Trinkwasser und Biogasanlagen

1. Dezember 2009 Rudi Eisenhut Biogasanlage

Im Nachschlag zu unserer Diskussion über die auf Eis gelegte Biogasanlage in Schierling ein interessanter Aufsatz von Dr. Robert Feierabend zum Thema Biogasanlagen und Trinkwasserschutz

Der Anbau von Energiepflanzen und seine Auswirkungen auf den Gewässerschutz

Seit einiger Zeit rückt in den Industrieländern, aber auch in den sog. Schwellenländern (z.B. Brasilien) der Anbau von Pflanzen zur Energiegewinnung immer stärker in den Vordergrund. Auslöser hierfür scheint vor allem das Bestreben zu sein, mit Hilfe nachwachsender Rohstoffe eine Alternative zu den begrenzten Energieträgern wie Erdöl und Erdgas zu schaffen. Weiterhin bekommen diese Rohstoffe noch besonderes Gewicht, weil durch ihre Verwertung bzw. Verbrennung der Ausstoß des klimaschädlichen Kohlendioxids nicht erhöht wird, sieht man einmal ab von der Energie, die für ihre Gewinnung und Verarbeitung benötigt wird. Das kommt daher, dass der in ihnen gespeicherte Kohlenstoff aus der Assimilation von Kohlendioxid durch die Pflanzen herrührt. Und das Kohlendioxid wird bei diesem Prozeß ja aus der Atmosphäre entnommen.

Beispiele für die Nutzung pflanzlicher Rohstoffe zur Energiegewinnung sind die bekannte Herstellung von Biodieselkraftstoff aus Rapsöl, die Gewinnung von Ethanol als Kraftstoffzusatz aus Zuckerrohr und Zuckerrüben sowie die Herstellung von Biogas aus Pflanzenmaterial und biologischen Abfällen. Auch die Gewinnung von Verbrennungsenergie aus Getreide wird schon in Erwägung gezogen, ist aber wegen ethischer Bedenken umstritten, handelt es sich doch hier um die Nutzung eines direkten Nahrungsmittels für diese Zwecke.

Mittlerweile hat sich der finanziell geförderte Anbau von Pflanzen für die Energiegewinnung als lukrativ für die Landwirtschaft erwiesen, so dass bereits die Sorge auftaucht, dass es zu einem verminderten Angebot von Produkten aus Nahrungspflanzen und damit verbunden zu Preissteigerungen kommen könnte. Neben einer möglichen Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion kommt damit auch die Wiedernutzbarmachung stillgelegter Flächen und Brachen in die Diskussion.

In Deutschland betrug die Gesamtfläche für den Anbau nachwachsender Rohstoffe im Jahr 1998 ca. 0,5 Mio. ha, sie stieg bis 2006 auf 1,6 Mio. ha. Für 2030 wird eine Erweiterung aus 3-4 Mio. ha erwartet. Das entspricht etwa einem Drittel der gesamten landwirtschaftlichen Nutzfläche. Hauptkulturen sind dabei Raps, Bioenergie-Mais, Sonnenblumen, aber auch Gräser. 5 Mrd. m³ Biogas zur Erzeugung von Strom und Wärme standen 2006 in Deutschland zur Verfügung.

Wie man sich leicht ausrechnen kann, steht bei der Gewinnung von Energiepflanzen nicht unbedingt die Qualität, sondern vorrangig die erzeugte Biomasse im Vordergrund. Ein Grund mehr, mit hohen Düngergaben und durch Einsatz von Pflanzenschutzmitteln den Ertrag zu steigern. Hier resultiert als erste Maßnahme für den Schutz von Oberflächen- und Grundwasser, einen erhöhten Eintrag von Nährstoffen, insbesondere von Stickstoff- und Phosphorverbindungen, und von Pflanzenschutzmitteln zu verhindern.

Ein anderes Problem erwächst aus der Verwertung der Abfallprodukte aus der Biogaserzeugung durch Vergärung von biologischem Material. Dieser Vorgang ist bekannt aus der Faulgaserzeugung in den Kläranlagen oder aus der Vergärung von Gülle. Wie auch hier entsteht bei der Umwandlung von pflanzlichem und anderem biologischen Material neben dem Energieträger Biogas, im wesentlichen in Form von Methan, ein gülleähnliches Abfallprodukt, das einer Verwertung bedarf. Es dürfte wohl klar sein, wenn man sich die in der Vergangenheit aufgetretenen und noch heute aktuellen Probleme bei der Verwertung von Klärschlamm und Gülle vor Augen hält, dass mit der umweltverträglichen Beseitigung der Gärrückstände aus der Energiepflanzenverwertung neue Aufgaben anstehen. Es bleibt vermutlich als Hauptweg nur ihre Rückführung in die Landwirtschaft. Damit ergibt sich auch die Forderung, den Eintrag von Stoffen, die die Gewässer belasten, durch entsprechende Maßnahmen und gesetzliche Regelungen einzudämmen.

Gärrückstände können gewässerschädliche Bestandteile enthalten (erhöhte Nährstoffgehalte, aber auch Schwermetalle, organische Schadstoffe und mikrobiologische Belastungen). Ein Schadstoffeintrag ist vor allem zu befürchten, wenn so genannte Kosubstrate neben den pflanzlichen Anteilen in den Gärprozeß eingeschleust werden. Das können z.B. Siedlungsabfälle, Speisereste, Schlachtabfälle, Altfette, und Substrate aus der biotechnischen Pharmaproduktion sein. Die dabei anfallenden Gärrückstände sind nach dem Düngemittelgesetz Sekundärrohstoffdünger und unterliegen dem Abfall- und Tierseuchenrecht.

Der DVGW fordert daher im Interesse des Gewässerschutzes u.a., dass

durch den Anbau von Energiepflanzen die Wasservorkommen nicht zusätzlich durch Nährstoffe und Pflanzenschutzmittel belastet werden,
die durch die Extensivierung der Landwirtschaft erzielten Fortschritte nicht wieder zunichte gemacht werden und der Umbruch von fakultativem Grünland und mehrjähriger Brachen vermieden wird,
die Ausbringung der Gärrückstände durch ein Gütesystem geregelt wird,
die Ausbringung pflanzenbedarfs- und standortgerecht erfolgt und entsprechend dokumentiert wird,
die Ausbringung bedenklicher Gärrückstände untersagt wird,
in sensiblen Gebieten (Trinkwasserschutzgebieten, Einzugsgebieten von Wassergewinnungsanlagen, Karstgebieten) Gärrückstände aus Biomasse mit Kosubstraten nicht ausgebracht werden dürfen.

Es muß der Grundsatz gelten:

„Vom Anbau der Energiepflanzen und von der landwirtschaftlichen Verwertung von Gär-Rückständen dürfen keine zusätzlichen Belastungen für die Gewässer ausgehen.“

Ein positiver Effekt für die Wasserversorger könnte sich allerdings dann ergeben, wenn es gelänge, in nitratbelasteten Wassereinzugsgebieten durch entsprechende Fruchtfolgen mit Energiepflanzen die Brachezeiten auf den Ackerflächen zu verringern. Durch den Abtransport der Ganzpflanzen für die Energiegewinnung würde die Mineralisierung der Pflanzenreste und damit die Stickstoffrückführung auf dem Feld weitgehend entfallen mit dem Ergebnis, dass weniger Nitrat über den Herbst-Winter-Zeitraum in den Boden gelangt.