SSB analyse 2019/21: Tiltak for å minske ammoniakkutslipp fra husdyrgjødsel

Dette kan bonden gjøre for å redusere utslipp av ammoniakk

Publisert:

I Norge står jordbruket for 95 prosent av utslippet fra ammoniakk, og husdyrgjødsel er den utslippskilden som bidrar mest. Tette gjødsellagre og bedre spredningspraksis kan redusere utslippene fra husdyrgjødsel med opptil en tredel.

Norge er forpliktet gjennom Gøteborgprotokollen til å redusere utslippene av ammoniakk (NH3) med 8 prosent innen 2020 sammenlignet med utslippene i 2005. For å redusere utslippene vil det være nødvendig å gjøre tiltak der NH3-utslippene er størst, nemlig fra husdyrgjødsel.

Hvilke tiltak kan gårdbrukeren gjøre for å redusere NH3-utslipp fra husdyrgjødsel, slik at det blir fanget opp i det norske utslippsregnskapet?

Her vil utslippene og praksisen som ligger til grunn for år 2017 være utgangspunktet for sammenligningen. I dagens utslippsmodell vil det være mulig å fange opp tiltak som gjelder måten gårdbrukeren lagrer gjødsla på, og hvordan gjødsla kan spres ut på markene. Innenfor disse områdene vil det bli sett på følgende:

Hva er potensiell reduksjon?

Hvorfor er noen tiltak mer effektive enn andre?

Modell for nitrogenutslipp

Modellen som blir brukt i utslippsregnskapet og denne analysen er beregninger som følger tilnærmingen om massebalanse av nitrogen, med retningslinjer spesifisert av European Environment Agency. I figuren nedenfor kan en følge flyten til nitrogenet og se hvor utslippene oppstår. Nitrogenmengden blir beregnet ut i fra antall husdyr ganget med en faktor for nitrogenutskillelse per dyr. Det er mengden nitrogen i husdyrgjødsla som danner utgangspunktet for utslippet av henholdsvis NH3, N2O og NOx. For å beregne utslippet ganges så nitrogenmengden med ulike utslippsfaktorer i husdyrrom, gjødsellager, spredning av gjødsel og beite. Utslippsfaktorene avhenger blant annet av dyreslag, typen lager og spredeteknikk. For en mer detaljert beskrivelse av modellen og beregningene av Norges utslipp av nitrogen, kan følgende rapport leses.

 modell

 

Får konsekvenser både lokalt og globalt

Jordbruket står for 95 prosent av det totale utslippet av ammoniakk i Norge, hvorav utslipp fra husdyrgjødsel utgjør 80 prosent. De resterende 15 prosent av utslippet fra jordbruk stammer i hovedsak fra kunstgjødsel og ammoniakkbehandling av halm. NH3-utslipp i husdyrholdet oppstår ved at urinsyre i avføringen blir brutt ned til ammoniakk og karbondioksid. NH3 er ikke en drivhusgass, men gir økt avrenning av nitrater og kan dermed forårsake overgjødsling av vann og vassdrag. Sekundært kan stoffet også gi opphav til miljøskadelig forsuring, helseskadelige partikler og utslipp av lystgass. NH3-utslipp er derfor et mer regionalt problem, mens lystgass påvirker klimaet globalt.

Utslippene oppstår i fjøs og andre husdyrrom, gjødsellager og under spredning, samt noe fra beite. Figur 1 viser fordelingen av beregnet utslipp fra husdyrgjødsel i år 2017.

Figur 1. Fordeling av ammoniakkutslipp fra husdyrgjødsel i 2017

Ammoniakkutslipp fra husdyrgjødsel i 2017
Husdyrrom 27 % 7131
Gjødsellager 18 % 4832
Sprening av husdyrgjødsel 50 % 13369
Beite 5 % 1368

Gjødselkjellerutslipp kan utligne tiltak i husdyrrom

I utslippsmodellen tas det hensyn til om fjøs med gjødselkjeller har åpen eller lukket forbindelse mellom husdyrrom og kjelleren. Dette er foreløpig det eneste i modellen som påvirker NH3-utslippene i husdyrrom, utenom endringer i antall husdyr. Følgende tiltak er derfor sammenlignet mot dagens situasjon:

  1. Alle fjøs har åpen forbindelse mellom husdyrrom og gjødselkjeller
  2. Alle fjøs har lukket forbindelse mellom husdyrrom og gjødselkjeller

Disse tiltakene analyseres fordi de kan være med på å vise hvilke effekter vi får ved å fjerne gjødsla hurtig fra husdyrrommet, i tillegg til effekten av et tett gjødsellager i et slikt system.

