Kurzbeschreibung
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Ammoniak (NH3) verursachte im Jahr 2019 in der Schweiz rund 70% der Emissionen von reaktivem Stickstoff (N). In der Schweiz liegen die N-Frachten grossräumig über den kritischen Einträgen, was verschiedene schädliche Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme hat. 94% des freigesetzten NH3 stammt aus der Landwirtschaft. Davon wird rund ein Drittel bei der Ausbringung von Gülle freigesetzt. Eine Reduktion der Emissionen in diesem Bereich ist daher von grosser Wichtigkeit.
Die Witterung hat einen grossen Einfluss auf die Höhe der Emissionen von NH3. Das Ziel des Projekts AERO ist daher die Verlagerung der Gülleausbringung in Zeitfenster, die aufgrund der meteorologischen Bedingungen ein niedriges Emissionspotential aufweisen. Damit lässt sich unabhängig vom Ausbringsystem eine zusätzliche Emissionsreduktion erzielen.
Die Nutzung günstiger meteorologischer Bedingungen bei der Ausbringung von Gülle wird durch ein Tool erreicht, das Zeitfenster mit niedrigem Emissionspotenzial anzeigt. Es steht in Form einer Testversion auf einer Weboberfläche für ausgewählte Testnutzer/-innen kostenlos zur Verfügung. Die Prognose des Emissionspotenzials erfolgt in Echtzeit zeitlich hoch aufgelöst für jede Postleitzahl der Schweiz auf der Grundlage von historischen Meteodaten und eines Emissionsmodells.
Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Erreichung des Umweltziels Landwirtschaft «Stickstoffhaltige Luftschadstoffe», zum Absenkpfad Nährstoffe und damit zur Verminderung des Eintrags von reaktivem Stickstoff in natürliche Ökosysteme.
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Publikationen / Ergebnisse
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Im Rahmen des Projekts AERO wurde ein Web basiertes Tool erstellt, das landwirtschaftlichen Betrieben ermöglichen soll, die Gülleausbringung in Zeitfenstern mit niedrigem Potential für Ammoniakverluste durchzuführen. Im vorliegenden Bericht werden die Grundlagen des Tools und die vorliegende Testversion vorgestellt.
Die Prognose der Ammoniakemissionen wird auf der Oberfläche eines Smartphones oder eines Computers über einen Zeitraum von 5 Tagen in einer stündlichen Auflösung für jeden beliebigen Punkt der Schweiz dargestellt. Die Berechnung der Emissionsprognose wird ein Mal pro Stunde für jedes der 120 Stundenintervalle, die innerhalb der Anzeige einer Prognose über die kommenden 5 Tage abgebildet werden, aktualisiert. Die Prognose basiert auf dem Emissionsmodell ALFAM2 und meteorologischen Prognosedaten für Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und Niederschlag.
Das Tool gibt Stundenintervalle mit vergleichsweise niedrigem, mittlerem und hohem Potential von Ammoniakemissionen innerhalb des gewählten Zeitfensters in Form von Symbolen an. Diese haben die Ampelfarben grün, orange oder rot und werden hier ‘Ampel-Prognose’ genannt. Zusätzlich wird das Emissionspotential für jedes der 120 Stundenintervalle mit dem mittleren Emissionspotential des gleichen Stundenintervalls der Jahre 1999-2022 verglichen. Ist das aktuelle Emissionspotential niedriger, vergleichbar oder höher als der Referenzwert der Jahre 1999-2022, werden in einer zweiten Spalte die Ampelfarben grün, orange und rot angezeigt (‘Ampel-Historisch’). Das niedrigste Emissionspotential liegt vor, wenn beide Symbole die Ampelfarbe grün aufweisen. Weiter wird das Abschwemmrisiko nach der Ausbringung von Gülle wegen starkem Niederschlag angegeben.
Eine Testversion des Tools ist seit 6 Monaten in Betrieb (https://aero.meteotest.ch). Modellberechnungen auf der Grundlage von meteorologischen Daten für den Zeitraum 1999-2022 zeigen eine Reduktion der gesamtschweizerischen Emissionen aus der Ausbringung von Gülle von etwa 2% bis 11% bei Verwendung des Tools und Ausbringung von Gülle ausschliesslich in Zeitfenstern mit Ampelfarbe grün zwischen 8 bis 20 Uhr. Der Anteil der Tage, die mindestens 4 bzw. mindestens 8 aufeinanderfolgende Stunden mit ausschliesslich Ampelfarbe grün aufweisen, lag für den Zeitraum 1999-2022 bei etwa 45% bzw. 30%. Gemäss unserer Einschätzung sollte es in der Praxis daher möglich sein, diese Zeitfenster für die Ausbringung von Gülle zumindest teilweise zu nutzen. Da etliche Faktoren das ausschliessliche Ausnutzen von Zeitfenstern mit Ampelfarbe grün in der Praxis verhindern dürften wie z.B. Abwarten, bis der Boden abgetrocknet ist, oder weil davon auszugehen ist, dass die Betriebe auch ohne Verwendung eines Prognosetools Zeitfenster mit Ampelfarbe grün intuitiv nutzen würden, dürfte das das tatsächliche Potential zur Emissionsreduktion eines solchen Tools im niedrigen einstelligen Prozentbereich liegen.
Die modellierte Emissionsreduktion von ca. 2% bis 11% entspricht einer Menge in der Grössenordnung von knapp 100 t N bis wenige 100 t N pro Jahr Schweiz-weit. Die Kosten pro Kilogramm eingesparter Stickstoff betragen weniger als 0.15 CHF1 und liegen damit deutlich tiefer als die entsprechenden Kosten von mineralischem Stickstoffdünger.
Grundsätzlich dürfte das vorliegende Tool die Reduktion von Ammoniakemissionen aus der Ausbringung von Gülle unterstützen. Voraussetzung für eine öffentlich verfügbare Version des Tools ist die Kombination der beiden Anzeigen ‘Ampel-Prognose’ und ‘Ampel-Historisch’ in eine einzelne Anzeige, ein Update mit der neuesten Version von ALFAM2, eine Verbesserung der Prognose des Abschwemmrisikos, allgemein verständliche Erläuterungen für die Prognosen sowie eine Testphase mit anwendenden Betrieben, um sicherzustellen, dass das Tool den Bedürfnissen der Praxis entspricht und akzeptiert wird.
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