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Mehr Klimaschutz im Ackerbau – so gelingts

Um die Erderwärmung abzumildern, müssen die Treibhausgasemissionen deutlich sinken. Mit welchen Maßnahmen ein Ackerbaubetrieb dazu beitragen kann, erläutern unsere Autoren.

Lesezeit: 11 Minuten

Ein Fachbeitrag von Helmut Döhler, DöhlerAgrar, und Uwe Häußermann, Universität Gießen/ DöhlerAgrar

SCHNELL GELESEN



Die Landwirtschaft darf bis zum Jahr 2030 nur noch 57,3 Mio. t CO2e ausstoßen (derzeit 63 Mio. t CO2e). Ihr Anteil an den Gesamtemissionen liegt mit Landnutzung zurzeit bei 13,7 %, ohne bei 8,2 %.

Laut Nationalem Emissionsinventar stieß Deutschland im Jahr 2021 über alle Sektoren hinweg (Industrie, Verkehr etc.) insgesamt 764 Mio. t CO2e aus.

Jeder Betrieb kann mithelfen, die Emissionen zu senken. Das kann z.B. mit Mineraldüngerersatz, dem Anbau von Zwischenfrüchten oder dem Einsatz regenerativer Energien geschehen.

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Dass wir mitten im Klimawandel stecken, steht wissenschaftlich fest. So haben sich z.B. die Durchschnittstemperaturen in Deutschland von 1881 bis 2021 statistisch gesichert um 1,6 °C erhöht. Damit ändern sich auch Niederschlagsverteilung und -mengen.

Insgesamt ist die Landwirtschaft durch die weltweiten Emissionen von Treibhausgasen (THG) mehr ein Betroffener als ein Verursacher – auch wenn ein Teil der nationalen THG-Emissionen (8 bzw. 14 %, je nach Berechnungsansatz) auf landwirtschaftliche Aktivitäten zurückzuführen ist.Die Folgen, wie Hitzeperioden, Trockenstress, Ertragsrückgang, Schädlingsdruck, Mehraufwendungen oder Qualitätseinbußen, treffen die Landwirtschaft bereits heute hart.

Ambitionierte Gesetze sollen die Erwärmung bremsen

Um unüberschaubare Schäden durch den Klimawandel noch abzuwenden, haben sich 195 Staaten – darunter auch Deutschland – im Abkommen von Paris verpflichtet, den Anstieg der weltweiten durchschnittlichen Temperatur auf weniger als 2 °C und möglichst auf 1,5 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Dieses Übereinkommen wurde 2019 mit dem Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) in nationales Recht umgesetzt.

Das KSG verpflichtet die Bundesrepublik, bis 2045 klimaneutral zu sein – das heißt, netto keine Treibhausgase mehr zu emittieren. Unvermeidbare Rest-Emissionen, z.B. aus der Landwirtschaft, will man ab 2045 durch CO2-Bindung ausgleichen. Ins­gesamt sollen die THG-Emissionen schrittweise bis 2030 um 65 % und bis 2040 um 88 % gegenüber den Emissionen im Jahr 1990 gemindert werden.

Wie hoch ist der THG-Ausstoß der Landwirtschaft?

Generell werden die Emissionen aller Unterzeichner des Pariser Abkommens nach international festgelegten Vorgaben jährlich neu berechnet. Dabei teilt man die Emissionen in Sektoren auf, wie Energiewirtschaft, Abfallwirtschaft, Industrie, Gebäude, Verkehr, Landnutzung bzw. Landnutzungsänderungen und Landwirtschaft. Gemäß des Nationalen Emmissionsinventars lagen die Gesamtemissionen über alle Sektoren in Deutschland 2021 bei 764 Mio. t Kohlenstoffdioxid-Äquivalente (CO2e). Die Emissionsäquivalente setzen sich vor allem aus den Treibhausgasen Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) zusammen.

Wie hoch der Anteil der Landwirtschaft an diesen Gesamtemissionen ist, zeigt Übersicht 1. Im „engeren Inventarsinn“ (ohne Landnutzung) lagen sie 2021 bei knapp 63 Mio. t CO2e (8,2 % der Gesamtemissionen). Im weiteren Sinn werden auch die Landnutzungsemissionen zugerechnet, dann machen die Landwirtschaftsemissionen etwa 13,7 % des Gesamtausstoßes aus.

Wo entstehen Emissionen und wie erfolgt die Berechnung?

Die landwirtschaftlichen Methanemis­sionen entstehen überwiegend bei der Verdauung von Nutztieren, insbesondere von Wiederkäuern. Zu Lachgasemissionen kommt es vor allem bei der Ausbringung von stickstoffhaltigen Düngern, aber auch bei der Nitrifikation und Denitrifikation von Ammoniak (NH3) und Nitrat (NO3-) – deswegen mindern Maßnahmen zur Senkung der NH3-Emissionen und der NO3--Auswaschung indirekt auch THG-Emissionen.

