Bei der Biogasproduktion auf der Grundlage nachwachsender Rohstoffe fallen nach dem Fermentationsprozess in der Biogasanlage in großem Umfang Gärreste an. Diese können bei geeigneter Zusammensetzung des verwendeten pflanzlichen Ausgangsmaterials als effizientes Düngemittel genutzt werden. In der Arbeit wird die Frage behandelt, wie sich die Düngung mit solchen Gärresten auf die Umwelt auswirkt und wie diese Form der Düngung auf eine möglichst umweltverträgliche Art erfolgen kann.
Der Anbau nachwachsender Rohstoffe hat innerhalb des letzten Jahrzehnts sehr stark zugenommen und der Anbau von Energiepflanzen für die Erzeugung von Biogas spielt in diesem Zusammenhang eine entscheidende Rolle. Bei der Biogasproduktion auf der Grundlage nachwachsender Rohstoffe fallen nach dem Fermentationsprozess in der Biogasanlage in großem Umfang Gärreste an. Diese können bei geeigneter Zusammensetzung des verwendeten pflanzlichen Ausgangsmaterials als effizientes Düngemittel genutzt werden.
Es ist davon auszugehen, dass solche Gärreste bislang fast ausschließlich zur Düngung verwendet werden und dass durch den erheblichen Anstieg der Biogasproduktion in Deutschland neben der Anbaufläche für Energiepflanzen für die biochemische Verwertung gleichzeitig auch die Fläche, auf der Biogasgärreste zur Düngung ausgebracht werden, stark zugenommen hat.In der Arbeit wird die Frage behandelt, wie sich die Düngung mit solchen Gärresten auf die Umwelt auswirkt und wie diese Form der Düngung auf eine möglichst umweltverträgliche Art erfolgen kann.
Gliederung
1. Einführung
2. Biogasgärreste als effizientes Düngemittel
3. Auswirkungen der Düngung mit Biogärgärresten aus nachwachsenden Rohstoffen auf die Schutzgüter
3.1 Auswirkungen auf das Wasser
3.1.1 Negative Auswirkungen und Risiken unangepasster Düngung in Bezug auf Oberflächengewässer
3.1.2 Negative Auswirkungen und Risiken unangepasster Düngung in Bezug auf das Grundwasser
3.2 Auswirkungen auf den Boden
3.2.1 Negative Auswirkungen und Risiken unangepasster Düngung in Bezug auf den Boden am Beispiel der Nitratbelastung
3.2.2 Positive Auswirkungen der Biogärgärrestdüngung auf den Humusgehalt und die Aggregatstabilität des Bodens
3.3 Auswirkungen auf Luft und Klima: Negative Auswirkungen unangepasster Düngung mit Biogärgärresten am Beispiel der Ammoniak-Emissionen
3.4 Auswirkungen auf Tier- und Pflanzenarten und deren Lebensräume sowie die biologische Vielfalt
3.4.1 Negative Auswirkungen unangepasster Düngung auf die biologische Vielfalt
3.4.2 Positive Auswirkungen der Biogärgärrestdüngung auf die Bodenfauna
3.5 Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit
4. Maßnahmen zur Minimierung negativer Auswirkungen bzw. zur Förderung positiver Auswirkungen der Düngung mit Biogärgärresten
5. Instrumente zur Sicherstellung bzw. Förderung einer umweltverträglichen Düngung mit Biogärsubstrat
5.1 Gesetzliche Vorgaben auf nationaler Ebene
5.1.1 Düngegesetz (DüngG)
5.1.2 Düngeverordnung (DüV)
5.1.3 Düngemittelverordnung (DüMV)
5.1.4 Bioabfallverordnung (BioAbfV)
5.2 Förderinstrumente
5.2.1 Direktzahlungen an Landwirte und Cross Compliance (CC)
5.2.2 Agrarumweltprogramme am Beispiel Kulturlandschaftsprogramm (KULAP) Bayern
6. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Auswirkungen der Düngung mit Biogärresten aus der Fermentation nachwachsender Rohstoffe auf verschiedene Umweltschutzgüter sowie die rechtlichen und förderpolitischen Rahmenbedingungen für eine umweltverträgliche Ausbringung.
