Ein neuer Rahmen für die Tierhaltung

In der europäischen Agrarpolitik zeichnet sich ein fundamentaler Systemwechsel ab. Bisher bestimmten die nationalen Umsetzungen der Schlussfolgerungen zu den besten verfügbaren Techniken (BVT) [1] – in Deutschland vor allem durch die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) von 2021 [2] – die Maßnahmen zur Erreichung der Ziele der NEC-Richtlinie (National Emission reduction Commitments Directive, EU-Richtlinie 2016/2284) [3]. Die Europäische Kommission erarbeitet derzeit den Entwurf für die sogenannten „Uniform Conditions for Operating Rules for Livestock“ (UCOL) zur Industrieemissionsrichtlinie für die Geflügel- und Schweinehaltung. Diese legt einheitliche Betriebsvorschriften für die Haltung von Nutztieren fest. Diese Vorschriften sollen sicherstellen, dass für größere Tierhaltungsanlagen in der gesamten EU einheitliche technische und ökologische Standards gelten, insbesondere im Hinblick auf die Reduktion von Ammoniakemissionen (NH₃) und anderen Luftschadstoffen.

Die NEC-Richtlinie [3] ist ein zentraler Bestandteil der EU-Luftreinhaltepolitik und setzt internationale Verpflichtungen aus dem Gothenburg-Protokoll der UNECE-Konvention über grenzüberschreitende Luftverschmutzung um. Deutschland ist verpflichtet, seine NH₃-Emissionen bis 2030 um 29 % gegenüber dem Basisjahr 2005 zu reduzieren. Bislang regelt in Deutschland die TA Luft 2021 die Begrenzung luftgetragener Emissionen, indem sie Grenzwerte für Schadstoffe festlegt und Anforderungen zur Emissionsminimierung stellt, einschließlich Ammoniak. Etwa 95 % der Ammoniakemissionen in Deutschland entstammen der Landwirtschaft, wovon rund 70 % auf die Haltung von Nutztieren zurückzuführen sind. Die direkten Emissionen aus Tierställen sowie geeignete Minderungsstrategien sind gut erforscht. Schätzungsweise 15 % – 20 % der Emissionen stammen jedoch aus der Lagerung von Wirtschaftsdünger, ein Bereich, in dem bisher vergleichsweise wenig Forschung betrieben wurde.

Durch UCOL werden künftig die Anforderungen an Fütterung, Stallbau und Wirtschaftsdüngerlagerung stärker durch europaweit harmonisierte Kennzahlen und Standards definiert. Für Schweine- und Geflügelhaltungsbetriebe sind verbindliche Emissionshöchstwerte vorgesehen. Zur Erfüllung dieser Vorgaben wird ein modularer „Baukasten“ an Minderungsmaßnahmen bereitgestellt (ähnlich den bisherigen nationalen BVT-Schlussfolgerungen[1]), aus dem je nach Betriebsgröße und Standort die wirtschaftlichste Kombination ausgewählt werden kann – etwa Abluftreinigungsanlagen für große Schweinemastbetriebe. Offen bleibt jedoch: Welche Maßnahmen zur Emissionsminderung bei der Lagerung von Wirtschaftsdünger stehen zur Verfügung, inwieweit sind sie verhältnismäßig, und welche realistischen Minderungspotenziale lassen sich damit erzielen?

Wirtschaftsdüngerlagerung in der Landwirtschaft

Wirtschaftsdünger umfasst alle organischen Düngemittel tierischen Ursprungs, wie Gülle, Jauche, Festmist sowie Einstreu- und Futterreste. Die Lagerung stellt einen zentralen Bestandteil des Düngermanagements dar und unterliegt in Deutschland und der EU strengen Vorschriften, darunter der Düngeverordnung (DüV) [4], der TA Luft (2021) [2] sowie der NEC-Richtlinie [3]. Ziel ist die Minimierung von Nährstoffverlusten und Emissionen, insbesondere von Ammoniak (NH₃), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O). Die Lagerung ermöglicht die Einhaltung von Sperrfristen (z. B. im Winter) und optimiert die Nährstoffverwertung bei der späteren Ausbringung.

