Diesen Anteil hat aktueller und zukünftiger N-Dünger am CO2-Footprint des Hofs

Nach Aussage von Dr. Frank Brentrup, Senior Scientist bei Yara, erzeugt die Produktion einer Tonne Weizen rund 500 kg CO2-Äquivalente. Davon macht die Produktion von Mineraldünger etwas mehr als 200 kg CO2-Äquivalente aus. Die Anwendung und Umweltverluste des Düngers schlagen auch mit rund 200 kg CO2-Äquivalenten zu buche. Kalkung, Transport der Dünger und weitere Faktoren sind für das übrige Kohlendioxid verantwortlich. Die Anwendung von Stickstoffdüngern macht etwa 80 Prozent er Emissionen von Treibhausgasen im Pflanzenbau aus. 

Energieintensives Verfahren

Das geht auf die Produktion von Stickstoffdüngern mit Erdgas zurück, um Wasserstoff für die Haber-Bosch-Reaktion herzustellen. Aus dieser wiederum geht Harnstoff und Salpetersäure hervor. Aus diesen Grundstoffen entstehen dann Dünger wie Nitrate, KAS oder Harnstoff. 

Rund 3,5 t CO2 Äquivalente pro 1 t N entstehen bei der Produktion von Dünger in Europa. In Russland oder Amerika sind es rund 8 t CO2, in China mehr als 10 t. In Europa wird Gas als Energieträger verwendet und N20-Emissionen in der Herstellung werden weitgehend vermieden. In China kommt laut Brentrup vorwiegend Kohle statt Gas zum Einsatz. Das europäische Verfahren reduziert den CO2-Footprint pro Tonne Weizen von mehr als 500 kg auf weniger als 400 kg CO2. 

Eine zukünftige, grünere N-Düngerproduktion könnte auf der Elektrolyse von Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energien basieren. Bei diesem Verfahren fällt allerdings die Produktion von Harnstoff weg, da kein für die Synthese benötigtes CO2 frei wird, das üblicherweise durch die Verbrennung von Gas entsteht. Damit könnte der CO2-Footprint für 1 t Weizen auf weniger als 300 kg CO2 aus Stickstoffdüngung sinken. Eine Zwischenlösung zur Verbesserung des Carbon-Footprints könnte die Zwischenspeicherung von CO2 im Verfahren mit Erdgas sein, sodass dieses nicht in die Atmosphäre emittiert wird.
N-Effizienz ist der Schlüssel

Nach der Düngerausbringung entsteht durch die Hydrolyse von Harnstoff CO2. Bei Harnstoff und Ammonium kann sich Ammoniak verflüchtigen und später für N2O-Emissionen sorgen. Ammonium, Nitrat und organischer N unterliegen der Denitrifikation, bei der N₂O entsteht. Dies ist die erheblichste der Emissionen. Unter Sauerstoffmangel im Boden wird Nitrat von Mikroorganismen und Pilzen in N₂O- und N₂-Gas umgewandelt, die dann als Treibhausgas wirken. Rund 1 Prozent des ausgebrachten N entweichen als N₂O. Nach neuen Daten des IPCC wird unter trockenen Bedingungen mit 0,5 Prozent Verlust durch Nitrifikation gerechnet, unter nassen Bedingungen mit 1,6 Prozent durch Denitrifikation. In Deutschland beträgt der Verlust 0,6 Prozent, damit ist die Nitrifikation der vorherrschende Prozess.

Zu den direkten Emissionen, die 82 Prozent der Gesamtemissionen aus der Landwirtschaft ausmachen, trägt Mineraldünger zu 31 Prozent bei. Direkte Verluste betragen also 18 Prozent und stammen aus Ammoniak- und Nitratverlusten. Die N-Nutzungseffizienz ist der Schlüssel, um N2O-Emissionen zu reduzieren. Wird für dieselbe Erntemenge weniger Stickstoff ausgebracht, werden weniger Emissionen frei und die Effizienz der Düngung steigt.

Verlustarm düngen

Birgit Weyand, Produktentwicklerin nachhaltiger Düngekonzepte bei Yara, erklärte das Prinzip hinter, mit regenerativer Energie hergestelltem Dünger und Düngerversuchen. In Norwegen nimmt ab Mitte 2023 die erste Pilotanlage von Yara zur grünen Stickstoffproduktion ihre Arbeit auf. Weitere Analgene sind geplant. Über die Verwendung eines grünen Stickstoffdüngers kann nach Aussage von Weyand der CO2-Fußabdruck von Brot um rund 15 Prozent reduziert werden. Preisaufschläge für Brot mit Dünger aus Ökostrom sollen aber gering ausfallen. Nach ersten Kalkulationen belaufen sich die Mehrkosten für Brot durch regenerativ hergestellten N-Dünger auf ein bis zwei Prozent. 

Aktuell weist KAS die geringsten Ammoniakverluste von rund 1 Prozent auf. Harnstoff und AHL verlieren mehr Ammoniak. Sogar mit Urease-Hemmstoffen entweichen vier bis sechs Prozent des N als Ammoniak. Eine Düngung mit Schwefel kann die N-Effizienz steigern. In Versuchen von Yara steigerten Stickstoffdüngungen mit KAS und Schwefelgaben die Stickstoffnutzungseffizienz um acht bis 13 Prozent. Der Ertrag von Winterweizen und der Rohproteingehalt stiegen im Versuch. Je präziser der Stickstoffbedarf der Pflanze bekannt ist, desto effizienter kann gedüngt werden. Die Investition in ein N-Messgerät kann sich also lohnen. Alternativ gibt es auch Apps fürs Smartphone, die die Stickstoffversorgung einer Kultur abschaetzen koennen.