Technische und betriebs- wirtschaftliche Anforderungen … · 2 Wirtschafts-dünger Biomasse org....

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www.thueringen.de/th9/tll

TLL Gülletag

Buttelstedt28. Juni 2017

G. Reinhold Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Naumburger Str. 98, 07743 Jena [email protected]

Technische und betriebs-wirtschaftliche Anforderungen an die Lagerung und Ausbringung von Wirtschaftsdünger


Agenda

TLL, Reinhold 2017

• Anfall, Inhaltsstoffe und Eigenschaften von Wirtschaftsdünger• Umsetzung der Anforderungen aus den Novellen der DüV und der AwSV• Lagerung und Einsatz von Wirtschaftsdünger

– Mengen, Sperrzeiten; Lagerbilanz• Zusammenfassung / Schlussfolgerungen

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Wirtschafts-dünger

Biomasse

org. Düngung

DüV, AwSV

Photo-synthese

H2OO2

CO2

Viehfutter Biomasse-produktion

Mensch

Bioabfall,Müll,Klär-schlamm

Verbrennung, Deponie

Stoffkreislauf

Kompost

Reststoffe

Mineraldünger, PSM

Strom

Wärme

TLL, Reinhold 2017 fakultative Erweiterung

gasdichtes GRL

offenes Lager

40 %

60 %

Fer

-m

ente

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NH4-N, CH4,N2O, Geruch,

NaWaRo


WD-Einsatz in den BGA (2016)

TLL, Reinhold 2017

15 % in den BGAE

Gewichtetes Mittel 71 %

Trockenvergärung

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Wirtschaftsdüngeranfall (2010)

und Einsatz in Thüringer BGA (2016)


� Gärprodukte werden in die betriebliche Obergrenze 170 kg N/ha einbezogen – geringe Relevanz für Thüringen

� Übernahme von Daten aus anderen Statistiken zum Zweck der Überprüfung der Düngeintensität (z. B. InVeKos, Tierseuchenkasse, HIT-Datenbank …) – geringe Relevanz für Thüringen

hohe Relevanz für Thüringen:

� Schaffung der Grundlage zur Einführung einer geänderten Nährstoffbilanz (Hoftor-Bilanz � betriebliche "Stoffstrombilanz" )

� Rechtliche Grundlage zur Festlegung von Kriterien bei der Lagerung von Düngemitteln und Gärsubstraten wird geschaffen

� Einschränkung der Herbstbegüllung (Sperrzeiten, Fruchtarten; …)

� Höhe der OWIG wird neu festgelegt (15.000 Euro � neu 50.000 Euro)

Änderungen Düngegesetz / DüV

TLL, Reinhold 2017

Warum sind Änderungen nötig ?

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Anforderungen an Lagerung

• 6 Monate für flüssige WD (9 Monate bei > 3 GV bzw. keine Fläche)

• 2 Monate für Mist u. Kompost � feste Gärprodukte 6 Monate

• Technisch dicht (AwSV)– Leckageerkennung

– Doppelwandigkleit

– Fachbetriebspflicht bei BGA

– rechtliche Trennung von Wirtschaftsdünger und Gärprodukt

• geringe Emissionen– Füllung unter Flüssig-

keitsoberkante

– Homogenisierung nur vor Ausbringung

– geschlossenen Schwimm-schicht bzw.

