Biogaspotenziale der Rübe nutzen!

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1 Biogaspotenziale der Rübe nutzen! Wege vom Feldrand bis in den Fermenter.

2 Einleitung Gliederung Die Rübe hat sich als innovatives Substrat für Biogas etabliert. Zusammen mit den Biogaskulturen Mais und Roggen sowie Sorghum bietet die KWS eine breite Palette an Qualitätssaatgut für die Substratproduktion an. Die Rübe überzeugt im Fermenter durch vorzügliche Substrateigenschaften. Rüben fermentieren sehr schnell, benötigen daher nur kurze Verweilzeiten und können so den Durchsatz des Fermenters erhöhen. Gleichzeitig wirkt sich die Rübenzugabe positiv auf Methangehalte aus. Insbesondere durch die schnelle Vergärung ist die Rübe hervorragend dazu geeignet, mit dem vorhandenen Fermentationsraum einer Biogasanlage noch mehr Gas zu produzieren. Im Feld überzeugt die Rübe mit sehr hohen Trockenmasseerträgen und den erprobten Anbauverfahren. Derzeit werden Rübensorten verwendet, die sich durch einen hohen Trockenmasseertrag (TME) auszeichnen. Insbesondere Zuckerrüben mit angepasster Produktionstechnik und speziell gezüchtete EnergieRüben eignen sich für die energetische Verwertung in Biogasanlagen. Mehr dazu finden Sie in dieser Broschüre. Wie immer steht am Anfang neuer Verfahren ein hoher Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Für die Frage nach der Reinigung, Entsteinung und Zerkleinerung der Rüben gibt es in der Praxis Lösungen. Auch der Weg zur Ganzjahresversorgung der Biogasanlage mit Rüben bietet vielfältige, praktikable Ansätze. 1. Anbau Worauf kommt es beim Anbau und der Sortenwahl von Rüben zur Biogasproduktion an? Rodung Wie gestaltet sich das Ernteverfahren? Reinigung, Entsteinung und Zerkleinerung Wie werden die Rüben nach der Ernte verarbeitet? Silierung und Ganzjahresversorgung Welche Konzepte gibt es zur ganzjährigen Versorgung mit Rüben? Die Rübe in der Biogasanlage Was leistet die Rübe in der Biogasanlage? Fazit KWS Profis vor Ort...20 Dieser Zwischenbericht gibt einen Überblick über den aktuellen Stand von Entwicklungen und technischen Konzepten für die Rübe im Biogasbereich. Umfangreiche Erfahrungen aus dem praktischen Einsatz sowie aus zahlreichen Versuchen und vielen Beratungsgesprächen sind ebenfalls in die Broschüre mit eingeflossen. Die Rübe als Substrat für Biogasanlagen bewegt sich in einem sehr dynamischen Umfeld. Die hier aufgeführten Entwicklungen werden nicht die letzten sein. Schon heute kann man sagen, die Rübe, mit ihren vielen positiven Eigenschaften im Substratmix, wird sich als wichtiger Substratlieferant in der Biogasanlage durchsetzen. Da kommt was bei Rübe! 2 Einleitung Gliederung 3

3 1. Anbau Für einige Biogasanlagenbetreiber ist der Anbau von Rüben Neuland. Erfahrene KWS Berater stehen Ihnen hier sehr gerne für Fragen rund um den Rübenanbau zur Verfügung. Wann kann mit der Aussaat begonnen werden? Sind im März/April keine stärkeren Nachtfröste mehr zu erwarten, kann mit der Rübenaussaat begonnen werden. Wichtig ist, dass die Böden gut abgetrocknet und abgesetzt sind. Eine leicht verspätete Aussaat kann in Kauf genommen werden, wenn dadurch Bodenverdichtungen in Verbindung mit Wuchshemmungen der Rüben vermieden werden. Wie hoch ist die Aussaatstärke oder wie viele Pillen müssen auf einem Hektar gesät werden? Gesät wird die Rübe als Reihenkultur mit einem speziellen Einzelkornsägerät (Abb. 1). Nach folgender Formel kann der Saatgutbedarf berechnet werden: Fläche (m 2 ) Reihenabstand (m) Ablageentfernung (m) = Rübenpillen/ha Wie hoch ist der Nährstoffbedarf? Die Rübe stellt relativ geringe