Energiesparserie: Energieeffizienz in der Geflügel- und Schweinehaltung

Die derzeitige Situation am Energiemarkt macht einen effizienten Energieeinsatz in der Geflügel- und Schweinehaltung unerlässlich. Der größte Anteil der in der Schweinehaltung benötigten Elektroenergie entfällt auf die Stallklimatisierung. Die Lüftungstechnik beansprucht in der Ferkelerzeugung etwa 59 Prozent und in der Mastschweinehaltung etwa 74 Prozent der elektrischen Gesamtenergie. In der Geflügelhaltung ist der Anteil der Lüftung am Gesamtstromverbrauch noch höher.

Während in der Geflügelhaltung die Strömungswiderstände im Lüftungssystem eine untergeordnete Rolle spielen, ist die Gestaltung der Luftzufuhr bzw. –ableitung im Schweinestall von großer Bedeutung. In jedem Lüftungskanal muss der Luftstrom einen gewissen Widerstand überwinden. Um die Strömungswiderstände in den Lüftungskanälen möglichst gering zu halten, bedarf es einer ordentlichen Planung und Dimensionierung der Luftführung in den Stallungen. Da der Luftdurchsatz von Ventilatoren durch Strömungswiderstände abgesenkt wird, erhöhen sich dadurch der Energieverbrauch und die Stromkosten für den Luftwechsel. Mit steigender Luftgeschwindigkeit steigt auch der Widerstand im Lüftungskanal.

Es muss daher darauf geachtet werden, dass die Querschnitte der Zu- und Abluftkanäle so gewählt werden, dass die Luftgeschwindigkeit nicht mehr als 3 m/s beträgt. Wird der Luftstrom im Lüftungskanal umgelenkt, erhöht sich ebenfalls der Strömungswiderstand und somit auch der Energieverbrauch. Lassen sich Umlenkungen des Luftstroms in der Planung nicht vermeiden, empfiehlt sich der Einbau von rund gebogenen Leitblechen im Lüftungskanal.

Der Gestaltung des Abluftkamins muss ebenfalls große Beachtung geschenkt werden. Da im Abluftkamin Luftgeschwindigkeiten von 5 m/s und mehr erreicht werden, erzielen oft einfache Änderungen große Wirkung im Energieverbrauch. Die Montage einer Anströmdüse im Abteil kann den Volumenstrom um bis zu zehn Prozent erhöhen. Die Abluft soll möglichst ungehindert abgeführt werden können. Verengungen an der Austrittsöffnung bzw. Abdeckhauben stellen einen zusätzlichen Widerstand dar und erhöhen den Energiebedarf um bis zu 25 Prozent.

Messungen haben gezeigt, dass der sogenannte Diffusor strömungstechnisch die idealste Lösung darstellt. Es muss aber bedacht werden, dass durch den größeren Querschnitt die Austrittsgeschwindigkeit der Luft verringert wird und somit eine Verfrachtung der verbrauchten Stallluft in höhere Luftschichten verhindert wird. Im schlimmsten Fall wird die Abluft wieder über die Zuluftöffnungen in den Stall gesaugt.

Ventilatoren einer Lüftungsanlage laufen in unseren Breiten nur etwa 20 Prozent der Jahresstunden im oberen Leistungsbereich. Den Großteil des Jahres bewegt sich die Lüftungsanlage im unteren Leistungs- bzw. Drehzahlbereich. Die Drehzahlregelung der eingebauten Ventilatoren erfolgt elektronisch.
 

Man unterscheidet Spannungssteuerungen, sogenannte Phasenanschnittsteuerungen und Traforegelung (Stufenregelung) oder die Steuerung mittels Frequenzumrichter oder EC-Technik im Motor des Ventilators. Die verschiedenen Arten der Regelung haben direkten Einfluss auf den Stromverbrauch. Besonders im unteren Drehzahlbereich ist der Unterschied groß.