- Charakterisierung von Biogärresten als effizientes Düngemittel
- Analyse der Umweltauswirkungen auf Wasser, Boden, Luft, Klima und Biota
- Evaluation von Maßnahmen zur Minimierung negativer und Stärkung positiver Umwelteffekte
- Überblick über relevante deutsche Gesetze und Verordnungen im Düngerecht
- Untersuchung von Förderinstrumenten wie Cross Compliance und Agrarumweltprogrammen
Auszug aus dem Buch
2 Biogasgärreste als effizientes Düngemittel
Bei Gärresten aus der Biogasproduktion, also der biochemischen anaeroben Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen in Biogasanlagen, ist analog zu den beiden Fermentationsverfahren - Flüssiggärung und Trockenfermentation - auch zwischen flüssigem und festem Gärsubstrat zu unterscheiden.
Meist handelt es sich bei den zur Düngung auf landwirtschaftlichen Nutzflächen genutzten Biogasgärresten aus nachwachsenden Rohstoffen um Wirtschaftsdünger. „Gärreste aus Biogasanlagen werden zu den Wirtschaftsdüngern gezählt, wenn sie aus der Vergärung von in landwirtschaftlichen, forstwirtschaftlichen oder gartenbaulichen Betrieben angefallenen pflanzlichen Materialien (...) entstammen“ (LfL und LfU 2009, 7)
Die hohe Bedeutung des Gärsubstrats als Düngemittel liegt zum einen darin begründet, dass sich dieses - bei geeignetem Ausgangsmaterial - durch einen hohen Nährstoffgehalt und eine hohe Düngerwirksamkeit auszeichnet. Denn die im Ausgangsmaterial der Biogasproduktion enthaltenen Nährstoffe bleiben nach dem Abbauprozess in den Gärresten weitestgehend erhalten und sind größtenteils düngerwirksam (KEYMER 2012, 7-8). Das im Gärrest enthaltene Phosphor und Kalium ist sogar vollständig düngerwirksam und ersetzt in vollem Umfang Mineraldünger (KEYMER 2012, 7-8). Hinsichtlich des im Gärsubstrat enthaltenen Stickstoffs handelt es sich zu einem großen Teil um Ammonium-Stickstoff. Diese Stickstoff-Verbindung ist ein rasch pflanzenverfügbarer Nährstoff (KEYMER 2012, 7-8). Da Ammonium-Stickstoff im Gärsubstrat ist im Anwendungsjahr düngerwirksam (KEYMER 2012, 7). Da Gärreste „aus den verschiedensten Ausgangssubstanzen“ stammen können, „die während des Gärprozesses in Abhängigkeit von der Verweildauer, der Temperatur und dem Mischungsverhältnis unterschiedlichen Abbauraten unterliegen“, ist es grundsätzlich nicht sinnvoll von pauschalen Durchschnittswerten für Nährstoff- oder TS-Gehalte von Gärresten auszugehen (LfL und LfU 2009, 7). Jedoch haben Gärreste tendenziell „einen höheren Anteil pflanzenverfügbaren Stickstoffs als Wirtschaftsdünger tierischer Herkunft“ wie zum Beispiel Rindergülle (LfL und LfU 2009, 7).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einführung: Die Einleitung beleuchtet den Anstieg nachwachsender Rohstoffe in der Biogasproduktion in Deutschland und leitet die Forschungsfrage bezüglich der Umweltwirkungen der entstehenden Gärreste ab.
2. Biogasgärreste als effizientes Düngemittel: Dieses Kapitel erläutert die stoffliche Zusammensetzung von Gärresten, ihre Einordnung als Wirtschaftsdünger und ihre hohe Nährstoffverfügbarkeit im Vergleich zu anderen Düngemitteln.
3. Auswirkungen der Düngung mit Biogärgärresten aus nachwachsenden Rohstoffen auf die Schutzgüter: Hier erfolgt eine detaillierte wissenschaftliche Analyse der potenziellen negativen und positiven Effekte auf Wasser, Boden, Luft, Klima und die biologische Vielfalt.
