Kalkstickstoff senkt Methanemissionen aus Gülle deutlich

Ein Forschungsprojekt namens EMeRGE, eine Kooperation zwischen dem Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) und der Alzchem Trostberg GmbH, hat vielversprechende Ergebnisse für die Landwirtschaft geliefert. Die Untersuchungen belegen, dass ein spezielles Additiv auf Kalkstickstoffbasis, welches bereits für den praktischen Einsatz verfügbar ist, die Methanausbeute in Biogasanlagen spürbar steigern kann. Darüber hinaus trägt das Mittel dazu bei, klimarelevante Emissionen bei der Lagerung von Gülle und Gärresten deutlich zu reduzieren und gleichzeitig die Stickstoffeffizienz zu verbessern.

Großer Hebel in der Nutztierhaltung

Etwa 20 Prozent der Methanemissionen aus der deutschen Nutztierhaltung gehen auf die Lagerung von Wirtschaftsdüngern zurück. Da technische Lösungen wie gasdichte Abdeckungen oft mit hohen Kosten und baulichem Aufwand verbunden sind, hat das Projekt EMeRGE eine alternative Methode untersucht. Im Fokus stand dabei ein technisch einfach anzuwendendes Additiv, das flexibel auf fast jedem Betrieb eingesetzt werden kann und dabei hilft, sowohl Kosten als auch betriebliche Risiken zu senken.

Den biologischen Hintergrund dieses Verfahrens beschreibt die Projektleiterin wie folgt: „Im Güllelager haben Mikroorganismen normalerweise freie Bahn“, erläutert Dr. Christiane Herrmann, Programmbereichssprecherin für „Integriertes Reststoffmanagement” am ATB und Projektleiterin. „Sie verstoffwechseln das organische Material und setzen dabei klimaschädliche Gase wie Methan frei. Durch Zugabe von Kalkstickstoff inaktivieren wir die Mikroorganismen vorübergehend.“

Bis zu 97 Prozent weniger Methan aus dem Güllelager

Die Expertin erklärte: „Die Ergebnisse unserer Untersuchung mit Kalkstickstoff zeigen ein sehr hohes Minderungspotenzial für klimaschädliche Emissionen. Im Sommer konnten wir die Methanemissionen aus Rinder- und Schweinegülle um bis zu 97 Prozent senken. Diese Zahl ergibt sich aus Versuchen im Technikumsmaßstab, wurde von uns aber durch realitätsnahe Versuche im 1.000-Liter-Maßstab bestätigt“.

Ein erheblicher Rückgang der Emissionen ließ sich dabei auch bei Gärresten sowie unter winterlichen Bedingungen mit niedrigeren Temperaturen feststellen, wenngleich die relativen Minderungen in diesen Fällen etwas geringer ausfielen oder eine höhere Dosierung des Additivs notwendig machten. Des Weiteren konnten die Lachgasemissionen (N2​O) während der Lagerung der Gülle signifikant reduziert werden. Versuche im Fieldlab für Digitale Landwirtschaft des ATB verdeutlichten jedoch, dass dieser Effekt nach dem Ausbringen der Gülle auf das Feld nicht mehr nachzuweisen war.

Mehr Biogas, bessere Stickstoffnutzung

In den meisten Fällen ist beabsichtigt, Gülle als organischen Dünger auf die Felder auszubringen. Laut Projektkoordinatorin Dr. Herrmann bietet der Einsatz von Kalkstickstoff hierbei einen entscheidenden Vorteil: „In den überwiegenden Fällen soll Gülle als organischer Dünger aufs Feld gebracht werden. Da Kalkstickstoff in der Lagerung dafür sorgt, dass der Gülle-eigene Stickstoff erst stark verzögert umgesetzt wird, bleiben mehr Nährstoffe für die Pflanzen verfügbar.“ Dieser Effekt wirkt sich direkt auf die Betriebswirtschaft aus, da die Betriebe in der Folge weniger Mineraldünger zukaufen müssen. Vor allem in Regionen mit hoher Nutztierhaltung lassen sich damit laut Herrmann die Düngerkosten um bis zu 22 Prozent senken.

