Biogas aus Rüben Stand der Forschung (und Anwendung)

Transkript

1 2. Einbecker Energiepflanzen-Kolloquium Biogas aus Rüben Stand der Forschung (und Anwendung) Dr. Andreas von Felde KWS SAAT AG

2 Potenziale - Ideen - Lösungen Warum Zuckerrüben? Ergebnisse aus Praxisversuchen Optimierung des Prozesses spezielle Ernte frische Rüben Mischsilagen Weitere Projekte - unsere Forschung

3 Multitalent Zuckerrübe - Hochleistung für die Biogasanlage

4 Die Zuckerrübe - Bestandteile Z u c k e r r ü b e 23 % Trockenmasse 77 % Wasser 17,5 % Zucker 1,4 % Nichtzucker 4,1 % Mark Futtermittel Carbokalk 15 % Weißzucker Dicksaft Hefe 3,5 % Melasse Ernährung stoffliche Verwertung Bioethanol BTL Biogas Quelle: verändert nach Hoffmann (2006) Quelle: Märländer, Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 18, 90-91(2006)

5 Zucker- oder Futterrübe - Trockenmasseertragspotenzial Quelle: LADEWIG und MÄRLÄNDER,Zuckerrübe 4/2006 (55. Jg.), Seite , IFZ-Göttingen

6 Zucker- oder Futterrübe - Trockenmasseertragspotenzial Quelle: LADEWIG und MÄRLÄNDER,Zuckerrübe 4/2006 (55. Jg.), Seite , IFZ-Göttingen

7 Verweilzeiten pflanzlicher Stoffgruppen - Schnelle Leistung durch Zucker Quelle: Eder/Schulz 2006, Biogas Praxis

8 Methanausbeute verschiedener Substrate

9 Zuckerrüben zur Biogasnutzung

10 Spezielle Biogas- und Methanerträge von Rüben

11 Zuckerrüben zur Biogasnutzung - Methanhektarertrag

12 Tägliche Methanproduktion bei der Rübenfermentation Wissenschaftliche Grundlagen der FAL und UNI Kassel (Hassan 2003) Zuckerrüben vergären in weniger als 15 Tagen (SBS=sugar beet silage)

13 Multitalent Zuckerrübe - Substratergänzung für Biogasanlagen

14 Alternative Nutzungen von Zuckerrüben Biogas Basisdaten der Pilotanlage Elektrische Leistung 0,6 MW Thermische Leistung 0,9 MW Fermenterkapazität m³ Endlagerkapazität m³ Substratmenge 20-21t Mais/d; 8-9t Roggen-GPS/d; ca. 5t Rübe/d

15 Fragen und Befürchtungen vor Versuchsbeginn Wie sollen die Rüben zerkleinert werden? Wie groß dürfen die Schnitzel sein? Reicht die Motorleistung des Schnitzler aus? Werden Anfang August geerntete ZR genügend Zucker für die Bakterien haben? Erdanhang könnte ein Problem werden? Sollten wir die Rüben vorher waschen? Kann aus ZR genügend Methan erzeugt werden? Und, und, und

16 Pilotanlage zur Zerkleinerung von Zuckerrüben

17 Pilotanlage zur Zerkleinerung von Zuckerrüben Basisgerät war ein vorhandener Rübenbröckler der KWS, der in Zusammenarbeit mit der Firma Förstermann/Salzderhelden umgebaut wurde

18 Pilotanlage zur Zerkleinerung von Zuckerrüben Beschickung des Gerätes und Abnahme der Schnitzel

19 Mit der Zeit lernt man dazu! Auch mit gröberen Schnitzeln (Streichholzschachtel) ist die Methanbildung der Bakterien erfolgreich.

