Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne
Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne zur Reduzierung des Potenzials für Emissionen von Ammoniak und Geruch im Stall.
Synonyme: -
Abkürzung: -
Englische Übersetzung: Solid barn floor with a cross slope and urine-collection channel
Technische Beschreibung
Bauliche Ausführung
Dieser planbefestigte Boden ist je nach Ausführung mit einem Quergefälle von mindestens 2 % und einer im Laufgang mittig befindlichen Harnsammelrinne versehen (Abbildung 1). Die Laufgangoberfläche besteht entweder aus Beton oder aus einer profilierten Gummimatte. Ein Flüssigmistkanal ist nicht erforderlich, je nach Produkt ist jedoch das Verlegen auf einem bereits vorhandenen Flüssigmistkanal möglich.
Abbildung 1: Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne, Aufsicht; KTBL 2022
Abbildung 2: Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne, Frontansicht; KTBL 2022
Funktionsprinzip
Durch die Oberfläche und das Gefälle des Bodens zur Laufgangmitte ist ein schneller Abfluss von Flüssigkeiten hin zu einer Harnrinne möglich (Abbildung 2). So wird eine schnelle und kurzzeitige Trennung von Kot und Harn erreicht, wodurch besonders Ammoniakemissionen gemindert werden können. Der auf der Bodenoberfläche verbleibende Kot wird mit einem stationären, auf das Quergefälle abgestimmten Schieber, der auch die Harnrinne räumt, regelmäßig abgeschoben. Der Antrieb erfolgt über Seil- oder Kettenzugtechnik mit automatischer Steuerung.
Erzielter Umweltnutzen
In einem Versuchsstall in der Schweiz konnte eine Minderung von Ammoniak von 20 % gegenüber der Referenz ohne Gefälle nachgewiesen werden. Die Messungen erfolgten zeitgleich in zwei identischen Stallabteilen (Zähner et al. 2017). Nach Experteneinschätzungen wurde ebenso eine Minderung von 20 % (Konventionswert) angegeben (VDI 3894 Blatt 1). Messungen in den Niederlanden ergaben eine Reduktion von 38 % (8 kg NH3 pro TP und Jahr) (IenW 2021c).
Mit der Minderung der Ammoniakemissionen ist mit einer Reduktion der Geruchsemissionen zu rechnen. Andere Umwelteinwirkungen sind aktuell nicht bekannt.
Umweltleistung und Betriebsdaten
Der Boden ist regelmäßig (mindestens alle zwei Stunden) mit einem stationären, dem Boden angepassten Schieber zu reinigen. Der Schieber muss über einen Aufsatz verfügen, um gleichzeitig die Harnsammelrinne zu reinigen.
Durch eine regelmäßige Reinigung erhöht sich der Energiebedarf.
Medienübergreifende Auswirkungen
Es liegen keine medienübergreifenden Auswirkungen vor.
Auswirkungen auf das Tierwohl
Neben dem natürlichen Bewegungsverhalten (LAVES 2007) wird durch trockene Laufgänge die Euter- und Klauengesundheit (Somers et al. 2005, Magnusson et al. 2008) positiv beeinflusst.
Für Anwendbarkeit relevante technische Aspekte
Der Stallboden ist für Neubauten als auch für Umbauten geeignet.
Prinzipiell kann dieser emissionsarme Boden in allen Produktionsrichtungen eingesetzt werden. Der Einsatz erfolgt bisher nur bei Milchkühen (siehe Abbildung 96). Die emissionsmindernde Wirkung wird nur in einstreulosen oder einstreuarmen Haltungsverfahren ohne Langstroh erreicht.
Die für die Emissionsminderung notwendigen Reinigungstechniken können nicht uneingeschränkt eingesetzt werden. Milchkühe und Mutterkühe kommen ohne große Probleme mit den Reinigungsgeräten zurecht. Junge Tiere können womöglich von der Reinigungstechnik verletzt werden. Insbesondere in der Bullenmast können größere Bullen die mobile Technik behindern oder sogar beschädigen. Stationäre Entmistungsanlagen funktionieren dort hingegen problemlos.
Wirtschaftliche Auswirkung
| Investition und Kosten | Tierplätze (TP) | |
|---|---|---|
| 100 | 600 | |
| €/TP | ||
| Investition | ||
| Gebäude und bauliche Ausrüstung | 600 | 500 |
| Technik und technische Anlage | 95,00 | 63,00 |
| Summe Investition | 695,00 | 563,00 |
| Kosten | €/ (TP • a) | |
| Fixe Kosten | ||
| Gebäude und bauliche Ausrüstung | 88,20 | 73,50 |
| Abschreibung | 60,00 | 50,00 |
| Zinskosten | 9,00 | 7,50 |
| Gebäudeunterhaltung | 18,00 | 15,00 |
| Versicherung | 1,20 | 1,00 |
| Technik und technische Anlage | 10,00 | 6,70 |
| Abschreibung | 7,60 | 5,10 |
| Zinskosten | 1,70 | 1,10 |
| Unterbringung | 0,70 | 0,50 |
| Summe Fixe Kosten | 98,20 | 80,20 |
| Variable Kosten | ||
| Technik und technische Anlage | 74,70 | 49,80 |
| Reparaturen | 59,60 | 39,70 |
| Elektrische Energie | 15,10 | 10,10 |
| Summe variable Kosten | 74,70 | 49,80 |
| Gesamtkosten | 172,90 | 130,00 |
Bei Neubauten entstehen zusätzliche Kosten für die Harnrinne von 58 - 60 € je Meter. Für die Betonierung des Gefälles können Mehrkosten von 1,4 - 2,2 €/m² veranschlagt werden. Das führt zu Mehrkosten von 100 - 120 €/m². Bei 5 m² Fläche je Tierplatz ist mit Investitionen von 600 €/Tierplatz bei 100 Tierplätzen und von 500 €/Tierplatz bei 600 Tierplätzen zu rechnen (Tabelle 48).
