Wohin mit dem Geflügelmist?

Vergleichende Verwertung von Geflügelmist

Die Produktion von Masthähnchen hat sich in den letzten 20 Jahren verdoppelt. Weltweit werden jährlich mehr als 70 Milliarden Tiere geschlachtet, Tendenz steigend. Mit der Zahl der Tiere steigt auch die Menge des anfallenden Dungs. Geflügelmist besteht aus Ausscheidungen, Federn und Einstreu, ist reich an Nährstoffen und wird als Wirtschaftsdünger in der Landwirtschaft geschätzt. Der hohe Stickstoffgehalt und die vergleichsweise rasche Mineralisierung können jedoch Stickstoffeinträge ins Grundwasser und erhebliche Schadgas- und Treibhausgasemissionen verursachen. Insbesondere durch Ammoniak, Methan, und Lachgas. Möglichkeiten einer klima- und umweltfreundlichen und zugleich wirtschaftlichen Verwertung von Geflügelmist werden daher immer wichtiger.

Vier mögliche Verwertungspfade

Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam haben vier verschiedene Behandlungen von Dung aus der Hähnchenmast und die nachfolgende Ausbringung auf das Feld untersucht. Im Fokus stand die Bewertung der direkten undindirekten Treibhausgasemissionen. Neben der Lagerung und nachfolgenden Ausbringung, wurde der Dung kompostiert, in einer Biogasanlage anaerob vergoren und als Biomassequelle für die Produktion von Biokohle geprüft.

Die bisherigen Daten zeigten große Unterschiede durch Managemententscheidungen, wie der Dauer der Lagerung, oder Schätzungen auf nationaler Ebene. Lokale Gegebenheiten können davon noch einmal abweichen, begründet ATB-Wissenschaftler Dr. Ulrich Kreidenweis. Daher hat er für die vier Verwertungspfade ein neues Berechnungsmodell genutzt.

Biogas

Die Biogaserzeugung aus Geflügeldung ist nach Auswertung der Studie mit den geringsten Treibhausgasemissionen verbunden. Grund sind die Substitution von Mineraldünger und die Produktion von Strom: Die anaerobe Vergärung nutzt das im Dung enthaltene energetische Potenzial zur Erzeugung von Wärme und Elektrizität und reduziert zudem die Lachgasemissionen während der Vergärung im geschlossenen System. Der Gärrest ergibt einen wertvollen Dünger, der noch immer den größten Teil des Stickstoffs enthält.

Für niedrige Emissionswerte muss die Biogasproduktion gut gesteuert werden muss. „Gärreste sollten unbedingt in einem geschlossenen Tank gelagert werden. Auch müssen Lecks in Gasspeichern und unvollständige Verbrennung im Blockheizkraftwerk verhindert werden, um Methanemissionen so gering wie möglich zu halten“, gibt Dr. Ulrich Kreidenweis zu Bedenken. „Hohe Methanverluste durch Undichtigkeiten können den Vorteil der Biogasproduktion teilweise zunichtemachen.“

Biokohle

Als zweitbeste Option erwies sich die Produktion von Biokohle durch Pyrolyse und die anschließende Ausbringung auf dem Feld. Bei der Verkohlung von Biomasse wird ein Teil des Kohlenstoffs langfristig in Form der Biokohle gebunden und im Boden angereichert. Dadurch werden CO₂-Emissionen vermieden. Dieser Effekt plus geringe Methanemissionen während der Produktion gleichen Nährstoffverluste und die damit einhergehende geringere Düngewirkung in Hinblick auf die Klimabilanz aus. Allerdings konnten diese Berechnungen nicht mit Praxisdaten durchgeführt werden. Hier sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, insbesondere um die Emissionen aus der Zersetzung von Biokohle über lange Zeithorizonte zuverlässiger berechnen zu können.

Kompostierung und Lagerung

Hinsichtlich der Klimabilanz erwies sich die Kompostierung als ungünstigste Option. Im Unterschied zur einfachen Lagerung bewirkt das mehrfache Wenden des Komposts höhere Emissionen, hauptsächlich durch Verluste an Stickstoffverbindungen.

Fazit

„Für die Nutzungsoption Biogas hat unser Vergleich sehr robuste Ergebnisse geliefert“, resümiert Dr. Ulrich Kreidenweis. „Im Fall der Kompostierung haben wir aber gesehen, dass die Wahl der Berechnungsmethode teilweise einen größeren Einfluss auf die Ergebnisse hatte als beispielsweise die Frage, ob der Kompost nur kurz oder über eine weite Strecke transportiert wird. Um in solchen Fällen gesicherte Erkenntnisse über die Klimabilanz zu gewinnen sind weitere Feldversuche nötig, die uns dabei helfen den Einfluss lokaler Bedingungen zu verstehen und so die Unsicherheiten verringern.

Lesestoff:

Kreidenweis, U. et al.; (2020): Greenhouse gas emissions from broiler manure treatment options are lowest in well-managed biogas production. Journal of Cleaner Production. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124969

Helene Foltan (ATB); roRo / Foto: Ulrich Stollberg (ATB)