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In der Landwirtschaft werden Methan und Lachgas frei. Doch was bewirken diese Treibhausgase, wie entstehen sie und wie vermeidet man sie?
Wie gross ist der Beitrag der Landwirtschaft an den Treibhausgasemissionen in der Schweiz?
Gemäss dem nationalen Treibhausgasinventar ist der Landwirtschaftssektor für ungefähr 13 Prozent der Treibhausgasemissionen der Schweiz verantwortlich (2020; FOEN 2022). Diese Angaben beziehen sich auf den Umfang des Landwirtschaftssektors, wie er vom IPCC für die nationalen Treibhausgasinventare vorgegeben wird (IPCC 2006). Anders gesetzte Systemgrenzen können zu leicht anderen (meist höheren) Werten führen.
Wie stark ist der Anteil der Landwirtschaft am Methan- und Lachgasausstoss in der Schweiz?
Gemäss dem nationalen Treibhausgasinventar ist die Landwirtschaft in der Schweiz für 83 Prozent der Methangas-Emissionen und 64 Prozent der Lachgas-Emissionen verantwortlich (FOEN 2022).
Wie stark tragen Methan- und Lachgas zum Klimawandel bei?
Gemäss dem nationalen Treibhausgasinventar trägt ein Kilogramm Methan 28 Mal stärker zur Klimaerwärmung bei als ein Kilogramm CO₂ (GWP100; IPCC 2021) – auf einen Zeitraum von hundert Jahren gemittelt. Es entsteht vor allem in der Milch- und Viehwirtschaft, bei der Verdauung von faserreichem Futter im Pansen von Wiederkäuern (Kühe, Rinder, Schafe und Ziegen) und bei der flüssigen Lagerung von Hofdüngern. Der klimaerwärmende Effekt von Lachgas ist ungefähr 265 Mal so stark wie derjenige von CO₂ (GWP100; IPCC 2021). Lachgas entsteht überall da, wo Stickstoff im landwirtschaftlichen System umgesetzt wird, bei der Lagerung von organischen Düngern und Hofdüngern generell, insbesondere bei der Ausbringung von stickstoffhaltigen Düngemitteln.
Wie haben sich die Methan- und Lachgas-Emissionen in der Schweiz entwickelt?
Von 1990 bis 2004 waren die Methanemissionen um 8,5 Prozent rückläufig (FOEN 2022). Nach 2004 stiegen die Methanemissionen kurzzeitig an, wonach sich der Trend wieder umkehrte. Im Jahre 2020 lagen die Methanemissionen rund 10 Prozent unter dem Niveau von 1990.
Wie kam es zu den Reduktionen an Methan- und Lachgas-Ausstoss in der Schweiz?
Die Reduktion ist vor allem auf Zuchterfolge und die Intensivierung der Produktion, das heisst vor allem eine Erhöhung der Energiedichte der Futter-Ration (besseres Grundfutter, höhere Kraftfuttermengen) zurückzuführen. Die Tierbestände konnten so trotz konstanter oder sogar bei leicht ansteigender Produktion reduziert werden. Die durchschnittliche Kuh produziert heute rund 46 Prozent mehr Milch als vor dreissig Jahren (ähnliche Zahlen beim Bundesinformationszentrum Landwirtschaft, D). Sie stösst deshalb auch mehr Methan aus und scheidet mehr Stickstoff aus, die Emissionen pro Liter Milch nahmen jedoch um fast einen Fünftel ab.
Die Einführung des ökologischen Leistungsnachweises anfangs der 90er Jahre führte zu einer Reduktion der eingesetzten Stickstoffmengen (Hofdünger und Handelsdünger) und somit zu signifikant tieferen Lachgasemissionen. Die Stickstoffeffizienz liess sich damit massgeblich steigern.
Sowohl bei der Milchleistungssteigerung als auch bezüglich der Stickstoffverwertung sind der Effizienzverbesserung gewisse biophysikalische Grenzen gesetzt. Weitere Fortschritte sind zwar noch möglich, werden aber immer schwieriger erreichbar. Entsprechend wurden in den letzten 10 Jahren nur noch wenige Fortschritte erzielt.