20 Ergebnisse der Bio Energie Algermissen

21 Kofermentation von Zuckerrüben: Erfahrungen der Betreiber Sehr schnelle Umsetzung des Zuckerrübenbreis zu Methan Schneller und sehr effektiver Ausgleich von Leistungsschwankungen aus dem Grundfutter möglich Mit Zuckerrüben kann das Fermentervolumen deutlich besser ausgenutzt werden Rüben ersetzen den derzeit nicht mehr ökonomischen Einsatz von Getreideschrot Der Methanertrag steigt mit dem Einsatz von Rüben deutlich an Keine Probleme mit Erdanhang Beimischung der ZR in andere Substrate möglich (Veredelung) Schnelle Umsetzung der Rübe im Fermenter und, und, und.

22 Der Kopf bleibt dran!

23 Ertragssteigerung der Zuckerrübe bei Biogasnutzung Rübenertrag Zuckergewinnung +N-Düngung +Kopf Rübenertrag Biogasrübe 650dt/ha +3-7% +8-12% =730dt/ha +5-8% Mehr Rübenertrag durch höhere N-Düngung und Entblattung

24 Ertragssteigerung durch unterschiedliche Rodung Ernte- Verfahren Produktions- ziel Zucker Biogas köpfen pfen entblatten entblatten Ernteverfahren Köpfen entblatten entblatten Produktiosziel Zucker Für Zuckerausbeute reduzierende Inhaltsstoffe im Kopf werden entfernt nicht erwünscht, wg Zuckerausbeute reduzierende Inhaltsstoffe (s.o) Produktiosziel Biogas Nicht relevant für Biogas-Produktion Höherer Zuckerertrag pro ha Geringere Lagerverluste durch geringere Anschnittfläche

25 Entblattungsmaschine in Aktion Kopfanteil trägt zu höherem Rübenertrag bei Zuckerrübe wird nicht verletzt Vorteile bei der Lagerung möglich (längere Lagerung)

26 Entblattungsmaschine in Aktion Kopfanteil trägt zu höheren Rübenertrag bei Zuckerrübe wird nicht verletzt Vorteile bei der Lagerung möglich (längere Lagerung)

27 Entblätterte Zuckerrüben

28 Positive Erfahrungen mit der Entblatttung Einfluss auf Ertragsparameter und innere Qualität Influence on yield and quality Relative data Flail Conv Rübenertrag Zuckergehalt Zuckerertrag Qualität Root yield Sugar-% Sugar yield Amino-N Bei der Biogasproduktion ist Masse entscheidend. Mit dem Entblatttungsverfahren sind Ertragszuwächse von 3-7 % möglich. Quelle: Steensen & Jorgensen

29 Optimierte Stickstoffdüngung Zuckerertrag t/ha Zuckergehalt % Rübenertrag t/ha Optimale N - Menge RE BZE ZG AminoN Gehalt in mmol/100g Rübe N Düngung kg/ha (Quelle: Draycott)

30 Thema ist schon bei den Herstellern der Rodetechnik präsent

31 Thema ist schon bei den Herstellern der Rodetechnik präsent Verdeckt im vorderen Bereich ist noch eine Messerwelle

32 Thema ist schon bei den Herstellern der Rodetechnik präsent

33 Entwicklung eines schlagkräftigen Systems

34 Alt bewährte Technik zur Zerkleinerung von Rüben Technik soll weiter optimiert werden

35 Doppstadt-Holzhäcksler - keine Leistungsgrenze bei Rüben

36 Mit dem Radlader beschickt

37 (Zu) starke Zerkleinerung führt zu einer Verbreiung

38 Diese Aggregate schreddern auch Bahnschwellen

39 Und nebenbei wurde noch Sommerrogen gehäckselt

40 Einer der Häckselwagen

41 Zusammenfassung Projekt ist erfolgreich angelaufen Entblattung steigert Flächenerträge und fördert den Gärprozess mittlere Schnitzelgrößen bringen höchste Methanerträge auch Anfang August geerntete Zuckerrüben steigern den Methanertrag Positive Erkenntnisse erzeugen Nachfrage nach Zuckerrüben zur Biogasnutzung

42 Ausblick Fortsetzung des Projektes, um weitere Erfahrungen zu sammeln Durchführung weitere Fermentationsversuche (Rübe + Blatt) Erfahrungen der Betreiber nutzen, um weitere Interessenten zu informieren