Bernhard Osterburg und Claus Rösemann, Thünen-Institut
Die Richtlinie 2001/81/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 23. Oktober 2001 über nationale Emissionshöchstmengen für bestimmte Luftschadstoffe („NEC-Richtlinie“) schreibt Ziele für die Senkung von Luftschadstoffen bis zum Jahr 2010 vor.
Unter anderem sollen die Ammoniakemissionen in Deutschland ab dem Zieljahr 2010 auf unter 550.000 t bzw. 550 kt im Jahr gesenkt werden. Ammoniakemissionen ziehen die Versauerung und Eutrophierung empfindlicher Lebensräume nach sich, weiterhin tragen sie zur Bildung von Feinstaub bei.
In Abbildung A2.9 wird die Entwicklung der NH3-Emissionen von 1990 bis 2010 dargestellt. Die Emissionsobergrenze von 550 kt wurde im Jahr 2010 mit 547 kt knapp unterschritten, davon stammten 513 kt bzw. 95 % der gesamten NH3-Emissionen aus der Landwirtschaft. Aufgrund des großen Anteils an den Gesamtemissionen ist das Minderungsziel ohne einen erheblichen Beitrag der Landwirtschaft nicht zu erreichen.
Der Minderung von Ammoniakemissionen aus der Landwirtschaft kommt deshalb eine hohe Priorität zu.
Quelle: Eigene Darstellung auf Basis von Haenel et al. (2012) und UBA (2011).
Auf die Tierhaltung entfielen im Jahr 2010 450 kt bzw. 83 % der gesamten NH3 -Emissionen. Etwa 60 % der landwirtschaftlichen Emissionen stammen aus der Rinder-haltung, knapp 25 % aus der Schweinehaltung. Die Emissionsberechnungen beziehen die Ergebnisse der agrarstatistischen Erhebungen im Rahmen der Agrarstrukturerhebung im Mai 2010 zu Stall- und Weidehaltung sowie Güllelagerung und der Sondererhebung zum Wirtschaftsdüngermanagement im Mai 2011 ein. NH3-Emissionen aus Biogas-Gärreste pflanzlicher Herkunft sind bei diesen Zahlen noch nicht berücksichtigt.
Der Rückgang der NH3-Emissionen seit 1990 lässt sich vor allem durch die Entwicklung der Tierbestände erklären. Gegenüber 1990 hat vor allem der Rinderbestand deutlich abgenommen, etwas weniger stark der Schweinebestand (vgl. Abb. A2.10). Zu Beginn der 90er Jahre haben die strukturellen Veränderungen im Osten Deutschlands zu einem starken Rückgang der Tierbestände geführt. Während die Schweinebestände im Jahr 2010 ungefähr auf gleichem Niveau wie 1991-1993 lagen, hat der Rinderbestand im gesamten Zeitraum bis 2010 kontinuierlich abgenommen. Ursache ist vor allem die Verkleinerung des Milchkuhbestands einschließlich der Nachzucht im Zuge der Milchleistungs-steigerung. Die Geflügelzahlen stiegen trotz Käfigverbots für Legehennen deutlich an.
Geflügel verursacht aber nur einen kleineren Teil der Emissionen. Die NH3-Emissionen sind auch durch ein verbessertes Wirtschaftsdüngermanagement zurückgegangen, etwa durch Abdeckung von Güllelagern, emissionsarme Ausbringungstechnik und schnellere Gülleeinarbeitung auf unbestelltem Ackerland.
Abbildung A2.10: Entwicklung der Tierzahlen in Prozent von 1990
50%
Quelle: Eigene Darstellung auf Basis von Haenel et al. (2012).
