Entwicklung und Anwendung eines Modells zur Energie- und Treibhausgasbilanzierung landwirtschaftlicher Betriebssysteme mit Milchviehhaltung:
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| Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Köster
2014
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Weihenstephaner Schriften Ökologischer Landbau und Pflanzenbausysteme
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| adam_text | Titel: Entwicklung und Anwendung eines Modells zur Energie- und Treibhausgasbilanzierung landwirtschaftlich
Autor: Frank, Helmut
Jahr: 2014
II
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Ziel der Arbeit........................................................................................1
2 Stand des Wissens.......................................................................................................4
2.1 Klimawirkungen der Landwirtschaft und der Milchviehhaltung................................4
2.2 Grundlagen der Energie- und Treibhausgasbilanzierung........................................4
2.2.1 Ökobilanzierung......................................................................................................4
2.2.2 Grundlagen der Energiebilanzierung.......................................................................5
2.2.3 Treibhausgasquellen und -bilanzierung...................................................................6
2.2.3.1 Stoffwechselbedingte Treibhausgasemissionen......................................................7
2.2.3.2 Anbaubedingte Treibhausgasemissionen...............................................................8
2.2.3.3 Emissionen aus der Wirtschaftsdüngerlagerung...................................................10
2.2.3.4 Prozessbedingte Treibhausgasemissionen...........................................................11
2.2.4 Energie-und Treibhausgasäquivalente.................................................................12
2.2.4.1 Kraftstoffe und Strom............................................................................................12
2.2.4.2 Maschinen und Geräte..........................................................................................15
2.2.4.3 Saatgut, Dünger und Pflanzenschutzmittel...........................................................16
2.2.4.4 Baustoffe, bauliche Anlagen und Gebäude...........................................................19
2.2.4.5 Futtermittel............................................................................................................21
2.2.5 Allokation..............................................................................................................22
2.3 Energie- und Treibhausgasbilanzen in der Milchviehhaltung................................22
2.3.1 Energiebilanzen in der Milchviehhaltung...............................................................22
2.3.2 Treibhausgasbilanzen der Milchviehhaltung.........................................................24
2.4 Hypothesen...........................................................................................................26
3 Erarbeitung einer Methodik zur Energie- und Treibhausgasbilanzierung der
Milchviehhaltung.........................................................................................................28
3.1 Das Modell REPRO..............................................................................................29
3.2 Aufbau des Moduls Milchviehhaltung....................................................................29
3.3 Energiebilanzierung und prozessbedingte Treibhausgasemissionen....................32
3.3.1 Futtererzeugung....................................................................................................32
3.3.1.1 Berechnung des fossilen Energieeinsatzes und der prozessbedingten
Treibhausgasemissionen in der eigenbetrieblichen Futtererzeugung....................33
3.3.1.2 Berechnung des produktspezifischen Energieeinsatzes und der
produktspezifischen Treibhausgasemissionen in der eigenbetrieblichen
Futtererzeugung....................................................................................................39
3.3.1.3 Futteraufbereitung und -einlagerung.....................................................................41
3.3.1.4 Bewertung von Zukauf- und Importfuttermitteln.....................................................42
3.3.2 Futter- und Einstreulagerung.................................................................................43
3.3.2.1 Lagerstätten..........................................................................................................44
3.3.2.2 Entnahme und Vorlage.........................................................................................46
3.3.3 Haltungssystem.....................................................................................................46
3.3.4 Entmistung und Wirtschaftsdüngerlagerung..........................................................48
3.3.5 Milchgewinnung und Milchlagerung......................................................................49
3.4 Landnutzungsbedingte Treibhausgasemissionen.................................................50
Ill
3.4.1 C02-Emissionen aus der Humusdynamik..............................................................50
3.4.2 Lachgasemissionen...............................................................................................50
3.5 Stoffwechselbedingte Treibhausgasemissionen....................................................53
3.6 Treibhausgasemissionen aus der Wirtschaftsdüngerlagerung...............................53
3.7 Bewertung der Nachzucht......................................................................................55
3.8 Allokationsregeln...................................................................................................57
3.9 Statistische Auswertung.........................................................................................60
3.10 Energetische Kennzahlen......................................................................................61
3.11 Beschreibung der Pilotbetriebe..............................................................................61
3.12 Beschreibung der Modellbetriebe..........................................................................63
3.13 Sensitivitätsanalyse und Szenariorechnungen.......................................................68
4 Ergebnisse der Modellanwendung in Pilotbetrieben....................................................69
4.1 Fossiler Energieeinsatz..........................................................................................69
4.1.1 Futtererzeugung....................................................................................................71
4.1.2 Futterlagerung.......................................................................................................79
4.1.3 Haltungssystem.....................................................................................................81
4.1.4 Entmistung und Düngerlagerung...........................................................................82
4.1.5 Milchgewinnung.....................................................................................................82