– Abdeckung (Schwimmkörper, Stroh, Zeltdach, Betondeckel)

– gasdichte Abdeckung nur bei BGA

TLL, Reinhold 2017 9


Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Begriffe Anlagentypen & Schutzniveau (Quelle: Rau FvB 2017)

TLL Reinhold 2017 10

gilt für: Gülle behandelt Gülle

d.h. BGA

Dr. Stefan Rauh

07.06.2017

Bestmöglicher Schutz

Lagern und Abfüllen von JGS sowie vergleichbarer lw. Stoffe

Besorgnisgrundsatz

Herstellen, Behandeln,Verwenden, Lagern, Abfüllen

Primärschutz:Dichtigkeit, Standsicherheit, Widerstandsfähigkeit gegen mechanische, thermische und chemische Einflüsse

SekundärschutzRückhaltung austretender wassergefährdender Stoffe bzw. Doppelwandigkeit

ErkennbarkeitErkennbarkeit von Undichtig-keiten und Leckagen an Anlagenteilen

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Sperrung von Erdbecken für Gärprodukte (AwSV)"Erdbecken" sind ins Erdreich gebaute oder durch Dämme er-richtete Becken …, die im Sohlen- und Böschungsbereich aus Erdreich bestehen und gegenüber dem Boden mit Dichtungs-bahnen abgedichtet sind

• Errichtung vorrangig im Osten • Thüringen: mittlere Größe 6000 m³ (Hochbehälter 2500 m³)• Nichtzulassung von Erdbecken für GP

– aus rein formal juristischer Sicht umgesetzt– verschärft das Lagerproblem, besonders in BGA mit hohem

Gülleeinsatz (Thüringen, Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Lösungsansatz : Überprüfung der BGA durch Sachverständige (Turnus 5 Jahre)Mängelliste � Frist zur Beseitigung des Mangels bzw.

Nachweis das es wirtschaftlich nicht möglich istTLL, Reinhold 2017 11


Düngungsplanung - Inhaltsstoffe der WD (Quelle: Thüringer Monitoring BGA 2004…2015)

TLL, Reinhold 2017

RG SG TK StM GPRindergülle Schweinegülle Trockenkot Stallmist Gärprodukt

Nährstoffausscheidung in DüV festgelegt ?

TM(KTBL-Wert)

% der FM 9,110

5,46

4440

2525

6,0

C % der oTM 56 57 50 50 49

pH - 6,9 7,1 7,1 8,6 7,6Nges

DÜV 2017% der FM 0,42

0,6…0,7

0,430,7…0,8

2,22 0,640,45

NH4-N % des Nt 48 73 22 15 67

C/N 10 5 8 18 513

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Was sind Gärprodukte?

Gärprodukt = Ammoniumdünger + Rottemist

mit stark differenzierten Nährstoffgehalten , die durch die Fütterung der BGA bestimmt werden

TLL, Reinhold / Zorn 2017

Mineralisierung von org. gebundenen N

Abbau der leicht umsetz-baren C-VerbindungenUrsache:

Futter-C-Umsatz: Kuh: ca. 70 %BGA :85…95 %

anaerobe Fermentation führt zu:


Gärprodukteigenschaften werdendurch Substrateinsatz bestimmt

TLL, Reinhold 2017

Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRoSubstrateinsatz > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo

TM % 6,04 4,36 4,16 10,02

oTS % d. TM 72 69 67 76

Nt % 0,41 0,51 0,50 0,60

NH4-N % d Nt 64 83 81 58

C/N 6,11 3,32 3,32 6,72

P % d. TM 0,48 0,40 0,34 0,96

% d. FM 0,076 0,087 0,075 0,092

K % d. TM 1,89 1,15 1,31 5,27% d. FM 0,30 0,25 0,30 0,49

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Nährstoffgehalte untersuchen und ggf. anlagenkonkret aus Fütterung berechenbar

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Nährstoffwert der Gärproduktebei 60 % N-MDÄ (Thüringer Monitoring BGA 2004…2013)

TLL, Reinhold 2017

Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRoSubstratanteile: > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo

