Landwirtschaftsbetriebe mit innovativen Gülle basierten Produkten stärken

EU-finanzierte Forscher haben eine effiziente Methode entwickelt, um die Gülle von Nutztieren in sicheres und stabiles organisches Material zu verwandeln und hierdurch die Umweltauswirkungen von Düngemitteln zu verringern, Rohstoffeffizienz zu erreichen und neue ländliche Geschäftsmöglichkeiten zu schaffen.

Klimawandel und Umwelt

Die Landwirtschaft des 21. Jahrhunderts zeichnet sich oftmals durch einen Balanceakt dazwischen aus, der steigenden Nachfrage nach günstigen Nahrungsmitteln in großen Mengen gerecht zu werden und gleichzeitig sicherzustellen, dass das landwirtschaftlich nutzbare Land fruchtbar und ertragreich bleibt. Die Gülle von Nutztieren bspw. ist in der Landwirtschaft ein wertvoller Rohstoff, welcher der Versorgung des Bodens mit Stickstoff, Phosphor und organischer Materie zur Düngung von Anbaupflanzen dient - eine übermäßige Nutzung kann jedoch zu signifikanten Schäden führen. Zu den negativen Nebenwirkungen zählen unter anderem Verunreinigungen an der Oberfläche und des Grundwassers, Treibhausgasemissionen sowie ein langfristiges Nährstoffungleichgewicht und die Ansammlung von Schwermetallen im Boden. Abgesehen von Umweltschäden sinkt hierdurch auf lange Sicht die Ertragsfähigkeit. In Europa werden jährlich etwa 1 800 Millionen Tonnen Gülle produziert. Nachhaltige Vorteile für die Landwirtschaft Das EU-finanzierte Projekt BIOECOSIM zielte darauf ab, diesen fortwährenden Konflikt über die Entwicklung einer energieeffizienten Pilotanlage zu adressieren, die in der Lage ist, die Gülle von Nutztieren in sicheres und stabiles organisches Material zu verwandeln. Ein zentraler Vorteil der neuen Technik ist, dass diese direkt für eine Güllebehandlung am Ausgangsort konzipiert worden ist. Dies bedeutet, dass Landwirte – vor allem solche, die über dichte Nutztierbestände verfügen und deren Böden einen Überschuss an Nährstoffen aufweisen – die Technik zur Schaffung einer neuen Einnahmequelle umsetzen könnten. „Die Prototypenanlage kann pro Stunde 50 kg unbehandelte Gülle in Düngemittel und organische Bodenverbesserungsmittel verarbeiten, die daraufhin so gemischt werden können, um dem Nährstoffbedarf jeder Anbaupflanze gerecht zu werden“, erklärt Projektkoordinatorin Dr. Jennifer Bilbao vom Fraunhofer IGB in Deutschland. „Aus der Gülle kann zudem Wasser wiedergewonnen und für die Bewässerung genutzt werden. Diese Produkte werden dafür sorgen, dass Landwirte weniger auf synthetische, nicht erneuerbare und importierte Düngemittel angewiesen sind, um ihren Ertrag zu erhalten oder zu verbessern und neue Geschäftsmöglichkeiten für kleine Landwirtschaftsunternehmer schaffen.“ Eine nachhaltige und fruchtbare Lösung Bilbao und ihr Team testeten die Pilotanlage anhand von Schweinegülle, die einen hohen Wassergehalt von 90 % aufweist. Diese Gülle beinhaltet ebenfalls wertvolle Bestandteile wie bspw. Pflanzennährstoffe – vor allem Stickstoff und Schwefel – und nicht verdauliche Futter-Feststoffe wie z. B. Pflanzenfasern. Zunächst wird die Gülle vorbehandelt, damit sich der Schwefel vollständig auflöst. Im Anschluss erfolgt im Zuge einer Feststoff- und Flüssigstoffphase eine Grobfiltration. In der Feststoffphase wird daraufhin ein vom Fraunhofer IGB entwickeltes Trockenverfahren durchgeführt; dieses funktioniert mit stark erhitztem Dampf in einem geschlossenen System und ist äußerst energieeffizient. „Mikroorganismen werden bei diesem Vorgang vollständig vernichtet“, erklärt Bilbao. „Optional können die getrockneten organischen Bestandteile über ein Pyrolyseverfahren mit mehr als 300°C in organische Pflanzenkohle umgewandelt werden – in einer Atmosphäre von stark erhitztem Dampf, so wie während des Trocknungsschritts.“ Nach der Entfernung der Feststoff-Teile war es den Forschern möglich, aus der verbleibenden Flüssigkeit eine Mineralphosphat-Düngemittelmischung zu erstellen. Schließlich konnte aus der Flüssigkeit unter Verwendung von gasdurchlässigen Membranen ebenfalls Ammoniak wiedergewonnen werden. Es wurden Einheiten im Labormaßstab gebaut, in die alle diese Verfahren integriert werden können, um eine effiziente Herstellung von Pflanzenkohle-, Gas-, Schwefel- und Ammoniakdünger sowie zurückgewonnenen Wassers sicherzustellen. „Unsere umfassenden Untersuchungen und Feldstudien haben gezeigt, dass der auf Nutztieren basierende mineralische Dünger und organische Bodenzusatz direkt in der Landwirtschaft als reichlich verfügbares Düngemittel und Bodenverbesserungsmittel eingesetzt werden kann“, sagt Bilbao. „Der Großteil der entwässerten und verarbeiteten Produkte besteht nur zu etwa 4 % aus der ursprünglichen Menge der Nutztiergülle. Der nächste Schritt besteht darin, diese Techniken weiterzuentwickeln und auf eine marktfähige Anlage für die Serienfertigung zu übertragen.“

Schlüsselbegriffe

BIOECOSIM, Gülle von Nutztieren, Rohstoffeffizienz, Düngemittel, ländliche Geschäftsmöglichkeiten, Schwefel, Stickstoff, Nährstoffe

An innovative bio-economy solution to valorise livestock manure into a range of stabilised soil improving materials for environmental sustainability and economic benefit for European agriculture

Landwirtschaftsbetriebe mit innovativen Gülle basierten Produkten stärken

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