Figur 2. Prosentvis endring i ammoniakkutslipp for tiltak i husdyrrom fra dagens situasjon

Husdyrrom Lager Spredning Totalt
Tiltak 1 -19 25 0.3 -0.3
Tiltak 2 32 -37 -2 1

I modellen reduseres utslippsfaktoren i husdyrrom med 50 prosent ved åpen forbindelse sammenlignet med lukket forbindelse. Dette er fordi gjødsla forflytter seg hurtig gjennom rist- eller spaltegulvet i fjøset, ned til gjødselkjelleren like under. På grunn av denne hurtige forflyttingen kan utslippene fra husdyrrom reduseres med 19 prosent i et slikt system. Ordningen øker imidlertid utslippene fra lagringen av gjødsla, ettersom gjødselkjelleren da ikke har noe dekke. Økningen av NH3-utslippene er beregnet til 25 prosent derfra, sammenlignet med dagens situasjon.

I det andre alternativet der alle fjøs med gjødselkjeller har lukket forbindelse mellom husdyrrom og gjødselkjeller, vil utslippene fra husdyrrom øke med 32 prosent fra dagens situasjon. Dette er fordi det tar lengre tid før gjødsla havner i lageret. Utslippene fra gjødsellager vil derimot reduseres med 37 prosent, fordi dette lageret er betraktet som mer tett og har dermed en lavere utslippsfaktor.

For det totale utslippet av NH3 har ingen av tiltakene noen betydelig effekt fordi tiltakene har motsatt effekt på husdyrrom og lager. 

Lukket gjødselkum gir minst utslipp

Hvor tette lagrene er, altså om det er dekke på gjødsellageret, påvirker NH3-utslippene i utslippsmodellen. Effektene av ulike typer dekke og ulik mengde gjødsel i lageret er analysert i dette avsnittet. 

Gjødselmengden deles inn i typene bløtgjødsel, fastgjødsel og talle. Av den totale mengden husdyrgjødsel er 79 prosent bløtgjødsel, og tiltakene som blir sett på i dette avsnittet, gjelder derfor denne gjødseltypen. Effektene ved tiltakene er vist i figur 3 for henholdsvis lager, spredning og teoretisk reduksjon for hvert tiltak. Data om hvordan gjødselen er lagret i år 2017, er fra gjødselundersøkelsen i 2013.

Følgende tre tiltak er vurdert:

  1. Eksisterende mengde bløtgjødsel lagret i gjødselkum har tett dekke
  2. All bløtgjødsel er lagret i kum med kunstig flytende dekke
  3. All bløtgjødsel er lagret i kum med tett dekke

Figur 3. Prosentvis endring i ammoniakkutslipp for tiltak i gjødsellager fra dagens situasjon

Lager Spredning Totalt
Tiltak 1 -9.7 1.5 -1.0
Tiltak 2 -37.8 5.8 -3.9
Tiltak 3 -61.8 9.4 -6.4

Av figur 3 kan vi se at utslipp fra spredning øker ved hvert tiltak. Det forklares ved at utslippet fra gjødsellageret reduseres og dermed gir et høyere nitrogeninnhold i gjødsla. Hvis bonden ikke følger opp med en mer miljøvennlig måte å spre gjødsla på enn den som brukes i dag, vil effekten av tiltakene i gjødsellager for en stor del gå tapt gjennom økte utslipp ved spredning.

Det første tiltaket viser hva reduksjonen vil være hvis eksisterende mengde bløtgjødsel lagret i kum, har tett dekke. Gjødselundersøkelsen viser at 22 prosent av bløtgjødsla ble lagret i gjødselkum og resterende 78 prosent ble lagret i gjødselkjeller. Total nedgang i ammoniakkutslipp fra husdyrgjødsel vil være 1 prosent for dette tiltaket. Tapet fra gjødsellager vil imidlertid reduseres med 10 prosent, og gir dermed et økt utslipp fra spredning med 1,5 prosent. Det er lite bløtgjødsel som blir lagret i gjødselkum, i tillegg til at det er 18 prosent med tett tak på gjødselkummen fra før. Dette gjør at effekten av tiltaket blir liten.

Gjødselkum med kunstig flytende dekke, slik som plater av plast, presenning eller annet egnet flytende materiale, har en utslippsreduksjon på 60 prosent i modellen. Dette er nok det mest realistiske alternativet for å etablere et dekke på en eksisterende gjødselkum. Hvis alt av bløtgjødsla lagres i kum med flytende dekke, er det mulig å redusere de totale NH3-utslippene fra husdyrgjødsel med 4 prosent.