Im Bundes-Klimaschutzgesetz sind für die einzelnen Sektoren (Energie, Industrie etc.) für die Jahre bis 2030 konkrete Emissions-Höchstmengen festgelegt. Für die Landwirtschaft dürfen alle Emissionen zusammen den Zielwert von 57,3 Mio. t CO2e nicht überschreiten. Wie hoch die Emissionen unterschiedlicher Quellen in der Landwirtschaft zurzeit sind, ist ebenfalls in Übersicht 1 dargestellt.

Generell werden die THG-Emissionen im Nationalen Emissionsinventar nach dem sogenannten Verursacher- und Territorialprinzip berechnet. Das heißt, dass Importe von Vorleistungen aus dem Ausland (z.B. die Produktion von Importfuttermitteln) nicht den THG-Emissionen Deutschlands angerechnet und Vorleistungen aus inländischer Produktion (z.B. die Herstellung von Mineraldüngern) den jeweiligen Sektoren zugeordnet werden, in denen die Produktion stattfindet. Daher rechnet man die Düngerherstellung nicht der Landwirtschaft zu.

Diese Vorgehensweise führt aber auch dazu, dass man z.B. die Einsparung von THG-Emissionen durch Biogasstromerzeugung oder Photovoltaikanlagen nicht der Landwirtschaft anrechnet. Wenn also ein Landwirt CO2 in Biomasse bindet, um sie in der Biogasanlage zu verstromen, erhält die Energiewirtschaft die „Gutschrift“ dafür.

Die Landnutzung und Landnutzungsänderungen bilden nach dieser Systematik ebenfalls einen eigenen Sektor, wobei die THG-Emissionen aus der Landnutzung von Acker- und Dauergrünland bei ca. 42 Mio. t CO2e liegen. Diese Emissionen gehen hauptsächlich auf den Abbau von im Boden gebundenem Kohlenstoff in Folge der Trockenlegung von Mooren zurück.

So lassen sich Emissionen im Betrieb senken

Mit welchen einfachen Maßnahmen ein Marktfruchtbetrieb die Emissionen mindern kann, welche Wirkungen sie haben und mit welchen Kosten dies für den Betrieb verbunden ist, zeigen wir nachfolgend anhand eines Beispiels (siehe Übersicht 2).

Wir nehmen an, dass der Beispielbetrieb 100 ha Ackerland mit wendender Bodenbearbeitung bewirtschaftet. Auf jeweils 25 ha erfolgt der Anbau von Winterweizen, Wintergerste, Silomais und Winterraps. Auf den Mineralböden werden für Deutschland durchschnittliche Erträge erreicht. Der Betriebsleiter arbeitet bislang nur mit Mineraldünger und ohne Zwischenfrüchte. Dieser Betrieb hat folgende THG-Minderungspotenziale:

Eine wichtige Emissionsquelle des Marktfruchtbetriebs ist die  N-Düngung . Als Maßnahme bietet sich an, rund 25 % der Stickstoffmenge aus der bisherigen Mineraldüngung durch Rindergülle zu ersetzen, die z. B. auf einem Milchviehbetrieb überschüssig anfällt. Mit der Gülle, die er selbst lagert, kann er seine Wintergersten- und Winterrapsbestände andüngen und den Silomais vollständig damit ernähren. Der ursprüngliche Ausstoß von 64 t CO2e/Jahr reduziert sich dadurch um etwa 11 t.

Abhängig davon, wie viel Fläche des Betriebs in einem „roten Gebiet“ liegt, in dem eine Düngung 20 % unter dem Bedarf vorgeschrieben wird, ergäbe sich eine weitere Reduktion. Würde man in diesem Beispiel annehmen, dass die gesamte Fläche in so einem Gebiet liegt, würde daraus eine THG-Minderung von 15,7 t resultieren. Allerdings wären dann auch Mindererträge zu berücksichtigen (hier z.B. 3 %).

Eine viel diskutierte Klimaschutzmaßnahme sind emissionsmindernde Techniken bei der  Ausbringung von Wirtschaftsdüngern/Gülle . In unserem Beispiel nehmen wir an, dass der Betriebsleiter die Gülle im Schlitzverfahren ausbringt. Dadurch sinken die Ammoniakverluste, was folglich auch zu geringeren indirekten Klimagasemissionen führt.