Trafosteuerungen liegen im Stromverbrauch etwa zehn bis 15 Prozent unter dem der Phasenanschnittsteuerung. Die Steuerung mittels Frequenzumrichter oder EC-Technik bringt eine Verringerung des Energieverbrauchs um bis zu 40 Prozent. Für den Einsatz eines Frequenzumrichters muss oft nicht einmal der Klimacomputer getauscht werden. Der Frequenzumrichter kann zwischen dem Klimacomputer und den bestehenden Ventilatoren nachgerüstet werden. Es ist wichtig, dass der Frequenzumrichter einen Sinusfilter eingebaut hat, damit bestehende Leitungen und Ventilatoren weiterhin verwendet werden können. Die EC-Technik ist noch etwas effektiver im Stromverbrauch als der Frequenzumrichter, aber auch in der Investition etwas teurer.

Vor allem bei Neu- und Ersatzinvestitionen sollte eine Investition in moderne Frequenzregeltechnik bzw. EC-Technik angedacht werden. Diese Technik amortisiert sich in der Regel nach 3 bis 6 Jahren.

Auch regelmäßige Pflege und Wartung der Lüftungsanlage hilft Strom sparen. Durch die feuchte Stallluft und Staub in den Stallungen bilden sich Verkrustungen in den Abluftkanälen und an den Ventilatoren. Besonders die Schutzgitter an den Zu- und Abluftöffnungen müssen immer sauber gehalten werden. Starke Verschmutzungen können die Stromaufnahme um zehn Prozent oder mehr erhöhen.

Zweifellos ist die mechanische Lüftung in Geflügel- und Schweineställen ein großer Energieverbraucher und deren Optimierung bringt erhebliche Einsparungspotentiale. Auch die Heizung und Fütterung sollten unter die Lupe genommen werden um den Energieverbrauch in den Ställen zu senken. Vor allem bei Neuanschaffungen ist die effiziente Nutzung von Energie ein Thema, welche bei der Kaufentscheidung berücksichtigt werden sollte.

Die Beheizung der Ferkelnester stellt einen großen Anteil am Energieverbrauch in der Ferkelproduktion dar. Warmwasserbeheizte Wärmeplatten sind während der gesamten Säugezeit kosteneffizienter als elektrisch beheizte Wärmeplatten oder Infrarotlampen. Um die hohen Temperaturansprüche der Ferkel in den ersten Lebenstagen bestmöglich abzudecken, empfiehlt sich eine Kombination aus Fußbodenheizung und Infrarotlampen. Werden Infrarotlampen für die erste Lebensphase verwendet, sollten diese regelbar sein. Bei der Installation warmwasserbetriebener Wärmeplatten ist besonders auf den hydraulischen Abgleich des Systems zu achten, um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung in allen Ferkelnestern zu erreichen.

In der Ferkelaufzucht findet man heute überwiegend Raum- oder Zonenheizungen. Bei der Raumheizung wird immer das komplette Stallabteil erwärmt. Und weil warme Luft grundsätzlich nach oben steigt, muss die Temperatur entsprechend hoch eingestellt sein. Nur dann baut sich ein Wärmepolster auf, und es wird auch im Liegebereich der Ferkel passend warm. Ebenso wichtig ist bei der Raumheizung, dass der Abluftventilatorschacht nicht bündig mit der Stalldecke abschließt. Er muss etwa einen Meter in den Raum hineinragen, sodass sich ein Hitzepolster unter der Decke bildet.

Anders als bei der Raumheizung herrschen bei der Zonenheizung nur im Liegebereich der Tiere „Wohlfühl-Temperaturen“. Der Fress- und Bewegungsbereich wird etwa 4 bis 5 °C kälter gefahren. Die Zonenheizung funktioniert gut, wenn an der Vorderseite der Abdeckplatte eine Schürze von ca. 15 bis 20 cm Länge hängt. Nur dann staut sich genug Wärme unter dem Liegedeckel. Wichtig ist außerdem, dass alle Ferkel in den ersten beiden Aufzuchtwochen genügend Platz in der beheizten Komfortliegezone finden, ein Platzangebot von 0,08 bis 0,10 m2 je Ferkel ist optimal.

Soll im Aufzuchtstall nur der abgedeckte Liegebereich der Ferkel aufgeheizt werden, lassen sich bei richtiger Montage bis zu 30 Prozent Energie einsparen. Wichtig ist bei der Zonenheizung, dass die Zuluft vortemperiert wird, sonst werden die nötigen Raumtemperaturen verfehlt. Ideal ist, wenn die Zuluft bereits im Zentralgang des Stalles auf mindestens 6 bis 8 °C erwärmt wird.