Auch für die Biogasproduktion, in der methanbildende Mikroorganismen eine zentrale Rolle spielen, ist der Einsatz von behandelter Gülle unbedenklich. Landwirt*innen müssen keine Sorge haben, wenn sie mit Kalkstickstoff versetzte Gülle in die Biogasanlage geben. Die Biogasexpertin stellt dazu fest: „Die Inaktivierung der Mikroorganismen ist nur vorübergehend. Unter den richtigen Bedingungen wie einer geeigneten Dosierung und Einhaltung einer Mindestlagerdauer ist keine Hemmung in der Biogasanlage zu erwarten.“ Tatsächlich kann die behandelte Gülle bei Lagerzeiten von mehr als 14 Tagen und warmen Temperaturen die Methanausbeute im Vergleich zu unbehandelter Gülle sogar deutlich steigern. Dies liegt vor allem daran, dass das energetische Potenzial der Gülle während der Lagerung erhalten bleibt, da Gase nicht vorzeitig freigesetzt werden – ein wesentlicher Faktor für die Wirtschaftlichkeit der Anlage.

Mikrobiologische Untersuchungen

Um zu klären, welche Auswirkungen der Prozess auf die Mikroorganismen hat, untersuchten Mikrobiolog*innen des ATB die mikrobielle Gemeinschaft entlang der gesamten Prozesskette – von der Gülle über den Gärrest bis hin zur Ausbringung auf das Feld unter Realbedingungen. Dabei stellten sie zwar eine deutliche Umstrukturierung der Mikroben fest, konnten jedoch zeigen, dass die zentralen Funktionen durchgehend stabil blieben. Dank der sogenannten funktionellen Redundanz übernehmen in veränderten Umgebungen andere Mikroorganismen die entscheidenden Aufgaben. Dies stellt sicher, dass sowohl die Methanbildung in der Biogasanlage als auch die lebenswichtigen Nährstoffkreisläufe im Boden langfristig erhalten bleiben.

Flexible und effiziente Anwendung

Die Einbringung von Kalkstickstoff in die Gülle kann flexibel gestaltet und so optimal an die individuellen Bedingungen vor Ort angepasst werden. Je nach Jahreszeit und Lagerdauer stehen unterschiedliche Strategien zur Verfügung: Während bei kühler Witterung zu Beginn der Lagerung oft eine einmalige Gabe des Granulats ausreicht, ist unter wärmeren Bedingungen im Sommer eine zweimalige Behandlung inklusive Nachdosierung ratsam. Alternativ ermöglicht eine kontinuierliche Zufuhr zur frisch anfallenden Gülle, die Emissionsminderung über den gesamten Zeitraum hinweg konstant hochzuhalten. Diese verschiedenen Methoden erlauben es Landwirt*innen, auf wechselnde Temperaturen und unterschiedliche Betriebsgrößen zu reagieren, wobei der Abschlussbericht der Forschenden detaillierte Anwendungsempfehlungen für die Praxis bereithält.

Relevanz für Klimabilanzen und Regulierung

Ziel der weiteren Forschung ist es, die gewonnenen Erkenntnisse direkt für Klimarechner und Treibhausgasinventare nutzbar zu machen. Damit bietet das Verfahren einen wertvollen Hebel für Unternehmen, die ihre Emissionsbilanz verbessern müssen, und bedient die steigende Nachfrage nach präzisen Kennzahlen innerhalb der Wertschöpfungsketten. Flankiert durch kommende Anreizmodelle oder Vergütungssysteme dürfte die Attraktivität der Anwendung weiter steigen, während die Ausweitung der Untersuchungen auf Festmist bereits als nächster Meilenstein in Aussicht steht.

Quelle

Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) (01/2026)