Die Lagerung unterscheidet sich je nach Aggregatzustand. Flüssige Wirtschaftsdünger (z. B. Rindergülle, Schweinegülle oder Jauche) werden in Behältern, Lagunen oder unterflurigen Güllekellern gelagert. Mögliche Systeme umfassen offene Lager, natürliche Schwimmdecken (z. B. aus Fasern), abgedeckte Varianten (Folie, Betondecke, Zeltdach) oder Schwimmkörper. In Deutschland müssen Lagerkapazitäten je nach Region und Betriebsgröße für mindestens 6–9 Monate ausgelegt sein. Feste Wirtschaftsdünger (z. B. Rindermist oder Schweinemist) werden als Mieten auf Hof oder Feld gelagert, oft mit Einstreu vermischt. Üblich sind offene Mieten (ggf. mit Wenden zur Kompostierung) oder eingehauste Mieten (dreiseitig ummauert).

Ammoniak (NH₃) stellt den dominanten Luftschadstoff bei der Wirtschaftsdüngerlagerung dar und entsteht hauptsächlich durch mikrobielle Umsetzung von Harnstoff. Zusätzlich entstehen Treibhausgase wie Methan (CH₄) durch anaerobe Zersetzung sowie Lachgas (N₂O) indirekt durch Nitrifikation.

Die TA Luft (2021) [2] zielt auf eine Minimierung dieser Emissionen mit angemessenem Aufwand ab. Nr. 5.4.7.1 regelt die Anforderungen an die Lagerung in landwirtschaftlichen Anlagen:

·        Buchstabe j (Flüssigmist/Gülle): Für Neuanlagen müssen geschlossene Behälter mit Abdeckungen (z. B. Folie, feste Abdeckung, Zeltdach) oder gleichwertige Maßnahmen eingesetzt werden, die mindestens 90 % der Ammoniak- und Geruchsemissionen im Vergleich zu offenen Behältern reduzieren. Strohhäckseldecken, Granulate oder ähnliche Maßnahmen sind explizit ausgeschlossen. Für Altanlagen gilt eine angepasste Anforderung von mindestens 85 % Reduktion (z. B. durch Schwimmfolien oder Schwimmkörper).

·        Buchstabe k (Festmist): Anfallende Jauche muss in abflusslose Behälter eingeleitet werden; Festmistplatten müssen dreiseitig umwandet sein, um windinduzierte Emissionen zu reduzieren, und eine minimale Oberfläche aufweisen. Zentral ist die Pflicht zur Abdeckung oder Überdachung der Mieten.

Altanlagen müssen diese Anforderungen in der Regel bis zum 1. Januar 2029 erfüllen, es sei denn, dies ist technisch unmöglich oder unverhältnismäßig.

Emissionsminderungspotentiale der Abdeckung von Festmistlagern

Zur Bewertung der Wirksamkeit einer Abdeckung von Festmistlagern zur Emissionsminderung wurde eine Literaturrecherche durchgeführt. Die Festmisthaufen bestehen aus Kot, Einstreu und/oder abgeschiedenen Feststoffen aus Gülle, sind heterogen und können aerobe sowie anaerobe Zonen aufweisen – je nach Feuchtigkeit und Bewirtschaftung. Die NH₃- und Treibhausgasemissionen werden stark beeinflusst durch Umweltfaktoren (Temperatur, Windgeschwindigkeit) und Lagerkonfiguration [5]. Ein hoher Luftaustausch und Temperaturanstieg durch aerobe Zersetzung erhöhen NH₃-Emissionen deutlich [6]. Dichte Lagerung senkt Temperaturen und Luftaustausch erheblich, wodurch Bildung und Transport von NH₃ zur Oberfläche begrenzt und Emissionen reduziert werden. Die wichtigsten Ergebnisse der gesichteten Publikationen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Tabelle 1: Verfügbare Literatur zur Minderung von Emissionen aus Festmistlagern durch Abdeckung im Vergleich zur offenen Lagerung

Table 1: Available literature on the reduction of emissions from solid manure storage facilities by covering compared to open storage