Ansprüche an die Versorgung mit Stickstoff und Phosphor, hat jedoch einen gehobenen Anspruch an Kalium. Der Stickstoffbedarf der Rübe wird nach dem Sollwertverfahren ermittelt. Der Sollwert der Rübe beträgt in Abhängigkeit der Bodenart kg N/ha. Dabei kann der mineralische Stickstoff aus dem Bodenvorrat (Bodenprobe) angerechnet werden. Meist ergibt sich hieraus ein Stickstoffbedarf zwischen 80 und 120 kg N/ha, der mineralisch oder auch zum Teil organisch gedüngt werden kann. Mit einer erhöhten Stickstoffdüngung lassen sich die Masseerträge des Rübenkörpers nur in begrenztem Maß steigern. Bei einem hohen N-Angebot reagiert die Rübe mit überproportionalem Blattwachstum. Dagegen kann das Rübenwachstum nicht im gleichen Maß gesteigert werden. Keinesfalls sollte die N-Düngung um mehr als 20 % erhöht werden. Der Grundnährstoffbedarf (P, K, Mg) von Rüben richtet sich vor allem nach dem erwarteten Ertragsniveau (Tab. 1). Tab. 1: Nährstoffbedarfswerte Orientierte Nährstoffbedarfswerte kg/ha für Rüben nach LUFA Rostock, Richtwerte zur Düngung 2004; Gehaltsklasse C Ertragserwartung dt/ha Gesamtnährstoffbedarfswerte kg/ha P 2 O 5 K 2 O MgO Abb. 1: Rübenaussaat mit Einzelkornsägerät Die Reihenabstände betragen je nach Region 45 bzw. 50 cm. Es sollte vorab geklärt werden, mit welchem Reihenabstand der Rübenroder, der zur Ernte eingesetzt wird, arbeitet. Die Ablageentfernung variiert je nach Reihenweite und angestrebter Bestandesdichte zwischen 18 und 21 cm. Daraus ergibt sich eine Aussaatstärke zwischen 1,2 und 1,05 Einheiten (U) Saatgut/ha. Eine U enthält keimfähige Rübenpillen (Quelle: Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei M.-V. 2004) 4 Anbau Anbau 5

4 Zwischen dem Nährstoffbedarf und dem Entzug können bei Rüben deutliche Unterschiede bestehen. Entscheidend ist, ob zusätzlich zum Rübenkörper das Blatt geerntet wird. Kalium wird beispielsweise überwiegend in den Rübenblättern gespeichert. Ebenso ein Großteil von Phosphor und Magnesium. Wird nur der Rübenkörper geerntet, bleiben Großteile der aufgenommenen Grundnährstoffe auf dem Acker zurück, wodurch sich eine Düngung in der Fruchtfolge deutlich reduziert. Grundsätzlich orientiert sie sich am Entzug über das Erntegut. Daneben sollten Bodenart und Gehaltsklassen mit berücksichtigt werden. Allgemein wird hier von der Versorgungsstufe C ausgegangen. Rüben weisen innerhalb einer Fruchtfolgerotation den höchsten Anspruch an die Grundnährstoffversorgung auf. Es ist daher eine Düngung direkt vor dem Anbau anzuraten. Da Kalium, mit Ausnahme auf leichten Böden, und Phosphor wenig auswaschungsgefährdet sind, kann eine Grundnährstoffdüngung direkt vor Rüben für die gesamte Rotation erfolgen. Der Entzug der Rübe liegt je nach Ertragsniveau zwischen 150 und 200 kg K 2 O und 50 bis 80 kg P 2 O 5 je Hektar. Für eine gesamtheitliche Grundnährstoffdüngung müssen die Entzüge der anderen Fruchtfolgeglieder dazugerechnet werden. Eventuell ist zusätzlich eine Düngung mit dem Mikronährstoff Bor zum Reihenschluss erforderlich, um der Herz- und Trockenfäule der Rüben vorzubeugen, vor allem wenn eine lange Lagerung der Rüben in einer Feldrandmiete geplant ist. Über eine Blattdüngung ab Reihenschluss lässt sich der Bedarf an Mirkonährstoffen einfach und kostengünstig decken. Alternativ zur mineralischen Düngung kann ebenfalls die organische Düngung von Rüben gut verwertet werden. Vor allem durch den Ausbau der Biogasproduktion rücken verstärkt Gärreste in den Vordergrund. Bei der Ausbringung im Herbst ist die Düngeverordnung zu beachten. Zwischenfrüchte helfen Nährstoffverluste zu vermeiden. Um