Vidensyntese om drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

Transkript

1 Vidensyntese om drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen Martin Nørregaard Hansen, Peter Kai & Torkild S. Birkmose Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

2 Vidensyntese om drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen Af Martin Nørregaard Hansen, Peter Kai & Torkild S. Birkmose, AgroTech Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

3 AgroTech - Institut for Jordbrugs- og FødevareInnovation AgroTech omsætter forskning til forretning gennem vidensbaseret rådgivning, teknologiske services og innovation inden for: / Miljø / Planter / Fødevarer Vi samarbejder med en række forskellige virksomheder: Teknologileverandører, gartnerier, fødevarevirksomheder, storkøkkener, forædlingsvirksomheder og offentlige kunder. Vi arbejder desuden tæt sammen med universiteter for hele tiden at sikre vores kunder nem adgang til den nyeste viden. Vi er i øjeblikket 90 medarbejdere fordelt på vores hovedkontor i Agro Food Park i Skejby og vores afdelinger i Taastrup, på Københavns Universitets campus og i Holeby på Lolland. AgroTech er et af Danmarks ni Godkendte Teknologiske Serviceinstitutter (GTS). AgroTech er ISO 9001 certificeret. Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

4 INDHOLD Sammendrag Indledning Identifikation og kvantifikation af relevante drivhusgasser i relation til husdyrproduktion Definition af drivhusgasser Danmarks udledning af drivhusgasser Landbrugets udledning af drivhusgasser Udviklingen i landbrugets samlede udledning af metan og lattergas Dannelse og udledning af relevante drivhusgasser Metan (CH 4 ) Lattergas (N 2 O) Kuldioxid (CO 2 ) Udledning af drivhusgasser fra forskellige staldsystemer Klimaeffekt af forskellige månegrisscenarier Muligheder for at reducere drivhusgasudledningen fra stalde og gødningslagre Fodringstiltag Effekt af management Teknologiske muligheder for at begrænse drivhusgasudledningen Overdækning af faste gødningslagre Synergier og tradeoffs mellem reduktion af drivhusgasser og reduktion af ammoniak, fosfor samt nitratudledning Muligheder for at fastlægge klimaeffekter for BAT teknologier Muligheder for at opgøre drivhusgasudledningen på ejendomsniveau (stalde og gødningslagre) Dokumentation ved måling af drivhusgasudledninger på ejendomsniveau Beregning af drivhusgasudledning ved anvendelse af emissionsfaktorer Muligheder for at samtænke regulering af ammoniakudledning med udbygning af bioafgasning Reguleringsmæssige tiltag, som reducerer udledningen af ammoniak fra landbruget Potentialer og barrierer ved at anvende svovlsyre til forsuring af gylle Belysning af mulighederne for differentiering af miljø- og naturregulering, der har synergi med drivhusgasudledning Beskrivelse af gældende miljøregulering, som også indirekte regulerer drivhusgasudledning Beskrivelse af mulighederne for og nødvendigheden af at differentiere reguleringen, således at udledningen af fx ammoniak er i overensstemmelse med et områdes følsomhed samtidig med, at udledningen af drivhusgasser reguleres effektivt Litteratur Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

5 SAMMENDRAG Landbruget bidrog i 2013 jævnfør Danmarks nationale emissionsopgørelse med ca. 18 % af Danmarks samlede udledning af drivhusgasser. En stor andel af denne udledning er knyttet til husdyrproduktion. Landbruget bidrager kun i begrænset omfang til den nationale udledning af drivhusgassen CO 2, men er den vigtigste sektor hvad angår udledning af drivhusgasserne lattergas (N 2 O) og metan (CH 4 ). Landbrugets udledning af metan er primært relateret til udledningen fra husdyrenes fordøjelsessystem (primært kvæg), samt udledning af metan ved lagring af husdyrgødning, mens udledning af lattergas primært er relateret til tildelingen af kvælstofgødning til landbrugsjord. Set i et historisk perspektiv er landbrugets udledning af drivhusgasserne metan og lattergas er reduceret med 17 % i perioden fra 1990 til Reduktionen er primært forårsaget af et fald i udledningen af lattergas fra landbrugsjord og et fald i udledningen af metan fra husdyrs fordøjelsessystemer. Der eksisterer en række muligheder for at påvirke landbrugets udledning af drivhusgasser. Manipulering af foderets indhold af fedt, nitrat og fiber, samt øget anvendelse af stivelsesholdige fodermidler har således effekt på udledningen af metan fra husdyrs fordøjelsessystemer. Tilsvarende har ændringer i driftspraksis og management såsom hyppigere udmugning af husdyrgødning, forlænget laktationsperiode for malkekøer og genetisk selektion af køer med lav metanproduktion potentiale til at reducere udledningen af metan fra husdyrproduktion. Derudover er der udviklet en række teknologier med henblik på at reducere husdyrproduktionens udledning af ammoniak og lugt. Flere af disse teknologier har tilsvarende en reducerende effekt på udledningen af drivhusgasser. Undersøgelser har således vist, at forsuring af gylle til ph 5,5 kan reducere udledningen af metan fra husdyrgødningslagre med mellem 67 og 87 %, sammenlignet med ikke overdækket gylle. Gyllekøling er en anden teknologi der kan reducere udledningen af metan fra gylle lagret i stald. Effekten er størst i svinestalde og afhænger af, hvor effektivt kølingen gennemføres, men er i et modelstudie fundet at kunne reducere udledningen af metan fra lagre med svinegylle med 21 %. Separering af gylle producerer en væskefraktion og en fast gødningsfraktion. Separeringen reducerer udledningen af metan fra væskefraktionen, mens det øger udledningen af metan og lattergas fra fiberfraktionen. Samlet set er det dog fundet, at separering af gylle reducerer udledningen af drivhusgasser fra gødningslagre. Overdækning af gyllelagre kan opdeles i overdækning med et flydelag, der flyder på gyllens overflade og overdækning med telt eller betonlag, der overdækker gyllelageret (fast overdækning). Overdækning med flydelag er i en enkelt undersøgelse fundet at reducere udledningen af metan med 38 %. Efterfølgende undersøgelser har dog ikke kunnet bekræfte denne reducerende effekt. Overdækning af gylletanke med fast overdækning er i en tidligere udredning vurderet at kunne reducere metanudledningen fra gyllelageret med 15 %. Vurderingen er baseret på en enkelt undersøgelse, som ikke er bekræftet i andre undersøgelser. Der findes metoder til at fastlægge udledningen af drivhusgasser fra husdyrbrug. Der er dog tale om avanceret, kompetencekrævende og dyr instrumentering, som anvendes forskningsmæssigt og ikke rutinemæssigt. Såfremt rutinemæssige emissionsmålinger på de enkelte husdyrbrug ønskes realiseret, vil det være nødvendigt at udvikle robuste målesystemer til en acceptabel pris. Målesystemer skal være robuste for at kunne operere i det relativt korrosive miljø, der findes i stalde. Landmænd kan ikke forventes at besidde måleteknisk kompetence, og det vil derfor være nødvendigt, at målesystemerne har karakter af turnkey-anlæg, som kræver et minimum af overvågning og vedligeholdelse. En sådan egenkontrol/dokumentation vil skulle suppleres med tredjepartskontrol. Alternativet til direkte målinger er estimering af drivhusgasudledningen, fx jf. IPCC fremgangsmåden, som enten benytter dyrespecifikke emissionsfaktorer (Tier 1 metode), eller som beregner udledningerne på grundlag af modeller, hvori der indgår input i form af blandt andet fodersammensætning og Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