Die Literaturrecherche zeigt, dass Abdeckungen von Festmistlagern NH₃-Emissionen in bestimmten Fällen deutlich reduzieren können – insbesondere bei hohen Stickstoffgehalten und in den ersten Lagerwochen. Die Ergebnisse variieren jedoch stark: Haisheng et al. (2015) [7] untersuchten nur im Labormaßstab, und die verwendeten Strohhäcksel sind nach TA Luft für Flüssigmistlagerung ausgeschlossen. Pardo et al. (2015) [8] berichten in ihrer Review (Fokus Kompostierung, aber inkl. Festmist) von durchschnittlich 61 % NH₃-Reduktion. Praxisnahe Studien liefern sehr unterschiedliche Werte: Chadwick (2005) [9] fand >90 % Reduktion in einer Sommerperiode, sonst kaum Effekt; Hansen et al. (2006) [10] nur 12 %; Lemes et al. (2023) [11] 92 % in der ersten Woche. Der Einfluss auf N₂O und CH₄ bleibt widersprüchlich. Die meisten Autoren untersuchten jedoch klassische Misthaufen, während in Deutschland üblicherweise dreiseitig umrandete Festmistplatten mit minimaler Oberfläche eingesetzt werden, die bereits von Natur aus geringere Emissionen haben.

Unabhängig vom Minderungspotenzial ist eine Abdeckung technisch und praktisch aufwendig: Feste Überdachungen erfordern eine lichte Höhe für Maschinen (z. B. Traktoren), wodurch Wind und Verdunstung weiterwirken und die Minderung weitgehend aufheben. Eine Lagerung in geschlossenen Hallen gilt wegen hoher Baukosten und Platzbedarf als wirtschaftlich unverhältnismäßig. Abdeckung mit Folien sind eine Alternative. Zum Beispiel empfiehlt in Dänemark die Danish Agricultural Agency bereits seit 2006 eine feste Abdeckung (Zelt, Dach, Betonabdeckung oder Membranabdeckung) für alle Fest- und Flüssigmistlager. Dadurch wird pauschal mit 50 % Reduktion der Ammoniakemissionen während der Lagerung gerechnet. In Deutschland wird dies momentan noch diskutiert. Zum Beispiel müsste bei mehrmaliger täglicher Beschickung (wie in großen Betrieben) Folie oder Ähnliches ständig geöffnet und geschlossen werden, was zu Beschädigungen oder Unfällen führen kann. Voraussichtlich wird es jedoch auch im Rahmen des UCOL-Prozesses dabei bleiben, dass Festmistmieten dreiseitig umrandet und mit Folie abgedeckt werden müssen.

Emissionsminderungspotentiale der Abdeckung von Güllelagern, natürliche Schwimmschichten als Alternative?

Die TA-Luft fordert zur Güllelagerung geschlossene Behälter mit z. B. Folienabdeckungen oder gleichwertige Maßnahmen, die mindestens 90 % (für Altanlagen 85 %) der Emissionen an Geruchsstoffen und Ammoniak im Vergleich zu offenen Behältern reduzieren [2]. Eine kürzlich vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) durchgeführte Studie zeigt auf den ersten Blick eindrucksvolle Ergebnisse für eine gleichwertige Maßnahme: Eine natürliche Schwimmschicht mit mehr als 10 cm dicke konnte die NH₃- und Geruchsemissionen im Jahresmittel um etwa 95 % senken [12]. Damit würde sie die Anforderungen der TA Luft 2021 [2] zuverlässig erfüllen. Hinzu kommt, dass im Gegensatz zu technischen Abdeckungen eine solche Schicht „kostenlos“ ohne Investitionskosten entsteht.

Um die Ergebnisse aus Sachsen einzuordnen wurde eine Literaturrecherche zu NH₃-Minderungsraten durchgeführt. Es wurden typische Minderungsraten von 60 % – 90 % festgestellt, je nach Schichtdicke, Geschlossenheit und Substrat. Damit werden die Ergebnisse durch zahlreiche europäische und nordamerikanische Feld- und Labormessungen an ähnlichen Substraten (Rindergülle, Gärreste) als praxisnah und wirksam bestätigt. Entscheidend dabei sind eine Schichtdicke > 10 cm, Unterspiegelbefüllung der Behälter und minimale Rührzeiten [13, 14]. Die NH₃-Minderungsraten und zugehörigen Bedingungen sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefasst.

