Separation von Wirtschaftsdüngern – Die unterschiedlichen Phasen sinnvoll nutzen!

Die Separation von Wirtschaftsdüngern stellt ein relativ einfaches Verfahren dar, um die verbesserten Düngeeigenschaften der abseparierten Dünngülle innerbetrieblich zu nutzen. Viele Betriebe setzen diese Technik ein, um die Effizienz ihrer organischen Düngung zu steigern. Doch stellt sich häufig die Frage: Wie lassen sich die abgetrennten Feststoffe am besten verwerten? Welche Strategien sich dabei bewähren, erfahren Sie in diesem Artikel.

Die Separation von Wirtschaftsdüngern mittels Pressschnecken stellt ein technisch überschaubares und somit relativ kostengünstiges Verfahren der Aufbereitung dar und ist insbesondere für rinderhaltende Betriebe interessant. Durch den Separationsvorgang teilt sich das Ausgangssubstrat in eine flüssige und eine feste Phase auf. Die Mengenanteile sind dabei Abhängig von den Separatoreinstellungen und dem Ausgangsmaterial. So kann eine Abscheidung als feste Phase zwischen 6 – 25 % liegen, durchschnittlich wird jedoch eine Abscheidung bei Rindergülle von ca. 15 % erreicht (ÖAG 2021). Der Separationsprozess führt zu einem deutlich reduzierten Trockensubstanzgehalt der flüssigen Phase, so liegt entsprechend den Projektergebnissen eine Reduktion des Trockensubstanzgehaltes um circa 40 – 47 % gegenüber der Rohgülle vor.

Dies hat zur Folge, dass die Dünngülle wesentlich besser in den Boden infiltriert und so zu geringeren Ammoniakemissionen bei der Ausbringung und einer höheren Nährstoffverfügbarkeit führt. In Abbildung 1 sind Projekt-Ergebnisse aus der Separation von Rindergülle mit Pressschneckenseparatoren aus den Bundesländern Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein dargestellt. Dabei sind die Mittelwerte und Standardabweichungen aus sieben Stichproben und von drei verschiedenen Betrieben abgebildet. Durch die Separation findet eine Anreicherung von Ges.-N sowie P₂O₅ in der festen Phase statt. In der Dünngülle hingegen wird der Ges.-N-Gehalt und der P₂O₅-Gehalt sowie der TS-Gehalt reduziert (Abbildung 1). Die Dünngülle verbleibt zumeist auf dem Betrieb und kann durch die veränderten Eigenschaften für eine effiziente bodennahe und emissionsarme Düngung, vor allem auf Grünland, genutzt werden. Jedoch stellt sich die Frage wie sich die abseparierten Feststoffe optimal nutzen lassen.

Eine häufig diskutierte Nutzung als Einstreumaterial für Liegeboxen des Milchviehs ist in Niedersachsen nicht rechtskonform und somit nicht erlaubt. Eine etablierte Möglichkeit ist die direkte Nutzung der abseparierten Feststoffe als Dünger. Aus Sicht der Pflanzenernährung sind abseparierte Feststoffe als organische Mehrnährstoffdünger einzuordnen. Dabei enthalten die stapelbaren und transportwürdigeren Feststoffe einen relativ hohen Phosphat- und organischen Kohlenstoffgehalt, so dass diese als ergänzende organische Düngemaßnahme genutzt werden können. Da die Feststoffe zunächst im Boden umgesetzt werden müssen, sind die Nährstoffe erst im späteren Jahresverlauf pflanzenverfügbar, folglich bietet sich eine Düngung zu Hackfrüchten, wie Mais und Zuckerrübe, an. Wichtig ist grundsätzlich eine möglichst kurze und emissionsarme Lagerung sowie eine sofortige Einarbeitung der Feststoffe nach der Düngung, da ansonsten erhebliche Ammoniakverluste auftreten können (Amon et al. 2001; Amon 2006). Hierbei sind sowohl bei der Lagerung als auch bei der Düngung die entsprechenden gesetzlichen Vorgaben einzuhalten. Da separierte Feststoffe weiterhin als organische Wirtschaftsdünger und nicht als Festmist eingeordnet werden, gelten die Vorgaben nach DüV § 6 Abs. 1 und 2 zur Einarbeitung. Generell gilt, dass bei der Lagerung von Feststoffen eine effektive Verminderung der Emissionen durch eine Abdeckung und zusätzliche Verdichtung erreicht werden kann (ÖAG 2021). Allerdings ist dies in der Praxis häufig nur schwer umzusetzen, so dass die Lagerungsdauer möglichst kurz gehalten werden sollte, da der Verlust von Ammoniumstickstoff mit zunehmender Lagerungsdauer stark ansteigt (Ebersteder & Lichti 2016). Des Weiteren ist zu beachten, dass das Erreichen einer guten Verteilgenauigkeit bei der Ausbringung durch die hohen TS-Gehalte technisch sehr anspruchsvoll ist.

