Mit der richtigen Technik zu weniger Emissionen

Feinstaubbelastung durch Ammoniak

Bis zum Jahr 2030 muss Deutschland laut EU-Richtlinie seine Ammoniak-Emissionen um 29 Prozent im Vergleich zum Jahr 2005 reduzieren. Das Problem dabei: Derzeit steigen die Emissionen eher, als dass sie sinken. Als einer der größten Verursacher hierfür wird die Landwirtschaft verantwortlich gemacht. In diesem Jahr legt das Bundesumweltministerium einen Luftreinhalteplan vor, in dem es verschiedenen Wirtschaftsbereichen vorgibt, was zu tun ist, um die Feinstaubbelastung durch Ammoniak einzudämmen. Die Techniken hierfür stehen bereit. In der Tierhaltung und im Ackerbau sind damit sehr gute Voraussetzungen für eine erfolgreiche Minderung gegeben.

Bild: shutterstock_304885865

So gelangt das Ammoniak dorthin, wo er hingehört: direkt in den Boden

Ammoniakminderung in der Tierhaltung

Die Ammoniakkonzentration in der unbehandelten Abluft von Ställen ist in der Tierhaltung mit bis zu 21 mg/m3 bei der Geflügelhaltung und bis zu 28 mg/m3 bei der Schweinehaltung im Vergleich zu anderen Gasen gering. Ursächlich für diese „niedrigen“ Konzentrationen sind die dem Tierwohl geschuldeten hohen Luftwechselraten. Gemeint ist hiermit das Verhältnis von Luftzufuhr zu Raumvolumen. So entstehen trotz der niedrigen Konzentrationen enorme Mengen, die nach dem Stand der Technik zurückgehalten werden können.

Es gibt verschiedene technische Lösungsmöglichkeiten zur Minderung von Ammoniakemissionen aus der Intensivtierhaltung. Ein dem Stand der Technik entsprechendes Verfahren ist die Kombination von Gaswäscher und Biofilter, die eine Minderung der Ammoniakmengen von mindestens 70 Prozent erreicht. Gaswäscher sind Apparate, in denen eine Waschflüssigkeit – häufig Wasser und gegebenenfalls noch zugesetzte Chemikalien – zerstäubt wird und mit der zu reinigenden Abluft in Kontakt gebracht.

Bild: Christoph Sager

Schornstein für Abluft aus dem Stall

Auch Biorieselbettreaktoren, ebenso wie Biofilter biologisch arbeitende Reaktoren zur Reinigung von Abluft und Abgasen, sind eine entsprechende technische Lösung zur Minderung. Bereits vorher kann durch eine an den Bedarf der Tiere angepasste Fütterung die Stickstoffausscheidung – und somit die Ammoniakbildung – um bis zu 20 Prozent gesenkt werden. Dabei wird der tatsächliche Stickstoffbedarf der Tiere in der jeweiligen Lebensphase berücksichtigt. So benötigen beispielsweise Mastschweine zu Anfang der Mast andere Futtermischungen als in deren Endphase.

Bild: Christoph Sager

Die Fütterung ist bedeutsam bei der Stickstoffausscheidung der Tiere.

Bei der Lagerung von Gülle entspricht die Abdeckung der Lagerbehälter und die Behandlung der entstehenden Abluft mit den weiter oben beschriebenen Maßnahmen dem Stand der Technik.

Diese Techniken zur Minderung von Ammoniakemissionen aus der Intensivtierhaltung werden in den Richtlinien VDI 3477, VDI 3478 Blatt 2 und VDI 3894 Blatt 1 beschrieben.

Ammoniak im Ackerbau

Im Ackerbau kann Ammoniumstickstoff als essentieller Pflanzennährstoff ein umweltschonender Ersatz für Mineraldünger sein. Die Ammoniakemissionen, die beim Düngen in die Luft geraten, gilt es allerdings zu minimieren. Die Nährstoffe müssen so ausgebracht werden, dass sie dann verfügbar werden, wenn die Pflanzen sie benötigen. Gleichzeitig muss der Boden in der Lage sein, die Gülle aufzunehmen. Nichtanwendungszeitspannen wurden durch die neue Düngeverordnung vom Mai 2017 gesetzlich bis zu einem halben Jahr verlängert. Das Zeitfenster zur Ausbringung erstreckt sich im Wesentlichen auf das Frühjahr. Um die Zeitspannen, in denen nicht gedüngt werden darf, einzuhalten, wurde eine Mindestlagerkapazität gesetzlich vereinbart. Grundsätzlich darf Gülle innerhalb der Sperrfrist nicht auf den Flächen verteilt werden.

