Klimawandel: Welche Rolle spielt Lachgas aus der Landwirtschaft?
Lachgas ist neben CO2 und Methan das drittwichtigste Treibhausgas. 78 Prozent der Lachgas-Emissionen hierzulande stammen aus der Landwirtschaft.
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Geht es um den Beitrag der Landwirtschaft zum Klimawandel, wird meist viel über Methan-Emissionen gesprochen. Sie machen mit rund 62 Prozent auch den Hauptanteil der Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft aus. Methan-Emissionen entstehen vor allem bei der Wiederkäuer-Verdauung und der Lagerung und Ausbringung von Gülle und Mist auf Felder und Wiesen.
Die Lachgas-Emissionen aus der Landwirtschaft stehen dagegen weniger im Fokus. Dabei haben auch sie einen Anteil von immerhin 34 Prozent an den Treibhausgas-Emissionen aus der deutschen Landwirtschaft und spielen damit ebenfalls eine wichtige Rolle.
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Was ist Lachgas und wie entsteht es?
Lachgas ist die umgangssprachliche Bezeichnung für Distickstoffmonoxid – kurz N2O. Es entsteht vor allem dann, wenn Mikroorganismen im Boden oder im Wasser Stickstoffverbindungen abbauen. Das ist ein natürlicher Prozess und passiert tagtäglich in der Natur. Zusätzlich setzen wir Menschen Lachgas frei, beispielsweise durch unsere Landwirtschaft oder im Straßenverkehr und verdoppeln damit die in die Atmosphäre abgegebenen Emissionen.
78 Prozent der in Deutschland verursachten Lachgas-Emissionen stammen aus der Landwirtschaft und davon wiederum 86 Prozent aus der mikrobiellen Umsetzung von Stickstoffverbindungen in landwirtschaftlich genutzten Böden. Als Stickstoffverbindungen gelten neben Pflanzenresten vor allem mineralische und organische Dünger.
In der deutschen Landwirtschaft werden oft große Mengen an stickstoffhaltigen Düngern ausgebracht, um hohe Erntemengen zu erzielen. Häufig wird dabei mehr ausgebracht, als die Pflanzen für ihr Wachstum aufnehmen können. Das Zuviel an Stickstoff nennen Fachleute auch "Stickstoffüberschuss". Dieser von den Pflanzen nicht benötigte Stickstoff wird zum Teil direkt auf der Fläche als Lachgas freigesetzt. Ein Teil des von den Pflanzen ungenutzten Stickstoffs geht auch als Nitrat ins Grundwasser verloren.
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Neben den Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden, spielen in geringerem Umfang noch solche aus der Lagerung von Wirtschaftsdüngern wie Gülle, Stallmist und Gärresten (aus Biogasanlagen) eine Rolle. Sie machen rund 14 Prozent der Lachgas-Emissionen der deutschen Landwirtschaft aus.
Eine Quelle für Lachgas außerhalb der Landwirtschaft ist die chemische Industrie: Laut Umweltbundesamt (UBA) hatte früher die industrielle Produktion von Adipinsäure – ein Grundstoff bei der Kunststoffherstellung – einen sehr großen Anteil an den deutschen Lachgas-Emissionen. 1997 lag der Anteil hier noch bei knapp einem Drittel. Aufgrund technischer Fortschritte konnte er bis 2017 jedoch auf drei Prozent verringert werden.
Geringe Lachgas-Emissionen entstehen darüber hinaus bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern und Biomasse sowie bei der Abwasserbehandlung.
Vielen dürfte Lachgas als Narkosegas in der Medizin bekannt sein. Solches Narkose-Lachgas wird künstlich hergestellt. Die Mengen sind aber so gering, dass sie für den Klimawandel nur eine untergeordnete Rolle spielen.
Welche Rolle spielt Lachgas als Klimagas?
Laut einer internationalen Studie von 2020 ist Lachgas weltweit mit sieben Prozent das drittwichtigste Treibhausgas – nach CO2 (70 Prozent) und Methan (20 Prozent). Insgesamt kommt Lachgas in der Atmosphäre zwar nur in Spuren vor, aufgrund seiner Molekülstruktur ist es aber etwa 300-mal klimaschädlicher als CO2.
Außerdem hat es mit mehr als 100 Jahren eine sehr viel längere mittlere Lebensdauer in der Atmosphäre als zum Beispiel Methan (rund 12 Jahre).