Tabelle 2: NH₃-Minderungsraten von Schwimmschichten auf Güllebehältern aus der Literatur

Table 2: NH₃ reduction rates of floating layers on slurry tanks from the literature

Betrachtungen zur Kontrollierbarkeit der Maßnahme

Auch wenn die Ergebnisse äußerst vielversprechend sind und eine natürliche Schwimmschicht, wie in Bild 1 dargestellt, als pragmatische, einfache und kostengünstige Emissionsminderungsmaßnahme nahezu perfekt erscheinen mag, ist eine rechtssichere Gleichstellung mit technischen Abdeckungen derzeit noch schwierig. Bisher fehlen klar definierte Messmethoden für die Dicke und Qualität der Schicht (z. B. standardisierte Messpunkte am Rand und in der Mitte, dokumentierte Messgeräte), objektive Kriterien für den Schichtzustand (z. B. Festigkeitstests, Feuchtegrad) sowie eine Jahresbilanz, die Phasen ohne Kruste realistisch berücksichtigt. Bis dahin sollten die Ergebnisse aus Sachsen als wertvoller Hinweis auf das Potenzial betrachtet werden, auch wenn sie derzeit noch keine ausreichende Grundlage für Vollzugsentscheidungen bieten. Ist diese Hürde genommen, könnten sie zukünftig auch im Rahmen des UCOL-Prozesses ein wichtiger Teil des technischen „Baukastens“ an Minderungsmaßnahmen werden.

Bild 1: Natürliche Schwimmschicht in einem Lagerbehälter für Flüssigmist

Figure 1: Natural floating layer in a storage tank for liquid manure

Zusammenfassung

Die EU-Agrar- und Luftreinhaltepolitik vollzieht einen Systemwechsel: Nationale Regelungen wie die TA Luft (2021) zur Umsetzung der NEC-Richtlinie (EU 2016/2284) werden durch EU-weit einheitliche Betriebsvorschriften (UCOL) für die Tierhaltung abgelöst. Deutschland muss NH₃-Emissionen bis 2030 um 29 % (gegenüber 2005) senken. 95 % der Emissionen stammen aus der Landwirtschaft, ca. 70 % aus der Nutztierhaltung, davon 15 % – 20 % aus der Wirtschaftsdüngerlagerung.

UCOL legt harmonisierte Standards für Fütterung, Stallbau und Düngerlagerung fest, inklusive verbindlicher Emissionshöchstwerte und eines Maßnahmenkatalogs zur Emissionsminderung. Bei dreiseitig umrandeten Festmistlagern können Abdeckungen NH₃-Emissionen um bis zu
92 % reduzieren. Bei Güllelagern fordert die TA Luft ≥85 % – 90 % Reduktion durch Abdeckungen oder vergleichbare Maßnahmen. Eine natürliche Schwimmschicht erreicht dies unter bestimmten Voraussetzungen, wird aber voraussichtlich derzeit aufgrund fehlender standardisierter Kontrollen noch nicht EU-weit als gleichwertig anerkannt werden.

Literatur

[1]     BVT-Schlussfolgerungen 2017: DURCHFÜHRUNGSBESCHLUSS (EU) 2017/302 DER KOMMISSION vom 15. Februar 2017 über Schlussfolgerungen zu den besten verfügbaren Techniken (BVT) gemäß der Richtlinie 2010/75/EU des Europäischen Parlaments und des Rates in Bezug auf die Intensivhaltung oder -aufzucht von Geflügel oder Schweinen. URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:02017D0302-20170221&qid=1739398120016, Zugriff am 23.12.2025.

[2]     TA-Luft 2021: Neufassung der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft). URL: https://www.verwaltungsvorschriften-im-internet.de/bsvwvbund_18082021_IGI25025005.htm, Zugriff am 23.12.2025.

[3]     Richtlinie (EU) 2016/2284 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 14. Dezember 2016 über die Reduktion der nationalen Emissionen bestimmter Luftschadstoffe, zur Änderung der Richtlinie 2003/35/EG und zur Aufhebung der Richtlinie 2001/81/EG. URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/ALL/?uri=CELEX%3A32016L2284, Zugriff am 23.12.2025.

[4]     Verordnung über die Anwendung von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, Kultursubstraten und Pflanzenhilfsmitteln nach den Grundsätzen der guten fachlichen Praxis beim Düngen (Düngeverordnung - DüV) v. 26.05.2017. URL: https://www.buzer.de/Duengeverordnung_DUV.htm, Zugriff am 23.12.2025.

