Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften Band 23

Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 23: 218 (2011)
Treibhausgasemissionen und gasförmige N-Verluste
während der Lagerung von Biogas-Gärresten
Jan Reent Köster 1 , Andreas Pacholski 2 , Owen Tom Denmead 3,4 , Deli Chen 4 ,
Henning Kage 2 , Karl H. Mühling 1 und Klaus Dittert 1,5
1 Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Christian-Albrechts-Universität Kiel; 2 Institut für
Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Christian-Albrechts-Universität Kiel; 3 CSIRO Land and Water,
Canberra, Australia; 4 School of Land and Environment, Resource Management and Geography, University
of Melbourne, Australia; 5 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Georg-August-Universität
Göttingen. E-Mail: jrkoester@plantnutrition.uni-kiel.de
Die Emissionen klimarelevanter Spurengase (N2O, CH4, CO2) und Ammoniak (NH3)
bei der Erzeugung und Nutzung von Bioenergiepflanzen werden besonders kritisch
gesehen, weil sie einem Hauptziel der Bioenergieerzeugung, der Ressourcen- und
Umweltschonung, entgegenstehen. Berichte über Emissionen während der Lagerung
von Biogas-Fermentationsrückständen weisen bisher noch erhebliche Streuungen
auf und einige Studien ermittelten sehr hohe Spurengasflüsse (Clemens et al., 2006;
Amon et al., 2006), so dass die Biogas-Klimabilanz noch mit erheblichen
Unsicherheiten behaftet ist. Mit Hilfe neuer Messverfahren wie der hier verwendeten
Open-Path Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (OP FTIR) können die
Konzentrationen dieser Gase simultan, direkt und berührungslos an Praxisanlagen
erfasst werden, so dass mögliche Fehler durch manuelle Probennahmen,
Kammersysteme oder Modellversuche vermieden werden. Die Berechnung der
emittierten Gasmengen erfolgt mit Hilfe des Backward-Time Lagrangian Stochastic
Dispersion Models (Flesch et al., 1995).
Derzeit laufen die Untersuchungen an, um mit diesem Ansatz an Biogas-
Gärrestlagern verschiedener Bauformen (Güllelager mit und ohne Abdeckung,
Lagune) von Praxisanlagen in Schleswig-Holstein die Spurengasemissionen zu
erfassen. Erste Ergebnisse von Probemessungen an einer Biogas-Gärrestlagune
weisen sehr hohe Lachgas-Konzentrationen (N2O) von deutlich über 400 ppb und
erhöhte Methankonzentrationen auf. Dies deutet darauf hin, dass auch unter
norddeutschen Klimaverhältnissen zumindest bei nicht abgedeckten Gärrestlagern
hohe Spurengasemissionen auftreten können.
Literatur
Amon, B., Kryvoruchko, V., Amon, T., Zechmeister-Boltenstern, S. 2006. Methane, nitrous oxide and
ammonia emissions during storage and after application of dairy cattle slurry and influence of slurry
treatment. Agriculture, Ecosystems and Environment 112:153-162.
Clemens, J., Trimborn, M., Weiland, P., Amon, B. 2006. Mitigation of greenhouse gas emissions by
anaerobic digestion of cattle slurry. Agriculture, Ecosystems and Environment 112:171-177.
Flesch, T.K., Wilson, J.D., Yee, E. 1995. Backward-time Lagrangian stochastic dispersion models and
their application to estimate gaseous emissions. Journal of Applied Meteorology 34:1320-1332.