Ammoniakemissionen aus der Schweinehaltung:

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1 Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Ammoniakemissionen aus der Schweinehaltung: Vergleich zwischen Haltungssystemen und Minderungsansätze M. Keck Schweinehaltung, 28. Juni 2011, Sursee

2 Schweinehaltung zukunftsgerichtet: tiergerecht und emissionsarm Emissionen und deren Bedeutung Traditionelle Stallsysteme Mehrflächenstall mit Auslauf Ansätze zur Emissionsminderung Ziel: NH 3 - reduzierte Systeme 2

3 Emissionen aus der Tierhaltung global regional lokal CH 4 N 2 O NH 3 Versauerung, Eutrophierung Sekundärpartikel CO 2 Partikel Gesundheit Geruch Nachbarschaft Lärm 3

4 NH 3 -Emissionen ~ t Stickstoff pro Jahr zur Einhaltung der Critical Loads etwa % Reduktion ~93 % der NH 3 -Emissionen aus der Landwirtschaft, vor allem Tierhaltung Ausbringung > Stall > Lagerung Rindvieh > Schweine > Geflügel regional Unterschiede Bodenversauerung Überdüngung Vorläufer von sekundären Partikeln BAFU 2007 Reidy, Menzi

5 NH 3 -Emissionen Schweinehaltung CH 15 % der NH 3 -N-Emissionen der Tierproduktion, 2007 Mastschweine, Remonten 65% Tierkategorien Galtsauen 15% Säugende Sauen 9% abgesetzte Ferkel Eber 9% < 2% Bereiche aus der Mast Stall, Auslauf 59% Agrammon, Kupper et al Hofdünger ausbringen Gülle 31% Hofdüngerlagerung Gülle 10% 5

6 Haltungssysteme Mastschweine Zwangslüftung, voll-/ teilperforiert Warmstall Zwangslüftung, Mehrflächen, Warmstall, mit Auslauf Freie Lüftung, Mehrflächen, Aussenklima, Auslauf 36 % der GVE 64 % der GVE B traditionell 61 % der GVE RAUS Beteiligung bei Tierhaltungsprogrammen der beitragsberechtigten Betriebe BLW Agrarbericht

7 Vergleich der Haltungssysteme: Mast Zwangslüftung Voll- /Teilspalten 0,7 bzw. 1 m 2 /Tier Mehrflächensystem mit Auslauf 1,7 m 2 /Tier Berry et al

8 Stall, Tiere, Temperatur, Messumfang Stallsystem Fläche pro Tier [m 2 ] Tiere Anzahl Lebendmasse [kg] Sommer Winter Vollperforiert 0,7 90/ /61/98 25/48/84 Teilperforiert 1, /59/92 26/50/86 Mehrflächensystem mit Auslauf 1,7-1,8 80/74 78/84 92/101 Fütterung Flüssig Flüssig Trocken Flüssig Temperatur [ C] Sommer Winter 26,1 (22,8 31,2) 19,9 (19,2 21,0) 19,8 25,6 (15,7 30,2) 14,5 18,5 (12,9 20,5) 20,1 25,4 (15,2 30,6) 16,8 19,9 (15,2 22,6) Liegebereich 26,5 (21,8 31,4) 14,4 (10,6 17,0) Auslauf 27,5 (19,4 40,1) -4,5 (-10,9 13,7) Messumfang Je 4 aufeinanderfolgende Tage 7/13 Tage Sommer/Winter 8

9 NH3-Emission [mg/tier Stunde] Traditionelle Stallsysteme NH VM MM EM VM MM MM VS EM VM MM EM VM MM EM EM VS Trocken Flüssig Trocken Flüssig Sommer VM/MM/EM: Vor-/Mittel-/Endmast Winter VS/: Voll-/Teilspaltenboden 9

10 NH3-Emission [mg/tier Stunde] Traditionelle Stallsysteme NH Einflussgrössen: Lebendmasse Tiere, Temperatur Zuluft, Rel. Luftfeuchte Zuluft 0 VM MM EM VM MM MM VS EM VM MM EM VM MM EM EM VS Trocken Flüssig Trocken Flüssig Sommer Winter VM/MM/EM: Vor-/Mittel-/Endmast VS/: Voll-/Teilspaltenboden 10

11 Mehrflächensystem mit Auslauf Auslauf überdacht nicht überdacht Liegebereich Weizenstroh (74 g/tier d im Sommer, 200 g/tier d im Winter) Zwangslüftung Flüssigfütterung 3 x täglich 11

12 Zwangslüftung Freie Lüftung Abluftventilator Messventilator Tracer-Ratio-Methode Probenahme SF 6 NH 3 Dosierung SF 6 12

13 Versuchsanordnung Liegebereich Auslauf Meteo Meteo 40 m Abluft Hintergrund Dosierung SF 6 Probenahme NH 3, PM10, SF 6 13

14 NH3-Emission [mg/tier Stunde] PM10-Emission [mg/tier Stunde] Mehrflächenstall mit Auslauf / / Sommer Winter Sommer Winter Korrelation der 40 NH 3 -Emission im Auslauf 30 mit: Lufttemperatur, 20 Rel. Luftfeuchte 10 Windgeschwindigkeit 0 Sommer Winter Sommer Wi Mehrflächen + Auslauf Teilspaltenboden Teilspaltenboden Mehrfläche Auslauf Anteil vom Auslauf ~87 % ~18 % 14