[5]     Jiang, T., Schuchardt, F., Li, G.X., Guo, R., Luo, Y.M. (2013): Gaseous emission during the composting of pig feces from Chinese Ganqinfen system. Chemosphere 90:1545–1551.

[6]     Webb, J., Sommer, S.G., Kupper, T., Groenestein, K., Hutchings, N.J., Eurich-Menden, B., Rodhe, L., Misselbrook, T.H., Amon, B. (2012): Emissions of Ammonia, Nitrous Oxide and Methane during the Management of Solid Manure. Sustainable Agriculture Reviews 8: 67–107.

[7]     Haisheng, Zhu, Fuyuan, Zuo, Hongmin, Dong, Dongmei, Luan (2015): Effects of covering materials and sawdust covering depths on ammonia and greenhouse gase emissions from cattle manure during storage. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 31(6):223–229.

[8]     Pardo, G., Moral, R., Aguilera, E., Prado, A. (2015): Gaseous emissions from management of solid waste: a systematic review. Global Change Biology 21, 1313–1327.

[9]     Chadwick, D. (2005) Emissions of ammonia, nitrous oxide and methane from cattle manure heaps: effect of compaction and covering. Atmospheric Environment 39:787–799.

[10]   Hansen, M.N., Henriksen, K., Sommer, S.G. (2006): Observations of production and emission of greenhouse gases and ammonia during storage of solids separated from pig slurry: Effects of covering Atmospheric. Environment 40(22):4172–4181.

[11]   Lemes, Y.M., Nyord, T., Feilberg, A., Kamp, J. M. (2023): Effect of Covering Deep Litter Stockpiles on Methane and Ammonia Emissions Analyzed by an Inverse Dispersion Method. ACS Agricultural Science & Technology 3(5):399–412.

[12]   LfULG (2025): Einfluss der natürlichen Schwimmschicht auf die Emissionen bei der Lagerung von Rindergülle und -gärrest in offenen Behältern. Schriftenreihe des LfULG, Heft 14/2025. Dresden.

[13]   de Bode, M. J. C. (1991): Odour and ammonia emissions from manure storage. PhD Thesis, Agricultural University Wageningen.

[14]   Wood, J. D., Whittle, R., Headon, D. M., Saunders, C. (2012): The influence of dry matter and temperature on crust formation on cattle slurry. Bioresource Technology, 124, 306–312. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.08.007.

[15]   Kupper, T., Häni, C. (2018): Ammoniakemissionen aus einem Güllelager: Bericht Messperiode 2015–2018, ungedecktes und gedecktes Lager. Berner Fachhochschule, Zollikofen, im Auftrag des Amts für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons Zürich. [Online verfügbar: https://doi.org/10.7892/boris.123456].

[16]   Misselbrook, T. H., Brookman, S. K. E., Smith, K. A., Cumby, T. R., Williams, A. G., & McCrory, D. F. (2005): Crusting of stored dairy slurry to abate ammonia emissions: Pilot-scale studies. Journal of Environmental Quality, 34(2), 411–419. https://doi.org/10.2134/jeq2005.0411.

[17]   Smith, K. A., Cumby, T. R., Lapworth, J., Misselbrook, T. H., Williams, A. G. (2007): Natural crusting on slurry stores to reduce ammonia emissions. Biosystems Engineering, 97(4), 464–471. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2007.03.033.

[18]   Hou, Y., Velthof, G- L., Oenema, O. (2015): Mitigation of ammonia, nitrous oxide and methane emissions from manure management chains: a meta-analysis and integrated assessment. Meta-Analysis. Glob. Chang. Biol. 21(3):1293-1312. doi: 10.1111/gcb.12767. Epub 2014 Dec 3.

[19]   Kupper (2020): Ammonia and greenhouse gas emissions from slurry storage - A review Author links open overlay panel Thomas Kupper a, Christoph Häni a, Albrecht Neftel b, Chris Kincaid c, Marcel Bühler a d e, Barbara Amon f g, Andrew VanderZaag c Agriculture, Ecosystems & Environment Volume 300, 15 September 2020, 106963.

Autorendaten

Dr. rer. nat. Marcus Clauß ist Wissenschaftler am Thünen-Institut für Agrartechnologie in Braunschweig.