Weniger Ammoniak im Stall

Die neue TA Luft ist seit Dezember in Kraft. Sie schreibt u.a. vor, dass BImSch-Betriebe in den nächsten Jahren ihren Ammoniakausstoß um mindestens 40% senken müssen. Auch viele Schweinebetriebe mit mehr als 1.500 Mast- bzw. 560 Sauenplätzen sind betroffen. Berechnungen zeigen, dass eine sehr stark nährstoffreduzierte Fütterung rund die Hälfte der notwendigen Ammoniakeinsparung beitragen kann. Für die weiteren Einsparungen sind möglichst kostengünstige Systeme gefragt. Ein Fokus liegt auf der Gülle. Denn sie ist u.a. der Ausgangspunkt für die Bildung von Ammoniak. Ein Ansatz ist, den pH-Wert der Gülle durch den Zusatz einer starken Säure herabzusetzen.
Die TA Luft lässt die Gülleansäuerung als Verfahren zur Emissionsminderung zu. Die pH-Wertabsenkung sorgt dafür, dass sich die Stickstofffraktion der Gülle stark Richtung Ammonium verschiebt. Im Gegenzug liegt kaum noch freies Ammoniak vor, das gasförmig entweichen könnte. Generell kann die Gülle im Stall, im Lager oder bei der Ausbringung angesäuert werden. Letzteres wird in Deutschland in einigen Regionen praktiziert. Hingegen ist die stallinterne Ansäuerung aufgrund der Rechtslage kaum verbreitet. Vorreiter bei der Gülleansäuerung im Stall ist Dänemark. Die Herausforderung besteht darin, die Säure so in die Gülle zu bringen, dass sie effektiv wirkt aber Mensch und Tier nicht gefährdet.

Projekt an Uni Bonn

Hierzu hat die Uni Bonn im Herbst 2018 das Projekt „SAFT“ mit den Unternehmen Hölscher+Leuschner und SF Soepenberg gestartet. Die auf dreieinhalb Jahre angelegten Versuche laufen im Maststall des Campus Frankenforst der Uni Bonn und werden durch das Bundeslandwirtschaftsministerium gefördert. Bei der Nachrüstanlage erfolgt die Gülleansäuerung in einem Prozessbehälter aus Edelstahl außerhalb des Tierbereiches. Mindestens zweimal wöchentlich pumpt die Anlage die Gülle aus den Kanälen des Versuchsabteils in den 750 l-Prozessbehälter. Dort wird sie gerührt und der pH-Wert mithilfe einer Sonde erfasst. Abhängig vom Ausgangswert gibt die Anlage automatisch hochkonzentrierte Schwefelsäure (96%) hinzu, bis der Ziel-pH-Wert erreicht ist. Nach der Ansäuerung pumpt sie die Gülle in den Kanal zurück. Auf diese Weise wird der pH-Wert im Güllekanal auf 5,5 gehalten. Um eine größtmögliche Sicherheit beim Umgang mit der hochkonzentrierten Säure zu garantieren, wurden verschiedene Vorkehrungen getroffen. Im Gegensatz zur Gülleansäuerung bei der Ausbringung ist bei dieser Technik keine Fortbildung für Gefahrguttransporte notwendig. Am Aufstellort der Anlage muss aber eine Personen- und Augendusche vorhanden sein.

40 % weniger Ammoniak

Bislang liegen Daten aus vier Durchgängen vor. Sie belegen im Mittel eine Verminderung der Ammoniakemissionen um gut 40%. Die Methanemissionen gingen um 67% zurück. Die Geruchsbeurteilung zeigte keine Unterschiede. Abschließend erfolgte eine Kostenanalyse. Diese basiert auf der Nachrüstung der Technik im 2000er-Maststall. Die Festkosten enthalten die Technik zur Ansäuerung sowie einen Schutzanstrich der Güllekanäle mit Polyurea. Beim Neubau wäre der Schutzanstrich bei entsprechender Betongüte verzichtbar.
Bei den variablen Kosten fallen insbesondere die Aufwendungen für Säure und Strom ins Gewicht. Sie machen gut 50% der Gesamtkosten aus. Wobei im Versuch rund 17 kg Schwefelsäure pro Kubikmeter Gülle verbraucht wurden. In die Kalkulation flossen zudem die Mehrarbeit sowie ein erhöhter Kalkbedarf auf den Ackerflächen aufgrund des geringeren pH-Wertes der Gülle ein. Gegengerechnet wurde ein höherer Düngewert der Gülle, der auf dem gesteigerten Ammonium- und Schwefelanteil basiert. Mögliche Leistungsverbesserungen bei den Tieren aufgrund der besseren Stallluft blieben außen vor.

Gut 12 € Kosten je Mastplatz

Bei 2,8 Umtrieben kostete die Ansäuerung gut 12,20 € je Mastplatz. Das System ist damit deutlich günstiger als ein Abluftfilter. Doch erreicht die Ansäuerung nur Exkremente im Güllekanal. Emissionen aufgrund verschmutzter Buchten kann das System im Gegensatz zur Abluftreinigung nicht mindern. Wichtig ist zudem: Derzeit ist die Lagerung von angesäuerter Gülle nur in doppelwandigen Kanälen zulässig. Der Gesetzgeber plant aber eine Erleichterung, sodass die Technik künftig hoffentlich auch bei üblichen Güllekanälen nachgerüstet werden kann.
Aufgrund der guten Erfahrungen soll die vorgestellte Ansäuerungstechnik in Kürze in einem Praxisbetrieb mit rund 2000 Mastplätzen zur weiteren Erprobung eingebaut werden.

Die Kosten liegen bei gut 12 € je Mastplatz.

Fazit

• Die Gülleansäuerung konnte in Versuchen 40 % NH₃ einsparen.
• Mit gut 12 €/Mastplatz ist die Ansäuerung noch bezahlbar.
• Die neue Technik erleichtert den Umgang mit der Säure.

Die Studienleiter: Prof. Wolfgang Büscher und Veronika Overmeyer, Uni Bonn.