6 mængde, staldsystemets udformning, management og brug af relevante miljøteknologier (Tier 2 metode). Generelt er der et spinkelt dokumentationsniveau for fastlæggelse af teknologieffekt og drivhusgasudledninger fra landbrugssektoren. Dette indebærer bl.a., at emissionsfaktorer ofte er baseret på en enkelt eller meget få undersøgelser. Dette kan have betydning for den korrekte fastlægning, da der ofte ses betydelige variationer mellem enkelte undersøgelser. Den manglende dokumentation indebærer bl.a., at eventuelle drivhusgasreducerende teknologieffekter kun i begrænset omfang indregnes i opgørelsen af sektorens drivhusgasudledning. I særlig grad er der store usikkerheder omkring fastlægning af teknologieffekt og emissionsniveau ved lagring og håndtering af husdyrgødning. Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

7 1. INDLEDNING Nærværende rapport er udarbejdet af AgroTech på baggrund af en henvendelse fra Energistyrelsen om gennemførsel af et udredningsprojekt om drivhusgasser og emissionsbaseret regulering. Udredningens overordnede formål har været at belyse mulighederne for at opgøre udledningerne af drivhusgasser fra stalde og gødningslagre, samt at beskrive hvordan kendte miljøteknologier og ændret management kan bidrage til reduktion af drivhusgasser fra forskellige stald- og gødningssystemer. I udredningen indgår der desuden en vurdering af mulige synergieffekter mellem miljø- natur- og klimatiltag. Udredningen består af følgende komponenter: Kortlægning af processer mv. som har betydning for udledningen af drivhusgasser, herunder kvantificering af reduktionspotentialer. Vurdering af muligheder og udfordringer ved at opgøre udledninger fra husdyrbrug på anlægsniveau (stalde og gylleopbevaring). Beskrivelse af mulige synergier og trade-offs mellem reduktioner af drivhusgasser, fosfor, ammoniak og nitrat. Beskrivelse af tiltag til regulering af ammoniak, fosfor, lugte etc., som også reducerer drivhusgasser, dvs. hvor drivhusgasser indgår som en synergieffekt. Undersøgelse af mulighederne for at opgøre klimaeffekter for BAT-teknologier. Vurdering af muligheder for at samtænke regulering af ammoniakudledning med udbygning af bioafgasning, herunder belysning at reduktionstiltag for ammoniak, som ikke udgør en barriere for bioafgasning. Belysning af muligheder for differentiering af miljø- og naturregulering, der har synergi med drivhusgasudledning; fx mellem svine- og kvægdominerede områder og mellem områder med sårbar natur. Den årlige nationale opgørelse af Danmarks udledning af drivhusgasser udarbejdes af det Nationale Center for Miljø og Energi (DCE) ved Aarhus Universitet. Opgørelsen er baseret på guidelines, som er fastlagt af FN s klimapanel (Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). I perioden 2008 til 2012 har opgørelsen været baseret på de guidelines, der indgår i IPCC s 2. assessment report (IPCC, 1997). Fra og med 2013 overgik emissionsopgørelsen til de guidelines, der er beskrevet i IPCC (2006). Overgangen til et nyt beregningsgrundlag påvirker beregningen af landbrugets drivhusgasudledning. I nærværende rapport benyttes de emissionsopgørelser, der er udarbejdet på grundlag af de gældende retningslinjer (IPCC, 2006; Nielsen et al., 2015). Udredningen er fokuseret på drivhusgasudledningerne fra husdyrproduktionen, mens udledninger fra jord og udnyttelse af kvælstofgødninger kun er berørt perifert. Det såkaldte LULUCF 1 -bidrag er således ikke behandlet i rapporten ud over de nationale opgørelser. Udredningen har ligeledes ikke fokus på eventuelle drivhusgaseffekter som følge af omlægning fra konventionel til økologisk drift. Natur- og Landbrugskommissionen (NLK) anbefaler, at reguleringen af husdyrbrug fremover baseres på udledninger af ammoniak, lugt og på sigt drivhusgasser ved en såkaldt emissionsbaseret anlægsregulering. Udledningerne af drivhusgasser fra husdyrproduktion reguleres ikke på nuværende tidspunkt, og det er heller ikke en del af BAT-kravene. 1 Land Use, Land Use Change, and Forestry, dvs. GHG-emissioner fra jorddyrkning samt skovdrift. Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

