Ammoniak in der (Gas-)Emissionsberichterstattung

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1 Ammoniak in der (Gas-)Emissionsberichterstattung Bernhard Osterburg, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig 1. Bund-Länder Fachgespräch Stickstoffbilanz (FGNB) am 5./6. Mai 2015 in Stuttgart Name des Wissenschaftlers

2 Gliederung 1. Berichterstattung zu gasförmigen Emissionen 2. NH 3 -Emissionsgrenzen und Minderungsziele 3. Neue E-Faktoren für Mineraldünger 4. Auswirkungen auf die Umsetzbarkeit der Emissionsminderungsziele 5. Diskussion Auf Basis von Daten und Analysen von Claus Rösemann und Dieter Haenel, Thünen-Institut für Agrarklimaschutz, und Sebastian Wulf, KTBL Seite 2

3 Emissionsinventar Landwirtschaft Wird im Thünen-Institut für Agrarklimaschutz im Auftrag von BMEL erstellt Klima (UNFCCC): Treibhausgase (CH 4, N 2 O, (CO 2 )) Luftverschmutzung (UNECE, NEC-Richtlinie): NH 3, NO X, NMVOC, Staub Zeitreihen ab 1990, jährliche Aktualisierung der gesamten Zeitreihe Methoden: Im gewissen Rahmen vorgeschrieben: IPCC (Klima), EMEP (Luft), eigene (Weiter-)Entwicklungen von Methoden (Biogas, Milchkuh) -> teilweise sehr komplizierte Modelle Daten: möglichst deutsche Daten aus z. B. amtl. Statistik, Verbände, Agrarberichte, KTBL, Forschung, Experten und default-werte aus IPCC / EMEP Dokumentation: Thünen-Report (Mitte April, TI): Gesamtbericht + detail. Daten, NIR (Mitte April, UBA): nur THG, nationale Ergebnisse IIR (Mitte Februar, UBA): nur Luftverschmutzung, nationale Ergebnisse Ergebnisse auf Landesebene Seite 3

4 Differenzierung der (Gas-)Emissionsberechnung tier 1 : Einfaches Verfahren THG = Aktivitätsumfang * E-Faktor tier 2 : Verbessertes Verfahren THG = Σ Subaktivitäten * spezifische E-Faktoren Hohe Unsicherheiten: E-Faktoren, Subaktivitäten Seite 4

5 NH 3 -Emissionen Berichterstattung 2014 Berichterstattung Anteil Tierhaltung % andere Sektoren 700 Anteil Tierhaltung % 600 Mineraldünger Weidegang andere Tiere Geflügel Schweine Rinder NERC-Obergrenze 2030 (-39% von 2005) NERC-Obergrenze (-5% von 2005) NEC-Obergrenze (550 kt) Seite 5

6 NH 3 -Emissionen Ursachen der um mehr als 100 kt höheren NH 3 -Emission in der Berichterstattung 2015 Neue Emissionsfaktoren für Mineraldüngerausbringung (EMEP-Guidebook 2013) führen zu einer Verdopplung der Emission Beitrag zur Erhöhung der Gesamtemission in 2012: ca. 70 % Korrigierte Berücksichtigung der Leerstandszeiten bei Tieren mit Produktionszyklen kürzer als 1 Jahr Beitrag zur Erhöhung der Gesamtemission in 2012: ca. 20 % Starke Erhöhung der amtlichen Geflügelzahl zwischen 2010 und 2013 Beitrag zur Erhöhung der Gesamtemission in 2012: ca. 10 % Seite 6 Geflügel Schweine andere Rinder Milchkühe