insbesondere bei Güllen und Gärresten die N-Ausnutzung zu erhöhen, sollten sie im Frühjahr ausgebracht werden. Hierdurch lassen sich Mineraldüngeräquivalente von % des Gesamtstickstoffgehaltes erreichen. Es ist ratsam, max. 2/3 des Stickstoffbedarfs der Rüben mit org. Düngemitteln zu decken. Um den Stickstoffbedarf in der Jugendentwicklung zu sichern, sollte der Rest über eine Mineraldüngung erfolgen. Welche Sorte eignet sich am besten zur Biogasproduktion? Hohe Trockenmasseerträge (TME) pro Hektar sind die Voraussetzung für eine wirtschaftliche Substratproduktion. Neben einer effektiven Substratversorgung wird mit einem hohen TME eine effiziente Flächennutzung gewährleistet. Die Rübe bietet hierfür die besten Voraussetzungen. Intensive züchterische Arbeit sorgt dafür, dass auch in Zukunft Leistungspotenzial und Anbaueigenschaften der Rübe optimiert werden. Als Rüben für Biogas stehen sowohl Zuckerrübensorten als auch die neu entwickelten EnergieRüben zur Verfügung. Zuckerrüben mit hohen Zuckererträgen eignen sich hervorragend zur Biogasproduktion. Zuckerertrag und Trockenmasseertrag sind bei Zuckerrüben hoch korreliert. Höchste Trockenmasseerträge weisen Zuckerrübensorten mit den höchsten Zuckererträgen auf. Die sehr schnelle Fermentation als Substrat und positive Effekte auf den Methangehalt des Biogases bringen sie von Haus aus mit. Zuckerrüben sind somit bestens als Substrat für Biogasanlagen geeignet. Zusätzlich stehen viele leistungsstarke Sortentypen für besondere Anbaubedingungen zur Verfügung. Resistente oder mehrfachtolerante Sorten helfen hohe Ertragspotenziale auch unter Befallsbedingungen mit beispielsweise Nematoden, Rizomania oder Cercospora zu erreichen. Leistungsfähige EnergieRüben werden derzeit in einem neuen KWS Züchtungsprogramm entwickelt. Mit hohen Trockenmasseerträgen sind sie für hohe Biogaserträge pro Hektar optimiert. Gleichzeitig haben sie eine hochverdauliche organische Substanz für schnelles Gasbildungsvermögen. Die speziell für die Zuckererzeugung wichtigen Parameter eines niedrigen Standardmelasseverlustes (niedrige Gehalte an Kalium, Natrium und Amino-N- Verbindungen) sind bei der Biogasproduktion nicht von Bedeutung. Ebenfalls zeichnen sich EnergieRüben durch gute Abreinigungseigenschaften aus, was einen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit mit sich bringt. EnergieRüben sind speziell für die Verwertung in Biogasanlagen züchterisch optimiert und somit nicht für die Anlieferung in Zuckerfabriken zugelassen. Der Einsatz von Futterrüben zur Biogasproduktion ist derzeit unter anderem wegen des geringen Trockensubstanzgehalts unattraktiv. Darüber hinaus stehen bei der Futterrübe nahezu keine modernen Sortentypen mit Resistenzen gegen Rizomania, Cercospora oder Nematoden zur Verfügung. Die KWS Züchter erwarten in den nächsten Jahren sowohl für den Bereich der Zuckerrüben als auch der EnergieRüben weitere große Züchtungsfortschritte. Falls Sie weitere Fragen zu der richtigen Rübensorte für die Biogaserzeugung haben, sprechen Sie gerne Ihren KWS Berater an. 6 Anbau Anbau 7

