Das finde ich etwas ärgerlich“, sagt Overmeyer: „Auf der einen Seite erwarten wir von den Landwirten mehr Umweltfreundlichkeit, auf der anderen Seite legen wir ihnen Steine ​​in den Weg.“

Für ihre Studie hat sie anderthalb Jahre lang zwei Mastschweineställe (mit und ohne Gülleansäuerung) an der Lehr- und Forschungsstation der Landwirtschaftlichen Fakultät verglichen. „Langzeitstudien dieser Art sind eine Seltenheit, weil sie so kostspielig sind“, betont ihr Doktorvater Prof. Büscher. „Mit dem Campus Frankenforst haben wir eine der wenigen Einrichtungen hierzulande, wo das überhaupt möglich ist.“

Die Studie erscheint im Zeitschrift für Umweltmanagement.