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Minderung von Treibhausgasemissionen im Rapsanbau unter besonderer Berücksichtigung der StickstoffdüngungH. Flessa
Thünen-Institut für Agrarklimaschutz
Name des WissenschaftlersBerlin, 1.10.2014
Treibhausgasbilanzen von Biokraftstoffen –Bestandsaufnahme und Optimierungsansätze
-Äq./
MJ
42 g/MJ
Emissionsminderung ist erforderlichEmissionsminderung ist erforderlich
� geforderte Emissionsminderung ab 2017:50% gegenüber fossilem Kraftstoff
� 56 % der Biodiesel-Emissionen
Name des WissenschaftlersSeite 2
Diesel Biodieselfossil Raps
g C
O2
-
42 g/MJab 2017
� 56 % der Biodiesel-Emissionenstammen aus der Rapsproduktion
� Das N-Management dominiert die Emissionen der Rapsproduktion
N-Düngung
Nationaler Forschungsverbund Nationaler Forschungsverbund Emissionsminderung im RapsanbauEmissionsminderung im Rapsanbau
SystembeurteilungSystembeurteilung
Minderung von Treibhausgasemissionen im Rapsanbau(FNR, BMEL, UFOP)
Name des WissenschaftlersSeite 3
PflanzenbauPflanzenbau und und PflanzenernährungPflanzenernährung
BodenkundeBodenkunde
MikrometeorologieMikrometeorologie BetriebswirtschaftBetriebswirtschaft
FNRFNR--Projektverbund Projektverbund Minderung von THGMinderung von THG--Emissionen im RapsanbauEmissionen im Rapsanbau
Uni Kiel(Kage, Mühling) LfL MV
(Heilmann)
ZALF(Augustin)
Thünen InstitutATB
Name des WissenschaftlersSeite 4
Uni Hohenheim(Ruser, Lewandowski)
Uni Halle(Christen)
Uni Göttingen(Dittert, Senbayaram)
Thünen Institut(Flessa, Fuß, Moffat)
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
(Prochnow, Kern)
Ziele des ForschungsverbundesZiele des Forschungsverbundes
Klimaschutz in Rapsfruchtfolgen
Standortdifferenzierte Quantifizierung von
THG-Emissionen
Standortdifferenzierte Optimierung
des N-Managements
Name des WissenschaftlersSeite 5
THG-Emissionen des N-Managements
Ökonomische Bewertungvon Klimaschutzmaßnahmen
Minderung von THG-Emissionen und Steigerung der Ressourceneffizienz in Rapsfruchtfolgen
Empfehlungen und Beratungsgrundlagen für Praxis, Beratung und Politik
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
Gemeinsames Versuchsprogramm an 5 StandortenGemeinsames Versuchsprogramm an 5 Standorten
Kutsch
Name des WissenschaftlersTitel der VeranstaltungSeite 6
Raps-Klimaschutzvarianten
� Höhe mineralischer N-Düngung
� Düngung mit Gärresten
� +/- Nitrifikationshemmstoff
Messgrößen und Modellierung
� N2O-, NH3-Emission, Nmin-Dynamik
� Bodenwasserhaushalt
� Humusreproduktion, Streuumsatz
� Ertragsparameter, Witterung
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
Treibhausgasemissionen Treibhausgasemissionen der Stickstoffdüngerproduktionder Stickstoffdüngerproduktion
Düngerform Emissionsfaktor Quellen(kg CO2-Äq / kg N)
Harnstoff
AHL
3,17
5,93Brentrup & Pallière, 2008
Name des WissenschaftlersSeite 7
AHL
Kalkammonsalpeter
N-Dünger (BioGrace, Standard)
5,93
6,34
5,92
Pallière, 2008
Biograce, 2012
� Klimaschutz durch Verwendung emissionsarmer N-Dünger
� Zertifizierung von Düngern mit minimalem CO2-Fußabdruck
0,012
0,016
0,02
N/k
g N
-Ein
trag
IPCC, 2006
Ableitung der NAbleitung der N22OO--FeldemissionFeldemission
andere Kulturen(S. & B., 2006)
Mais(GNOC, 2014)
Name des WissenschaftlersSeite 8
0
0,004
0,008
0 100 200 300 400
kg N
2O
-N/k
g N
N-Eintrag (kg N/ha)
IPCC, 2006