Die NH3-Emissionen aus der Mineraldüngung lagen in 2010 besonders niedrig, da der Harnstoffabsatz sehr gering ausgefallen ist (vgl. Abb. A2.11). Auch die N-Mineraldüngermenge insgesamt lag im Vergleich zu den Vorjahren niedrig. Die NH3
-Emissionen aus dem Mineraldüngereinsatz hängen weniger von der absoluten N-Menge als von der Düngerart ab. Harnstoff weist hohe NH3-Emissionsfaktoren auf und verursacht daher den Großteil der NH3-Emissionen aus Mineraldüngung. Da der Harnstoffeinsatz aufgrund der unterschiedlichen Preisrelation zu Kalkammonsalpeter stärkeren Schwankungen unterliegt, zeigte sich in der Vergangenheit eine entsprechende Dynamik im Absatz. Auch künftig ist mit einer Schwankungsbreite der Emissionshöhe aus dieser Quelle von +/-10 kt NH3 zu rechnen. Dies macht eine höhere Sicherheitsmarge für die Emissionsreduktion notwendig, um die Emissionsobergrenze von 550 kt sicher zu unterschreiten.
Abbildung A2.11: Entwicklung des Absatzes von Stickstoff-Mineraldünger insgesamt und von Harnstoff-N in Deutschland in Prozent von 1990
60%
Quelle: Eigene Darstellung auf Basis von Haenel et al. (2012).
Der Rückgang des Harnstoffabsatzes im Jahr 2010 hat somit die knappe Unterschreitung der Emissionsobergrenze nach NEC-Richtlinie ermöglicht. Im Wirtschaftsjahr 2010/11 hat der Harnstoff- und AHL-Absatz nach Angaben des Statistischen Bundesamtes (Fachserie 4, Reihe 8.2, Düngemittelversorgung) den höchsten Wert seit 1990 erreicht.
Die Emissionsobergrenze für NH3 dürfte im Jahr 2011 deshalb wieder überschritten werden.
Um die Unterschreitung der Emissionsobergrenze für NH3 besser abzusichern, werden seitens des Thünen-Instituts drei vergleichsweise kostengünstige und kurzfristig umsetz-bare Maßnahmen vorgeschlagen:
– Vorschrift zur unverzüglichen Einarbeitung von Geflügelmist in der DüV,
– Senkung der N-Überschüsse durch eine wirksame Umsetzung der DüV, insbesondere bezüglich der Berechnung und Bewertung des Nährstoffvergleichs,
– Vorschrift zur Abdeckung von Schweinegüllelagern.
Während die ersten beiden Maßnahmenvorschläge in den Regelungsbereich der DüV fallen, können Auflagen zur Abdeckung von Güllelagern im Anlagenrecht oder im Immissionsschutzrecht verankert werden. Da die JGS-Anlagenverordnungen der Länder im Wasserrecht verankert sind, gelten hier Auflagen zur Dichtigkeit „nach unten“, um direkte Wasserverschmutzungen zu verhindern. Auflagen zur Abdeckung mit dem Ziel, NH3-Verluste zu vermeiden, sind bisher nicht vorgesehen. Im Immissionsschutzrecht sind Auflagen zur Abdeckung von Güllelagern vorgesehen, allerdings gelten diese nur für genehmigungspflichtige Betriebe und damit nur für sehr große Tierbestandseinheiten.
Auch für Gärrestlager ist eine verpflichtende Abdeckung zu empfehlen. Bisher werden jedoch nicht alle Biogasanlagen von den Genehmigungspflichten des Immissionsschutz-rechts erfasst.
Für das Jahr 2020 wird im Rahmen der Thematischen Strategie zur Luftreinhaltung der EU (Europäische Kommission, 2005) eine weitere Senkung der Emissionshöchstmengen für NH3 angestrebt. Die neuen Ziele sollen durch eine Novelle der NEC-Richtlinie verbindlich festgeschrieben werden. Weitere Maßnahmen zur Emissionssenkung sollten deshalb frühzeitig entwickelt und im Falle von Auflagen für Ställe, Lagerungseinrichtungen und Gülleausbringungstechnik zügig umgesetzt werden. Dies erlaubt eine langfristige und damit Kosten senkende Anpassung. Mögliche Maßnahmen betreffen die Harnstoffdüngung, die N-angepasste Fütterung bei Milchkühen, Schweinen und Geflügel, Kriterien für den Stallbau und die Abdeckung von Festmistlagern. In den Regelungsbereich der DüV fallen Auflagen zur Gülleausbringungstechnik und zur Einarbeitung von Wirtschaftsdünger. Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Anpassung der anzurechnenden Mindestwerte für N aus Wirtschaftsdüngern in DüV Anlage 6 für die Erstellung und Bewertung der Nährstoffvergleiche gemäß DüV § 5 und 6.