7 NH 3 -Minderungsziele: NEC-Richtlinie und Vorschläge der EU-Kommission zur Fortschreibung Richtlinie 2001/81/EG über nationale Emissionshöchstmengen für bestimmte Luftschadstoffe ( NEC-Richtlinie ): NH3-Emissionshöchstmenge ab 2010 in Deutschland 550 kt Neue Richtlinie über die Verringerung der nationalen Emissionen bestimmter Luftschadstoffe in Diskussion, Minderungsziele für Deutschland, Referenzjahr 2005: NERC-RL Art. 4 + Annex II ab 2020 bis 2029 ab 2030 Ammoniak 5% 39% Festlegung basierend auf Modellrechungen von IIASA, mit Maßnahmen zur Mineraldüngung Seite 7

8 Änderungen der NH 3 -E-Faktoren für Mineraldünger Neue EMEP 2013 EF deutlich höher als aktuell verwendete EF, Verdopplung der berechneten Emissionen aus Mineraldüngung: kt NH 3, vor allem aus Harnstoff EMEP 2013 [kg NH 3 / kg N] EMEP 2009 (9 C) [kg NH 3 / kg N] Veränderung [%] Kalkammonsalpeter 0,022 0, Ammoniumnitrat 0,037 0, Ammoniumphosphate 0,113 0, AHL 0,125 0, Harnstoff 0,243 0, Ammoniumsulfat 0,013 0, Seite 8

9 Datengrundlagen zur Ableitung der E-Faktoren Aus EMEP Guidebook 2013, 3.D Crop production and agricultural soils, Appendix A1 (NH 3 -N-Verlust von Gesamt-N): Viele Bestimmungsfaktoren (Temperatur, Boden-pH, Pflanzenbestand, Ausbringungstechnik, ), aber vergleichsweise wenige Untersuchungsergebnisse mit hoher Varianz, und Anwendung verschiedener Messmethoden (Closed chamber, Passive samplers, Ventilated chambers, Wind tunnel, Micromet) Seite 9

10 Auswirkungen auf die Umsetzbarkeit der Emissionsminderungsziele: NEC-RL Senkung der NH 3 -Emissionen unter 550 kt bei hohen EF für Mineraldüngung ohne Minderungsmaßnahmen bei der Harnstoff - und AHL-Ausbringung stark erschwert Gilt auch bei Inventory Adjustment auf Basis EMEP kt NH3 a ca. 30 kt ca. 70 kt (Döhler et.al.2002) (EMEP 2003) (EMEP 2007) (EMEP 2009) (EMEP 2013) Seite 10

11 Minderungsbedarf bis 2030 NH 3 -Emissionen in 2005 nach Neuberechnung (höhere E-Faktoren Mineraldüngung, weitere Änderungen) ca. 650 kt (alle Sektoren) [bzw. 607 kt (Landwirtschaft)] Minderungsbedarf 39% = 253 kt [bzw 237 kt] höhere E-Faktoren Mineraldüngung Höhere Emissionen (ca. +70 kt, > 150 kt) Schwankungen steigen je nach Anteil Harnstoffdünger Minderung durch KAS statt Harnstoff >100 kt Ohne Maßnahmen bei Mineraldüngung ist das Minderungsziel kaum erreichbar liegt der Anpassungsbedarf in der Tierhaltung und beim Wirtschaftsdüngermanagement deutlich höher Seite 11

12 Diskussion E-Faktoren für die N-Mineraldüngung Überprüfung und Neubestimmung bzw. nationale E-Faktoren nur auf Basis neuer Messungen möglich Minderungsmaßnahmen für Mineraldünger sind wichtige Option für die Luftreinhaltungspolitik NH3-Minderungsmaßnahmen für die N-Mineraldüngung Verbesserte Ausbringungstechniken Einsatz Urease-Hemmstoffe Substitution von Harnstoff? (EU-Düngemittelrecht) Bedeutung der NH3-Emissionen für N-Bilanzen Wichtiger Verlustpfad: ca. 30 kg N / ha LF Unsicher bzgl. Höhe und räumlicher/zeitlicher Verteilung Integration und Harmonisierung notwendig Seite 12

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