8 Der er således behov for en faglig udredning, som belyser mulighederne for at beregne udledninger af drivhusgasser fra stalde og gylleopbevaringsanlæg, samt en beskrivelse af, hvordan kendte miljøteknologier og ændret management kan bidrage til reduktion af drivhusgasser fra forskellige stald- og gødningssystemer. I udredningen indgår der en vurdering af mulige synergieffekter mellem miljø-, naturog klimatiltag. Potentialet for at iværksætte omkostningseffektiv regulering, der udnytter disse synergieffekter er vurderet. De centrale udfordringer er, hvordan udledninger kan kvantificeres på anlægsniveau, samt i hvilken grad der kan skabes fleksibilitet for den enkelte landmand i forhold til at samtænke miljø-, natur- og klimatiltag. Rapporten har været i offentlig høring og modtaget høringssvar fra NaturErhvervstyrelsen, Miljøstyrelsen, Kommunernes Landsforening (KL), Danmarks Naturfredningsforening (DN), Økologisk Landsforening (ØL), Nationalt Center for Miljø og Energi (DCE), Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug (DCA) samt Landbrug og Fødevarer (LF). AgroTech vil gerne takke for de mange konstruktive kommentarer, der er indkommet i forbindelse med høringsfasen. 2. IDENTIFIKATION OG KVANTIFIKATION AF RELEVANTE DRIVHUS- GASSER I RELATION TIL HUSDYRPRODUKTION 2.1. Definition af drivhusgasser En drivhusgas er en gas, der har evnen til at opfange og udsende en del af den langbølgede varmestråling, mens den tillader den største del af den kortbølgede varmestråling at passere. Drivhusgasser i atmosfæren kan derfor opfange og tilbagestråle en del af jordens varmeenergi. Dermed bliver jordens atmosfære og overflade varmere, end den ville være uden en atmosfære med drivhusgasser. Der eksisterer en række forskellige drivhusgasser i atmosfæren, hvor de vigtigste er kuldioxid (CO 2 ), metan (CH 4 ), lattergas (N 2 O) og halocarboner som hydroflourkarboner (HFC er), perflourkarboner (PFC er) og svovlhexaflourid (SF 6 ). De vigtigste drivhusgasser Kuldioxid (CO 2 ): Dannes ved forbrænding af organisk materiale. En stor del stammer fra forbrænding af fossile brændsler. Dyrkning af landbrugsjord kan tilsvarende medføre, at en del af jordens kulstofpulje omsættes til CO 2. Metan (CH 4 ): Dannes ved nedbrydning af organiske materialer i iltfattige miljøer: Dannes bl.a. i husdyrs fordøjelsessystem, ved risdyrkning og i moser. Lattergas (N 2 O): Dannes ved nedbrydning og forbrænding af bio-materialer og ved omsætning af kvælstofholdige materialer (bl.a. husdyr- og kunstgødning) i landbrugsjord. Halocarboner etc. (bl.a. freon, HFC, SF 6 og CFC gasser): Menneskeskabte drivhusgasser som bl.a. bruges i forbindelse i køleindustrien og i rengøringsmidler. Disse gasser er kun i begrænset omfang relevante i forbindelse med husdyrproduktion. Klimaeffekten er ikke ens for de enkelte drivhusgasser. Klimaeffekten af lattergas i atmosfæren er eksempelvis væsentligt højere end effekten af CO 2. For at kunne beregne den samlede klimaeffekt af de forskellige gasser i atmosfæren omregnes klimaeffekten af de forskellige drivhusgasser til CO 2 - ækvivalenter. Omregningsfaktoren (global warming potentental, GWP) afhænger af de enkelte gassers levetid i atmosfæren (IPCC, 2007), men i praksis benyttes en gennemsnitlig levetid på 100 år. Omreg- Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

9 ningsfaktorerne ændres løbende på baggrund af opdateringer der udgives i form af IPCC assessment reports. Tabel 1 viser de seneste opgørelser over vægtningen mellem de forskellige drivhusgasser. De nationale emissionsberegninger har i Kyotoprotokollens 1. forpligtigelsesperiode ( ) været baseret på IPCC 2. assessment report (IPCC, 1997). I Kyotoprotokollens 2. forpligtigelsesperiode (2013 til 2020) benytter de nationale emissionsopgørelser IPCC 4. assessment report (IPCC, 2007). De udledninger af drivhusgasser, der indgår i denne rapport, er baseret på gældende beregningsmetoder, der er definerede i IPCC 4. assessment report, dvs. Kyotoprotokollens 2. forpligtigelsesperiode, idet de årlige emissionsopgørelser er genberegnet tilbage til Tabel 1. Global warming potential (GWP) af de mest relevante drivhusgasser i henholdsvis IPCC 2. og 4. assessment reports. GWP benyttes til at beregne den samlede drivhusgas effekt af de forskellige drivhusgasser som CO 2-ækvivalenter. Drivhusgas IPCC 2. assessment report (anvendes under Kyotoprotokollens 1. forpligtigelsesperiode ) IPCC 4. assessment report (anvendes under Kyotoprotokollens 2. forpligtigelsesperiode ). Kuldioxid (CO 2) 1 1 Metan (CH 4) Lattergas (N 2O) Danmarks udledning af drivhusgasser Danmarks samlede udledning af drivhusgasser udgjorde i 2013 knap 57 mio. tons CO 2 -ækvivalenter. Opgørelserne viser, at udledningen af CO 2 er den vigtigste drivhusgas i Danmark. I 2013 bidrog CO 2 således med 77 % af den samlede nationale udledning af CO 2 -ækvivalenter, efterfulgt af metan med 12 % og lattergas med 9 %, mens halocarboner omfattende HFC er, PFC er og SF 6 i 2011 kun udgjorde ca. 1,6 % af de totale udledninger (Nielsen et al., 2015). Hovedparten (72 %) af Danmarks udledning af CO 2 -ækvivalenter stammede fra afbrænding af fossile brændsler i forbindelse med transport og energiproduktion. Derudover bidrog landbruget med ca. 18 %, mens der er et mindre bidrag fra affaldsudnyttelse, industrielle processer og arealanvendelse (LULUCF) (Figur 1). Arealanvendelse, herunder dyrkning af jord og skovdrift, påvirker omsætningen af jordens indhold af organisk stof, hvilket kan føre til øget udledning af CO 2. Dette bidrag kaldes LULUCF (Land Use, Land Use Change, and Forestry), og det beregnes separat i de nationale emissionsopgørelser. Figur 1. Danske drivhusgasudledningers fordeling på hovedsektorer for 2013 (Nielsen et al., 2015). Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

10 2.3. Landbrugets udledning af drivhusgasser Ifølge den årlige emissionsopgørelse bidrog landbrugssektoren i 2013 med ca. 18 % af den totale nationale drivhusgasudledning (Nielsen et al., 2015). Landbrugsproduktionen bidrager kun i begrænset omfang til det nationale udledning af CO 2, men er den vigtigste sektor hvad angår udledninger af lattergas og metan. I 2013 bidrog landbrugssektoren således med 88 % af den samlede danske udledning af lattergas og 78 % af den samlede danske udledning af metan. Da landbruget bidrager markant til den samlede udledning af drivhusgasserne metan og lattergas, er disse gasser nærmere beskrevet i det følgende. Landbrugets udledning af lattergas Landbrugets udledning af lattergas er primært relateret til tildelingen af kvælstofgødning til landbrugsjord. I 2013 bidrog landbrugsjorden med 4,514 mio. ton CO2-ækvivalenter svarende til 73 % af den samlede danske lattergasudledning, mens husdyrgødning bidrog med 15 % (Figur 2A) (Nielsen et al., 2015). Landbrugets samlede udledning af lattergas er faldet med 29 % i perioden fra 1990 til 2013 jf. beregningsmetoden i IPCC (2006) (Figur 2B, rød kurve) (Nielsen et al., 2015). Dette skyldes primært et lavere forbrug af handelsgødningskvælstof samt bedre udnyttelse af husdyrgødningen. A B Figur 2. Kilder til udledning af lattergas (N 2O) i Danmark i 2013 (A), samt (B) udvikling i landbrugets udledning af lattergas i perioden fra 1990 til 2013 udarbejdet på grundlag af IPCC 2006 m e- toderne (Nielsen et al., 2015). Landbrugets udledning af metan Landbrugets udledning af metan i 2013 er blevet opgjort til 5,387 mio. ton CO 2 -ækvivalenter svarende til ca. 78 % af den samlede danske udledning af metan (Nielsen et al., 2015). Udledningen var primært relateret til enterisk fermentering, dvs. husdyrenes fordøjelsessystem, samt opbevaring af husdyrgødning i stald og lager (Figur 3A). Samlet set er udledningen af metan fra landbrugssektoren faldet med ca. 3 % fra 1990 til 2013 (Figur 3B). I perioden fra 1990 til 2013 er der sket et svagt fald (9 %) i udledningen af enterisk metan, hvilket primært skyldes et fald i kvægbestanden. Bestanden af malkekvæg er således faldet fra ca køer i 1990 til ca i 2013 (Danmarks Statistik, 2015). Bidraget fra husdyrgødning er imidlertid steget; primært fordi en stigende andel af husdyrgødningen håndteres som gylle, hvilket fremmer metanproduktion sammenliget med håndtering som fast staldgødning eller dybstrøelse. Andelen af gyllebaserede slagtesvinestalde steg eksempelvis fra 74 % til 96 % af alle svinestalde i perioden 1990 til 2013 (Danmarks Statistik, 2015). Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

