Mist und Gülle sind unternutzte Energie-Ressourcen

Auch wenn’s stinkt: Kot und Urin von Kühen im Stall sind wertvolle Rohstoffe. Landwirte nutzen sie gerne als Hofdünger auf ihren Feldern. Doch das kann eine Reihe von Problemen verursachen. Vielerorts gelangen dabei zu viel Nährstoffe in Luft und Gewässer, überdüngen Lebensräume und gefährden so die Biodiversität. In manchen Regionen, etwa der Ostschweiz, wird zudem viel mehr Mist produziert als es Felder gibt. Er wird sogar exportiert. «Aber kaum etwas davon wird energetisch genutzt», sagt Vanessa Burg von der eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL.

Burg ist Mitautorin eines White Papers, das die neuesten Forschungserkenntnisse zur energetischen von Hofdünger aufbereitet, damit die Praxis sie anwenden kann. Es entstand im Rahmen des mehrjährigen Energieforschungsverbundes «SCCER Biosweet» des Bundes, an dem bis zu 15 akademische Forschungsgruppen und dutzende Umsetzungspartner beteiligt waren. «Der Schwerpunkt der Forschung lag auf Biomasse-Umwandlungsprozessen, die bereits weit entwickelt sind und hohes Potenzial für die Markteinführung haben» sagt Oliver Kröcher vom Paul Scherrer Institut PSI, Leiter des SCCER Biosweet.

Energie und Schutz fürs Klima

Derzeit kommen auf 40'000 Landwirte in der Schweiz nur 110 Hofdünger-Vergärungsanlagen, die insgesamt 1440 Terajoule Energie in Form von Methangas bereitstellen. Das entspricht etwa 1,2 Prozent des landesweiten Gasverbrauchs. Das Potenzial ist noch extrem gross, so das Fazit der Autorinnen und Autoren. Nachhaltig möglich wären 27'000 Terajoule. Hierbei ist bereits berücksichtigt, dass nicht sämtlicher Mist vergärt werden kann, etwa wenn die Kühe auf der Weide stehen.

Laut der Publikation bringt es drei grosse Vorteile, wenn Hofdünger auch für Energie statt nur als Düngemittel verwendet wird:

• Das Biogas ersetzt fossile Brenn- und Treibstoffe.
• Wenn man den verfügbaren Hofdünger vergären würde, um daraus Biogas zu gewinnen, könnte man 0,8 Prozent des Treibhausgas-Ausstosses der Schweiz verhindern; Hofdünger setzt vor allem das sehr klimaschädliche Methan (CH4) und Lachgas (N2O) frei.
• Die Feststoffe, die bei der Vergärung übrigbleiben, sind voller Nährstoffe und können industrielle Kunstdünger ersetzen.

«Biogas ist sehr vielseitig», sagt Burg, die an der WSL nachhaltige Bioenergiequellen erforscht. «Damit kann man nicht nur Autos oder Traktoren fahren, sondern auch Wärme und Strom gewinnen; das Gas lässt sich zudem speichern und dann verwenden, wenn Wind und Sonne fehlen, etwa nachts und im Winter.» 

Zu wenig Anreize

Ein wahres Wundermittel, so scheint es. Warum wird dann nicht aller Mist und sämtliche Gülle der Schweiz vergoren? Ökonomische Hürden stehen im Vordergrund. Ein Problem ist, dass die Quellen schweizweit sehr dezentral verteilt sind und deshalb Transporte anfallen: Am meisten Hofdünger gibt es im Mittelland in den Kantonen Bern, Luzern und St. Gallen. Eine Umfrage unter Landwirten ergab, dass viele der Energiegewinnung aus Hofdünger zwar positiv gegenüberstehen. Hürden sind indes die hohen Anfangsinvestitionen, die zu tiefen Energiepreise und die komplizierte Logistik, um eine Anlage zu betreiben. Die kleinsten Anlagen benötigen heute den Hofdünger von etwa 80 Kühen, während der durchschnittliche Hof nur 27 Kühe besitzt. Gemeinsame Anlagen lehnen die Landwirte aber eher ab.

Sehr langwierig seien oft auch die Bewilligungsverfahren, berichteten die Befragten. Weiter sind Subventionen und Preiszuschläge wie die bisherige Einspeisevergütung oft nur auf Strom und nicht auf die Gasproduktion ausgerichtet. «Bei Diskussionen zur Energiewende geht das Gas oft vergessen», sagt Vanessa Burg. «Man sollte alternative Gasquellen ebenso fördern».

Technische Neuerungen bei den Verfahren könnten die Anlagen zudem rentabler machen, wie das White Paper ebenfalls detailliert aufzeigt. Vorbehandlungen mit Mikroorganismen erhöhen die Energieausbeute, ebenso die Trennung von festen und flüssigen Bestandteile des Stallabfalls. In der meist ungenutzten Abwärme der Anlagen steckt weitere Energie. Zusammengenommen könnte dies Investitionen in Vergärungsanlagen für Landwirte attraktiver machen. Als attraktive Alternative zur Vergärung von Mist und Gülle bieten sich sogenannte hydrothermale Verfahren an, da die Umwandlung der Biomasse weitgehend verlustfrei erfolgen kann.

Davon könnte die Stromversorgung im ganzen Land profitieren: Weil Hofdünger vor allem im Winter anfällt, wenn die Kühe im Stall stehen, könnte er Versorgungslücken in der kalten Jahreszeit füllen. Das würde die Schweiz von Importen, insbesondere von fossilen Brennstoffen, unabhängiger machen, heisst es im White Paper.

«Die beträchtlichen Potenziale von Mist und Gülle für die Energiewende und die CO2-Einsparung sollten es Wirtschaft und Politik nahelegen, die technologischen Möglichkeiten umzusetzen und Rahmenbedingungen zu schaffen, die einen ökonomischen Betrieb der Anlagen ermöglichen», sagt der Bioenergieforscher Oliver Thees von der WSL.

Das Projekt Biosweet wurde in der Hauptsache von der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung Innosuisse finanziert (der früheren KTI).