Energie vom Acker. Miscanthus Giganteus

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Christel Raske
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1 Energie vom Acker Durch die ständig ansteigenden Preise für fossile Brennstoffe (Erdgas, Erdöl) steigen auch die Preise für die Energieproduktion. Es ist zu erwarten, daß diese Preise noch weiter steigen werden. Die Landwirtschaft hat die Möglichkeit und auch die Chance, die Rohstoffe für alternative Energie zu produzieren. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten, Energie zu produzieren. Biogas aus Gülle, aus Abfällen und aus Pflanzen Wärme aus Verbrennung Wärme und Strom aus KWK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung) oder Vergasung Unabhängig davon, welche Energie produziert werden soll, wollen wir uns im nachfolgenden Artikel mit einigen landwirtschaftlichen Kulturen für die energetische Nutzung beschäftigen. Obwohl uns bewußt ist, daß Energieholz (Pappeln, Weiden) wirtschaftlich sehr interessant ist, wollen wir uns mit Ackerkulturen beschäftigen, welche jährlich geerntet und sofort verbraucht werden können. Bei der Auswahl der Kulturen werden wir uns auf die Wirtschaftlichkeit, auf die Verwendbarkeit und auch auf die klimatischen Ansprüche der Ukraine konzentrieren. Miscanthus Giganteus Miscanthus Giganteus ist eine C4-Pflanze und ist eine Kreuzung von Miscanthus sinensis (Chinaschilf) und Miscanthus saccariflorus. Miscanthus zählt zu der Pflanzenfamilie der Gräser. Die Pflanzung erfolgt über Wurzelstücke (Rhizome), wobei rund Stück je ha in den Monaten April Mai gepflanzt werden. Diese Rhizome werden derzeit mit einem Preis von bis Euro je Stück angeboten. Abbildung 1: Miscanthus - Rhizome und Bestand im 2. Jahr Fotos: Furthlehner

2 Die Nutzung des Bestandes ist über 20 bis 25 Jahre möglich. Die Ernte der Kultur erfolgt ab dem 2. Jahr nach der Auspflanzung mit einem Feldhäcksler oder einer speziell adaptierten Presse. Abbildung 2: Miscanthus - Ernte Die Erträge können von bis kg (550 bis 600 mm Niederschlag) betragen. In günstigen Lagen können auch höhere Erträge erwartet werden. Der obere Heizwert von Miscanthus liegt bei 14,5 MJ je kg. Damit ergibt sich ein oberer Heizwert von MJ je ha. 2,25 kg Miscanthus entsprechen dem Heizwert von 1 kg Heizöl (Heizöläquivalent 1:2,25). Der Ascheschmelzpunkt von Miscanthus liegt bei rund 750 C. Dieser niedrige Ascheschmelzpunkt bewirkt eine erhöhte Schlackebildung. Daher braucht Miscanthus bei der Verbrennung speziell adaptierte oder konstruierte Brennräume. Miscanthus kann auch als Baustoff, Dämmstoff oder als Zusatzstoff für Leichtbauteile in der Autoindustrie verwendet werden. Rumex Schavnat Rumex Schavnat ist eine Ampferart, welche in der Ukraine gezüchtet wurde. Der Name vereint den russischen Namen Ampfer und Spinat. Die Aussaat mit 6 bis 8 kg Saatgut erfolgt mit der Sämaschine in den Monaten April bis Mai oder September Oktober und die Ernte kann bereits im darauffolgenden Jahr erfolgen. Im Aussaatjahr ist ein Pflanzenschutz erforderlich, da die Pflanze eine langsame Jugendentwicklung hat und konkurrenzschwach ist. Die Nutzungsdauer des Bestandes liegt bei 20 Jahren. Bei Niederschlägen von 500 bis 600 mm rechnet man mit Erträgen von 12 bis 14 to Trockenmasse.