N (0,75 €/kg) €/t FM 3,07 3,83 3,75 4,46

N bei 60 % MDÄ €/t FM 1,84 2,30 2,25 2,68

P (1,40 €/kg) €/t FM 1,07 1,21 1,05 1,28

K (0,60 €/kg) €/t FM 1,83 1,52 1,81 2,95

Mg (0,60 €/kg) €/t FM 0,36 0,33 0,26 0,38

Ca (0,08 €/kg) €/t FM 0,13 0,08 0,10 0,14

S (0,31 €/kg) €/t FM 0,15 0,10 0,12 0,14

Summe: €/t FM 5,38 5,53 5,58 7,57Rindergülle Schweine

gülleStallmist

6,15 5,66 10,68

Marktpreise für flüssige Wirtschaftsdünger 5 …. -20 €/t 17


Ermittlung der Nährstoffgehalte von WD für Düngungsplan

TLL, Reinhold 2017

WirtschaftsdüngerRichtwerte für tierische Ausscheidungen nach DüV + Untersuchung (TS-Gehalt?)

GärproduktUntersuchung + ggf. anlagenindividuell aus Substrat berechnen

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DüV � effiziente Gülleeinsatzrechtlicher und ökonomischer Zwang zu:


Nährstoffverluste durch Luftkontakt vermeiden�geringe benetzte Fläche + schnelle Einarbeitung

�Applikation bei niedrigen Temperaturen und vor Niederschlag

Vermeidung Abschwemmung� gesetzliche Mindestabstände, bewachsene Pufferstreifen

� Zeitpunkt: Aufnahmefähigkeit des Bodens

�direkte Einschlitzen in den Bestand oder Güllegrubber

Vermeidung der Auswaschung von Nährstoffen�die Einzelgabenhöhe an Wirtschaftsdünger begrenzen

�die Düngung an den Bedarf anzupassen.

�Nährstoffkonzentration der Wirtschaftsdünger beachten


Konsequenzen aus DüV und AwSV- Anrechnung der Gärreste auf Obergrenze von 170 kg N/ha,- Verlängerung Sperrzeit, weniger Herbstbegüllung

� Lagerbedarf steigt deutlich � Gasdichte GRL an der BGA oder offene Feldrandlager

� Emissionsminderungsforderungen der TA Luft beachten

� aber Restlaufzeit der BGA beachten (Kosten: 1 … 2 ct/kWh BGA)

� mehr Frühjahrs-Begüllung nötig (in wenigen Feldarbeitstagen)

� Höhere Schlagkraft der Technik nötig

� schlechtere Technikauslastung � steigende Festkosten

� Reduzierte Strohrotte bei Getreide betonten Fruchtfolgen

� deutliche Mehrkosten für die Landwirte � Schlagkraftbedarf, Technikauslastung, …

� Höhere N-Effizenz ???TLL, Reinhold 2017 20

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Wirtschaftsdüngereinsatz:Bedeutung von Einarbeitungszeit

TLL, Reinhold 2017

Pflicht zur Einarbeitung innerhalb von 4 h (unbestellten Acker)


Zusätzliche Vorgaben DüV § 6

• max. 170 kg Nges/ha * a aus org. u. org.-min. Dünger.• Kompost max. einmalig 510 kg N/ha in 3 Jahren

• Sperrzeiten : – Ackerland nach der Ernte der Hauptfrucht bis 31.01 .

• Ausnahmen: bis zum 01.10. bis zu 60 kg Nges/ha (30 kg NH 4) zu Zwischenfrüchten, Winterraps und Feldfutter bei einer Aussaat vor dem 15.09. - Wintergerste nach Getreide und Aussaat vor 01.10

• Gemüsekulturen bis zum 01.12. bis in Höhe des Nges-Bedarf

– Grünland und mehrjährigem Feldfutterbau 01.11. - 31.01.

– Festmist, Kompost und feste Gärrückstände 15.11. -31.01.


