Einfacher Zusatz, große Wirkung: Kalkstickstoff senkt Methanemissionen aus Gülle deutlich
Ein Additiv auf Kalkstickstoffbasis kann klimarelevante Emissionen aus der
Lagerung von Gülle und Gärresten erheblich mindern, die
Stickstoffeffizienz steigern und zugleich die Methanausbeute in
Biogasanlagen erhöhen. Das zeigen die Ergebnisse des Forschungsprojekts
EMeRGE, das vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V.
(ATB) gemeinsam mit der Alzchem Trostberg GmbH durchgeführt wurde. Das
untersuchte Produkt ist bereits für die landwirtschaftliche Praxis
verfügbar.
Großer Hebel in der Nutztierhaltung
Rund ein Fünftel der Methanemissionen aus der Nutztierhaltung in
Deutschland entsteht bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern. Technische
Minderungsmaßnahmen wie gasdichte Abdeckungen von Güllelagern sind zwar
wirksam, aber häufig mit hohem baulichem und finanziellem Aufwand
verbunden. Im Projekt EMeRGE untersuchten die Forschenden daher gezielt
das Minderungspotenzial eines technisch einfach und flexibel einsetzbaren
Additivs, das sich auf nahezu jedem Betrieb umsetzen lässt und
gleichzeitig Kosten- und Betriebsrisiken reduziert.
„Im Güllelager haben Mikroorganismen normalerweise freie Bahn“, erläutert
Dr. Christiane Herrmann, Programmbereichssprecherin für “Integriertes
Reststoffmanagement” am ATB und Projektleiterin. „Sie verstoffwechseln das
organische Material und setzen dabei klimaschädliche Gase wie Methan frei.
Durch Zugabe von Kalkstickstoff inaktivieren wir die Mikroorganismen
vorübergehend.“
Bis zu 97 Prozent weniger Methan aus dem Güllelager
„Die Ergebnisse unserer Untersuchung mit Kalkstickstoff zeigen ein sehr
hohes Minderungspotenzial für klimaschädliche Emissionen. Im Sommer
konnten wir die Methanemissionen aus Rinder- und Schweinegülle um bis zu
97 Prozent senken. Diese Zahl ergibt sich aus Versuchen im
Technikumsmaßstab, wurde von uns aber durch realitätsnahe Versuche im
1.000-Liter-Maßstab bestätigt“, so die Expertin.
Auch bei niedrigeren Temperaturen im Winter und bei Gärresten zeigte sich
ein erheblicher Rückgang. Allerdings fielen die erreichten relativen
Minderungen der Methanemissionen etwas geringer aus oder eine höhere
Dosierungen des Additivs war erforderlich. Ebenfalls deutlich senken
ließen sich die Lachgasemissionen (N₂O) bei der Lagerung der Gülle, nicht
jedoch nach dem Ausbringen aufs Feld, wie Versuche im Fieldlab für
Digitale Landwirtschaft des ATB zeigten.
Mehr Biogas, bessere Stickstoffnutzung
„In den überwiegenden Fällen soll Gülle als organischer Dünger aufs Feld
gebracht werden. Da Kalkstickstoff in der Lagerung dafür sorgt, dass der
Gülle-eigene Stickstoff erst stark verzögert umgesetzt wird, bleiben mehr
Nährstoffe für die Pflanzen verfügbar“, so Projektkoordinatorin Dr.
Herrmann. „In der Folge müssen Betriebe weniger Mineraldünger zukaufen. In
Regionen mit hoher Nutztierhaltung lassen sich damit die Düngerkosten um
bis zu 22 Prozent senken.“
Für die Biogasproduktion spielen die methanbildenden Mikroorganismen eine
wichtige Rolle. Soll mit Kalkstickstoff behandelte Gülle in die
Biogasanlage gegeben werden, müssen sich Landwirt*innen keine Sorgen
machen. „Die Inaktivierung der Mikroorganismen ist nur vorübergehend.
Unter den richtigen Bedingungen wie einer geeigneten Dosierung und
Einhaltung einer Mindestlagerdauer ist keine Hemmung in der Biogasanlage
zu erwarten. Bei längeren Lagerzeiten von mehr als 14 Tagen und warmen
Lagertemperaturen kann die behandelte Gülle die Methanausbeute gegenüber
der unbehandelten Gülle sogar deutlich steigern. Das liegt daran, dass das
energetische Potenzial der Gülle auch während der Lagerung erhalten
bleibt, denn die Gase werden nicht bereits vorher freigesetzt – ein
wichtiger Aspekt für die Wirtschaftlichkeit“, stellt die Biogasexpertin
fest.