4. Maßnahmen zur Minimierung negativer Auswirkungen bzw. zur Förderung positiver Auswirkungen der Düngung mit Biogärgärresten: Dieses Kapitel bietet einen tabellarischen Leitfaden für landwirtschaftliche Praktiken zur umweltschonenden Ausbringung von Gärresten.
5. Instrumente zur Sicherstellung bzw. Förderung einer umweltverträglichen Düngung mit Biogärsubstrat: Hier werden die geltenden rechtlichen Rahmenbedingungen und finanziellen Förderinstrumente in Deutschland vorgestellt.
6. Fazit: Das Fazit fasst zusammen, dass eine umweltverträgliche Düngung mit Gärresten möglich ist, wenn fachgerechte Ausbringung und gesetzliche Vorgaben streng eingehalten werden.
Schlüsselwörter
Biogas, Gärreste, Nachwachsende Rohstoffe, Düngemittel, Umweltschutz, Nitratbelastung, Wirtschaftsdünger, Nährstoffeffizienz, Düngeverordnung, Landwirtschaft, Bodenschutz, Ammoniak-Emissionen, Cross Compliance, Gewässerschutz, Biogasanlagen
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit?
Die Arbeit analysiert die ökologischen Auswirkungen der Verwendung von Gärresten aus Biogasanlagen, die mit nachwachsenden Rohstoffen betrieben werden, als landwirtschaftliches Düngemittel.
Was sind die zentralen Themenfelder der Publikation?
Die Schwerpunkte liegen auf der Düngewirkung der Gärreste, deren ökologischen Risiken für Boden und Wasser sowie der Bewertung bestehender gesetzlicher Regelungen.
Welches primäre Ziel verfolgt der Autor?
Ziel ist es aufzuzeigen, wie Biogärreste effizient und zugleich umweltverträglich genutzt werden können, um negative Umwelteffekte wie Nitratbelastung zu minimieren.
Welche wissenschaftliche Methodik wurde angewendet?
Es handelt sich um eine systematische Literaturanalyse und Auswertung einschlägiger Verordnungen sowie agrarwissenschaftlicher Studien zur Düngung.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine detaillierte Analyse der Umweltauswirkungen auf verschiedene Schutzgüter und eine Zusammenstellung konkreter Handlungsanweisungen für die landwirtschaftliche Praxis.
Welche Begriffe beschreiben die Arbeit am besten?
Zu den Kernbegriffen gehören Biogärreste, Düngeverordnung, Nährstoffmanagement, Umweltschutz und Agrarpolitik.
Welche Bedeutung kommt der Düngeverordnung in diesem Kontext zu?
Die Düngeverordnung ist das zentrale Instrument, welches die fachlich gute Praxis festlegt, um eine Überdüngung und damit verbundene Umweltschäden zu verhindern.
Wie unterscheiden sich Gärreste von tierischen Wirtschaftsdüngern?
Gärreste zeichnen sich häufig durch einen höheren Anteil an pflanzenverfügbarem Stickstoff aus, erfordern jedoch aufgrund der variablen Zusammensetzung eine präzisere Analyse des Nährstoffgehalts.
Welche Rolle spielen Förderinstrumente wie KULAP?
Agrarumweltprogramme wie KULAP in Bayern bieten finanzielle Anreize für Landwirte, die freiwillig umweltschonende Verfahren anwenden, welche über die gesetzlichen Mindeststandards hinausgehen.
Wie werden Ammoniak-Emissionen durch die Gärrestdüngung bewertet?
Die Arbeit betont, dass Ammoniak-Emissionen ein signifikantes Risiko darstellen, das jedoch durch fachgerechte Ausbringungstechniken, wie die injizierende oder bodennahe Düngung, deutlich reduziert werden kann.
- Citar trabajo
- Dipl.-Ing. Jonas Renk (Autor), 2016, Düngung mit Gärresten aus der Fermentation nachwachsender Rohstoffe in Biogasanlagen, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/417148
