Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten 7 Automatisches Füttern bei Milchkühen - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Dr. Bernhard Haidn LfL,, Grub Inhalt Einleitung Trend zur Automatisierung in der Milchviehhaltung Verfahrensübersicht Stufen der Automatisierung Bauliche Anforderungen Aktueller Stand der Forschung Arbeitswirtschaft Energieverbrauch Investitionsbedarf Spezifische Verfahrenskosten 2
8 Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Trend zur Automatisierung in der Milchviehhaltung Strukturwandel Arbeitsbelastung in den Betrieben sehr hoch Trend zur Automatisierung ist zu beobachten Ziele: automatisches Melken automatische Laufflächenreinigung automatisches Einstreuen automatisches Füttern automatische Datenerfassung (Tierüberwachung, Prozesssteuerung) Erleichterung und Flexibilisierung der Arbeit Verbesserung des Tierwohl 2 Automatisches Füttern Aktuelle Situation Futtermischwagen ist Standardmechanisierung Arbeitszeitbedarf für das Füttern: - Milchviehhaltung: 4-1 AKh/Kuh/Jahr - Bullenmast: 3 5 AKh/Bulle/Jahr Was spricht für ein automatisches Fütterungssystem (AFS) Aus Sicht des Landwirts Reduzierung der körperlichen Belastung Verringerung des Arbeitszeitbedarfs Flexibilisierung der Arbeitszeiteinteilung Möglichkeit zur Einsparung von Bauund Mechanisierungskosten Aus Sicht des Tieres Häufigere Vorlage frischen Futters Weniger Selektieren, Restmengen Leistungsgruppenbezogene Fütterung (Futterverwertung!) Erhöhung der Herdenaktivität (AMS) Oberschätzl und Siefer 212 4
Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten 9 Automatische Fütterung Verbreitung von automatischen Fütterungssystemen (AFS) in Bayern DeLaval (1) GEA/Mullerup (25) Hetwin/Lemmer-Fullwood (12) Pellon (7) Schauer/Rovibec (2) Trioliet (5) Wasserbauer (1) Lely (2) Alle (73) Stand: 1/214 OBERSCHÄTZL, 214 5 Automatisches Futternachschieben Butler (Wasserbauer) Juno (Lely) Stallboy feed (Hetwin)/ FeedRover (Lemmer-Fullwood) Antrieb: Elektromotor (Akku 24 V) stationäres System (schienengeführt) leistungsgruppenbezogene Kraftfuttergabe möglich Antrieb: Elektromotor (Akku 12 V) autonomes System (Ultraschallsensoren, induktive Sensoren) 2 verschiedene Modelle (Juno 1 & Juno 15) Antrieb: Elektromotor (Akku 24 V) autonomes System (induktive Sensoren) Mit Lockfütterung ausrüstbar (Herstellerbilder, 212) 6
1 Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Automatisches Füttern Stufe I: Automatische Futtervorlage Lagerung Bevorratung Entnahme und Transport Mischen Transport und Verteilen Nachschieben Flachsilos Kraftfutter Mineralfutter X Förderband Mobile Geräte Stationärer Mischer stationärer Verteilwagen mobiler Verteilwagen 7 Automatisches Füttern Stufe I Vorteile: Automatisiertes mehrmals tägliches Füttern einer Leistungsgruppe Geringere zeitliche Bindung für das Füttern als bei Standardmechanisierung Kein Zwischenlager Kosteneinsparung Nachteile: Keine automatische Erstellung der Futtermischung Zeitliche Bindung für Mischungserstellung Futtermischung verbleibt längere Zeit im Mischer Futterverderb? 8
Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten 11 Automatisches Füttern Stufe II: Halb-Automatische Fütterung Lagerung Bevorratung Transport und Verteilen Entnahme und Transport Mischen Nachschieben Flachsilos Kraftfutter Mineralfutter Schienengeführter Futtermischer X Mobile Geräte Förderband Stationärer Mischer stationärer Verteilwagen mobiler Verteilwagen Vorratsbehälter Überdachter Vorratsbereich Kranbefüllung mobiler Futtermischer 9 Vorteile: Automatisches Füttern Stufe II Automatisiertes mehrmals tägliches Füttern aller Leistungsgruppen Keine zeitliche Bindung für das Füttern Jeweils frische Mischung mit Einzelkomponenten aus Zwischenlagern Geringerer Energieverbrauch als bei mobiler oder vollautomatischer Fütterung??? Nachteile: Zwischenlager Kosten, Futterverderb? Keine Vollautomatisierung 1