Was lässt sich neben Züchtung noch tun, um Methan und Lachgas zu reduzieren?
Praxistaugliche Massnahmen mit grosser Reduktionswirkung über 20% gibt es kaum. Massgebliche Reduktionsleistungen können jedoch mit einer Kombination von kleineren Massnahmen erreicht werden (Bretscher et al., 2017). Dazu gehören zum Beispiel:
- effiziente Fütterung,
- Futtermittelzusätze,
- gesunde, leistungsfähige und langlebige Kühe,
- Herdenmanagement,
- emissionsarme Hofdüngerlagerung (Abdeckung, Biogasanlage)
Die Umsetzung von vielen Massnahmen auf Schweizer Praxisbetrieben ist oft herausfordernd. Organisatorische Hemmnisse, hohe Kosten sowie mangelndes Knowhow können dazu führen, dass sich die theoretisch möglichen Reduktionspotentiale nicht oder nur teilweise in die Praxis umsetzen lassen.
Kann eine optimierte Fütterung von Wiederkäuern die Methan- und Lachgas-Emissionen verringern?
Eine Futterration mit Pflanzen, die von Natur aus reich an Polyphenolen und Tanninen sind, kann die Methanemissionen reduzieren. Allerdings liegt die erforderliche Menge solcher Pflanzen in der Regel weit über dem, was unter Praxisbedingungen realistisch ist.
Weiterhin könnten die Wiederkäuer mit Leinsamen oder anderen fetthaltigen Futtermitteln gefüttert werden, womit die Methan-Produktion im Pansen gedrosselt werden kann. Um eine signifikante Reduktion der Emissionen zu erreichen, sind in der Regel jedoch grössere Mengen erforderlich, was diese Massnahmen aus ökonomischen Gründen oft unattraktiv macht.
Diverse Futtermittelzusätze, die auf ätherischen Ölen und anderen Pflanzenextrakten basieren, können Methanemissionen ebenso senken. Bisher konnte aber nur in Einzelfällen eine langandauernde, signifikante Reduktion im Tier nachgewiesen werden.
Für Extrakte aus Rotalgen (Asparagopsis taxiformis) liess sich eine methansenkende Wirkung nachweisen.
Zufütterung von Nitrat oder anderen «Elektronensenken» kann die Methanemissionen hemmen.
Mit synthetischen Futtermittelzusätzen (z.B. 3-NOP) lassen sich Methanemissionen signifikant reduzieren.
Die Verabreichung von methanhemmenden Futtermittelzusätzen ist ein relativ neues Gebiet, und es gibt noch kaum Erfahrungen aus der Praxis. Diesbezüglich gibt es noch viele ungeklärte Fragen, insbesondere in Bezug auf die Langzeitwirkung. Eine aktuelle Zusammenstellung von entsprechenden Reduktionspotentialen findet sich in Hegarty et al. (2021).
Mit einem ausgewogenen Protein/Energie-Verhältnis in der Futterration kann die Ausscheidung von überschüssigem Stickstoff in den Hofdüngern vermieden werden. Dies kann zu einer höheren Stickstoffeffizienz und zu tieferen Lachgasemissionen beitragen.
Gibt es Nebenwirkungen, wenn Wiederkäuer klimafreundlich ernährt werden?
Die methanreduzierenden Futterzusätze können auch die nützlichen Mikroorganismen des Pansens von Wiederkäuern angreifen bzw. hemmen, die für eine optimale Verwertung der natürlichen Futterressourcen, insbesondere der Fasern z.B. aus Gras und Heu, verantwortlich sind. Dadurch kann die Effizienz des Tieres sinken, was bedeutet, dass wegen der geringeren Leistung pro Liter Milch oder Kilo Fleisch insgesamt nicht weniger Klimagase freigesetzt werden.
Sind die Wiederkäuer klimaschädlich?