11 A B Figur 3. Kilder til udledning af metan (CH 4) i Danmark i 2013 (A), samt udviklingen i landbrugets udledning af metan i perioden fra 1990 til (B) udarbejdet på grundlag af IPCC 2006 metode r- ne (Nielsen et al., 2015). Udledningen af metan fra husdyrs fordøjelsessystem afhænger markant af dyretypen (Tabel 2). Udledningen per dyr per år er markant højere fra drøvtyggere som kvæg og får end fra enmavede dyr som svin og fjerkræ. Dette skyldes gæringsprocesser i drøvtyggeres fordøjelsessystem, der fremmer dannelsen af metan, samt forskelle i dyrenes størrelse og det dertil hørende foderomsætning. Emissionsfaktoren for metan fra malkekvæg udgjorde således 136 kg metan per ko per år i 2013, mens emissionsfaktoren til sammenligning samme år kun udgjorde 1,1 kg metan per svin per år. Tabel 2. Emissionsfaktorer for metan (CH 4) for forskellige husdyrtypers fordøjelsessystem i peri o- den fra 1990 til Alle opgivelser er givet som kg CH 4 per dyr per år (Nielsen et al., 201 5). Dyregruppe Malkekøer 116,5 118,3 136,3 Andre kvægtyper 33,1 33,9 39,4 Heste 21,8 21,8 21,8 Får 6,71 6,71 6,71 Geder 13,1 13,1 13,1 Rådyr 11,3 11,3 11,3 Svin 1,09 1,11 1,12 Fjerkræ 0,004 0,003 0,003 Pelsdyr Strudse - 0,02 0,02 Fasaner 0,0003 0,0003 0,0003 Emissionsfaktorerne for kvæg og svin beregnes på baggrund af de enkelte dyregruppers aktuelle nationale foderforbrug for dyregruppen (Tier 2 metoden). Da foderforbruget afhænger af dyregruppens ydelse, produktionsforhold og aktuelle fodersammensætning varierer emissionsfaktoren for disse dyregrupper for de enkelte år. Den generelle ydelsesfremgang hos kvæg har således øget udledningen af metan per malkeko, mens den generelle overgang i perioden fra sukkerholdige fodermidler som sukkerroer til mere stivelsesrige fodermidler som græs og majsensilage har haft en reducerende effekt (Nielsen et al., 2013). Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

12 For fjerkræ benyttes faste internationale emissionsfaktorer per dyr (Tier 1 metoden) for beregning af udledningen af metan fra fordøjelsessystemer. Emissionsfaktoren afhænger dog af andelen af økologisk produktion, samt af ændringer i antal dage fra indsættelse til slagtning af slagtekyllinger. For de mindre betydende dyregrupper benyttes faste dyrespecifikke emissionsfaktorer for udledningen af metan fra deres fordøjelsessystem. Ved at indregne antallet af dyr i de enkelte dyregrupper kan udledningen af metan fra de enkelte dyregruppers fordøjelsessystem beregnes. I 2013 udgjorde udledningen af enterisk metan således 3,467 mio. ton CO2-ækvivalenter svarende til 64 % af landbrugets samlede udledning af metan (Nielsen et al., 2015). Husdyrgødning udgør en anden vigtig kilde til udledning af metan. I 2013 blev udledningen af metan fra husdyrgødning opgjort til 1,918 mio. ton CO 2 -ækvivalenter svarende til 36 % af landbrugets samlede udledning af metan og 28 % af den samlede danske metanudledning (Nielsen et al., 2015). Kvæg bidrog med 48 % af udledningen fra husdyrgødning, svin med 45 %, mens resten (7 %) primært stammer fra pelsdyr og fjerkræ. Samlet set har der i perioden fra 1990 til 2013 været en stigning i udledningen af metan fra husdyrgødning, hvilket skyldes en stigning i antallet af svin og en stigning i andelen af dyr der befinder sig i stalde, hvor gødningen håndteres som gylle. Tabel 3. Udvikling i udledningen af metan fra husdyrgødning fra forskellige husdyrgrupper i perioden fra 1990 til 2013, beregnet på grundlag af IPCC 2006 (Nielsen et al., 2015) (1000 ton CH 4/år). Dyregruppe Malkekøer 19,73 21,38 22,97 Andre kvægtyper 13,96 15,26 13,91 Får 0,42 0,51 0,39 Geder 0,03 0,03 0,05 Heste 1,01 1,12 1,12 Svin 31,93 43,07 34,72 Fjerkræ 0,45 0,55 0,47 Pelsdyr 1,62 1,57 3,07 Rådyr Strudse 0 0,04 0 Fasaner Total udledning 69,15 83,56 76,70 Totale CO 2- ækvivalenter Udviklingen i landbrugets samlede udledning af metan og lattergas Landbrugets faldende udledning af lattergas og metan i perioden fra 1990 til 2013 har betydet, at landbrugets samlede årlige udledning af drivhusgasserne metan og lattergas er faldet fra 11,8 til 9,9 mio. tons CO 2 -ækvivalenter, svarende til et fald på 17 % (Figur 4). Landbrugets lavere udledning af drivhusgasser skyldes primært et fald i udledningen af lattergas fra landbrugsjord og et fald i udledningen af metan fra husdyrs fordøjelsessystemer. Udledningen af lattergas (N 2 O) fra landbrugsjord er faldet markant i perioden fra 1990 til 2013, hvilket primært skyldes en reduktion i landbrugets forbrug af handelsgødningskvælstof og bedre udnyttelse af husdyrgødningens kvælstofindhold. Trods faldet er udledningen af lattergas fra landbrugsjord stadig Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

