Mehr Nahrungsmittel mit weniger Emissionen produzieren - wie Luft und Strom dabei helfen können
15 Nov 2022
Die Welt muss mehr Nahrungsmittel produzieren und Emissionen reduzieren. Landwirte brauchen Lösungen, die ihre Produktion und ihren ökologischen Fußabdruck verbessern und dabei ökologische Nachhaltigkeit mit finanzieller Nachhaltigkeit verbinden. Und die Milchverarbeiter und die Lebensmittelindustrie brauchen neue Wege, um den ökologischen Fußabdruck ihrer Lieferkette zu verringern, damit sie ihre Netto-Null-Ziele erreichen können.
Tatsächlich wird die Weltbevölkerung laut UN bis 2030 um 11 % auf 8,6 Milliarden Menschen ansteigen, was zu einem Anstieg der Nachfrage nach Milch" um 21 % führen wird. Im Rahmen des Green Deal hat die Europäische Kommission die Strategie "Vom Erzeuger zum Verbraucher" entwickelt, um das derzeitige Lebensmittelmodell der EU auf ein nachhaltigeres Modell umzustellen. Eines der Ziele der Strategie ist es, den Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln bis 2030 um 50 % zu reduzieren. Um diese Herausforderung zu meistern, präsentiert GEA eine nachhaltige Alternative für chemische Düngemittel bei gleichzeitiger Verringerung der Ammoniak- und Methanemissionen aus der Gülle von Nutztieren. Und das alles vor Ort auf dem landwirtschaftlichen Betrieb, nur mit Luft und Strom.
Die Herausforderung der Ammoniak- und Methanverluste
Gülle kann einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft leisten, aber wie?
Gülle ist ein natürlicher Dünger, der Nährstoffe für Pflanzen liefert und organische Stoffe, die die Bodengesundheit unterstützen und ein besseres Wachstum ermöglichen. Allerdings ist der Stickstoffgehalt für eine optimale Düngung der meisten Kulturen relativ gering, und der Stickstoffverlust bei der Lagerung und Ausbringung der Gülle kann erheblich sein. Der verlorene Stickstoff endet in Form von Ammoniak in der Umwelt. Gleichzeitig erhöht dieser Verlust auch den Bedarf an chemischen Düngemitteln. Der Einsatz von Gülle und die Ausbringung von chemischen Düngemitteln stellen eine der Hauptquellen für Treibhausgasemissionen in der Landwirtschaft dar.
Gülle aus der Tierhaltung ist ein natürlicher Dünger, der Nährstoffe für Pflanzen und organische Stoffe liefert, die den Bodenfruchtbarkeit verbessern und ein besseres Wachstum ermöglichen.
Verbesserung der weltweiten Nahrungsmittelproduktion durch höhere Erträge und geringere Emissionen
Um die Verluste auszugleichen, werden chemische Düngemittel unter Einsatz fossiler Brennstoffe wie Gas und Kohle hergestellt und dann weltweit transportiert, um die Landwirte mit den Nährstoffen zu versorgen, die sie für den Anbau ihrer Pflanzen benötigen. Neben den hohen Emissionen im Zusammenhang mit der Produktion und dem Transport entstehen auch hohe Verluste an Stickstoff und Lachgas (N2O) während und nach der Ausbringung auf dem Feld .
Wie wir diese Herausforderung meistern
Mit Hilfe einer neuen Technologie wird die lokale Herstellung von Düngemitteln durch die Verarbeitung von Gülle ermöglicht, wobei nur Luft und Strom verwendet werden. Durch die Verarbeitung werden die Schadstoffemissionen erheblich reduziert und ein effizienter Dünger erzeugt, der gleichzeitig die Ernteerträge verbessert. Das Verfahren nutzt die so genannte Plasmatechnologie. Durch den Einsatz von Strom und Luft wird der Gülle direkt Stickstoff aus der Luft zugeführt, wodurch sich der Stickstoffgehalt erhöht. Außerdem wird durch die Verarbeitung der Gülle der Verlust von Ammoniak verhindert und Methanemissionen werden vermieden, so dass diese Lösung dazu beiträgt, die Klimaziele in industriellem Maßstab zu erreichen.