Die jährlichen Gebäudekosten (Abschreibung, Zinskosten, Reparatur, Versicherung) betragen 95 € je Tierplatz und Jahr bei 100 Tierplätzen, bei 600 Tierplätzen 63 € je Tierplatz und Jahr (Quelle: eigene Erhebungen).
Der Einbau einer stationären Entmistungsanlage für die Reinigung der Laufgänge kostet bezogen auf Tierplatz und Jahr zwischen 95 € bei 100 Tierplätzen und 63 € bei 600 Tierplätzen. Die fixen Kosten (Abschreibung, Zinskosten, Unterbringung) liegen je nach Bestandsgröße zwischen 10,00 € bei 100 Tierplätzen und 6,67 € bei 600 Tierplätzen (KTBL 2016b). Der Einbau einer stationären Entmistungsanlage für die Reinigung der Laufgänge kostet bezogen auf Tierplatz und Jahr zwischen 95 € bei 100 Tierplätzen und 63 € bei 600 Tierplätzen. Die fixen Kosten (Abschreibung, Zinskosten, Unterbringung) liegen je nach Bestandsgröße zwischen 10,00 € bei 100 Tierplätzen und 6,70 € bei 600 Tierplätzen (KTBL 2016b).
Durch den Betrieb der Schieberanlage entstehen laufende Kosten für Betriebsstoffe (Strom) und Reparaturen in Abhängigkeit von den Einsatzzeiten. Bei 12 Reinigungsvorgänge pro Tag kann mit einer Laufzeit der Schieberanlage von 12 Stunden gerechnet werden. Ein einem Milchviehstall mit 100 Tierplätzen mit zwei Schieberanlagen werden bei einem Strombedarf von 1,5 kW/h pro Schieberanlage für den Antrieb etwa 66 kWh je Tierplatz und Jahr benötigt. Im Vergleich dazu liegt der Wert beim zweimaligen Betrieb pro Tag bei etwa 11 kWh je Tierplatz und Jahr. Bei 600 Kuhplätzen laufen vier Schieberanlagen mit etwa 44 kWh je Tierplatz und Jahr bei 12 Reinigungsvorgängen am Tag. Wird nur zweimal täglich gereinigt, sinkt der Strombedarf auf 7 kWh je Tierplatz und Jahr.
Die variablen Kosten für die stationäre Entmistungsanlage betragen bei 100 Tierplätzen ca. 74,70 € je Tierplatz und Jahr und bei 600 Tierplätzen 49,80 €. Wird die Anlage nur zweimal pro Tag betrieben reduzieren sich die variablen Kosten auf 12,40 € je Tierplatz und Jahr bei 100 Tierplätzen bzw. 8,30 € bei 600 Tierplätzen. Die Differenz beträgt 62,30 € und 41,50 € je Tierplatz und Jahr.
Bei 38 % Minderung der NH3-Emissionen im Vergleich zum Ausgangspotenzial von 14,57 kg NH3/Tierplatz und Jahr für einen Liegeboxenlaufstall ohne Minderungsmaßnahmen für 100 Milchkühe ergeben sich Kosten von 31,44 € bezogen auf ein kg NH3-Reduktion pro Tierplatz und Jahr. Davon entfallen 16,04 € auf die jährlichen Gebäudekosten, 1,82 € auf die Fixkosten für die Technik und 13,58 € für die laufenden Kosten der Technik. Bei 600 Tierplätzen liegen die Gesamtkosten bei 23,20 € je Tierplatz und Jahr mit 13,36 € jährliche Gebäudekosten, 0,78 € feste Kosten Technik und 9,05 € variable Kosten.
Triebkraft der Anwendung
Durch die Minderung der Ammoniakemissionen können Betriebe im Rahmen von Genehmigungsverfahren für Stallneubauten oder -erweiterungen Anforderungen des Immissionsschutzes in Bezug auf den Schutz empfindlicher Pflanzen und Biotope vor schädlichen
Umwelteinwirkungen durch Ammoniak bzw. Stickstoffdeposition einhalten, sodass geringere Abstände zu den entsprechenden Schutzgütern möglich sind.
Seit Anfang 2022 werden Stallböden dieser Bauart durch das Agrarinvestitionsförderprogramm (AFP) als sogenannte „Spezifische Investitionen in Umwelt- und Klimaschutz“ („SIUK“-Maßnahme) bezuschusst. Demnach ist zu erwarten, dass diese Technik durch diese gezielten Fördermaßnahmen vermehrt eingesetzt wird. Angaben zur Anzahl der Antragstellungen liegen nicht vor.
Zudem ist aufgrund der erhöhten Trittsicherheit und dem positiven Einfluss auf Euter- und Klauengesundheit mit einer Verbesserung der Tiergesundheit zu rechnen.
Musteranlagen
Der Stallboden dieser Bauart wird aktuell im Projekt „Europäische Innovationspartnerschaft Bauen in der Rinderhaltung“ (EIP-Rind) in Praxisställen untersucht. Nach Angaben aus dem niederländischen landwirtschaftlichen Emissionsinventar werden auf diesem Bodentyp etwa 0,3 % der Milchkühe in den Niederlanden (ca. 5.000 Milchkühe) gehalten (CBS 2022). In Deutschland hingegen ist nach Herstellerangaben diese Bauart mitunter am häufigsten verbreitet. Angaben zur Verbreitung liegen vom Hersteller vor und können über das KTBL und das Projekt EIP-Rind erfragt werden.