13 den vigtigste kilde til udledning af drivhusgasser fra landbruget og udgjorde 38 % af landbrugets samlede udledning af metan og lattergas i 2013 (Nielsen et al. 2015). Figur 4. De vigtigste kilder til udledning af drivhusgasserne lattergas og metan fra landbrug i perioden fra 1990 til 2013 (Nielsen et al.,2015). Kilderne omfatter enterisk fermentering, husdyrgødning, landbrugsjord og markafbrænding. Udledningen af metan fra husdyrs fordøjelsessystem er samlet set landbrugets næstvigtigste kilde til drivhusgasudledning. Udledningen er faldet med 9 % siden 1990 og udgjorde i 2013 ca. 35 % af landbrugets samlede udledning af metan og lattergas. Den samlede udledning af metan og lattergas fra husdyrgødning udgjorde i ,673 mio. ton CO 2 - ækvivalenter svarende til ca. 27 % af landbrugets samlede udledning af drivhusgasserne metan og lattergas. Udledningen har været stort set uændret i perioden fra 1990 til 2013, hvilket skyldes en stigning i den samlede mængde af husdyrgødning, og at en større andel af husdyrgødningen håndteres i form af gylle, hvilket har medført en stigning i udledningen af metan og et fald i udledningen af lattergas. Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

14 3. DANNELSE OG UDLEDNING AF RELEVANTE DRIVHUSGASSER Landbruget bidrager primært med udledning af drivhusgasserne metan, lattergas og kuldioxid. I det følgende gives en kort beskrivelse af dannelsen af disse gasser samt deres udledning til atmosfæren Metan (CH 4 ) Metan dannes ved omsætning af organisk stof uden tilstedeværelse af ilt (anerobe forhold). Processen påvirkes af en række ydre forhold og gennemløber flere led, men er eksemplificeret ved følgende ligning. Organisk stof Acetat + Brint Metan + Kuldioxid + Energi C 6 H 12 O 6 3CH 3 CO 2 + 3H + 3CH 4 + 3CO 2 + Energi De enkelte led i den metanproducerende omsætningsproces er skematiseret i Figur 5. Metan dannes af specialiserede mikroorganismer (metanogener) under iltfrie (anarobe) forhold. Processen er i høj grad afhængig af abiotiske forhold som ph og temperatur. Undersøgelser har således vist, at udledningen af metan fra gyllelagre stiger eksponentielt ved stigende temperaturer (Hansen et al., 2002; Sommer et al., 2000; Khan et al., 1997; Husted, 1994). Dette betyder, at udledningen af metan fra gyllelagre er markant højere i sommer- end i vinterperioder. Variation i temperaturforhold i løbet af året indgår ikke direkte i beregning af metanudledningen fra gødningslagre. Metanudledningen fra gødning beregnes i forhold til mængden af organisk stof (Volatile solids) i udskilt gødning, den maksimale metan producerende kapacitet (B 0 ) og metanomsætningsfaktoren (MCF). Metanomsætningsfaktoren er i høj grad påvirket af lagringstemperaturen. I de nationale beregninger af metanudledningen fra gødningslagre er denne sat til 10 % begrundet i de forholdsvis lavere lagringstemperaturer under skandinaviske forhold (IPCC, 2006). Figur 5. Skematisk fremstilling af dannelsen af metan (CH 4) via anerobe omsætningsprocesser (Ellegaard & Angelidaki, 2009). Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

15 Metandannelsen forudsætter som nævnt iltfrie forhold. Dette betyder, at metanproduktionen, alt andet lige, vil være lavere i gødningstyper med en struktur, der tillader luftindtrængning. Metanudledningen er derfor normalt lavere fra faste 2 gødningstyper end fra gylle. Omvendt kan den komposteringsvarme, der dannes ved lagring af faste gødningstyper, i perioder føre til en potentiel højere udledning af metan (Hansen et al., 2006a). Udledningen af metan fra de forskellige gødningstyper er derfor ikke entydig, men i forbindelse med opgørelsen af den nationale udledning af drivhusgasser antages det, at henholdsvis 1 og 10 % af det udskilte kulstof i fast og flydende gødning omdannes til metan (Nielsen et al., 2015). Gyllebaserede gødningssystemer fører derfor beregningsmæssigt til højere udledning af metan end faste gødningssystemer. Dette har betydning for landbrugets udledning af drivhusgasser, da dansk landbrug siden midten af det sidste århundrede gradvis er overgået fra faste husdyrgødningssystemer (fast staldgødning og dybstrøelse) til gyllebaserede systemer. Udledningen af metan fra gyllelagre er som nævnt afhængig af gyllens temperatur og indhold af organisk stof (Volatile Solids; VS). Begge parametre varierer betydeligt i løbet af året, hvilket vanskeliggør en præcis fastlæggelse af metanudledningen fra gyllelagre. Det er således fundet i et pilotskalaforsøg under kontrollerede forhold, at lagret svinegylle udledte mere end 100 gange mere metan under sommerlagring end ved vinterlagring (Petersen et al., 2013). Hansen et al. (2006b) har estimeret, at udledningen af metan fra gyllelagre med afgasset gylle kan bestemmes ved følgende ligning: E CH4 = 0,0004 e 0,159 t hvor E CH4 = metanproduktionen, Nm 3 CH 4 Mg VS -1 h -1 t = temperatur i gyllen Modellen er udarbejdet for gylle, der er afgasset i biogasanlæg, og er derfor ikke nødvendigvis gældende for ikke-afgasset gylle. Sommer et al (2001) har beregnet udledningen af metan i forhold den mængde organisk stof (VS) der udskilles i husdyrgødning. De fandt tilsvarende, at udledningen af metan fra gyllelagre er korreleret med gyllens lagringstemperatur og indhold af letomsætteligt organisk tørstof (VS). Dette har betydning for udledningen af metan fra gyllelagre, da både indholdet af organisk tørstof og lagringstemperatur varierer betydeligt i løbet af et år (Figur 8). Sammenhængen mellem gyllens indhold af organisk tørstof og metanudledning benyttes ved beregning af metanudledningen fra gyllelagre (Nielsen et al. 2013) hvor E CH4 = metanudledningen fra ikke bioforgasset gylle E CH4 = VS x B 0 x MCF x 0,67 VS = Udskilt mængde VS (fastlagt til 80 % af udskilt gødningstørstof) B 0 = Maksimal metanomdannelsesfaktor, m 3 CH 4 per kg VS (IPCC fastlagt til 0,24 og 0,45 for hhv. kvæg og svin) MCF = Metanomdannelsesfaktor (IPCC fastlagt til 10 %) 0,67 = omregningsfaktor ved omregning fra m 3 metan til kg metan gas. 2 Fast gødning er en fagterm der relaterer til husdyrgødning med højt fiberindhold/lavt vandindhold. Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