Det tiltaket som har størst potensiell reduksjon, er når all bløtgjødsel blir lagret i en kum med tett dekke. I utslippsmodellen har en kum med tett dekke en utslippsreduksjon på 80 prosent, sammenlignet med et gjødsellager uten dekke. Dette gir en utslippsnedgang i gjødsellageret på litt over 60 prosent mot NH3-utslippene fra husdyrgjødsel i 2017. Dette fører til at den totale nedgangen av ammoniakkutslipp fra husdyrgjødsel blir litt over 6 prosent.

Hvis det skal gjøres tiltak ved hvordan en lagrer husdyrgjødsla, vil dette altså ha liten påvirkning på totalutslippet så lenge man ikke endrer spredningsmetodene samtidig. Det positive for gårdbrukeren ved å lagre gjødsla i et tett lager er at mer nitrogen blir tilgjengelig for jorda, og dette vil i sin tur redusere behovet for kunstgjødsel. Kostnadene med å legge om typen gjødsellager vil variere fra gårdsbruk til gårdsbruk, men kostnaden vil nok i de fleste tilfeller være større enn det bonden sparer på å bruke mindre kunstgjødsel. 

Få gjødsla raskt ned i jorda – både billig og effektivt

Når husdyrgjødsel skal spres, er det i hovedsak tre ting som gjelder for å unngå et høyt utslipp av NH3:

  • Høyt innhold av vann i gjødsla
  • Hurtig nedmolding av gjødsla
  • Riktig spredeteknikk.

Følgende tiltak blir sammenlignet opp mot praksisen som ligger til grunn i år 2017:

  1. Hurtig nedmolding av gjødsla (innenfor 1 time)
  2. Kun stripespreder til spredning av bløtgjødsel
  3. All bløtgjødsel inneholder 50 prosent vann ved spredning
  4. Kun direkte nedfelling av bløtgjødsel på eng

Figur 4. Prosentvis endring i ammoniakkutslipp for tiltak ved spredning fra dagens situasjon

Total nedgang i NH3-utslipp fra husdyrgjødsel Nedgang i NH3-utslipp fra spredning av gjødsel
Tiltak 1 -6.7 -13.3
Tiltak 2 -10.3 -20.4
Tiltak 3 -15.1 -29.9
Tiltak 4 -20.2 -39.9

Hurtig nedmolding av husdyrgjødsla har et stort potensial for å redusere utslippet ettersom fordunstingen av ammoniakk er størst rett etter spredning. I utslippsregnskapet er utslippsfaktoren ved nedmolding etter en time halvparten så lav som i tidsrommet en til fire timer. Dette tiltaket gjelder for åker med spredning av både fast- og flytende gjødsel. Hvis all husdyrgjødsel spredt på åpen åker i Norge blir nedmoldet innenfor en time, vil det redusere utslippene fra ammoniakk med 7 prosent sammenlignet med dagens praksis. Dette krever litt mer innsats og planlegging av gårdbrukeren, men nedmoldingen må som oftest uansett gjøres, så dette er et rimelig tiltak for gårdbrukeren.

Ved å tilsette vann i husdyrgjødsla, reduseres tørrstoffinnholdet, og det gjør at ammoniakkutslippet ved spredning minker. Vannet gjør at ammoniakken binder seg, og nitrogenet blir lettere tilgjengelig for plantene. Ifølge gjødselundersøkelsen i 2013 er omtrent 11 prosent av husdyrgjødsla innblandet like mye eller mer vann som gjødsel. Dette produktet kalles gylle. Selv om tilførsel av mindre mengder vann også reduserer ammoniakktapet, blir dette ikke fanget opp i statistikken. Totalutslippet av NH3 fra husdyrgjødsel ville teoretisk kunne gå ned 15 prosent hvis all bløtgjødsel ble spredt som gylle. En økt andel innblandet vann øker transportmengden i forbindelse med gjødslinga, og det vil ikke lønne seg økonomisk hvis transportavstanden blir for lang.

Noe som har stor påvirkning på utslippet, er hvilken måte en sprer gjødsla på. I Norge er breispreder eller kanon den mest brukte måten å spre bløtgjødsel på. Denne teknikken gjør at gjødsla er lenge i lufta og brer seg over en stor overflate på bakken. Dette gir derfor et stort tap av NH3. En annen måte å spre gjødsla på er stripesprederen. Den fører husdyrgjødsla gjennom slanger uten at gjødsla kommer i kontakt med luft før den treffer bakken. Gjødsla blir lagt i striper hvor vesentlig mindre overflate er eksponert mot luft. Potensiell reduksjon er derfor stort ved bruk av stripespreder på åker og eng i stedet for breispreder eller kanon. Hvis alt av bløtgjødsel spres med stripespreder vil det totale NH3-utslippet fra husdyrgjødsel reduseres med 10 prosent sammenlignet med dagens praksis. Det vil imidlertid være urealistisk at all bløtgjødsel blir spredd med denne typen spreder fordi beiter i ulendt terreng vil gjøre fremkommeligheten med denne spredemetoden vanskelig.

