Mit Algen und Kuh-Toiletten die Umweltbilanz verbessern

In unmittelbarer Nachbarschaft Deutschlands soll in wenigen Jahren eine Regelung in Kraft treten, die bereits in vielen anderen Bereichen Anreize zur Vermeidung von Klimagasen setzt: eine Klimasteuer auf „Tierabgase“. So hat das dänische Parlament kürzlich beschlossen, ab 2030 eine Steuer auf Klimaemissionen aus der Nutztierhaltung einzuführen, die vor allem bei der Verdauung des Futters sowie der Lagerung von Dung und Gülle entstehen.

Emissionen aus der Nutztierhaltung sollen zurückgehen

Vor diesem Hintergrund ist die Frage wichtig, welche Maßnahmen zur Reduzierung dieser Emissionen erprobt und damit praxistauglich sind. „Insgesamt würde die Verringerung der Tierzahlen die Emissionen aus der Tierhaltung am besten reduzieren“, erklärt Rene´ Me´ite´, Hauptautor der Studie und Wissenschaftler am ZALF. „Allerdings verlieren damit viele Betriebe ihre Lebensgrundlage, weshalb es zusätzlich andere Lösungen braucht, um die Minderungsziele zu erreichen.“ Das Forschungsteam untersuchte daher die Umweltwirkungen von drei konkreten und vielversprechenden Maßnahmen in zwei Modell-Milchviehbetrieben in Deutschland:

1. Die Zugabe der Rotalge Asparagopsis als Futtermittelzusatz kann die Methanemissionen der Kühe erheblich reduzieren.
2. Die Verwendung einer Kuh-Toilette, die Urin und Kot trennt, verringert die Ammoniakemissionen in den Ställen.
3. Die Ansäuerung von Gülle zielt darauf ab, die Freisetzung von Ammoniak und Treibhausgasen bei der Ausbringung auf dem Feld zu minimieren.

Alle drei Maßnahmen tragen dazu bei, dass klimawirksame Ammoniak- und Treibhausgasemissionen gesenkt werden. Auch die Menge der Nährstoffe, die durch Regen aus mit Gülle oder Urin gedüngtem Ackerboden in tiefere Bodenschichten und in das Grundwasser gespült werden, die sogenannte Nährstoffauswaschung, kann so mit der Kuh-Toilette und der Gülleansäuerung gemindert werden. Das hat einen positiven Einfluss auf die Wasserqualität in der Agrarlandschaft und schützt die Biodiversität.

Weniger Nährstoffe sollen ins Grundwasser gelangen

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kombination dieser Maßnahmen das Potenzial hat, die Treibhausgasemissionen eines Betriebs um etwa 20 % bis 30 % zu senken, während auch weitere Umweltwirkungen, zum Beispiel eine mögliche Versauerung oder Eutrophierung von Gewässern und Böden, also ein Nährstoffüberschuss in der Umwelt, verringert werden kann“, erklärt Me´ite´. Die Studie hatte jedoch auch gezeigt, dass ein Betrieb, der nur eine der genannten Methoden nutzen würde, sich auf negative Wirkungen für seinen ökologischen Fußabdruck einstellen müsste. Denn bei der Kombination der Maßnahmen kommt es sehr auf das richtige Management an. „Ein steigender Energieaufwand ist jedoch auch bei der Kombination der Maßnahmen in Kauf zu nehmen. Der Nachhaltigkeitseffekt ist also dann besonders groß, wenn die Maßnahmen richtig kombiniert werden und der Hof erneuerbare Energie verbraucht.“

Rotalge reduziert die Methanbildung bei den Kühen

Methan, das zu großen Teilen bei der Verdauung von Wiederkäuern freigesetzt wird, ist ein besonders potentes Treibhausgas. Es bleibt zwar nicht so lange in der Atmosphäre wie CO2, ist aber um ein Vielfaches klimawirksamer als Kohlendioxid. Wenn die Rotalge Asparagopsis Milchkühen zugefüttert wird, hilft sie aufgrund ihres hohen Gehalts an Bromoform, die Methanproduktion aus der Verdauung zu reduzieren. Erste Betriebe werden seit diesem Jahr in Australien mit der Alge beliefert.

Kuh-Toiletten und Gülleansäuerung schützen das Klima

Die Kuh-Toilette ist erst seit wenigen Jahren auf dem Markt, wird aber in der Landwirtschaft noch wenig eingesetzt. Sie trennt den Urin und Kot während der Ausscheidung. Der Urin enthält hohe Mengen an Ammoniumstickstoff. Dieser kann in der Landwirtschaft als Ersatz für mineralischen Dünger eingesetzt werden. Die Trennung des Urins verhindert vor allem die Ammoniakbildung im Stall. Die Ansäuerung von Gülle, also die Zugabe von Schwefelsäure zu Kot und Urin von Kühen, verringert Ammoniak- und Methanemissionen bei der Ausbringung auf die Felder. Durch die geringere Ammoniakbildung verbleibt mehr Stickstoff in der Gülle, wodurch eine höhere Düngewirkung erzielt werden kann und weniger Gülle ausgebracht werden muss. Das wiederrum reduziert die Gefahr der Nährstoffauswaschung aus dem Boden. Diese Technik wird bereits seit über 10 Jahren in den Niederlanden und Belgien angewandt, ist aber in Deutschland aufgrund rechtlicher Vorgaben nicht uneingeschränkt nutzbar und daher hierzulande noch wenig verbreitet.

Effizienz und Wechselwirkungen im Fokus

Da die drei Maßnahmen in der EU bisher kaum etabliert seien oder sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase befänden, fehlten bisher verlässliche Aussagen über deren Klimawirkung in Milchviehbetrieben, argumentieren die Autorinnen und Autoren. Solche Ergebnisse seien jedoch wichtig, um die Reduktionspotenziale der Maßnahmen bewerten zu können und vor allem auch mögliche negative Effekte auf die Umwelt aufzudecken.

Um die Ergebnisse zu erhalten, nutzte das Forschungsteam das Verfahren der Ökobilanzierung (Life Cycle Assessment) und bewertete neben den Treibhausgasen auch das Potenzial zur Eutrophierung, also die unerwünschte Zunahme von Nährstoffen in einem Gewässer, die Versauerung und den Energieverbrauch. In ihrer Studie modellierten und verglichen die Forschenden die Umweltwirkungen der Maßnahmen einzeln und kombiniert in zwei Milchviehbetrieben, die auf Grundlage von Daten aus den Bundesländern Niedersachsen und Brandenburg erstellt wurden. Zukünftige Forschung sollte die Effizienz dieser Maßnahmen unter verschiedenen landwirtschaftlichen Bedingungen testen und ihre wirtschaftliche Tragfähigkeit bewerten.