16 3.2. Lattergas (N 2 O) Lattergas er en anden vigtig landbrugsrelateret drivhusgas. Hovedparten af lattergasudledningen sker som nævnt fra landbrugsjord, men der kan også i mindre omfang ske en udledning af lattergas fra gylletanke (Sommer et al., 2000). Tilsvarende kan der ske en betydelig udledning af lattergas fra lagre af fast husdyrgødning (Hellebrand, 1999; Hellebrand et al., 2001; Sommer, 2001; Webb et al., 2001; Chadwick, 2005). Udledningen af lattergas fra landbrugsjord er den største kilde til drivhusgas fra landbruget, og udledning udgør 73 % af Danmarks samlede udledning af lattergas (Figur 2A). Lattergas produceres som et biprodukt i forbindelse med den mikrobielle omsætning af kvælstof i landbrugsjord, og produktionen afhænger af en række abiotiske forhold såsom jordens vandmætning og ph, hvilket betyder, at udledningen varierer betydeligt i rum og tid (Klemedtsson & Klemedtsson, 2002). Den præcise udledning kendes derfor ikke, men i opgørelsesperioden 2013 til 2020 beregnes bidraget af lattergas fra landbrugsjord ved at antage en udledning på 0,01 kg N 2 O-N per kg N tilført landbrugsjorden (IPCC, 2006). Tidligere blev udledningen af lattergas fra landbrugsjord beregnet ved at antage et bidrag på 0,0125 kg N 2 O-N per kg N tilført landbrugsjorden (IPCC, 1997). Regulering af landbrugets forbrug af gødningskvælstof og bedre udnyttelse af husdyrgødningens kvælstofindhold har ført til lavere forbrug af handelsgødningskvælstof, hvilket siden 1990 markant har begrænset udledningen af lattergas fra landbrugsjord (Figur 4). Lattergas produceres i forbindelse med at ammonium (NH 4 + ) oxideres til nitrat (NO 3 ) (nitrifikation). Nitrifikation er en iltkrævende biologisk proces, som kun finder sted under aerobe forhold (Bremner and Blackmer, 1989). Nitrifikationen sker via to forskellige grupper af mikroorganismer henholdsvis nitrosomonas og nitrobacter: NH Nitrosomonas Nitrobacter 4 O2 NO2 O2 NO3 NO (nitrit) er giftigt ved ph lidt under neutralt (Brock & Madigan, 1988). Nitrit nedbrydes af flere 2 grupper af mikroorganismer, hvilket bl.a. fører til dannelse af lattergas. Produktionen af lattergas i forbindelse med nitrifikationsprocessen, finder specielt sted i forbindelse med lave iltkoncentrationer (Poth & Focht, 1985). Denitrifikation af nitrat er en anden proces, der fører til dannelse af lattergas. Ved denitrifikation omdannes nitrat (NO 3 ) til lattergas og frit kvælstof (N 2 ), hvilket kan føre til lattergasudledning (Hüther et al., 1997): NO 3 N2O N2 Denitrifikation er i modsætning til nitrifikation en anarob proces. Dannelsen af lattergas sker derfor ofte i miljøer med et højt kvælstofindhold og et lavt iltindhold, og i miljøer hvor der løbende sker et skifte mellem aerobe og anerobe forhold. Sådanne forhold er eksempelvis til stede ved vandmætning af landbrugsjord, i lagre med fast husdyrgødning og i overfladen af gyllelagre Kuldioxid (CO 2 ) Kuldioxid dannes ved omsætning af organisk stof ved tilstedeværelse af ilt (aerobe forhold). Processen finder eksempelvis sted ved forbrænding af fossile brændsler i forbrændingsmotorer og kraftværker, ved omsætning af organiske forbindelser under aerobe forhold og i forbindelse med organismers stofomsætning. Landbruget bidrager derfor til udledningen af CO 2 i forbindelse med udnyttelse af fossile energikilder til transport, elforbrug, gødningsproduktion og ved udledning af CO 2 fra husdyr og aerob omsætning af organiske produkter som husdyrgødning. Desuden bidrager landbruget til udledning af Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

17 CO 2 i det omfang landbrugsproduktionen medfører, at jordens organiske kulstofindhold omsættes til CO 2. I forbindelse med opgørelse af de nationale emissionsopgørelser opgøres landbrugets CO 2 bidrag ved udnyttelse af fossile energikilder sammen med de øvrige sektorers udledning CO 2 bidrag ved udnyttelse af fossile energikilder, mens udledning af CO 2 fra landbrugsjord som følge af et fald i jordens kulstofindhold, kalkning af landbrugsjord, samt gødskning med urea og andre kulstofholdige gødningsmidler opgøres specifikt for landbruget Udledning af drivhusgasser fra forskellige staldsystemer Udledningen af drivhusgasser fra husdyrproduktioner afhænger af dyretype, gødningssystem og brugen af miljøteknologi. Tabel 4 giver et overblik over den relative udledning af forskellige drivhusgasser ved forskellige dyretyper og gødningshåndteringsteknologier. Indsættelse af miljøteknologier kan give effekter i flere led. Eksempelvis medfører forsuring af gylle i stald en lavere ph i gyllen i gødningslagre og dermed lavere produktion og udledning af drivhusgasser fra både stald og lager samt efter udbringning. For mange miljøteknologier gælder det dog, at teknologien kun påvirker drivhusgasudledningen i det led, den er indsat i. Gyllekøling i stalden vil således eksempelvist kun i meget begrænset omfang påvirke drivhusgasudledningen fra gyllelageret og marken. Omvendt reducerer eksempelvis hyppig udslusning af gylle udledningen af drivhusgasser fra stalden, mens udledningen fra det udendørs gyllelager øges som følge af en længere gennemsnitlig opholdstid. I de tilfælde, hvor den gennemsnitlige lagringstemperatur er lavere i udendørslageret sammenlignet med gyllelagret under stald (svinestalde), vil teknologien dog samlet set føre til en lavere drivhusgasudledning. Tabel 4. Sammenligning af den relative udledning af metan og lattergas fra forskellige dyretyper ved forskellige gødningshåndteringssystemer. Udledningsniveauet er vurderet for henholdsvis husdyrets fordøjelsessystem, og for indendørs og udendørs gødningslager. +++ indikerer et højt niveau, ++ et medium niveau, + et lavt niveau og 0 ingen eller ubetydelig udledning. Dyretype Gødningssystem Fordøjelsessystem Lager, stald Lager, udendørs Metan Lattergas Metan Lattergas Metan Lattergas Kvæg Gylle Kvæg Gylle, forsuret Kvæg Gylle, køling Kvæg Gylle, hyppig udslusning Kvæg Gylle, biogas Kvæg Dybstrøelse Svin Gylle Svin Gylle, forsuret Svin Gylle, køling Svin Gylle, hyppig udslusning Svin Gylle biogas Svin Dybstrøelse Fjerkræ Dybstrøelse Fjerkræ Dybstrøelse, biogas Pelsdyr Gylle Pelsdyr Gylle, biogas Udledningsniveauet vil øges i et vist omfang, da hyppig udmugning øger mængden af gødning på udendørs lager Samlet set bidrager kvægsektoren mest til landbrugets udledning af drivhusgasser. Kvægsektoren bidrog i 2013 med 87 % den samlede udledning af metan fra husdyrs fordøjelsessystemer og 45 % af metanudledningen fra husdyrgødning (Nielsen et al., 2015). Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

