BiogasFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte Wirtschaftsdünger

Energetische und emissionsmindernde Nutzung von Wirtschaftsdüngern

In Deutschland fallen jährlich ca. 150-190 Mio. Tonnen tierische Exkremente wie Gülle, Jauche, Mist oder Hühnertrockenkot an. Nur ein Drittel dieser Mengen wird aktuell energetisch in Biogasanlagen genutzt, wobei der größte Anteil bei Rindergülle liegt - gefolgt von Schweinegülle, Rinderfestmist, Geflügelmist und Hühnertrockenkot sowie Schweinefestmist. Die bislang nicht energetisch genutzte Gülle wird im Sinne der Kreislaufwirtschaft als organischer Dünger auf landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht. Bei der Lagerung und Ausbringung von Gülle werden jedoch klimarelevante Methanemissionen in einer Größenordnung von rund 250.000 Tonnen jährlich freigesetzt. Diese Emissionen gilt es, im Sinne einer nachhaltigen, ressourcenschonenden und klimafreundlichen Landwirtschaft so weit wie möglich zu vermeiden.

Wirtschaftsdünger als Substrat in Biogasanlagen 2019
Wirtschaftsdünger als Substrat in Biogasanlagen 2019 Quelle: FNR

Status Quo

Die Biogaserzeugung bietet sich derzeit als einzige technisch und zugleich wirtschaftlich etablierte Lösung zur Reduzierung von Methanemissionen an. Insgesamt erzeugen in Deutschland etwa 8900 Anlagen Biogas. Durch die energetische Nutzung von aktuell ca. 60 Mio. Tonnen Wirtschaftsdüngern in Biogasanlagen konnten im Jahr 2020 etwa 4,8 TWhel Strom erzeugt und Treibhausgas-Emissionen (THG) in Höhe von 7,1 Mio. Tonnen CO2-Äq. vermieden werden. Die Vermeidung der THG-Emissionen ergibt sich aus den eingesparten Emissionen, die zum einen durch konventionelle Lagerung entstanden wären, und zum anderen durch Substitution fossiler Energieträger durch das aus Wirtschaftsdünger erzeugte Biogas vermieden werden.

Entwicklung der THG-Vermeidung und Stromerzeugung durch Güllevergärung
THG Vermeidung und Stromerzeugung durch Güllevergärung Quelle: FNR

Potenziale und Perspektiven

Auf dem UN-Klimagipfel in Glasgow haben sich 2021 über 100 Staaten einer Initiative zur Reduzierung klimaschädlicher Methanemissionen um mindestens 30 Prozent gegenüber 2020 angeschlossen. Das Klimaschutzprogramm der Bundesregierung sieht den verstärkten Einsatz von Wirtschaftsdüngern in Biogasanlagen als eine wichtige Maßnahme im Sektor Landwirtschaft vor, um Methanemissionen aus der Tierhaltung zu mindern. Experten gehen davon aus, dass sich die eingesetzten Wirtschaftsdüngermengen bis zum Jahr 2030 verdoppeln ließen. Daraus ergäbe sich ein jährliches THG-Einsparpotential von 11,7 Mio. Tonnen CO2-Äq.

Seit dem Jahr 2017 sinkt der jährliche Zubau neuer Güllekleinanlagen allerdings kontinuierlich, sodass davon auszugehen ist, dass die leicht erschließbaren Güllemengen bereits in Biogasanlagen eingesetzt werden. Um die Güllemenge in Biogasanlagen deutlich zu steigern, müssen Hemmnisse der Güllevergärung abgebaut und neue Anreize für den Wirtschaftsdüngereinsatz in Biogasanlagen geschaffen werden.

