Lachgas und Methan

Lachgas (N₂O) ist ein Treibhausgas, das rund 265-mal so klimaschädlich ist wie Kohlendioxid (CO₂). Hauptquellen für Lachgas sind stickstoffhaltige Düngemittel in der Landwirtschaft und die Tierhaltung, Prozesse in der chemischen Industrie sowie Verbrennungsprozesse. Die Treibhausgas-Emissionen Deutschlands sind seit den 1990er-Jahren rückläufig. Gründe für den Rückgang der Lachgas-Emissionen aus der Landwirtschaft sind Effiziezsteigerungen im Pflanzenbau und in der Futterverwertung, ein verbessertes Düngemanagement, ein Rückgang der Tierzahlen soiwe sowie geringere Absatzzahlen für mineralische Düngemittel als Folge von Dürrejahren und angestiegenen Mineraldüngerpreisen. 

Dennoch trägt die Landwirtschaft weiterhin erheblich zu den Emissionen von Lachgas bei. Dabei ist zwischen direkten und indirekten Lachgasemissionen zu unterscheiden. Direkte Lachgasemissionen entstehen in der Landwirtschaf selbst: Reaktive Stickstoff-(Nr)-Einträge aus organischen und mineralischen Düngemitteln und atmosphärischer N-Deposition sowie Nr in Böden aus Pflanzenreststoffen und biologischer N-Fixierung von Eiweißpflanzen (Leguminosen) sind die Grundlage solcher Emissionen. Indirekte Lachgasemissionen werden verursacht, wenn reaktive Stickstoffverbindungen wie Nitrat und Ammoniak in die umliegenden Naturräume gelangen. Aus reaktiven N-Verbindungen entsteht bei Nitrifikations- und Denitrifikationsvorgängen Lachgas. In der Pflanzenproduktion sind Lachgas-Emissionen vor allem auf den Einsatz von Stickstoffdüngern zurückzuführen. Neben der Menge des eingebrachten Stickstoff- oder Kalkdüngers bestimmen Faktoren wie Klima, Temperatur, Eigenschaften des Bodens und die Düngetechniken die Höhe der verursachten Treibhausgasemissionen. Auf umgewidmeten Mooren und Grünland ist durch den hohen Humusgehalt nach Düngung ein besonders hoher Ausstoß an Treibhausgasen zu verzeichnen (neben Lachgas ist dies hier auch CO₂). Diese Treibhausgasemissionen können durch eine Verbesserung der N-Produktivität reduziert werden. Durch die Bestimmung des Düngebedarfs von Pflanzen, die Einbeziehung der Humusbilanz und die Analyse der Nährstoffgehalte der organischen Dünger können N-Überschüsse reduziert werden.

Die Bundesregierung setzte sich 2002 in ihrer Nachhaltigkeitsstrategie das Ziel, den Stickstoffüberschüss im 3-Jahres-Mittel bis 2010 auf 80 Kilogramm pro Hektar und Jahr zu senken. Dieses Ziel wurde deutlich verfehlt. In der Fortschreibung der Strategie 2016 wurde eine neues Ziel festgelegt: Im Mittel der Jahre 2028 bis 2032 soll der Überschuss maximal 70 kg/ha betragen. In den letzten Jahrzehnten ist der Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche im 5-Jahres-Durchschnitt um 30 Prozent gesunken. Wenn sich der Trend⁠ der letzten 10 Jahre so fortsetzen würde, wird das Ziel der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie erreicht werden (BReg 2016). Aber die Stickstoffbilanz zeigt auch: fast die Hälfte des eingesetzten Stickstoffes gelangt nicht in die Produkte, die Stickstoffeffizienz ist also immer noch relativ niedrig (BMEL 2023, Statistischer Monatsbericht, MBT-0111260-000). Dass weiterhin Handlungsbedarf bei der Reduktion von Stickstoff in die Umwelt besteht, zeigen auch die Indikatoren „Nitrat im Grundwasser" und „Eutrophierung durch Stickstoff“, die eng mit dem Stickstoffüberschuss verbunden sind und keine positiven Trends anzeigen. 

Als Klimagas ist Methan (CH₄) rund 28-mal klimaschädlicher als CO₂. Anthropogenes Methan wird zum größten Teil in der Landwirtschaft ausgestoßen. Rund 30 Prozent der weltweit emittierten Menge stammt aus der Viehhaltung. Methan entsteht in Fermentationsprozessen im Magen von Wiederkäuern. Darüber hinaus wird Methan durch die Abwasser- und Klärschlammbehandlung sowie die Klärschlammverwertung in der Landwirtschaft gebildet und freigesetzt. Stärker als die Lachgas-Emissionen sind die Methan-Emissionen in den letzten Jahrzehnten gesunken. Zurückzuführen ist dies überwiegend auf umweltpolitische Maßnahmen in der Abfalllagerung und auf den Rückgang der Kohleförderung in Deutschland. In der Landwirtschaft verminderten sich die Methan-Emissionen durch die Verkleinerung der Tierbestände in den neuen Bundesländern. Hier war der Effekt allerdings nicht so stark wie bei den beiden anderen großen Verursachern, so dass die Landwirtschaft aktuell mit rund 76 Prozent die größte Emissionsquelle für Methan darstellt. Eine Veränderung der Ernährung und die damit einhergehende Verringerung der Tierbestände bei den Wiederkäuern ist die effizienteste Maßnahme, um Methanemissionen zu reduzieren. Weitere Reduktionsmaßnahmen bieten sich bei der Fütterung, der Änderung der Umtriebszeiten bei Rindern und der technischen Absaugung von Emissionen in Ställen und deren Reinigung.