4.1.6 Nachzucht..............................................................................................................83
4.1.7 Gesamtbetrachtung...............................................................................................85
4.2 Treibhausgasemissionen.......................................................................................88
4.2.1 Futtererzeugung und Futterlagerung.....................................................................90
4.2.2 Methanemissionen.................................................................................................98
4.2.3 Wirtschaftsdüngerlagerung....................................................................................99
4.2.4 Futterlagerung, Haltungssystem und Milchgewinnung.........................................100
4.2.5 Nachzucht............................................................................................................101
4.2.6 Gesamtbetrachtung.............................................................................................103
5 Ergebnisse der Modellanwendung in Modellbetrieben..............................................107
5.1 Energieeinsatz.....................................................................................................107
5.1.1 Futtererzeugung..................................................................................................109
5.1.2 Futterlagerung, Haltungssystem, Entmistung und Düngerlagerung und
Milchgewinnung...................................................................................................110
5.1.3 Nachzucht............................................................................................................112
5.1.4 Gesamtbetrachtung.............................................................................................113
5.2 T reibhausgasemissionen.....................................................................................116
5.2.1 Futtererzeugung..................................................................................................119
5.2.2 Methanemissionen aus der Verdauung................................................................120
5.2.3 Wirtschaftsdüngerlagerung..................................................................................121
5.2.4 Futterlagerung, Haltungssystem und Milchgewinnung.........................................123
5.2.5 Nachzucht............................................................................................................123
5.2.6 Gesamtbetrachtung.............................................................................................123
5.3 Sensitivitätsanalyse.............................................................................................126
5.3.1 Methanemissionen...............................................................................................126
5.3.2 Kohlenstoffsequestrierung...................................................................................127
5.3.3 Allokationsverfahren............................................................................................129
IV
5.4 Szenariorechnungerl...........................................................................................131
5.4.1 Dieseleinsatz in der Futtererzeugung..................................................................132
5.4.2 Futterration..........................................................................................................132
5.4.3 Nutzungsdauer der Milchkühe.............................................................................133
6 Diskussion.................................................................................................................135
6.1 Diskussion des methodischen Ansatzes.............................................................135
6.1.1 Energiebilanz......................................................................................................135
6.1.1.1 Modellaufbau......................................................................................................135
6.1.1.2 Energieäquivalente.............................................................................................135
6.1.1.3 Futtererzeugung..................................................................................................136
6.1.1.4 Futtermittellagerung, Wirtschaftsdüngerlagerung, Haltungssystem und
Milchgewinnung..................................................................................................138
6.1.1.5 Nachzucht...........................................................................................................139
6.1.2 Treibhausgasbilanz.............................................................................................140
6.1.2.1 Treibhausgasemissionen aus dem Einsatz fossiler Energie................................140
6.1.2.2 Lachgasemissionen im Pflanzenbau...................................................................141
6.1.2.3 Kohlenstoffsequestrierung...................................................................................142
6.1.2.4 Wiederkäuerverdauung.......................................................................................143
6.1.2.5 Wirtschaftsdüngerlagerung.................................................................................143
6.1.3 Allokationsverfahren............................................................................................144
6.1.4 Auswahl der Pilotbetriebe....................................................................................145
6.1.5 Gestaltung der Modellbetriebe............................................................................146
6.1.6 Datenqualität.......................................................................................................147
6.2 Ergebnisdiskussion.............................................................................................148
6.2.1 Energiebilanz der Milchviehhaltung.....................................................................148
6.2.2 Treibhausgasbilanz der Milchviehhaltung...........................................................152
6.2.3 Synthese.............................................................................................................156
6.3 Relevanz der Arbeit.............................................................................................157
6.4 Weiterer Forschungsbedarf und Schlussfolgerungen..........................................158
7 Zusammenfassung....................................................................................................160
8 Summary...................................................................................................................164
9 Literaturverzeichnis...................................................................................................167
10 Anhang.....................................................................................................................183
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Inhaltsverzeichnis
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Bibliotheksmagazin
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| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |
Teilbibliothek Weihenstephan
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