18 3.5. Klimaeffekt af forskellige månegrisscenarier Månegrisprojektet er et igangværende partnerskab om fremtidens bæredygtige og effektive svinestald. Partnerskabets konkrete mål er at udvikle det teknologiske og reguleringsmæssige grundlag for fremtidens moderne intensive svinestald, med fokus på minimal belastning af miljø, klima og omgivelser, dyrevelfærd og dyresundhed, arbejdsmiljø, samt effektiv udnyttelse af ressourcer. Et væsentligt fokusområde ved månegrisstalden er opbygning af et miljøneutralt staldsystem, hvor der kan ske en dokumentation af husdyrproduktionens miljøpåvirkning ved løbende dokumentation af staldens udledninger. I projektet er der foreslået fire forskellige månegrisscenarier, som alle indeholder en række forskellige miljøteknologier, der har potentiale for at reducere udledningen af drivhusgasser fra svineproduktion. Miljøstalden, med fokus på at reducere miljøpåvirkningen af svineproduktion mest muligt Klimastalden, med fokus på at reducere svineproduktionens klimaeffekt mest muligt V-stalden, med fokus på indsættelse af miljøteknologier med veldokumenterede miljøeffekter Velfærdsstalden, med fokus på opnåelse af størst mulig dyrevelfærd uden unødvendig øgning af miljøeffekt. Et af de fire scenarier (Klimastalden) har som målsætning et staldsystem, som kan sikre en effektiv svineproduktion med lavest mulig klimapåvirkning defineret som lavt energiforbrug og høj energiproduktion fra vedvarende energikilder jf. Tabel 5. Klimapåvirkningen er søgt begrænset ved indsættelse af teknologier som dels reducerer staldens energiforbrug, producerer energi på baggrund af staldens restbiomasse og udnyttelse af solenergi og som kan føre til reduktion af udledningen af drivhusgasser fra den producerede husdyrgødning (Tabel 5). Formålet med udarbejdelsen af de forskellige scenarier har været at danne et sammenlignende overblik over de produktions- og miljømæssige konsekvenser ved de forskellige systemer for derved at kunne udvælge det mest optimale staldsystem. Tabel 5. Oversigt over de forskellige månegrisscenarier og de miljøteknologier der indgår i de fo r- skellige scenarier. Udledningen af drivhusgasser ved indsættelse af de enkelte miljøteknologer er vurderet i forhold til et referencestaldssystem uden miljøteknologier. --- indikerer et højt redukt i- onspotentiale, -- et medium reduktionspotentiale, - et lavt reduktionspotentiale og + en lav forøgelse af drivhusgasudledningen. Scenarie Indsatte miljøteknologier Relativ effekt på udledningen af drivhusgasser Kommentarer Miljøstalden Luftrensning + Øget energiforbrug og potentiel øget lattergasudledning Kildeseparation Gylleforsuring - -- Hyppigere udmugning af gødning Lavere metantab fra gyllelagre Klimastalden Energibesparelse - Reduceret energiforbrug Energiproduktion Gylleseparering - - Substituering af fossile energikilder Lavere metantab fra gødning, øget energiforbrug Bioforgasning -- Energiproduktion og lavere metantab fra gyllelagre V-stalden Luftrensning Hyppig udmugning + - Øget energiforbrug og potentiel øget lattergasudledning Lavere metantab fra gødning i stald Velfærdsstalden Luftrensning Kildeseparation Naturlig ventilering Øget energiforbrug og potentiel øget lattergasudledning Hyppigere udmugning af gødning Lavere energiforbrug til ventilation Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

19 De forskellige månegrisscenarier har forskellige effekter på økonomi, dyrevelfærd og miljøpåvirkning og har tilsvarende forskellige effekter på staldsystemets udledning af drivhusgasser. Tabel 5 giver et overblik over de klimapåvirkende teknologier der indgår i de forskellige scenarier, samt deres vurderede effekt på udledningen af drivhusgasser sammenlignet med et referencestaldsystem. Månegrisprojektet er som nævnt et igangværende projekt. For nuværende pågår der et arbejde med at udvælge det mest effektive og miljøneutrale staldsystem på baggrund af de udarbejdede scenarier. Et af de fremtidige mål med månegrisprojektet er at bidrage til en måleteknisk og metodemæssig udvikling der sikrer, at der kan ske en løbende dokumentation af husdyrproduktionens miljøpåvirkning. 4. MULIGHEDER FOR AT REDUCERE DRIVHUSGASUDLEDNINGEN FRA STALDE OG GØDNINGSLAGRE Der eksisterer en række muligheder for at påvirke udledningen af drivhusgasser fra husdyrproduktionen. Disse muligheder kan groft opdeles i fodringsmæssige tiltag, ændret management og teknologiske tiltag. Flere af disse tiltag påvirker tilsvarende udledningen af andre miljøparametre som ammoniak, lugt og udledning af næringsstoffer. Der er derfor synergier og tradeoffs mellem disse tiltag og reduktionen af de forskellige miljøparametre. Dette er nærmere beskrevet i de følgende afsnit Fodringstiltag Husdyr bidrager til drivhusgasudledningen ved udledning af metan fra fordøjelsessystemet og ved udledning af metan og kvælstofforbindelser, der kan føre til produktion af lattergas og ammoniak i gødningen. Justering af husdyrs fodring, således at så stor en andel som muligt omsættes til produktion (mælk, kød, æg og skind) begrænser derfor husdyrproduktionens drivhusgasudledning. Foderets fordøjelighed, proteinindhold og sammensætning af kulhydrater og fedt påvirker derfor såvel udledningen af drivhusgasser fra fordøjelsessystemet som udledningen fra gødningssystemet. Foderet skal dog stadig have en sammensætning og indhold der sikrer såvel dyrets velfærd som produktion. Ifølge den nationale opgørelse af drivhusgasudledninger udgjorde metanudledningen fra husdyrs fordøjelsessystem 35 % af den totale udledning af metan og lattergas fra landbrug i 2013 og heraf bidrog alene kvæg med 87 % (Nielsen et al., 2015). Ændret fodersammensætning påvirker gødningens sammensætning, og der er derfor en risiko for, at gevinster i form af reducerede udledninger fra malkekøer delvist kompenseres af højere udledninger under lagring af husdyrgødningen (Møller et al., 2012b). Derfor kan fodringstiltag med fordel kombineres med afgasning af gyllen på biogasanlæg, som vil kunne udnytte et eventuelt større potentiale for metanproduktion i gødningen. Alternativt kan fodringstiltag kombineres med gylleforsuring i stalden, idet forsuring nedsætter metanproduktionen i gyllen i såvel stalden som gyllelageret (se også afsnit 4.3). Metanproduktion i flermavede dyr Metan opstår ved forgæring af kulhydrater i vommen, og metanproduktionen kan derfor manipuleres ved ændringer i fodersammensætningen, som påvirker denne omsætning. Køer taber 3-7 % af bruttoenergien i foderet i form af metan. Foder, som ikke bliver fordøjet i vommen, nedsætter således metanproduktionen, fx fedt eller vom-unedbrydelig stivelse. Desuden kan metan reduceres ved at reducere mængden af fiber, der forgæres i vommen (Johannes et al., 2011). Kulhydrater nedbrydes i vommen primært til eddikesyre, propionsyre og smørsyre under ét kaldet flygtige fedtsyrer eller VFA (volatile fatty acids) med dannelse af brint til følge. Weissbjerg et al. (2005) Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

