Zugabemittel GasAbate + Compli360-Dosiersystem für Güllebehälter mit Schweinegülle

Beschreibung und Technische Daten

Das automatische Dosiersystem mit dem Wirkstoff GasAbate + Compli360 der Firma GlasPort Bio Ltd. eignet sich zur Zugabe in offenen Güllebehältern mit dem Ziel, die Emissionen von gelagerter Gülle während der Lagerzeit zu minimieren. In Tabelle 1 sind die wichtigsten Produkteigenschaften dargestellt.

Die Dosiereinrichtung besteht aus einem Lagerbehälter (IBC), der den flüssigen Wirkstoff enthält, einer Dosierpumpe, deren Betriebszeit elektronisch gespeichert werden kann und mehreren Lanzen aus Edelstahl. 

Die Lanzen werden bei der Installation in den Güllebehälter angebracht und dauerhaft befestigt. Die Enden der Lanzen werden dabei so installiert, dass entweichendes GasAbate + Compli360 möglichst gleichmäßig im Güllebehälter aufsteigen und wirken kann. Bei Verwendung und Installation sind die Sicherheitsbestimmungen einzuhalten. Die Angaben des Sicherheitsdatenblattes sind zu beachten. Schutzausrüstung (PSA) ist zu tragen.

Gewährleistung
Der Hersteller gibt eine Garantie von 1 Jahr, wobei der ordnungsgemäße Gebrauch vorausgesetzt ist.

Tabelle 1: Produkteigenschaften bei der Behandlung von Schweinegülle (Herstellerangaben)

Grundlage der Prüfung ist der DLG-Prüfrahmen für externe Güllelager, der in Zusammenarbeit mit dem Technical Committee für verfahrensintegrierte Minderungsmaßnahmen erstellt wurde. Weite Teile des Prüfrahmens sind identisch zum „VERA-Prüfprotokoll für Abdeckungen und andere emissionsmindernde Technologien zur Reduzierung gasförmiger Emissionen aus Wirtschaftsdüngerlagern, Version 3:2018-07“.

Die Prüfung umfasst Messungen zur Ermittlung der Emissionsminderung im Pilot-Maßstab. Hierbei wurden mehrere baugleiche Kunststoff-Behälter eingesetzt, die im Case-Control-Modus betrieben wurden. Sinn dieser Anordnung ist es, die Emissionen aus einem Behälter mit unbehandeltem Wirtschaftsdünger (Control) mit einem Behälter mit behandeltem Wirtschaftsdünger (Case) zu vergleichen. Aus der Differenz ergibt sich die Minderung.

Wichtige verfahrenstechnische Randparameter (z. B. Gülletemperatur, Umgebungsklimadaten und Trockenmasse bzw. Güllezusammensetzung) wurden dabei regelmäßig erfasst und bei der Auswertung berücksichtigt. 

Am Untersuchungsort standen vier baugleiche Behälter für eine Prüfung zur Verfügung. Es wurden dabei zwei Behälter mit homogenisierter Schweinegülle im Case-Control-Modus geprüft. Aus strategischen Gründen hat sich der Antragsteller dafür entschlossen, eine Doppelbestimmung durchzuführen, obwohl dies nicht zwingend nach DLG-Prüfrahmen vorgeschrieben ist. Aus diesem Grund wurden alle vier zur Verfügung stehenden Behälter für die Messungen verwendet. Eine Übersicht über die Versuchsanordnung ist in Tabelle 3 zu sehen. In Tabelle 4 werden die Eigenschaften der Behälter dargestellt. Alle Behälter können klimatisiert werden und sind nicht direkter Sonneneinstrahlung aus­gesetzt. Ein Ventilator in der Auslassöffnung jedes Behälters sorgt für die Belüftung der Gülleober­fläche, wobei die Abluft über eine Rohrleitung so weit wie möglich von der Zuluft getrennt wird.

Die Luftgeschwindigkeit über der Gülleoberfläche wurde mit 0,1 bis 0,3 m/s gewählt und kontinuierlich erfasst und gespeichert.

Bei der Prüfung wird darauf geachtet, dass sowohl die herstellerspezifischen Anforderungen an die Zugabe des Wirkstoffs (z. B. TM-Gehalt) als auch die praxisüblichen Anforderungen (z. B. Rührwerke) berück­sichtigt werden. Die Gülle wurde von nahegelegenen Tierhaltungsanlagen beschafft, gerührt und 24 Stunden vor Messbeginn auf die Prüfbehälter verteilt.

In der Prüfung wurden Ammoniak NH_3, Methan CH₄ und Lachgas N₂O gemessen. In allen Behältern wurden zusätzlich Geruchsproben genommen, um einen technischen Wirkungsgrad zu ermitteln. 