Biogasanlage zur Strom- und Wärmeerzeugung aus Rindergülle und Energiepflanzen
Biogasanlage zur Strom- und Wärmeerzeugung aus Rindergülle und Energiepflanzen Foto: Joerg Boethling

Maßnahmen des BMEL zur Stärkung der Wirtschaftsdüngervergärung

Um den Wirtschaftsdüngeranteil in Biogasanlagen zu steigern, fördert das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger FNR mit Mitteln aus dem Sondervermögen „Energie- und Klimafonds“ (EKF) verschiedene Maßnahmen:

  • Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zur energetischen und emissionsmindernden Nutzung von Wirtschaftsdüngern in Biogasanlagen
  • Modell- und Demonstrationsvorhaben zur Erhöhung des Anteils von Wirtschaftsdüngern in Biogasanlagen
  • Investitionen in emissionsmindernde Maßnahmen zur Vergärung von Wirtschaftsdüngern

Mit dem bundesweiten Förderaufruf „Energetische und emissionsmindernde Nutzung von Wirtschaftsdüngern“ initiiert das BMEL innovative Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, mit denen verfügbare Verfahrens- und Anlagentechnik optimiert und neue wirtschaftliche Konzepte zur Vergärung und Lagerung von Wirtschaftsdüngern sowie zur Aktivierung des Reststoffpotenzials entwickelt werden sollen.

In den bisher bewilligten Projekten werden Verfahren zur Reduzierung der Emissionen während der Wirtschaftsdüngerlagerung, Konzepte zur Vergärung kleiner Güllemengen an dezentralen Standorten, Möglichkeiten zur Gülleaufbereitung sowie substratangepasste Verfahren und Anlagenkonzepte erarbeitet. Teil dieser praxisorientierten FuE-Vorhaben ist die Bereitstellung von Informationen und Handlungsempfehlungen für die Praxis.

Informationen zu den einzelnen Vorhaben sind unter den verlinkten Förderkennzeichen in der Projektdatenbank der FNR abgelegt.

Fermenter- und Verfahrenskonzept für die breitenwirksame wirtschaftliche Erschließung von kleinen Güllemengen durch Co-Vergärung mit Stroh und Spelzen (Guellehebel)

Projektbearbeitung:

  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und System (2220WD011X)

Einfluss von unterschiedlichen Lagerungsverfahren und Prozessparametern auf das Methanbildungspotenzial und Restgasemissionen von Wirtschaftsdüngern und Gärresten

Projektpartner:

  • Teilvorhaben (TV) 1: Methan-Emission bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern - Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (2220WD014A)
  • TV 2: Einfluss der Vergärung und ökobilanzielle Bewertung - Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst-Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen - Fakultät Ressourcenmanagement Göttingen - Fachgebiet Nachhaltige Umwelt- und Energietechnik NEUTec (2220WD014B)

Entwicklung eines Verfahrens zur gezielten Minderung von Methanemissionen bei der Gülle- und Gärrestlagerung mit Möglichkeit der Reaktivierung und Erhaltung des Gasbildungspotenzials für die Biogasproduktion (EMeRGE_WD)

Projektbearbeiter:

  • TV 1: Labor-, Technikum- und Parzellenversuche, Koordination - Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V. (2220WD016A)
  • TV 2: Kalkstickstoff-Zusätze und Upscaling - AlzChem Trostberg GmbH (2220WD016B)

Ökonomische und technische Optimierung der anaeroben Vergärung von Schweinegülle (MOVE_WD)

Projektbearbeiter:

  • TV 1: Prozessoptimierung - FH Münster Fachbereich Energie • Gebäude • Umwelt Institutsverbund Ressourcen, Energie und Infrastruktur (2220WD012A)
  • TV 2: Substratvorbehandlung und Konzeptvalidierung - GEA Westfalia Separator Group GmbH (2220WD012B)
  • TV 3: Logistik und Praxisanforderungen - Agrar-Service und -Handel GmbH & Co. Kommanditgesellschaft (2220WD012C)

Methanemissionsmodell für offene Gärprodukt-/Güllelager (MEMO)

Projektbearbeitung:

  • DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (2220WD003X)

Kombiverfahren zur Gülleaufbereitung (GuelleKOM)

Projektbearbeiter:

  • TV 1: Versuchsdurchführungen und Koordination - DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (2220WD004A)
  • TV 2: Versuchsplanung und Verfahrensbewertung - Ellmann Engineering (EE) GmbH 2220WD004B)
  • TV 3: Anlagenauslegung und Rührkonzept - AEV Energy GmbH (2220WD004C)