20 Metanproduktion (g/kg fodertørstof) opstillede de væsentligste støkiometriske ligninger af betydning for produktionen af metan ud fra kulhydrat: Eddikesyre: C 6 H 12 O H 2 O 2 CH 3 COOH+ 2 CO H 2 Propionsyre: C 6 H 12 O H 2 2 CH 3 CH 2 COOH + 2 H 2 O Smørsyre: C 6 H 12 O 6 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2 CO H 2 Brint: CO H 2 CH H 2 O Det bemærkes, at dannelsen af propionsyre finder sted under forbrug af brint, mens dannelsen af eddikesyre og smørsyre fører til dannelse af brint, og at dannelse af eddikesyre fører til dannelse af dobbelt så meget brint som smørsyre. Forholdet mellem de tre VFA er i vommen kan manipuleres ved at ændre kulhydratsammensætningen i foderrationen, idet: en høj fiberandel fremmer dannelse af eddikesyre sukker fremmer dannelse af smørsyre en høj stivelsesandel fremmer dannelse af propionsyre. Fedt i foderet Fedt i foderet nedbrydes ikke i vommen men først i efterfølgende tarmafsnit og giver dermed ikke anledning til metanproduktion i vommen. Endvidere hæmmer fedtet visse mikroorganismer i vommen, hvilket fører til en reduceret metanproduktion, og endelig hæmmes nedbrydningen af fiber i vommen. Fiber i foderrationen bidrager som tidligere nævnt til en øget produktion af eddikesyre i vommen. Foderfedtet kan dog påvirke nedbrydningen af fiber i vommen og føre til en lavere fordøjelighed af cellevægsstoffer 3, idet fiberen kun i mindre grad fordøjes i efterfølgende tarmafsnit. Overordnet set bevirker en øget tildeling af fedt i foderet, at metanproduktionen falder. Ved at analysere resultaterne fra 27 publicerede forsøg fandt Grainger og Beauchemin (2011), at metanproduktionen faldt lineært med tildelingen af foderfedt (Figur 6). Ved kun at indbefatte realistiske fedtniveauer i foderet, dvs. mindre end 80 g fedt per kg fodertørstof, fandtes, at en øgning på 10 g fedt per kg fodertørstof reducerede metanproduktionen fra kvæg med 1 g CH 4 per kg fodertørstof og fra får med 2,6 g CH 4 per kg fodertørstof. Totalt fedtindhold i foderet (g/kg fodertørstof) Figur 6. Sammenhæng mellem foderfedt og metanproduktion hos drøvtyggere ( specifikt malkekvæg, kødkvæg og får). Figuren er baseret på et metastudie af 27 publ icerede forsøg gennemført i enten respirationskamre (chambers) eller ved anvendelse af sporgasteknik (SF 6) (Grainger & Beauchemin, 2011). 3 Cellevægsstoffer omfatter cellulose, hemicellulose og lignin. Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen

21 Gylle metan-potentiale (L CH4/kg TS) Der er ligeledes lavet en række forsøg med at undersøge effekten af fedtsyresammensætningen; specifikt af kædelængde 4 og grad af mættethed 5 på metanproduktionen vommen. Et metastudie af publicerede forsøg omfattende effekt af fedtsyresammensætning på metanproduktionen fra drøvtyggere har dog ikke kunnet påvise nogen generel effekt (Grainger & Beauchemin, 2011). Som en mulig sideeffekt af øget tilsætning til fedt til foderet kan nævnes et forøget potentiale for metanproduktion i gyllelageret. Møller et al. (2014) fandt således, at der var en negativ korrelation mellem koens enteriske metanproduktion og biogaspotentialet i gyllen og konkluderer, at afgasning i et biogasanlæg er nødvendigt for at undgå forøget efterfølgende metanproduktion i gyllen under lagring. Enterisk metanproduktion (L CH 4/kg TS) Figur 7. Sammenhæng mellem enterisk metanproduktion og biogaspotentiale som følge af tilsætning af fedt til foder. Figuren er baseret på data fra to eksperimenter (Møller et al., 2014). Generelt anbefales det ikke at overskride 6-7 % fedt i foderrationen til malkekøer (Beauchemin et al., 2007). For meget fedt i foderrationen fører til nedsat foderoptagelse, fiberfordøjelighed og mælkeproduktion og kan derfor føre til uændret eller endda højere metanproduktionen per kg produceret mælk. Før en evt. beslutning om implementering af fedt som metanreducerende tiltag vil der være behov for at undersøge mulige sideeffekter af øget anvendelse af fedt i foderet på mælkekvalitet, kødkvalitet og dyrevelfærd. Nitrat i foderet (kvæg) Metan dannes som tidligere nævnt i koens vom ud fra blandt andet brint. Ved tilførsel af nitrat (NO 3 - ) eller sulfat (SO 4 2- ) med foderet vil de metanogene mikroorganismer blive udsat for konkurrence fra andre mikroorganismer om den knappe brintressource. Nitrat har en større affinitet overfor brint end kuldioxid, og det bevirker, at brint fortrinsvis reagerer med nitrat, som først reduceres til nitrit (NO 2 - ) og derefter til ammonium (NH 4 + ), hvorved metanproduktionen hæmmes. Nettoprocessen ser ud som følger: NO H 2 + 2H + NH H 2 O 4 Kædelængden angiver antallet af kulstofatomer i fedtsyren. 5 Udtryk for antallet af dobbeltbindinger i fedtsyrens kulstofkæde, jo flere dobbeltbindinger, desto mere umættet er fedtsyren, jo færre dobbeltbindinger, desto mere mættet er fedtsyren. Drivhusgasser og emissionsbaseret regulering i husdyrproduktionen