Bei einer Fußbodenheizung ist die Temperatur dort wo die Tiere sie brauchen – in Bodennähe. Durch die vergleichsweise niedrigen Vorlauftemperaturen können Fußbodenheizungen sehr effizient betrieben werden. Die Fußbodenheizung hält die Einstreu über den gesamten Mastverlauf trocken und beugt somit Fußkrankheiten vor.

Die Erfüllung der Temperaturansprüche der Tiere ist eine der großen Herausforderungen in der Geflügel- und Schweinehaltung. Im Großteil der Stallungen werden dazu entsprechende Heizungs- und Lüftungsanlagen eingebaut und betrieben. Diese regulieren einerseits die Versorgung mit Frischluft und den Abtransport der Schadgasse, sowie die Temperaturverhältnisse in den Stallungen. Der Wärmeverlust bei Stallgebäuden mit entsprechender Dämmung der Außenhülle liegt bei 15 bis 20 Prozent. Die restlichen 80 bis 85 % des Gesamtwärmeverlusts werden durch die Lüftungsanlage verursacht.

Durch den Einsatz von Luft/Luft-Wärmetauschern in der Geflügel- und Schweinehaltung kann der Wärmeverlust über die Lüftungsanlage erheblich verringert werden. Damit verbunden ist eine Einsparung an Heizenergie für Temperierung der Stallabteile. Weitere Vorteile des Wärmetauschers sind die Verbesserung der Luftqualität und der Ausgleich von Temperaturschwankungen in den Stallungen.

Mahl- und Mischanlagen haben in der Regel hohe elektrische Anschlusswerte und verursachen hohe Leistungsspitzen im Tagesverlauf. Arbeitsabläufe in den Mahl- und Mischanlagen sollten wenn möglich automatisiert werden und zeitlich in Bereiche gelegt werden in denen die verfügbare Energie am Günstigsten ist: In den meisten schweinehaltenden Betrieben werden Hammermühlen zum Schroten des hofeigenen Getreides verwendet. Aus energetischer Sicht wären Gedreidequetschen (Energiebedarf: 0,3 – 0,4 kWh pro dt) den Hammermühlen (Energiebedarf: 0,7 – 1,4 kWh pro dt) vorzuziehen, Hammermühlen schließen aber das Getreide für die Tiere besser auf und sind weit weniger störungsanfällig.

Das größte Einsparpotential liegt in der Förderung des Getreides bzw. des Mahlgutes. Mechanische Fördereinrichtungen sind hinsichtlich des Energieverbrauchs pneumatischen Systemen deutlich überlegen. Der Einsatz von gebläselosen Hammermühlen, welche direkt über der Mischanlage angeordnet sind, ist empfehlenswert. Das geschrotete Getreide steht ohne weitere Transportwege in der Mischanlage zur Verfügung. Der Stromverbrauch kann überdies durch regelmäßige Kontrolle und Wartung der Siebe und Schlegelhämmer begrenzt werden.

Der Energieeinsatz zum Mischen der Futterkomponenten ist vergleichsweise gering und es gibt kaum Unterschiede zwischen Trocken- und Flüssigfütterung. Erhebliche Unterschiede ergeben sich allerdings bei der Art der Futterzuteilung. Die Verteilung von trockenem Futter mit Förderspiralen bzw. Förderketten benötigt weniger Energie als die Verteilung der Futtersuppe in Flüssigfütterungsanlagen. Die Verteilung des Futters mittels Druckluft ist energetisch gesehen die ungünstigste.

Unsere Serie „Energiesparen in der Landwirtschaft“ nimmt den Energieverbrauch am landwirtschaftlichen Betrieb unter die Lupe. In sieben Teilen informieren Sie unsere Experten, wo es vom Treibstoff bis zum Notstrom, vom Haus bis zum Feld Möglichkeiten gibt, Energie einzusparen, effizienter zu nutzen und dabei zugleich das Klima zu schützen.

Hier die bereits erschienenen Artikel der siebenteiligen Serie im Überblick:
Energiesparserie 1. Teil: Wie man effektiv Treibstoff spart
Energiesparserie 2. Teil: Bei Licht Energie sparen
Energiesparserie 3. Teil: Wie man mit Digitalisierung am Hof energieeffizienter arbeitet