� deutliche Einschränkung der Herbstbegüllung

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wenn entsprechender N-Düngebedarf besteht, nach Getreide nur Wintergerste begüllbar ist und 100% Anbau von Zwischenfrüchten vor Mais und Hackfrüchten erfolgt

Fruchtartenanteile im BetriebZzt möglich

(% d. Fläche)DüV 2016

(% der Fläche)Senkung von 80 auf

60 kg N (% d. Menge)

33% WW, 33% ZF/Mais, 33% Raps 100 66 50

50% WW, 25% ZF/Mais, 25% Raps 100 50 37

30% WW, 20% WG, 20% Raps, 20% ZF/Mais, 5% ZF/ZR, 5% Kör.legum.

95 65 51

30% WR, 20% WRaps, 20% ZF/Mais, 20% WG, 10% WW

100 60 45

30% WR, 40% ZF/Mais, 10% Raps,10% Körnerlegum., 10% WT

90 50 42

30% WW, 30% ZF/Mais o. Feldfutter, 15% SG, 20% Raps, 5% Körnerlegum.

95 50 39

Mittelwert 95 … 100 50 … 65 40 … 50 %

verfügbare Begüllungsflächen im Spätsommer/Herbst (Quelle: Grunert 2016)

� Begüllungsmenge im Herbst ca. 25 % im vgl. zu heute TLL, Reinhold 2017 24


Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRoSubstratanteile: > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo

TM % 6,04 4,36 4,16 10,02

Nt % der FM 0,41 0,51 0,50 0,60

NH4-N % d Nt 64 83 81 58

Gabenhöhe bei max. 30 kg NH 4-N/ha

Gabe m³/ha 11,4 7,1 7,4 8,6Gabenhöhe bei max. 60 kg N/ha

Gabe m³/ha14,6 11,8 12,0 10,0

Zum Vergleich NH 4-N von :Rindergülle 50 %, Schweinegülle 70 %,Trockenkot 22% Stallmist 15 %

� diätischen Gaben im Herbst auf wenige ausgewählte Fruchtarten� zu Sperrzeitbeginn sind die Lager nicht leer � hoffen auf ein trockenes Frühjahr hilft da nur wenig.

Wirkung der BGA (Ammonifizierung) auf die Gabenhöhe von Gärprodukten im Herbst?


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Konsequenzen der DüV auf Lagerraumbewirtschaftung

Monat: 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7AckerlandGrünland

TLL, Reinhold 2017

wenig Fläche Sperrzeit Befahrbarkeit Fruchtarten ?kleine Gaben

Bisher � Lager am 1.11. leer (reicht bis April/Mai)

neue DüV � Lager am 1.11. zu 20 … 40 (50 %) gefüllt(Lager im Feb/März voll)

• 6 Monate reichen ggf. nicht• Grünland wird zu „Retter“• Zwang zur Gülleapplikation im Frühjahr

� Gefahr von Strukturschäden � Hochlastflächen bei feuchtem Frühjahr� Hohe Güllemengen im Mais

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1000

2000

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Applikation

Lagerbestand

Lagergröße

Bewirtschaftung des Lagerraumsin einen feuchten Frühjahr (Anfall 9420 m³/a)

TLL, Reinhold 2017

Heute Nach Novelle der DVO

9 Monate

6 Monate

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Applikation

Lagerbestand

Lagergröße

Sicherheitzzuschlag

Sicherheitzzuschlag

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AnpassungsreaktionenBau von Lagerraum

Zu beachten (Auswahl) :• Restfüllstand, • Regenmenge • Genehmigungspflicht?• Störfallrecht für BGA?