Allerdings ist dieser Effekt mit 0,5 t nur sehr gering. Daran ändert auch die „Gutschrift“ für den eingesparten N-Dünger (0,8 t) nicht viel, zumal beim Einsatz der Schlitztechnik ein Mehrverbrauch an Kraftstoff entsteht, der mehr als 3 t Mehremissionen zur Folge hat. Die Anwendung emissionsmindernder Technik ist demnach in erster Linie eine Ammoniak- und keine THG-Minderungsmaßnahme.

Lagert unser Beispiellandwirt die Gülle des Nachbarn in seinem Güllelager, entstehen dort unweigerlich Methanemissionen. Diese ließen sich mit einer gasdichten Abdeckung und nachfolgendem Abfackeln vermeiden. Alternativ wäre eine sofortige Vergärung in der Biogasanlage eine gute Verwertungsmöglichkeit – dadurch ließen sich alle Methanemissionen in Energie umwandeln.

Allerdings ist die Biogaserzeugung nicht überall umsetzbar. Eine weitere Option ist, die methanogenen Bakterien durch das Gülleadditiv Kalzium-Cyanamid zu blockieren. Damit lässt sich eine THG-Minderung von 50 t auf dem Beispielbetrieb erzielen.

Zwischenfruchtanbau hat mehrere Effekte

Der  Anbau von Zwischenfrüchten  kann im Zusammenhang mit THG-Minderungen mehrere Ziele verfolgen. Eine im Beispiel angenommene Zwischenfruchtsaat vor Mais soll verhindern, dass Stickstoff in die nicht durchwurzelte Zone verlagert wird, sodass der Folgekultur rund 20 kg N/ha mehr zur Verfügung stehen, die man nicht als Dünger zukaufen muss. Dies bringt eine Minderung von 2,1 t  CO2e. Der erhöhte Verbrauch an Kraftstoff senkt diesen Effekt allerdings um 1,3 t.

Wichtiger kann der Effekt zur Minderung des Humusabbaus sein. So kann eine Zwischenfrucht dafür sorgen, dass der Humusgehalt der Böden nicht sinkt. Das ermöglicht eine CO2e-Minderung von rund 10 t. Zusätzlich stabilisieren Zwischenfrüchte die Bodenstruktur, verbessern die Infiltrationsfähigkeit der Böden und helfen, Beikräuter zu unterdrücken. Der Anbau von Zwischenfrüchten wird daher künftig eine immer bedeutendere Rolle im Ackerbau spielen (müssen) – unabhängig von der GAP.

Eine weitere THG-Minderung kann der Beispielbetrieb durch die Umstellung der  Bodenbearbeitung  erreichen. Werden die Flächen mit konservierenden bzw. nicht wendenden Bestellverfahren bearbeitet, spart das gegenüber dem Pflug etwa 1,7 t CO2e (weniger Kraftstoffeinsatz). Bei Direktsaatverfahren liegt das Sparpotenzial bei bis zu 8,5 t.

Erneuerbare Energien nutzen

Eine besondere Rolle bei der THG-Einsparung können die erneuerbaren Energien spielen, die im Emissionsinventar der Landwirtschaft nicht angerechnet werden. Wer z.B.  Biodiesel statt fossilem Diesel  nutzt, kann etwa 75 bis 80 % THG-Emissionen einsparen. Bezogen auf unser Beispiel wären das rund 20 t. Setzt man die oben erwähnte Umstellung auf reduzierte Bestellung um, verringert sich die THG-Einsparung entsprechend. Allerdings haben noch nicht alle Hersteller Freigaben erteilt.

Recht einfach lassen sich THG-Einsparungen über  PV-Anlagen  erzielen – die Installation auf 1.000 m2 Fläche (z.B. auf einer Maschinenhalle) ergibt eine THG-Minderung von 40 t. Würde sich unser Beispielbetrieb zudem an einer  Biogasanlage  beteiligen, dabei anteilig z.B. 60 kW betreiben, und die Anlage überwiegend Wirtschaftsdünger vergären sowie die Wärme gut nutzen, könnte er weitere 350 t THG einsparen. Dann würde natürlich die Option des Gülleadditivs entfallen.

Was kosten die Maßnahmen?

Die Kosten für die Maßnahmen schwanken je nach Betrieb, überschlägig sind sie aber zur Orientierung in Übersicht 2 angegeben. Zunächst kann man festhalten, dass sich mit erneuerbaren Energien THG-Emissionen senken lassen und man damit gleichzeitig zusätzliches Einkommen erzielen kann.

Gibt es noch Reserven bei der Einsparung von N-Düngern, kann man solche Maßnahmen (z.B. durch eine bessere Düngeplanung oder die Nutzung von Hilfsmitteln) kostenneutral halten. Strengere Vorgaben wie die 20 %ige N-Minderung führen zwar zu geringeren Emissionen, kosten aber durch die Mindererträge viel Geld.