Mikrobiologische Untersuchungen
Doch was genau passiert mit den Mikroorganismen? Das untersuchten die
Mikrobiolog*innen des ATB entlang des gesamten Prozesses. Sowohl in der
Gülle, im Gärrest und nach der Ausbringung aufs Feld im realen Feldversuch
fanden sie eine deutliche Umstrukturierung der mikrobiellen Gemeinschaft.
Die zentralen Funktionen blieben jedoch durchgängig erhalten: Durch
funktionelle Redundanz übernehmen andere Mikroben die relevanten Aufgaben,
sodass sowohl die Methanbildung in der Biogasanlage als auch essenzielle
Nährstoffkreisläufe im Boden langfristig gesichert sind.
Flexible und effiziente Anwendung
Kalkstickstoff kann auf unterschiedlichen Wegen in die Gülle eingebracht
werden: Das Granulat kann der vorhandenen Gülle einmalig zu Beginn der
Lagerung, zum Beispiel zu Beginn der kalten Jahreszeit, zugegeben werden.
Bei der Sommerlagerung unter wärmeren Bedingungen empfiehlt sich eine
zweimalige Behandlung mit Nachdosierung in der Sommerphase. Alternativ
lässt sich der Kalkstickstoff in Sommer und Winter kontinuierlich zur neu
anfallenden Gülle hinzudosieren, wodurch die Emissionsminderung über die
gesamte Lagerdauer aufrechterhalten wird.
Diese Flexibilität erlaubt es Landwirt*innen, die Maßnahme an verschiedene
Lagerbedingungen, Temperaturen und Betriebsgrößen anzupassen. Dafür geben
die Forschenden in ihrem Abschlussbericht konkrete Anwendungsempfehlungen.
Relevanz für Klimabilanzen und Regulierung
Im nächsten Schritt wollen die Forschenden ihre Ergebnisse in
Klimarechnern und Treibhausgasinventaren nutzbar machen. Gerade für
Betriebe, die ihren Carbon Footprint reduzieren wollen, und für
Wertschöpfungsketten, in denen Emissionskennzahlen zunehmend relevant
werden, bietet das Verfahren ein hohes Potenzial. Perspektivisch könnten
entsprechende Anreiz- oder Vergütungssysteme die Anwendung zusätzlich
attraktiv machen.
Symposium und Ausblick
Um die Ergebnisse zu diskutieren und offene Fragen aus der Praxis
aufzugreifen, fand am 21. Januar 2026 ein Symposium mit Landwirt*innen,
Biogasanlagenbetreiber*innen, politischen Entscheidungsträgern und
Forschenden statt. Neben der Zusammenfassung der Projektergebnisse wurden
dort auch Anforderungen an Regulierung, Anrechnung und Weiterentwicklung
der Methode erörtert. Perspektivisch ist eine Ausweitung der Forschung auf
weitere Wirtschaftsdünger wie Festmist denkbar.
Hintergrund
Das Projekt EMeRGE wurde vom Bundesministerium für Landwirtschaft,
Ernährung und Heimat (BMLEH) über den Projektträger Fachagentur
Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Der Abschlussbericht mit
detaillierten Anwendungs- und Dosierempfehlungen sowie Beispielrechnungen
zur Treibhausgasminderung ist online verfügbar.
Das ATB
Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) erforscht und
entwickelt systemisch-technische Lösungen für eine nachhaltige
Transformation von Agrar-, Energie- und Ernährungssystemen. Im Fokus
stehen praxistaugliche Innovationen, die ökologische Wirkung,
wirtschaftliche Tragfähigkeit und gesellschaftliche Anforderungen
zusammenführen. Mit Projekten wie EMeRGE arbeitet das ATB für ein
integriertes Reststoffmanagement, um organische Reststoffe aus der
Tierhaltung emissionsarm zu bewirtschaften und zugleich ihre stoffliche
und energetische Wertschöpfung zu erhöhen – für eine zukunftsfähige,
biobasierte Kreislaufwirtschaft.
Das ATB forscht im engen Austausch mit landwirtschaftlicher Praxis,
Industrie und politischen Entscheidungsträgern und schafft so
wissenschaftliche Grundlagen für Regulierung, Anrechnungssysteme und die
breite Umsetzung wirksamer Klimaschutzmaßnahmen in der Landwirtschaft.
www.atb-potsdam.de