12 Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Automatisches Füttern Stufe III: Voll-Automatische Fütterung Lagerung Bevorratung Transport und Verteilen Entnahme und Transport Mischen Nachschieben Kraftfutter Mineralfutter Förderband X stationärer Verteilwagen Stationärer Mischer Hoch-/Tiefsilos mobiler Verteilwagen 11 Vorteile: Automatisches Füttern Stufe III Vollautomatisiertes mehrmals tägliches Füttern aller Leistungsgruppen Keine zeitliche Bindung für Futterbereitstellung und Füttern Jeweils frische Mischung direkt aus Silos (kein Zwischenlager) gute Futterqualität Nachteile: Hoher Investitionsbedarf für Hoch-/Tiefsilos Hoher Energieverbrauch (Entnahmefräsen, Saug- Druckgebläse)??? Geringe Kapazitäten bei der Futtereinlagerung 12
Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten 13 Automatisches Füttern - Systemübersicht Gruppen bezogene automatische Mischfuttervorlage stationär mobil stationärer Mischer stationärer Mischer Futterband Futterverteilwagen Futtermischwagen selbstfahrender Futterverteilwagen selbstfahrender Futtermischwagen Herstellerbeispiele Cormall, Pellon, Rovibec, GEA/Mullerup Delaval, GEA/Mullerup, Pellon AgroX, GEA/Mullerup, Hetwin/Lemmer- Fullwood Pellon, Schauer/ Rovibec, Wasserbauer, Trioliet Cormall Lely, Schuitemaker verändert nach Wendl, 23 13 Bauliche Anforderungen automatischer Fütterungssysteme Anordnung der Futterküche Dimensionierung der Futterküche Platzbedarf Gebäude- und Traufhöhen Klimatisierung und Witterungsschutz Dach, Seitenwände, Tore Bodengestaltung Statik Futtertischbreite Systemabhängigkeit 14
14 Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Arbeitszeitaufwand für Füttern in bayer. Milchviehbetrieben Tagebuchaufzeichnungen in Betrieben mit/ohne AMS Erhebung in 16 Betrieben (1 x Silokamm, 1x Weelink, 14 x Futtermischwagen), berechnet aus 4x4 Wochen Tagebuchaufzeichnung, kein Einfluss der Technik feststellbar Arbeiszeitaufwand/Kuh und Jahr (APh) 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Betrieb ohne AMS Betrieb mit AMS 5 1 15 2 25 Bestandsgröße (Anzahl Kühe) MACUHOVA ET AL 211 15 Arbeitszeitbedarf bei automatischer Fütterung Annahmen: 5 m zwischen Silo und Vorratsbehälter MACUHOVA, 212 Trog räumen und Futterküche kehren 1 mal täglich Futternachschieben automatisch Stroh, Heu, Mineralkomponente Bevorratung nach Bedarf Arbeitszeitbedarf (AKh / Kuh und Jahr) 8 7 6 5 4 3 2 1 Schneidschaufel (2 m³) Greifschaufel (1,15 m³) Blockschneider (2,5 m³) vollautomatisch aus Hoch-/Tiefsilo 5 75 1 125 15 175 2 Bestandsgröße Schneidschaufel (2 m³, täglich) Greifschaufel (1,15 m³, täglich) Blockschneider (2,5 m³, täglich) Silageentnahme täglich 2-tägig 16
Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten 15 Arbeitszeitbedarf ausgewählter Verfahren SIEFER, 212 Arbeitszeitbedarf (Akh/Kuh und Jahr) AKh pro Kuh und Jahr 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5 75 laktierende Kühe Vor- und Nacharbeiten Bevorratung Stroh Nachschieben mit Schlepper 132 laktierende Kühe Bevorratung Mais- und Grassilage Bevorratung Zusatzstoffe 19 laktierende Kühe, Schneidschaufel Obenfräse Schneidschaufel Obenfräse Schneidschaufel Obenfräse Entnahmetechnik 17 Energieverbrauch automatischer Fütterungssysteme Ausstattung der untersuchten Milchviehbetriebe Messbetrieb Betrieb 1 Betrieb 2 Betrieb 3 Automatisches Fütterungssystem MixFeeder GEA/Mullerup Schienengeführter Mischund Verteilwagen T4 Trioliet Schienengeführter Mischund Verteilwagen Bandfütterung Pellon Futterlagerung Lose in 4 Vorratsbehältern Blöcke in 4 Vorratsbehältern 14 Tiefsilos Futterkomponenten Grassilage, Maissilage, Heu, Stroh, Kraft- und Mineralfutter Grassilage, Maissilage, Heu, Stroh, Kraft- und Mineralfutter Grassilage, Maissilage, Stroh, Kraft- und Mineralfutter Anzahl Fütterungen Gefütterte Tiere HL NL TS JV HL NL TS Transit HL NL TS JV 6 6 3 1 6 6 3 5 7 7 3 3 95 Kühe + JV (12 GV) 135 Kühe + JV (22 GV) 15 Kühe + JV (23 GV)