Am Thünen-Institut wurden im Herbst 2011 die durch ausgewählte Maßnahmen zu erzielenden Emissionsminderungen abgeschätzt (s. Tab. A2.1). Die Berechnungen erfolgten auf Basis der Projektion für das Jahr 2020, die Teil der Emissions-berichterstattung ist. Besonders wichtige Maßnahmen zur NH3-Emissionsminderung sind demnach die unverzügliche Einarbeitung von Geflügelmist auf unbestelltem Ackerland sowie der Einsatz emissionsarmer Gülleausbringungstechnik auf bewachsenen Acker-flächen und im Grünland. Für die Gülleausbringung auf unbestellter Fläche wird in den Berechnungen von einer Einarbeitung innerhalb von maximal 4 Stunden ausgegangen.
Durch diese Maßnahmen kann eine Minderung um über 56 kt NH3 erzielt werden. Die Anforderungen an die Gülleausbringungstechnik setzen aufgrund der erforderlichen Investitionen entsprechende Übergangsfristen voraus.
Durch die Einarbeitung von Festmist nach spätestens vier Stunden wird dagegen nur eine vergleichsweise geringe Emissionsminderung erzielt. Von einer Einarbeitungspflicht für
Festmist wären insbesondere kleinere Betriebe, die noch häufiger Festmistsysteme aufweisen, betroffen.
Weitere noch weitergehend zu prüfende Maßnahmenoptionen sind:
– Untersuchungen zur Wirksamkeit von Urease-Hemmstoffen in Harnstoff-Mineral-düngern und ggf. Auflagen zu deren Einsatz,
– Stärkere Verbreitung N-angepasster Fütterung bei Milchkühen und Schweinen, – Abdeckung von Festmistlagern, besonders Geflügelmist.
Tabelle A2.1: Wirkungen von NH3-Minderungsmaßnahmen auf gasförmige Emission-en, berechnet auf Basis der Projektion für das Jahr 2020
Emissionsminderung *)
Maßnahmen kt NH3
unverzügliche Einarbeitung von Geflügelmist auf unbestelltem Ackerland:
gesamte Menge innerhalb von max. 4 Stunden
12,1
Emissionsarme Gülleausbringungstechnik auf bewachsenen Ackerflächen:
mindestens Schleppschlauch
11,2
Emissionsarme Gülleausbringungstechnik auf Grünlandflächen: Schleppschuh 33,3
Abdeckung von Schweinegüllelagern mit Schwimmfolie 4,3
Zwischensumme der Einsparungen durch besonders wichtige Maßnahmen 56,6 Stärkere Verbreitung der N-reduzierten Fütterung bei Schweinen auch in
Nicht-BImSchG-Betrieben, von Stand 2010 auf 50% aller Mastschweine
3,7
Einarbeitung von sonstigem Festmist (Rinder, Schweine, Schafe, Pferde) auf unbestelltem Ackerland: gesamte Menge innerhalb von max. 4 Stunden
4,2
Summe der Einsparungen (alle Szenarien simultan berechnet) 68,7
Quelle: Berechnungen am Institut für Agrarrelevante Klimaforschung, Thünen-Institut.
Als „neue Quelle“ in den Emissionsberechnungen werden künftig möglicherweise die Gärreste pflanzlicher Herkunft aus der Biogasproduktion zu berücksichtigen sein. Die Höhe der NH3-Emissionen aus pflanzlichen Gärresten hängt von den umgesetzten N-Mengen, dem Anteil Ammonium-N und der Lagerungs- und Ausbringungspraxis ab. Für das Jahr 2007 lag die NH3-Emission aus pflanzlichen Gärresten unter Annahme von 15 % N-Verlust in der Größenordnung von 25-30 kt. Der Minimierung der NH3-Emissionen aus der Biogasproduktion durch Abdeckung der Gärrestlager und emissionsarme Gärrestaus-bringung kommt demnach eine hohe Bedeutung zu. Ggf. müssen die oben genannten Minderungsmaßnahmen in anderen Bereichen künftig auch zur Kompensation ansteigender Emissionen aus der Biogasproduktion ergriffen werden.