Auf Grund der genannten Eigenschaften ist die Verwendung der Feststoffe als Dünger nur in relativ engen Zeiträumen innerhalb eines Jahres möglich und sinnvoll.

Eine Nutzungsmöglichkeit mit ganzjähriger Verwertungsoption bietet die Vergärung der Feststoffe in Biogasanlagen. Hierbei dienen die Feststoffe zunächst der Energiegewinnung bevor die Nährstoffe in Form eines Gärproduktes ausgebracht werden. Ein entscheidender Punkt ist, dass durch die Vergärung von Feststoffen, aber auch flüssigen Wirtschaftsdüngern, Treibhausgasemissionen (vor allem in Form von Methan) eingespart werden, die insbesondere bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern entstehen. Auch können, bei emissionsarmer Ausbringung des Gärproduktes, Ammoniakemissionen vermindert werden. Im Vergleich zu flüssigen Wirtschaftsdüngern weisen separierte Feststoffe durch den geringeren Wassergehalt eine höhere Transportwürdigkeit auf, gleichzeitig ist die Methanausbeute in der Frischmasse wesentlich höher. Der Methanertrag [m³/t FM] verschiedener Ausgangssubstrate ist in Tabelle 1 dargestellt. Es werden Daten und Berechnungen der Bayrischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) und des Kuratoriums für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) mit eigenen Proben und Berechnungen verglichen.

Zu beachten ist, dass die klassische Maissilage Methanerträge von circa 100 m³/t FM erzielt, wohingegen separierte Rindergülle bei etwa 30 m³/t FM liegt. Durch die geringeren Kosten für den Einkauf der Feststoff-Substrate im Vergleich zu traditionellen Substraten wie Maissilage, kann der Einsatz von Feststoffen pflanzliche Substrate teilweise substituieren und eine nachhaltige Alternative darstellen. Das größte Hemmnis dürfte derzeit die lokale Verfügbarkeit sein.

Nach dem Gärprozess ist aus den schlecht verteilbaren Feststoffen wieder ein flüssiger Gärrest geworden, der zum einen präziser und bodennah ausgebracht werden kann und zum anderen verbesserte Düngeeigenschaften aufweist. Die hohen Ammoniumkonzentrationen und ein hoher pH-Wert der Gärreste von 7,5 – 8,5 erhöhen allerdings bei nicht optimaler Ausbringung die Emissionen.

Insgesamt kann eine Separation von Wirtschaftsdüngern dazu führen, dass Nährstoffe mit einer höheren Transportwürdigkeit verbracht werden können und Veredlungsbetriebe einen emissionsarmen und effizienten Dünger, in Form der Dünngülle, erhalten. Die Dünngülle verbleibt auf dem Veredlungsbetrieb, während die Feststoffe für die Energieerzeugung genutzt werden. Außerdem könnten Biogasanlagen mit dem Einsatz separierter Feststoffe von einer Reduktion des Flächenbedarfs profitieren, da weniger pflanzliche Substrate benötigt werden. Allerdings bringt der Einsatz von separierten Feststoffen aus Wirtschaftsdüngern in Biogasanlagen auch Herausforderungen mit sich, wie beispielsweise die lokale Verfügbarkeit.

Um das Ziel der Klimaneutralität bis 2045 zu erreichen, ist eine deutliche Reduktion des Ressourcen- und Energieverbrauchs sowie der Treibhausgasemissionen unumgänglich. Hierbei stellt der Einsatz separierter Feststoffe in Biogasanlagen eine Stellschraube dar, um Emissionen aus der Landwirtschaft zu senken. Daher sollte der Ausbau des Einsatzes von separierten Feststoffen in Biogasanlagen weiter forciert und optimiert werden. Ziel sollte eine einzelbetriebliche Kosten-Nutzen-Analyse sein, um die Auswirkungen aus Sicht der Wirtschaftlichkeit und der Nachhaltigkeit bewerten und anhand dessen die richtigen Entscheidungen für den Betrieb treffen zu können. Es wird notwendig sein Anreizsysteme zu schaffen um den Einsatz in Biogasanlagen zu fördern.

 

Förderhinweis

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Projektträger: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Förderkennzeichen 2820ABS320.