5 2. Rodung Das Ziel der Ernte ist es, den gewachsenen Rübenertrag möglichst vollständig zu nutzen, um damit die höchste Wirtschaftlichkeit des Substratanbaus zu sichern. Die Ernte von Biogas-Rüben unterscheidet sich zumindest in einem Punkt deutlich von der klassischen Zuckerrübenernte. Während Rüben für die Zuckerproduktion meist geköpft werden, um die bei der Zuckerproduktion behindernden Inhaltsstoffe (Kalium, Natrium und Stickstoffverbindungen) zu entfernen, stört der Kopf in der Biogasanlage nicht. Der Rübenkopf stellt hier eine zusätzliche, wertvolle Biomasse dar. Entblätterung oberer Kopf unterer Kopf Hals Rübenertrag (rel.) Zuckergehalt (rel.) (100 = ZG in Wurzel) 73,5 90,8 97,5 100 Die Entblätterungsmethode ist eine Möglichkeit, um zusätzliche Biomasse der Rübe zu nutzen, da der Kopf mitgeerntet wird (Abb. 3). Mehrerträge von 5-10 % (W. Beer und F. Michiels-Corsten in Zuckerrübe 3/2009) können durch dieses Verfahren erreicht werden. Voraussetzung einer guten Entblätterungsqualität ist ein gleichmäßiger Pflanzenbestand. Technische Lösungen wurden in den vergangenen Jahren durch die Landtechnik weiterentwickelt. Durch Entfernen der Köpfmesser an herkömmlichen Rübenrodern kann ebenfalls eine teilweise Entblätterung erreicht werden. Bei dieser Methode sollten die Rüben jedoch zeitnah in die Biogasanlage verfüttert werden, da sonst ein Wiederaustrieb der Blätter erfolgen kann. Abb. 3: Ertragszuwachs durch Entblätterung, nach K. Bürcky Des Weiteren ist die Fahrgeschwindigkeit bei der Ernte anzupassen, um weitere Verluste wie z. B. Wurzelbruch zu verhindern. Neben diesen Punkten nimmt der Erntetermin entscheidenden Einfluss auf den Erdanhang der Rüben. Je feuchter die Rodebedingungen, desto höher ist auch der Erdanhang. Blatternte Das Blatt der Rübe stellt eine zusätzliche Ertragskomponente dar. Mit dem Blatt kann ein zusätzlicher Trockenmasseertrag von etwa dt TM/ha realisiert werden. Durch den geringeren TS-Gehalt des Blattes im Vergleich zur Rübe sind jedoch meist nur kürzere Transportentfernungen rentabel. Bei der Lagerung ist ein hoher Sickersaftaustritt zu beachten. Abb. 2: Gut geköpfte Biogasrübe 8 Rodung Rodung 9

6 3. Reinigung, Entsteinung und Zerkleinerung Erde und Steine im Substrat Die größte Herausforderung beim Einsatz von Rüben als Biogassubstrat ist der mögliche Eintrag von Steinen und Sand mit dem Erntegut. Während Ton und Schluffanteile in den meisten Biogasanlagen durch Rühren und Pumpen in der Schwebe bleiben oder sich an die Organik im Fermenter anheften und mit dem Gärrest größtenteils wieder ausgebracht werden, neigt der Sand zur Sedimentation. Andererseits hängt an Rüben, die auf sandigen Böden angebaut werden absolut gesehen weniger Erde an. Zudem kann dieser Erdanhang mit den vorhandenen Geräten zur Nass- und Trockenreinigung gut entfernt werden. Es sollte in diesem Zusammenhang immer berücksichtigt werden, dass mit einem optimalen Erntetermin bereits übermäßige Erdanhänge vermieden werden können. Wichtig ist, dass keine der bewährten Nass- oder Trockenabreinigungstechniken eine vollkommene Erdfreiheit sicherstellen kann. Hier müssen sich die Biogasanlagenbetreiber bewusst sein, dass es generell keine erdfreien Nawaro-Substrate gibt! Auch Grassilagen, GPS, Mais und Gülle oder gar HTK weisen immer gewisse Schmutzanteile auf, man sieht sie nur nicht. KWS Rübenwäsche Mittlerweile gibt es mehrere Technikhersteller, die sich mit der Aufbereitung von Rüben als Biogassubstrat beschäftigen. Es sind sowohl mobile als auch stationäre Reinigungsanlagen mit teilweise direkt angeschlossener Häckseltechnik im Angebot. Die Maschinen können an die individuellen Anforderungen der Biogasanlagen angepasst werden. Die KWS Rübenwäsche (Abb. 6) wird mobil eingesetzt und über einen Lohnunternehmer betrieben. Die Kontaktdaten teilt Ihnen unser Beratungsteam gerne mit. Haupteffekt der Nasswäsche ist weniger die Erdabreinigung als vielmehr die sichere Steintrennung mit dem Prinzip der Dichtetrennung. Die Rüben durchlaufen nach einer Trockenreinigungsstufe eine ca. 2 m lange Waschtrommel, danach folgt ein in der Zuckerfabrikstechnik