Es gibt bisher keine
rapsspezifischenN2O-
Emissionsfaktoren
nach H. Stichnothe, 2014; S. & B: Stehfest und Bowman, 2006
Getreide(S. & B., 2006)
Raps(GNOC,2014)
Erste globale MetaErste globale Meta--Studie zur NStudie zur N22OO--Emission aus Emission aus Rapskulturen (ohne FNRRapskulturen (ohne FNR--Projektdaten)Projektdaten)
� Die N2O-Emission
aus Rapskulturen steigt mit der N-Düngung exponentiell an
aber
43 Raps-Messjahrevon 12 Standorten
N (
kg h
a-1a-1
)
Name des WissenschaftlersSeite 9
� Die Emissionen sind
deutlich geringerals in dem Modellvon Stehfest und Bowman (2006) angenommen wird
aber
Walter et al., 2014 accepted, Global Change Biology - Bioenergy
N-Düngung (kg N ha-1 a-1)
N2O
-N (
kg h
a
� Seit 1/2013 läuft
das nationale Raps-Versuchsnetzwerk
� Einheitlicher
Ansatz:Varianten
Laufende Feldversuche an 5 StandortenLaufende Feldversuche an 5 Standorten
Name des WissenschaftlersSeite 10
VariantenMessverfahrenAuswertung
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
� In 2013 lagen die
N2O-Emissionenauf einem niedrigenNiveau
N (
kg h
a-1a-1
)
Name des WissenschaftlersSeite 11
� Die Untersuchungen
über die Fruchtfolge müssen zeigen, obdieser Trend zu sichern ist
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
N-Düngung (kg N ha-1 a-1)
N2O
-N (
kg h
a
a
a a
aa
b
b
a
a
a
a
minorgorg/inhib
minorgorg/inhib
nur an einem Standort führte Piadin zu einerEmissionsminderung
Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
Ko
rne
rtra
g (d
tT
M)
2O
-N (
kg h
a-1a
-1)
60
40
20
6
4
2
Name des Wissenschaftlers
a
a a a a a
a aa
a
Seite 12
� Die Düngung mit Gärresten (org) ermöglichte 2013 vergleichbar hoheErträge wie die Mineraldüngung (min) bei ähnlicher N2O-Feldemission
� Die Bewertung von Gärresten als Dünger und in Bezug auf die N2O-Emission erfordert Untersuchungen in der Fruchtfolge
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
Ko
rne
rtra
g (
N2
00
Standorte1 2 3 4 5 Standorte
1 2 3 4 5
N E
mis
sio
n (
kg h
a-1)
� Trotz der Ausbringung mit Schleppschlauch mitunter hohe NH3-Verluste
NH3-Emission nach Düngung mit Gärresten
• Verringerter Düngerwert
• Indirekte N2O-Emission
• Umweltbelastung
Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
40
30
2. Gabe
Name des WissenschaftlersSeite 13
NH
3-N
Em
issi
on
(kg
ha
• Umweltbelastung
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
0
10
20
1. Gabe
Standorte1 2 3 4 5 1. Gabe
Injektion
� Emissionsarme Ausbringtechniken für wachsende Bestände sind fürDünge- und Ressourceneffizienzsowie den Klimaschutz erforderlich
Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
Name des WissenschaftlersSeite 14
� Positive Fruchtfolgeeffekte nutzen� N-Management in der Fruchtfolge optimieren
Pahlmann, 2014
Ansatzstellen für eine effiziente Emissionsminderung:
• Stabile, hohe Erträge
• Verringerung des N-Einsatzes , effizienterer N-Einsatz
• Einsatz emissionsarmer synthetischer N-Dünger
FazitFazit
Name des WissenschaftlersSeite 15
• Einsatz emissionsarmer synthetischer N-Dünger
• Substitution von N-Mineraldünger durch z.B. Gülle, Gärreste
• Minimierung von NH3-Verlusten ( besonders Gülle, Gärreste)
• Fruchtfolgeeffekte nutzen
• Zertifizierungssystem für emissionsminimierte Dünger
Vielen DankVielen Dank
Thünen-Institut für Agrarklimaschutz
Name des WissenschaftlersSeite 16