Landwirtschaft und Klima: die Biogasanlage als Werkzeug zur Emissionsminderung im Betrieb

Die Landwirtschaft ist eine der größten Quellen anthropogener Methanemissionen – nach der Bewertung des Global Methane Assessment (2021) ist sie für etwa 40 % dieser Emissionen verantwortlich, vor allem aus der enterischen Fermentation der Wiederkäuer und dem Wirtschaftsdüngermanagement – sowie von Lachgas aus der Düngung. Die Biogasanlage kann einen Teil dieser Emissionen verringern: Sie fängt Methan aus der Lagerung von Gülle und Mist ein, verringert die Emissionen aus dem Gärrest in geschlossenen Behältern und ersetzt fossilen Brennstoff. Sie verringert jedoch weder die Emissionen aus der enterischen Fermentation der Tiere noch die Emissionen von den Feldern, wenn die Düngung nicht optimiert ist. Deshalb ist sie ein Werkzeug, kein Heilmittel für alle Emissionen der Landwirtschaft.

Was die Biogasanlage für das Klima leistet

1. Sie begrenzt die Methanemissionen aus der Lagerung von Wirtschaftsdüngern. Methan entsteht in Gülle, die in Behältern gelagert wird; in der Biogasanlage wird es aufgefangen.
2. Sie ersetzt fossile Brennstoffe durch Biomethan, Strom oder Wärme.
3. Sie verbessert die Planbarkeit der Düngewirkung des Gärrests. Eine genauere Stickstoffdosierung verringert Verluste und N₂O-Emissionen.
4. Sie erleichtert die Begrenzung von Gerüchen und Krankheitserregern.
5. Sie unterstützt die Kreislaufwirtschaft (Dünger, Energie).

Was die Biogasanlage nicht leistet

• Sie verringert nicht die enterische Fermentation (die Hauptquelle von Methan aus der Landwirtschaft).
• Sie beseitigt nicht die N₂O-Emissionen aus dem Boden, wenn die Stickstoffgaben zu hoch sind.
• Sie löst nicht die Ammoniakprobleme, wenn die Ausbringung des Gärrests unsachgemäß ist.
• Sie kann den Verkehr erhöhen, wenn Substrate aus großer Entfernung angeliefert werden.

Berechnungsbeispiel für einen Betrieb (illustrativ)

Annahmen: Betrieb mit 500 Milchkühen, Gülleanfall 20 t je Kuh und Jahr → 10.000 t/Jahr. Biogasausbeute aus Gülle 20 m³/t → 200.000 m³ Biogas, bei 58 % CH₄ ca. 116.000 m³ CH₄ ≈ 1,16 GWh. Methanemissionen aus der Lagerung unter für die Übung angenommenen Bedingungen: 3 kg CH₄/m³ Gülle → 30 t CH₄/Jahr ≈ 840 t CO₂e (GWP₁₀₀ = 28). Fängt die Biogasanlage 80 % dieser Emissionen ein, werden 24 t CH₄ ≈ 672 t CO₂e pro Jahr vermieden. Der Ersatz von Erdgas durch 1,16 GWh Biomethan ergibt ca. 0,2 tCO₂/MWh × 1160 = 232 t CO₂ pro Jahr. Zusammen ca. 900 t CO₂e pro Jahr. Zum Vergleich: Die enterische Fermentation von 500 Kühen (bei einer Annahme von 120 kg CH₄ je Kuh und Jahr) beträgt 60 t CH₄, also ca. 1680 t CO₂e, woran die Biogasanlage nichts ändert. Das Beispiel zeigt die Größenordnung und die Tatsache, dass Gülle allein nur wenig Energie liefert (1,16 GWh sind nur ca. 120.000 m³ Biomethan), sodass eine kleine Anlage am Betrieb Kosubstrate oder den Zusammenschluss mit anderen Betrieben erfordert.

Unterstützende Praktiken

1. Genaue Stickstoffdosierung und Ausbringtermine entsprechend dem Pflanzenbedarf.
2. Emissionsarme Techniken: Schleppschläuche, Injektion, schnelles Einarbeiten.
3. Abdeckung der Behälter und Gasrückgewinnung aus dem Gärrest.
4. Fütterungsänderungen zur Begrenzung des enterischen Methans (eine Richtung, die weitere Forschung und Beratung erfordert).
5. Zwischenfruchtanbau zur Verbesserung des organischen Kohlenstoffs im Boden.
6. Kooperation von Betrieben in Gemeinschaftsanlagen.

Politik und Finanzierung

Die EU-Klimaziele erfordern eine Emissionsminderung in der Landwirtschaft, und Instrumente der Gemeinsamen Agrarpolitik sowie nationale Programme können Investitionen in Biogas und das Düngermanagement unterstützen. Regeln, Budgets und Verfügbarkeit der Förderung ändern sich, daher sind sie in den aktuellen Förderaufrufen zu prüfen. Gut dokumentierte Klimaeffekte (Massenbilanz, Messungen, Berichte) erleichtern die Erlangung von Förderung und den Verkauf grüner Attribute.

Nationaler Maßstab

Die polnische Landwirtschaft verfügt über große Mengen an Wirtschaftsdüngern, doch die Betriebe sind verstreut, was ihre Sammlung für große Anlagen erschwert. Lösungen sind kleine Biogasanlagen bei großen Betrieben sowie Gemeinschaftsanlagen rund um Zentren der Tierhaltung. Bei der Bewertung des Potenzials sind die Kosten für den Transport verdünnter Gülle sowie die Möglichkeiten der Verwertung des Gärrests entsprechend den Stickstoffgrenzen zu berücksichtigen. Zahlen für das ganze Land erfordern statistische Daten, und in diesem Beitrag stellen wir lediglich die Logik der Rechnung dar.

Wie der Effekt zu messen ist

Für einen Betrieb ist eine Jahresbilanz nützlich: Menge der Wirtschaftsdünger, Art ihrer Lagerung, Biogasmenge, Verbrauch und Erzeugung von Energie, Verwertung des Gärrests, Stickstoffgaben. Aus einer solchen Zusammenstellung lassen sich die Emissionen vor und nach der Investition berechnen. Die Glaubwürdigkeit verbessert die Beteiligung eines unabhängigen landwirtschaftlichen Beraters und, wo möglich, Messungen an den Behältern.

Zusammenfassung

Die Biogasanlage ist ein wertvoller Bestandteil einer Strategie zur Emissionsminderung in der Landwirtschaft, wirkt aber am besten in Verbindung mit guter Düngepraxis und der Begrenzung der Methanverluste. Eine ehrliche Bilanz sollte sowohl die Vorteile als auch die Grenzen dieses Werkzeugs berücksichtigen.