TLL, Reinhold 2017

• Aufstellort (BGA): Brandschutz / Ex- Zonen; Abstand zu Gebäuden, Eingriff in Gasführung (Beachtung der Druckdifferenzen/ Gasfließrichtung)

• passiver Korrosionsschutz von den Wänden bis zum Boden• Rührwerk, Mittelstütze, Gashaube (Druckhaltung)

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Anpassungsreaktionen auf steigenden Lagerraumbedarf

• Wassersparende Produktionsverfahren• Fest-Flüssig-Trennung (ca. 10 % Mengenreducktion)

Reduzierung des Gärprodukteanfalls in BGA durch:– Verringerung des Substrateinsatzes (mit/ohne Leistungs-

ausgleich)

– Leistungsreduzierung in Verbindung mit Flexibilisierung

– Substratwechsel (TS-reichs Substrate)

– Gärproduktaufbereitung (Fest-Flüssig-Trennung, Eindickung, Trocknung, Totalaufbereitung)

– Einsatz von Zündstrahl-Technik

• Transport aus den Veredlungsregionen herausTLL, Reinhold 2017 31

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Anforderungen an die Lagerung

Besorgnisgrundsatz (AwSV)Technik: Technisch dicht

– Leckageerkennung

– Doppelwandigkeit

• Fachbetriebspflicht undUmwallung für BGA

• Überlaufschutz / Statik• Homogenisierung nur vor

der Ausbringung

• Stallmist / Silagelager sind seitlich einzufassen

• geringe Emissionen– Füllung unter Flüssig-

keitsoberkante

– geschlossenen Schwimm-schicht oder

– Emissionsminderung durch Abdeckung (Schwimmkörper, Stroh, Zeltdach, Betondeckel)

– gasdichte Abdeckung nur bei BGA

– Abkühlung / Wärmerückgewinnung



Pflicht zur streifen-förmigen Ablage ab 1.2.2020

Ab Januar 2016 ist der der Einsatz folgender Geräte für das Ausbringen von Gülle verboten:

• Festmiststreuer ohne gesteuerte Mistzufuhr zum Verteiler,

• Güllewagen und Jauchewagen mit freiem Auslauf auf den Verteiler,

• zentrale Prallverteiler , mit denen nach oben abgestrahlt wird, (schräg stehender Prallteller alter Bauart)

• Güllewage n mit senkrecht angeordneter, offener Schleuder-scheibe als Verteiler zur Aus-bringung von unverdünnter Gülle

• Drehstrahlregner zur Verregnungvon unverdünnter Gülle

TLL, Reinhold 2017

Ist das noch streifen-förmig ?(wenn jeder Schlepp-schlauch einen eigenen Prallteller hat)

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Trends in der Gülledüngung

• gezielter Nährstoffeinsatz / geringe Verluste– nach dem Bedarf der Pflanzen, gleichmäßig Nährstoffeverteilung,

geringe Verluste, wenig Geruch

• betriebsindividuellere Ausbringtechnik– SSV mit 15 … 30 m; Scheibeneggen/Grubber mit 5 ... 6 m;

Schleppschuh 15 … 18 m, Verschlauchung, …

• professioneller und größer– Auto-Lenkungssysteme, hydraulische Fahrwerken, Reifendruck-

regelanlagen, Ausbringmengenregelung, Hundegang, …

• Zweistufige Verfahren (überbetriebliche Ausbringeketten)

• Nährstoffe bestimmen (NIRS-Sensoren am Fass)

– besonders wichtig für Gärprodukte



Zusammenfassung

TLL, Reinhold 2017

• Frühjahrsbegüllung wird zum Schwerpunkt, da Gabenhöhe und verfügbare Flächen im Herbst deutlich reduziert sind

• wenig Feldarbeitstage � Applikationskapazität muss steigen• geringere Güllejahresleistung der Technik � Preis steigt

• Steigender Lagerraumbedarf (für Restlaufzeit der BGA ?)• 6 Monate reichen nicht � Trend 9 Monat

• Sperrung von Erdbecken für Gärprodukte verschärft das Lagerproblem weiter

• durch BGA steigender WD–Anfall und Ammonifizierung• NH4-N Erhöhung � reduzierte Menge im Herbst• aber bessere Düngewirkung der Gärprodukte

Denkbare Folge: � vorfristiges Abschalten der BGA

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Folgen: Anforderungen an das Management und Kostenanstieg

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