3 Abbildung 3: Rumex Schavnat Die Ernte der Trockenmasse erfolgt bereits im Juli (bevor der Samen ausfä llt) bei einer Höhe von rund 2 m mittels Feldhäcksler oder Balkenmäher. Der obere Heizwert von Rumex Schavnat beträgt rund 16 MJ je kg, das sind MJ je ha. Der Ascheschmelzpunkt der Trockenmasse liegt bei C und ist ähnlich wie bei Holz. Daher ist eine Verwendung in herkömmlichen Heizanlagen problemlos. Die Grünpflanze kann auch zur Biogasproduktion geerntet werden (70 bis 80 to Grünmasse je ha und Jahr). Der Methangehalt beträgt 50 bis 55 % und der Gasertrag je to ist gleich, wie bei Maisgrünmasse. Switchgras (Rutenhirse) - (Panicum Virgatum) Switchgras ist eine C4-Pflanze und gehört zur Pflanzenfamilie der Gräser und stammt aus Nordamerika. Es ist auch bekannt unter dem Namen Präriegras. Switchgras wird von Mai bis Juni mit der Sämaschine angebaut und man benötigt 8 bis 10 kg Saatgut je ha. Das Saatgut ist aber derzeit noch nicht sehr verbreitet und kostet daher rund 50 Euro je kg. Das Saatgut benötigt aber wegen der lang andauernden Keimruhe eine spezielle Behandlung. Die Nutzung des Bestandes ist über 20 bis 25 Jahre möglich. Die Erträge liegen bei bis kg je ha (400 bis 500 mm Niederschlag), bei günstigen Bedingungen (700 mm Niederschlag) sind auch bis zu kg je ha möglich. Geerntet wird im Winter, sobald der Bestand abgefrostet ist (Wassergehalt unter 20 %). Das Switchgras kann auch, wie Miscanthus, als Baustoff, Dämmstoff oder als Zusatzstoff für Leichtbauteile in der Autoindustrie verwendet werden.

4 Abbildung 4: Switchgras - Samen und Bestand Der obere Heizwert von Switchgras liegt bei 16 bis 17 MJ je kg oder MJ je ha. Das Heizöläquivalent liegt bei 1: 2,3. Switchgras hat die gleichen Verbrennungseigenschaften wie Miscanthus. Energiegras Szavarsi-1 (Agropyron Elongatum) Das Energiegras Szavarsi-1 ist ein Hybrid von 2 mehrjährigen Gräserarten aus den Tiefebenen Europas und aus dem ariden (trockenen) Gebieten Asiens. Der Grassamen wird mit einer Sämaschine angebaut. Die Saatmenge liegt zwischen 20 und 30 kg je ha. Höhere Saatmengen bringen geringere Erträge. Die Nutzung des Bestandes ist aus derzeitiger Sicht bis zu 15 Jahre wirtschaftlich möglich und kann Erträge bis zu 20 to Trockenmasse je ha bringen. Da das Energiegras Szavarsi-1 ist absolut trockenheitstolerant ist liefert es bei Niederschlägen von rund 600 mm Erträge von 12 bis 15 to Trockenmasse je ha. Bei Niederschlägen von 350 bis 450 mm sind Erträge von 10 bis 12 to möglich. Abbildung 5: Energiegras "Szavarsi-1"

5 Eine jährliche Düngung mit 50 bis 60 kg N kann diese Erträge absichern. Nach der Aussaat wird jährlich Ende Juli Anfang August geerntet. Die Ernte erfolgt wie bei anderen Gräsern mit einem Mähwerk und kann dann anschließend gepreßt werden. Abbildung 6: Energiegras "Szavarsi-1" - Ballen und Pellets Eine Produktion von eigenem Saatgut ist durchaus möglich. Der obere Heizwert des Energiegrases Szavarsi-1 beträgt 15,9 MJ je kg, woraus sich ein Heizwert von (Trockengebiet) bis MJ je ha ergibt. Der Ascheschmelzpunkt liegt bei C. Eine Verbrennung ist in herkömmlichen Heizanlagen problemlos möglich. Bei der Verwendung zur Biogasproduktion hat das Energiegras Szavarsi-1 einen Methangehalt von 65 % und einen Heizwert von 23 MJ/Nm³. Das Energiegras Szavarsi-1 wird auch in der Papierindustrie, in der Faserproduktion, in der Plattenproduktion (HDF- und MDF-Platten). Berechnungsbeispiel: Annahme: Preis für Erdgas: 237 Euro für m³ Erdgasverbrauch einer kleinen Fabrik: m³ = GJ Energie m³ Erdgas kosten Euro Kosten für nachwachsenden Rohstoff (z. B. Miscanthus): 40 Euro je to Energiegehalt je to = 11,60 GJ (=80 % vom oberen Heizwert) GJ Energie = 544 to nachwachsender Rohstoff = 45 ha Miscanthus 544 to nachwachsender Rohstoff kostet Euro Die Kosteneinsparungen in obigem Beispiel durch Miscanthus betragen Euro je Jahr.

6 Bei der Verwendung anderer nachwachsender Rohstoffe (Switchgras, Rumex Schavnat, Energiegras Szavarsi-1 ) sind aufgrund anderer Produktionskosten neue Berechnungen durchzuführen. Man muß aber berücksichtigen, daß für die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen Lagermöglichkeiten und auch Anlagen für die Aufbereitung der Rohstoffe zur energetischen Verwertung angeschafft werden müssen.

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