16 Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Energieverbrauch automatischer Fütterungssysteme Elektroenergieverbrauch verschiedener Fütterungsabschnitte 5. Betrieb 1 4.689 Elektroenergieverbrauch [kwh] 4. 3. 2. 1. Betrieb 2 Betrieb 3 1.364 1.2 319 Mischen 172 1.131 3.198 Zuführung GF 14 9 93 Zuführung KF/MF 65 396 218 Transport/ Verteilen/ Nachschieben 3.236 722 Gesamt 19 Energieverbrauch automatischer Fütterungssysteme Tageslastgang des Elektroenergieverbrauch am Betrieb 3 8 7 Energieverbrauch [kwh] 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 Zeit [h] Zuführung GF Zuführung KF/MV Mischen Transport/Verteilen Fütterung 2
Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten 17 Energieverbrauch automatischer Fütterungssysteme Elektroenergieverbrauch und Kosten Elektroenergieverbrauch Netto-Elektroenergiekosten (,227 /kwh) 1 18,4 2 Energieverbrauch (kwh/gv/jahr) 8 6 4 2 23,9 5,4 62,4 14,2 8,9 16 12 8 4 Energiekosten ( /GV/Jahr) Betrieb 1 Betrieb 2 Betrieb 3 21 Energieverbrauch automatischer Fütterungssysteme Kosten des Gesamtenergieverbrauchs Energiekosten [ / GV / Jahr] 8 7 6 5 4 3 2 1 6 Sh/GV/Jahr 7,8 5 Sh/GV/Jahr 59, 4 Sh/GV/Jahr 47,2 15,3 18,9 14,2 18,4 5,4 Betrieb 1 Betrieb 2 Betrieb 3 Fütterung mit FMW Elektroenergiekosten AFS Dieselkosten AFS Befüllen VB Dieselkosten FMW 22
18 Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Investitionsbedarf automatischer Fütterungssysteme Investitionsbedarf 25. 2. 15. 1. 146.592 (113.544-198.141) 225.389 (192.778-259.933) 189.572 (147.324-216.554) Fracht Montage KF- und MF-zuführung Tragsystem 5. Gutzuführung/Mischer/ Verteiler 8 16 22 Kuhzahl Vorratsbehälter Stand: 25.1.214 23 Investitionsbedarf automatischer Fütterungssysteme 2. 1.832 (1.419-2.477) Fracht Investitionsbedarf / Kuh 1.6 1.2 8 1.185 (921-1.353) 1.24 (876-1.182) Montage KF- und MF-zuführung Tragsystem 4 Gutzuführung/Mischer/ Verteiler 8 16 22 Kuhzahl Vorratsbehälter Stand: 25.1.214 24
Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten 19 Spezifische Jahreskosten automatischer Fütterungssysteme Spez. Jahreskosten 35. 3. 25. 2. 15. 1. 18.987 24.217 28.574 Elektroenergieaufwand (1 /Kuh/Jahr) Wartung und Reparaturen (3 % vom Neuwert) Zinsansatz 5 % vom 1/2 Neuwert Abschreibung (15 Jahre) 5. 8 16 22 Kuhzahl Stand: 25.1.214 25 Spezifische Jahreskosten automatischer Fütterungssysteme Spez. Jahreskosten / Kuh 25 2 15 1 5 235 156 137 Elektroenergieaufwand (1 /Kuh/Jahr) Wartung und Reparaturen (3 % vom Neuwert) Zinsansatz 5 % vom 1/2 Neuwert Abschreibung (15 Jahre) 8 16 22 Kuhzahl Stand: 25.1.214 26
2 Dr. B. Haidn - Verfahrenstechnik, Arbeitswirtschaft und Kosten Gebäudekosten für Futterhalle (incl. Bodenplatte) Gebäudekosten 8 Kühe Mittelwerte Minimum Maximum Fläche Futterhalle 12 m² 112 m² 14 m² Investitionsbedarf F-Halle 1 ) ( ) 29.661 27.776 34.72 Einsparpotenzial Stall 2) ( ) 3.7 21.7 31. Baulicher Vorteil ( ) 49-13.2 3.224 16 Kühe Fläche Futterhalle 139 m² 135 m² 153 m² Investitionsbedarf F-Halle 1 ) ( ) 34.497 33.48 37.944 Einsparpotenzial Stall 2) ( ) 6.14 43.4 62. Baulicher Vorteil ( ) 25.643 8.68 28.52 2 Kühe Fläche Futterhalle 162 m² 15 m² 198 m² Investitionsbedarf F-Halle 1 ) ( ) 4.176 37.2 49.14 Einsparpotenzial Stall 2) ( ) 69.44 55.552 83.328 Baulicher Vorteil ( ) 29.264 18.352 46.128 1) (248 /m²) 2) gegenüber Futtertischbreite von 5,m 27 Zusammenfassung Automatisierung von Arbeitsverfahren in der Milchviehhaltung nimmt kontinuierlich zu Verschiedene Mechanisierungsstufen und große Vielfalt bei den Techniken für die einzelnen Verfahrensschritte am Markt Gut überlegte Planung für eine geeignete betriebliche Lösung Arbeitswirtschaft: Vorteile liegen vor allem in der Flexibilität, bei Vollmechanisierung auch in der zeitlichen Entlastung Elektroenergieaufwand: Energieaufwand deutlich niedriger als bei Standardmechanisierung über Futtermischwagen Investitionsbedarf: große nur zum z.t. systembedingte Unterschiede bei den am Markt anbietenden Firmen mehrere Angebote verschiedener Firmen einholen Bei Vollautomatisierung bzw. bei Zwischenlagerung ist die Technik AFS derzeit für mittlere Bestandsgrößen (15 bis 2 Kühe) betriebswirtschaftlich am sinnvollsten 28