Seit dem Beginn der Industrialisierung 1750 sei die Lachgaskonzentration in der Atmosphäre weltweit um 20 Prozent gestiegen, so die Studie, die Hälfte davon allein zwischen 1980 und 2016. Dieser Anstieg sei vor allem auf den zunehmenden Einsatz von stickstoffhaltigen Düngern in der Landwirtschaft zurückzuführen.
In Deutschland ist der Ausstoß von Lachgas seit den 1990er-Jahren rückläufig. Dieser Rückgang ist jedoch, wie oben bereits beschrieben, vor allem auf die Fortschritte in der Kunststoffindustrie zurückzuführen. Zwar konnten auch die Lachgas-Emissionen der Landwirtschaft zwischen 1990 und 2022 um etwa 21 Prozent gemindert werden. Dies lag jedoch vor allem am starken Rückgang der Tierbestände in Ostdeutschland nach der Wiedervereinigung (weniger Tiere bedeuten weniger Wirtschaftsdünger) und nur in geringem Umfang an einem verbesserten Düngungsmanagement. Von daher gibt es im Bereich der Landwirtschaft noch großes Minderungspotenzial.
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Wie lassen sich die Lachgas-Emissionen aus der Landwirtschaft reduzieren?
Der wirkungsvollste Hebel zur Minderung der vom Menschen verursachten Lachgas-Emissionen setzt bei der Düngung an. Egal, ob mit Gülle oder Mineraldünger gedüngt wird – die Versorgung der Kulturpflanzen mit Nährstoffen muss besser an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden, als das derzeit der Fall ist. Laut der oben angeführten internationalen Studie werden weltweit derzeit nur 40 Prozent des gedüngten Stickstoffs von den Pflanzen aufgenommen, der Rest geht verloren. In Deutschland ist die Effizienz der Stickstoffnutzung mit rund 64 Prozent zwar höher, aber auch hier besteht noch deutliches Verbesserungspotenzial.
In ihrem Klimaschutzprogramm 2030 fordert die Bundesregierung daher "die Senkung von Stickstoffüberschüssen und die gezielte Verminderung von Lachgas-Emissionen". Zahlreiche dieser Forderungen wurden bereits in der Düngeverordnung berücksichtigt. Ebenso formuliert die "Ackerbaustrategie 2035" des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft Vorschläge, um die Düngeeffizienz zu erhöhen und die Nährstoffüberschüsse zu verringern.
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So soll zum Beispiel der Düngebedarf der Pflanzen noch exakter ermittelt werden, um dann nur so viel düngen zu müssen, wie die Pflanzen auch tatsächlich benötigen. Weiterhin soll alles Erforderliche dafür getan werden, dass der Stickstoff zum richtigen Zeitpunkt an den richtigen Ort gelangt, sodass so wenig wie möglich davon verloren geht.
Dies lässt sich durch eine präzisere Technik bewerkstelligen, zum Beispiel über eine satelliten- und kameragesteuerte Düngerausbringung oder Sensoren zur genauen Bestimmung der Nährstoffgehalte von Gülle während der Ausbringung.
Zum anderen kann man durch Stickstoffstabilisatoren oder die Ansäuerung von Gülle dafür sorgen, dass der im Dünger enthaltene Stickstoff erst dann im Boden verfügbar wird, wenn er von den Pflanzen gebraucht wird.
Wichtig sind in diesem Zusammenhang auch eine durchdachte Fruchtfolge und der Anbau von Zwischenfrüchten. Denn wenn der Boden durchgängig bewachsen ist, gehen weniger Nährstoffe verloren, weil diese in der Pflanzen-Biomasse gebunden werden.
Weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Stickstoff-Nutzungseffizienz auf dem Acker ergeben sich bei der Fütterung landwirtschaftlicher Nutztiere. So kann man heute zum Beispiel über stickstoffreduzierte Fütterungsverfahren in der Schweinehaltung den Stickstoffgehalt in der Schweinegülle um bis zu 30 Prozent reduzieren.
Letzte Aktualisierung: 25. Januar 2024
Weitere Informationen
Umweltbundesamt (UBA): Lachgas und Methan
Max Planck Gesellschaft: Stickstoffdüngung heizt den Klimawandel an
Oekolandbau.de: Dossier: Klimakrise und Landwirtschaft
UBA: Beitrag der Landwirtschaft zu den Treibhausgas-Emissionen