Das kann man so nicht sagen, denn die Emissionen, die für die Klimaerwärmung relevant sind, stammen letztlich aus fossilen Quellen. Der Wiederkäuer auf seiner natürlichen Ernährungsgrundlage nutzt keine solchen Quellen. Aller Kohlenstoff, den er so aufnimmt, wird letztlich wieder ins System zurückgeführt – über genügend lange Zeiträume betrachtet. Die treibhauswirksamen Emissionen aus Produktionssystemen mit Wiederkäuern beruhen somit letztlich auf allen Massnahmen zur Intensivierung der Produktion, wo fossiler Kohlenstoff eingebracht wird (Kunstdünger, Ergänzungsfuttermittel, Mechanisierung…). Werden also am Tier selber Massnahmen zur Senkung seiner Emissionen vorgenommen (Rationszusammensetzung, Futterzusätze, Energieverdichtung etc.), leistet es damit einen Beitrag zur Begrenzung der Klimaerwärmung, je kurzfristiger betrachtet, desto höher wegen dem hohen Treibhauspotenzial und dem schnelleren Zerfall des Methans. Nüchtern betrachtet, ist es eine weitere Produktionsrichtung, die auch einen wirtschaftlichen Wert bekommt, aber auch potenziell ethische Fragen aufwirft.
In die Betrachtungen einfliessen sollten auch die Leistungen, die Wiederkäuer im Ernährungssystem erbringen: Sie nutzen Ressourcen, die nur ihnen sinnvoll zugänglich sind (Grasland, aber auch Nebenprodukte), pflegen die Landschaft (Verbuschung verhindern) etc. Dies passiert vor allem, solange das Ernährungssystem noch eine gewisse Naturnähe aufweist.
Was können Konsumentinnen und Konsumenten tun?
Verschiedene Lebensmittel haben sehr unterschiedliche Treibhausgasfussabdrücke (Poore and Nemecek, 2021). Treibhausgasemissionen von tierischen Lebensmitteln und insbesondere von Fleisch von Wiederkäuern liegen in der Regel um ein Vielfaches über denjenigen von pflanzlichen Produkten.
Handlungsspielraum liegt daher auch bei den Konsumentinnen und Konsumenten, die über ihren Speisplan ihren Ernährungsfussabdruck massgeblich beeinflussen können. Mit einer Ernährung gemäss der Lebensmittelpyramide könnte der mittlere ernährungsbedingte Treibhausgasfussabdruck in der Schweiz um ungefähr die Hälfte gesenkt werden (Zimmermann et al., 2017).
Eine Reduktion des Food-Waste wäre ein weiterer grosser Beitrag zum Klimaschutz im Rahmen des Ernährungssystems.
Zudem sollte der Konsum von saisonalen und lokalen Produkten gefördert werden, um lange Transportwege (einschliesslich Lagerung und Kühlung) zu vermeiden und die klimaschädliche Produktion von Nahrungsmitteln in anderen Regionen der Erde zu verringern.
Kontakt
Quellen
Bundesinformationszentrum Landwirtschaft, Deutschland:
https://www.landwirtschaft.de/landwirtschaft-verstehen/haetten-sies-gewusst/tierhaltung/wie-viel-milch-geben-schafe-und-ziegen
FOEN 2022: Switzerland’s Greenhouse Gas Inventory 1990–2020: National Inventory Report and reporting tables (CRF).
Submission of April 2022 under the United Nations Framework Convention on Climate Change and under the Kyoto Protocol. Federal Office for the Environment, Bern.
www.climatereporting.ch
Hegarty, R.S., Passetti, R.A.C., Dittmer, K.M., Wang, Y., Shelton, S., Emmet-Booth, J., Wollenberg, E., McAllister, T., Leahy, S., Beauchemin, K., Gurwick, N.
An evaluation of emerging feed additives to reduce methane emissions from livestock.
2021 Edition 1. A report coordinated by Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS), New Zealand Agricultural Greenhouse Gas Research Centre (NZAGRC), Global Research Alliance (GRA).
IPCC 2006: 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Intergovernmental Panel on Climate Change.
www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/index.html
Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)
IPCC 2021: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
DOI: 10.1017/9781009157896
Letzte Änderung 27.07.2022