Direkte nedfelling er lite brukt i Norge, men kan redusere utslippene av ammoniakk kraftig. Denne spredeteknikken fører gjødsla direkte ned i jorda ved hjelp av høyt trykk eller mekanisk i spor som tettes. Det vil være spesielt gunstig i tilfeller hvor en ikke kan nedmolde gjødsla etter spredning, som på eng. Direkte nedfelling på eng vil potensielt kunne redusere det totale NH3-utslippet fra husdyrgjødsel med 20 prosent fra dagens praksis. Hvis fokuset kun er å redusere utslipp, er dette det mest effektive tiltaket. Ifølge NIBIO sin rapport om Gjødselvareforskriften er det negative med direkte nedfelling at utstyret er dyrt, samt at det kan ha andre miljømessige konsekvenser som skade på plantedekke, og økt jordpakking som mulig gir større tap av lystgass.

Disse tiltakene reduserer utslipp og gjør at mer nitrogen blir tilgjengelig for plantene. Det blir mindre behov for tilførsel av kunstgjødsel, og følgelig mindre utslipp fra spredning av kunstgjødsel. Videre kan utslipp av klimagasser fra produksjon av kunstgjødsel i sin tur gå ned. 

Fire tiltak kan til sammen redusere NH3-utslipp med 35 prosent

Som vist ovenfor, er det mest effektivt å gjøre tiltak ved spredning for å redusere utslippene av NH3. Hovedgrunnen til dette er at 50 prosent av de beregnede utslippene som ligger til grunn for 2017, oppstår under spredning. Dette gjør at noen grep her vil ha større påvirkning på det totale utslippet. Videre er det flere tiltak som kan redusere ammoniakkutslippene, under spredning av gjødsla, enn mens den lagres.

Hvis bonden skal redusere ammoniakkutslipp, uten å tenke på kostnader og praktisk gjennomføring, vil det med en kombinasjon av følgende fire tiltak være mulig å redusere ammoniakkutslippene fra husdyrgjødsel med nesten 35 prosent fra dagens situasjon:

  • All bløtgjødsel i tett gjødselkum
  • All bløtgjødsel inneholder 50 prosent vann ved spredning
  • Hurtig nedmolding av gjødsla (innenfor 1 time)
  • Kun stripespreder til spredning av bløtgjødsel

Utslippsreduksjonen blir ikke like stor når tiltakene kombineres, som når effekten av tiltakene gjort isolert summeres. Dette skyldes at noen av tiltakene utligner hverandre når de kombineres. Videre gir tiltak i forkant av spredning, et høyere nitrogeninnhold i gjødsla, noe som gir et annet beregningsgrunnlag for spredningstapene.

 

 

 

Bechmann, M., Prestvik, A., Morken, J., Nesheim, L. & Grønlund, A. (2017). Evaluering av forslag til krav i gjødselvareforskriften for å redusere klimagassutslipp, ammoniakktap og nitrogenavrenning fra jordbruket (NIBIO rapport 2/133/2016). Hentet fra https://nibio.brage.unit.no/nibio-xmlui/handle/11250/2428976

Carbon Limits (2019). Calculation of atmospheric nitrogen emissions from manure in Norwegian agriculture. Hentet fra https://www.miljodirektoratet.no/globalassets/publikasjoner/m1255/m1255.pdf

Gundersen, G. I. & Heldal, J. (2015). Bruk av gjødselressurser i jordbruket 2013: Metodebeskrivelse og resultater fra en utvalgsbasert undersøkelse (Rapporter 2015/24). Hentet fra https://www.ssb.no/jord-skog-jakt-og-fiskeri/artikler-og-publikasjoner/_attachment/228465?_ts=158d8456b90

Informative Inventory Report (IIR) 2019. Norway. Hentet fra https://www.miljodirektoratet.no/globalassets/publikasjoner/m1270/m1270.pdf

UNECE (United Nations Economic Commission for Europe). (1999). Protocol to Abate Acidification, Eutrophication and Ground-level Ozone. Hentet fra http://www.unece.org/env/lrtap/multi_h1.html

Faktaside

Kontakt