Tabelle 3: Versuchsanordnung zur Ermittlung der Emissionsminderung in Schweinegülle

Ammoniak

Die Ammoniakkonzentrationen wurden kontinuierlich über einen Zeitraum von 30 Tagen pro Mess­periode mittels PICARRO G2508 Analysator (CRD-Spektrometer) erfasst und in der Ausgang­söffnung der Testbehälter abgesaugt. Die Messung wurde über eine 24h-Impingement-Messung an einem Messtag je Messperiode in einem Versuchs- und in einem Kontrolltank überprüft. Die Hintergrund­belastung wurde erfasst und bei der Auswertung berücksichtigt. Die Messunsicherheit wird vom Labor mit < 1 ppb + 0,05 % angegeben.

Methan

Die Methankonzentrationen wurden kontinuierlich über einen Zeitraum von 30 Tagen pro Messperiode mittels PICARRO G2508 Analysator (CRD-Spektrometer) erfasst und in der Ausgangsöffnung der Testbehälter abgesaugt. Die Hintergrundbelastung wurde erfasst und bei der Auswertung berücksichtigt. Die Messunsicherheit wurde vom Labor mit < 5 ppb + 0,02 % angegeben. In der ersten Mess­periode wurden die Methan­konzentrationen zusätzlich punktuell mittels GC/MS-Analyse erfasst und ausgewertet. Da es eine gute Übereinstimmung mit dem kontinuierlich messenden CRD-Spektrometer gab, wurde im weiteren Verlauf auf die GC/MS-Technik verzichtet.

Lachgas

Die Lachgaskonzentrationen wurden kontinuierlich über einen Zeitraum von 30 Tagen pro Messperiode mittels PICARRO Analysator (CRD-Spektrometer) erfasst und in der Ausgangsöffnung der Testbehälter abgesaugt. Die Hintergrundbelastung wurde erfasst und bei der Auswertung berücksichtigt. Die Messunsicherheit wurde vom Labor mit < 5 ppb + 0,008 % angegeben.

Auswertung der Schadgasemissionen

Basis der Versuche sind die aufgezeichneten Gülletemperaturen, um die Versuche den Messperioden zweifelsfrei zuordnen zu können.
Es wurden in den kontinuierlichen Messungen Stundenmittelwerte über die gesamte Messperiode aufgezeichnet und gespeichert. Ausreißer wurden entfernt. Die Summe der Messwerte in Gramm wurde auf die zuvor gemessene Trockenmasse für jeden Testbehälter bezogen. Die beiden korrespondierenden Testbehälter (Case/Control) werden gegenübergestellt und der prozentuale Minderungsgrad er­mittelt.

Umfrage

An drei landwirtschftlichen Betrieben wurden Um­fragen zur Handhabung durchgeführt und ausgewertet. Sofern Erfahrungswerte vorliegen, werden Tipps und Hinweise zur besseren Handhabung gegeben.

Dokumentation

Es wird auf die gesetzlichen Vorgaben zur Über­wachung der Genehmigungsbehörden eingegangen und Möglichkeiten zur einfachen und nachhaltigen Dokumentation des korrekten Einsatzes gegeben.

Geprüft wurde im Pilotmaßstab an mehreren Güllebehältern. Die Testergebnisse resultieren aus dem Vergleich zwischen behandelter und unbehandelter Gülle, wobei die zu vergleichenden Behälter immer mit identischer Gülle befüllt wurden. Im Folgenden sind die Ergebnisse zusammengefasst.

Die Prüfung unter warmen Umgebungsbedingungen (Sommer) fand im Juni und August 2024 statt. Die Messungen unter kühleren Umgebungsbedingungen (Herbst) fanden im Oktober und November 2024 statt.

Die Zusammensetzung der Gülle mit Schwankungsbereichen über alle Testbehälter ist in Tabelle 5 dargestellt. Die Temperaturbereiche in den verwendeten Testbehältern sind in Tabelle 6 ersichtlich.

Während der Sommermessperiode wurden im Außenbereich durchschnittlich 17,0 °C und 80,4 % rF gemessen. Im Herbst lag die Durchschnittstemperatur bei 6,9 °C und die Luftfeuchte bei 90,3 % rF.

Im Test kam es teilweise zu Schaumbildung in den Versuchsbehältern. Diese tritt hauptsächlich während des Dosiervorgangs auf und lässt sich auf die Form der Behälter zurückführen. Bei Behältern mit einem kleinen Durchmesser-zu-Höhe-Verhältnis tritt dieses Phänomen tendenziell eher auf.