Bei Breitverteilung auf die Fläche kann je nach Witterung bereits in wenigen Stunden der Stickstoff (in Form von Ammoniak) fast vollständig in die Luft verloren gehen. Diese Ausbringungsart ist daher seit Januar 2016 verboten. Um die Ausgasung von Stickstoff (als Ammoniak) und damit auch die Nährstoffverluste einzuschränken, schreibt der Gesetzgeber seit 2017 vor, dass Gülle auf nicht mit Kulturpflanzen bewachsenen Flächen spätestens vier Stunden nach dem Ausbringen in den Boden eingearbeitet sein muss. Als Nebeneffekt der schnellen Einarbeitung wird die Geruchsbelästigung stark reduziert. Die Einarbeitung kann mit verschiedenen Bodenbearbeitungsgeräten durchgeführt werden. Es gibt allerdings auch Gülleverteilgeräte, die die Gülle schon direkt beim Ausbringen in den Boden bringen. Werden solche (Injektor)-Geräte verwendet, muss nicht extra nachbearbeitet werden. Mit dem Verfahren Nahinfrarotspektroskopie-Sensoren (NIRS) können die Nährstoffe der Gülle in Echtzeit bestimmt und damit die ausgebrachten Mengen exakter dosiert und dokumentiert werden.

Autor: Dr. Christoph Sager
Position im VDI: Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der VDI/DIN-Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) – Normenausschuss. Betreuung von Richtlinienprojekten zu den Themenschwerpunkten „Abgasreinigung und Emissionsminderung“.

 

Autor: Dr. Andrdr-andreas-herrmanneas Hermann
Position beim VDI: Technisch-wissenschaftlicher Mitarbeiter
Aufgaben beim VDI: Ansprechpartner Fachbereich Max-Eyth-Gesellschaft Agrartechnik

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4 Gedanken zu “Feinstaubbelastung durch Ammoniak

  1. Herzlichen Dank erst einmal für den tollen Beitrag! Feinstaub ist etwas, was man definitiv nicht unterschätzen sollte. Was ich aber gut finde ist, dass man sich für die Zukunft bestimmte Ziele setzt und diese verfolgt. Das heißt, dass man langfristig denkt und nur so kann man auch etwas bewirken.

    Da ist es eben schade, wenn die Emissionen derzeit eher steigen, anstatt zu sinken. So kommt man natürlich nicht an das Ziel. Wie man hier sieht, sind auch Betriebe verantwortlich. Bei meiner alten Firma (Landwirtschaft), haben wir und auch mal von der Firma Carbotech in Sachen Fachbauplanung ( https://carbotech.ch/dienstleistungen/fachbauplanung-fachbauleitung
    ) informieren lassen. Das hat schon viel gebracht. Oft muss man nur genau wissen, was zu tun ist und dann klappt es auch. Daher ist die Aufklärung der Betriebe so wichtig.

  2. Herzlichen Dank erst einmal für den tollen Beitrag! Feinstaub ist etwas, was man definitiv nicht unterschätzen sollte. Was ich aber gut finde ist, dass man sich für die Zukunft bestimmte Ziele setzt und diese verfolgt. Das heißt, dass man langfristig denkt und nur so kann man auch etwas bewirken.

    Da ist es eben schade, wenn die Emissionen derzeit eher steigen, anstatt zu sinken. So kommt man natürlich nicht an das Ziel. Wie man hier sieht, sind auch Betriebe verantwortlich. Bei meiner alten Firma (Landwirtschaft), haben wir und auch mal von der Firma Carbotech https://carbotech.ch/dienstleistungen/fachbauplanung-fachbauleitung/ in Sachen Fachbauplanung informieren lassen. Das hat schon viel gebracht. Oft muss man nur genau wissen, was zu tun ist und dann klappt es auch. Daher ist die Aufklärung der Betriebe so wichtig.

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