Plasmatechnologie klingt innovativ, funktioniert aber wie ein Blitz, bei dem die Energiezufuhr die Molekülstruktur der Luft aufbricht. Durch die Verwendung von Strom und Luft zur Erzeugung eines Plasmagases wird der Blitz in einer skalierbaren Maschine stimuliert. Das Plasmagas wird anschließend in den Güllestrom absorbiert.
Das Endprodukt ist ein mit Stickstoff angereicherter organischer Dünger (NEO), der die gleichen Eigenschaften wie normale Gülle hat, aber mehr Stickstoff enthält und deutlich weniger Emissionen produziert. Er kann weiterhin mit den vorhandenen landwirtschaftlichen Geräten ausgebracht werden und ermöglicht es den Landwirten, ihre eigene Nahrungsmittelproduktion zu verbessern, den Bedarf an chemischen Düngemitteln zu verringern und die Landwirtschaft zirkulärer und damit nachhaltiger zu gestalten.
Neue Technologien und der angereicherte Dünger müssen mehrere Feldversuche durchlaufen, um ihre Wirksamkeit zu prüfen. Mit Hilfe der Behandlung der Gülle können landwirtschaftliche Betriebe ihren CO2-Fußabdruck deutlich verringern.
Besser für Landwirte
Das innovative Verfahren verlagert die zentralisierte Stickstoffdüngerproduktion in der fossilen Industrie buchstäblich auf die lokale Produktion in den Betrieben, indem sie nur erneuerbaren Strom und Luft verwendet. Auf diese Weise können Landwirte ihren Dünger selbst kosteneffizient produzieren und ihre Abhängigkeit von Lieferketten für chemische Düngemittel reduzieren.
Die Treibhausgasbilanz bei verringerten Ammoniak- und Methanemissionen kann sich sehen lassen:
Durch die Verarbeitung wird der pH-Wert der Gülle ohne Zusatz von Chemikalien gesenkt. Die Ansäuerung der Gülle bewirkt eine Reduzierung der Ammoniakemissionen bei der Lagerung und Ausbringung auf dem Feld um 95%, und durch die Plasmabehandlung werden insgesamt 99,9 % der Methanemissionen verringert. Die kombinierten Effekte reduzieren den Kohlenstoff-Fußabdruck des Betriebs um bis zu 30 %, erhöhen den Ernteertrag um 40 % und reduzieren die Luftverschmutzung um 50 %.
Ein weiterer positiver Nebeneffekt: Durch das neue Verfahren riecht die Gülle nicht mehr so stark und die Geruchsbelästigung für umliegende Anwohner sinkt spürbar.
Aufbereitung von Biogasgärresten
Neben der Behandlung von Gülle aus der Tierhaltung eignet sich die Technologie auch zur Behandlung von Biogasgärresten. Dies funktioniert ähnlich wie die Güllebehandlung und führt ebenfalls zu einem höheren Stickstoffgehalt der Biogasgärreste und einer Verringerung der Ammoniak- und Methanemissionen. Dies ist wichtig, da Gärreste im Allgemeinen einen höheren Ammoniak-N-Gehalt und einen hohen pH-Wert aufweisen und bei der Lagerung und Ausbringung auf dem Feld oft hohe Ammoniak- und Methanemissionen entstehen. Die Plasmabehandlung kann auch den anaeroben Vergärungsprozess aufwerten.
„Die neue Technologie ist ein weiterer wichtiger Schritt zur einer nachhaltigeren Lebensmittelproduktion und unseres Ansatzes einer Landwirtschaft der nächsten Generation, um die Welt besser zu ernähren", so Adel Sharifi, Head of Channel and Business Development bei GEA, Division Landtechnik, zusammen.
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