15 NH3-Emission [mg/tier Stunde] PM10-Emission [mg/tier Stunde] Vergleich Haltungssysteme: Endmast / / / / Sommer Winter Sommer Winter 60 Korrelation NH 3 -Emission 50 der NH im Mehrflächenstall 3 -Emission 40 im mit Auslauf Auslauf mit: (1,7 m 2 /Tier) 30 vor Lufttemperatur, allem im Sommer Rel. Luftfeuchte mit Windgeschwindigkeit Teilspaltenboden 10 (1,0 m 2 /Tier) deutlich 20 höher als im Stall 0 Sommer Winter Sommer Wi Mehrflächen + Auslauf Teilspaltenboden Teilspaltenboden Mehrfläche Auslauf Anteil vom Auslauf ~87 % ~18 % 15

16 Mast: Einordnung in Literatur NH 3 -Emission [g/gv d] Messwert international CH CH Fläche ~1,0 m 2 /Tier ~1,7 m 2 /Tier 60 0 Zwangslüftung ZL Vollspalten Zwangslüftung ZL Teilspalten Aussenklima AK Label+ Auslauf 16

17 Schweinehaltung zukunftsgerichtet: tiergerecht und emissionsarm Emissionen und deren Bedeutung Traditionelle Stallsysteme Mehrflächenstall mit Auslauf Ansätze zur Emissionsminderung Ziel: NH 3 - reduzierte Systeme 17

18 Minderung der Ammoniakemissionen Allgemeine Prinzipien: Minimierung der N-Ausscheidung Minimierung verschmutzbare Fläche Rasches Abführen des Harns Saubere, trockene Aktivitäts- und Liegefläche Möglichst tiefe Temperatur und Luftgeschwindigkeit über der verschmutzten Fläche Abluftreinigung Meist Kombination baulich BAFU und BLW, 2011: Baulicher Umweltschutz in der Landwirtschaft, Vollzugshilfe technisch organisatorisch 18

19 Massnahmenkombinationen Deutliches Minderungspotential Umsetzung und Akzeptanz in der Praxis Kontrolle Neubau Umbau Aspekte für erfolgreiche Minderungsansätze Unerwünschte Effekte gering (z.b. Energie) CO 2 Synergien zum Tierschutz Ohne ständige Abhängigkeit bei Betriebskosten Keine Verlagerung auf andere Verlustpfade N 2 O 19

20 Welche Flächen emittieren? Planbefestigt: Oberfläche Perforiert: Spaltenelemente oben, seitlich, unten Gülleoberfläche in darunter liegenden Kanälen oder Grube mit Verschmutzung vor allem Harn, Kot Einstreu planbefestigt perforiert Güllekanal 20

21 Verschmutzte Flächen Verschmutzung Freisetzungsbedingungen Grösse der Fläche Masse pro Fläche Art (vor allem Harn, feucht...) Stickstoff-Gehalt ph-wert Temperatur Sonneneinstrahlung Luftgeschwindigkeit 21

22 Rasches Abführen von Harn und saubere, trockene Aktivitätsfläche Einfluss des Gefälles auf das Abflussverhalten, Steiner et al Planbefestigt mit rund 3 % Gefälle 22

23 Rasches Abführen von Harn und saubere, trockene Aktivitätsfläche Reinigungsqualität: optimierte Schieber Schieber-Boden-Abstimmung besser, häufiger, tiergerechter 23

24 Rasches Abführen von Harn und geringere Oberflächen Geschickte Anordnung 24

25 Richtiger Umgang mit Gülle Stalltemperatur > Aussentemperatur: Güllelagerung im kühlen Bereich, nicht im warmen Stall Gülle häufiger ins gedeckte Lager ablassen Vermeiden intensiver Güllebewegung, wie Umspülen oder Slalomverfahren, Aufrühren nur gezielt zum Ausbringen Gülle in Silo oder Kanal einleiten: von unten, an Behälter-, Kanalsohle über Tauchrohr 25

26 Niedrige Luftgeschwindigkeit an der Abluftkamin bei Unterflurabsaugung Mindestabstand Gülleoberfläche Abluftventilator Luftsammelkanal Absaugöffnungen Perforierter Boden ca. 50 cm Abstand zwischen Spaltenboden und Gülleoberfläche Güllekanal 26

27 Beschattung und Windschutz im Auslauf Muff

28 Emission [g / GV Tag] Möglichst tiefe Temperatur Vollspalten, Warmstall 0.9 m 2 /Tier Getrennte Klimabereiche 1.0 m 2 /Tier Vollspalten Getr. Klimabereiche Vollspalten Getr. Klimabereiche Vollspalten Getr. Klimabereiche Ammoniak NH3 Methan CH4 Kohlendioxid CO2 Gallmann

29 Möglichst tiefe Temperatur nicht wärmegedämmte Ställe mit freier Lüftung u. Mikroklimabereich warme Jahreszeit: Sonnenschutz, Dach, Vordach Kühlung, vor allem bei zwangsgelüfteten Ställen: Zuluft aus Schatten, Nutzung von Hohlräumen, Erdwärmetauscher 29

30 Minimierung der verschmutzten Fläche Getrennte Klima- & Funktionsbereiche Weniger emittierende Oberflächen, Boden- & Tier-Verschmutzung Geschickte Anordnung Struktur Kombination Wahl Stallsystem 30

31 Fazit Trends zu grösseren verschmutzten Flächen sowie zur Güllelagerung im Warmstall hinterfragen Daher: raschen Harnabfluss und tiefe Temperaturen nutzen Lösungen für tiergerechte und NH 3 -reduzierte Haltungssysteme sind gezielt umzusetzen. Handlungsspielräume einzelbetrieblich nutzen. 31

32 Herzlichen Dank! ART Forschung für Landwirtschaft und Natur Telefon