Tabelle 5: Zusammensetzung der Schweinegülle vor und nach der Versuchsreihe

Tabelle 6: Temperatur und Luftfeuchte in allen Testbehältern

[1] Sensor zeitweise ausgefallen

Geruch

Die erzeugten Geruchsstoffmassenströme der nicht behandelten Güllebehälter (Kontrolle) lagen gemittelt bei 237.270 GE/h im Sommer und bei 225.558 GE/h im Herbst. Nach der Behandlung mit dem Zugabemittel konnten Werte von 65.868 GE/h (Sommer) und 30.801 GE/h (Herbst) erreicht werden. Somit konnten im Sommer 72,2 % und im Herbst 86,3 % gemindert werden. Im Mittel über das Jahr wurden 79,3 % gemindert.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.

Tabelle 7: Ergebnisse der olfaktometrischen Geruchsmessung in Schweinegülle

Ammoniak

Im Rahmen der Prüfung wurden in den behandelten Güllebehältern teilweise erhöhte Ammoniakemissionen festgestellt, wobei der Unterschied in der Herbstmessung statistisch signifikant war. Aufgrund von Unsicherheiten bei der Bestimmung des Trockenmassegehalts sind die ermittelten Effekte jedoch mit Vorsicht zu interpretieren. Eine NH₃-mindernde Wirkung konnte im Rahmen dieser Prüfung nicht nachgewiesen werden. Eine ergänzende Betrachtung der Treibhausgaswirkung in CO₂-Äquivalenten zeigt, dass die indirekte Klima­wirkung der erhöhten NH₃-Emissionen gegenüber der deutlich verminderten Methanfreisetzung von unter­geordneter Bedeutung ist. Die insgesamt positive Klimawirkung der Methanminderung bleibt damit weit­gehend erhalten. Die Zertifizierung beschränkt sich auf die Minderung von Methan und Geruch. 

Methan

Die Ergebnisse bei der Methanmessung zeigten durchwegs gute Werte. Im Sommer wurden 79,8 % gemindert, im Herbst waren es 71,6 %, zusammen insgesamt 75,7 %. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.

Tabelle 8: Ergebnisse der Methanmessung in Schweinegülle

Lachgas

Eine relevante Minderung von Lachgas konnte über den gesamten Versuchszeitraum nicht nachgewiesen werden. Die Minderung von Lachgas bei Zugabe von GasAbate + Compli360 war kaum messbar und lässt sich statistisch nicht belegen. Allerdings lagen die Lachgaskonzentrationen in allen Güllebehältern auf einem sehr niedrigen Niveau. Eine Zunahme von Lachgasemissionen durch die Zugabe von GasAbate + Compli360 kann somit ausgeschlossen werden.

Umfrage

Die Umfrage unter drei Landwirten ergab überwiegend positive Ergebnisse. Zwei von den drei Landwirten gaben das Zugabemittel in ihren Behältern mit Schweinegülle zu, ein Landwirt operierte mit einem Behälter mit Rindergülle. Da der Aufbau identisch ist und nur die Anwendung geringfügig abweicht, können die Aus­sagen aller drei Landwirte gleichermaßen zur Umfrage herangezogen werden.

Besonders angenehm wurde die automatische Dosierung empfunden. Der Arbeitszeitbedarf der Betreiber hält sich somit deutlich in Grenzen. Es wurde auch positiv aufgenommen, dass nicht extra aufgerührt werden muss.

Eine weiterführende Umfrage bei einem der drei Landwirte zwei Jahre nach der Installation ergab, dass auch der Betrieb eines mobilen Rührwerkes keine sichtbaren Schäden an der Verrohrung hinterlassen hat.

Alle Betreiber wünschten sich jedoch ein Bedien-Display (falls keine Logger-Station installiert war) oder eine Remote-Überwachung (z. B. per App aufs Handy). Vorteilhaft könnte auch ein Alarmrelais sein oder ein zusätzlicher Füllstandsensor im IBC-Behälter. Die Installation sollte durch Fachpersonal des Herstellers erfolgen.

Der Arbeitszeitbedarf wurde mit wöchentlich 10 Minuten angegeben, sofern der Wirkstoff (IBC-Container) nicht getauscht werden muss, ansonsten sind pro IBC-Container 2 Stunden extra einzuplanen.

Alle Teilnehmer an der Befragung würden die Technik jederzeit wieder einsetzen, wenn die positive Wirkung sicher nachgewiesen ist.

Dokumentation

Der Betrieb der Dosierpumpe kann über einen Logger (optional) mitgeschrieben und in Tabellenform mit Datum und Uhrzeit gespeichert werden. Zusätzlich können die Einkaufsbelege des Wirkstoffes gesammelt werden. Somit können Genehmigungsbehörden die nachhaltige Anwendung des Dosiersystems überwachen.