Die Umstellung auf kraftstoffsparende Bestellungsverfahren ist eher als kostenneutral zu bewerten. Denn erhöhte Aufwendungen für Unkrautkontrolle und ggfs. Pflanzenschutz muss man gegenrechnen.

Die emissionsarme Gülletechnik wird in erster Linie wegen der Ammoniakminderung eingesetzt, daher entstehen dafür nur bedingt dem Klimaschutz anrechenbare Mehrkosten. Anders sieht es beim Einsatz von Güllezusätzen aus, welche die methanbildenden Bakterien im Güllebehälter blockieren. Diese Maßnahme dient allein der THG-Minderung. Weil sie mit Kosten von etwa 5.000 €/Jahr zu Buche schlägt, sollte man die Anwendung finanziell fördern.

Der Anbau von Zwischenfrüchten ist – besonders wenn man damit den Humusabbau der Böden kompensieren will – eine kostenintensive Maßnahme. Für standortangepasste Mischungen und eine präzise Bestellung werden schnell 100 bis 150 €/ha fällig. Wenn auf einem Viertel der bewirtschafteten Fläche des Beispielbetriebes Zwischenfrüchte zum Gegensteuern des Humusschwundes angebaut werden, fallen Kosten von rund 4.000 € an.

Fazit

Die wenigen Beispiele zeigen, mit welchen Maßnahmen man die THG-Emissionen auf den Betrieben senken kann. Sie belegen aber auch, dass die Möglichkeiten zur Reduzierung in den ­klassischen Produktionsbereichen der pflanzlichen und tierischen Erzeugung eher begrenzt sind. Denn aufgrund der natürlichen Vorgänge in den Böden und in den Nutztieren lassen sie sich nicht auf Null drücken.

Deutlich wird zudem, dass Landwirtschaftsbetriebe über die Erzeugung bzw. Nutzung von erneuerbaren Energien die größten Potenziale für ein emissionsarmes Wirtschaften haben. Damit lassen sich die unvermeidbaren Emissionen aus der Tier- und Pflanzenproduktion kompensieren.


Kommentar: "Wir müssen die Debatte versachlichen!"

Auch, wenn die Tatsachen in vielen ­Diskussionen verwässert werden – die Landwirtschaft ist deutlich mehr ein Betroffener des Klimawandels als ein Verursacher. Dennoch ist es wichtig, dass Landwirte ihre Bewirtschaftung möglichst noch klimafreundlicher ausrichten.

Generell ist bei der weltweit angewandten Emissionsinventarmethodik zu bedenken, dass sie sektorbezogene (Industrie, Verkehr, Energiewirtschaft etc.) Emissionen ausweist, die nur bedingt Rückschlüsse auf die Wirtschaftsweise des Agrarsektors bzw. der einzelnen Landwirtschaftsbetriebe erlauben. Das Inventar dient überwiegend der nationalen Bilanzierung und dem Erkennen von Emissionsschwerpunkten. Weil es auch zukünftig in der jetzigen Form und Systematik so fortbestehen wird, müssen Analysen und Minderungskonzepte für THG-Emissionen in der Landwirtschaft zusätzlich produktions-, verfahrens- oder betriebsbezogen erfolgen.

Momentan verlaufen die Debatten über mögliche Minderungskonzepte oft sehr hitzig. Eine Versachlichung der öffentlichen und politischen Diskussionen ist dringend notwendig. Slogans wie „Klima-Killer Kuh und Kohle“ sind schlichtweg irreführend und reiner Populismus. Insgesamt machen Wiederkäuer nur ein Fünftel der Kohleemissionen aus. Beide Quellen sind auch nicht ­wirklich vergleichbar, denn die Wiederkäueremissionen entstehen durch ­Verdauungsvorgänge, bei denen aus Grünfutter – von dem sich kein Mensch auf der Welt ernähren kann – hochwertige Kohlenhydrate und Eiweiß entstehen. Auf diese Nahrungsmittel werden wir nicht so leicht verzichten können.

Bei aller Dramatik um den Klimawandel dürfen wir nicht vergessen, dass wir uns auch um andere Nachhaltigkeitsziele kümmern müssen – die Vereinten Nationen haben immerhin 17 davon ­definiert. Aktuell neigt unsere Politik dazu, Klimaschutz mit Nachhaltigkeit gleichzusetzen, dabei bergen monokausale THG-Berechnungen zur Beurteilung der Wirtschaftsweise das Risiko, dass wir Probleme anderer Nachhaltigkeitsbereiche vernachlässigen. Wichtig ist ein Blick auf das große Ganze. Helmut Döhler

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