bewährter Trommelsteinabscheider, der die Steine sicher aus den Rüben trennt. Während die Rüben mit einer spezifischen Dichte von ca. 1,1 kg/m 3 durch einen Wasseraufstrom aufgetrieben werden, sacken die Steine mit deutlich höherer Dichte ab und werden aussortiert. Anschließend folgt ein Überladeband, das die Rüben bis auf 4,2 m Höhe überladen kann oder auf den Boden ablegt. Die Wasserversorgung erfolgt durch ein Erdabsetzbecken im Kreislauf. Wichtig ist, dass einmal gewaschene / entsteinte Rüben sich nicht mehr lange frisch lagern lassen! Je nach Temperatur setzt nach 5-10 Tagen die Fäulnis ein. Daher sollten gewaschene / entsteinte Rüben möglichst bald nach der Nassreinigung einsiliert oder verwertet werden. Die Nasswäsche und Entsteinung bedeutet einen nicht zu vernachlässigenden Arbeitsund Kostenaufwand. Bei geringem Steinbesatz und Böden mit geringem Sandanteil sollte auf die Nassreinigung am besten verzichtet werden! Abb. 4: Verladung mit der Maus Quelle: ROPA Abb. 5: Rübenreinigungslader, Quelle: Holmer Abb. 6: KWS Rübenwäsche 10 Reinigung, Entsteinung und Zerkleinerung Reinigung, Entsteinung und Zerkleinerung 11

7 Zerkleinerung Bei der Verwendung von Rüben in Biogasanlagen werden verschiedene Ansprüche an ihren Zerkleinerungsgrad gestellt. Grundsätzlich bietet ein zerkleinerter Rübenkörper eine größere Angriffsfläche für die Bakterien in der Biogasanlage. Je feiner die Zerkleinerung, umso schneller die Umsetzung im Fermenter. Praxiserfahrungen zeigen, dass aus Sicht der Fermentation die Zerkleinerung auf Streichholzschachtel-Größe ausreichend ist. Bevor die Rüben zerkleinert werden, muss feststehen, welche Möglichkeit der Lagerung bzw. Silierung zur Verfügung steht. Eine Breisilierung der Rübe setzt beispielsweise andere Zerkleinerungstechniken voraus, als bei der Silierung in Mischung mit Mais. Bei letzterem reichen grobe Schnitzel oder ganze Rüben aus. Pumpfähige Rüben Zur Nutzung vorhandener Hochsilolager hat die Rübe großen Anklang gefunden. Für diese Lagerungsart werden pumpfähige Substrate wie Gülle, Getreideschlempe und natürlich Rüben zur Vergärung verwendet. Um den Rübenkörper pumpfähig zu machen, muss er sehr fein zerkleinert werden. Dazu eignen sich unter Umständen Kompostschredder (Abb. 9). Diese Geräte können auch kleinere Steine zerhacken. In diesem Bereich gibt es auch Spezialmaschinen, wie z. B. den Zerreißer des Technikherstellers G&W GmbH (Abb. 10). Anders als der Kompostschredder ist der Zerreißer nicht für die Zerkleinerung von Steinen geeignet. Mit dieser Maschine können nur steinfreie Rüben verarbeitet werden. Eine Zerkleinerung der Rüben vor dem Eintrag in den Fermenter ist in jedem Fall empfehlenswert. Unzerkleinerte Rüben würden auf den Fermenterboden absinken, sind nur langsam umsetzbar und bringen die Gefahr einer Verstopfung von Pumpen und Leitungen mit sich. Zerkleinerungstechnik neu aufgelegt Abb. 7: Holaras Häckselschaufel Der Rübenschnitzler von den Firmen Holaras oder vdw wurde für die Zerkleinerung von Rüben entwickelt (Abb. 7 und 8). Am Teleskoplader angebaut, ermöglichen die Maschinen mit einer hydraulisch angetriebenen Zerkleinerungswelle im Boden der Schaufel eine Aufnahme und Zerkleinerung der Rüben. Auftretende Steine stoppen den Ölmotor, ohne dass die Schneidorgane Schaden nehmen. Auch für die Lagerung der Rüben in Mischsilagen mit Silomais oder Lieschkolbenschrot bietet sich die Zerkleinerung der Rüben an. Die Einbringung der Rübenstücke in die Maismiete ist ebenfalls mit einer Schnitzlerschaufel möglich. Versuchsweise wurden auch Miststreuer eingesetzt, mit denen die Rüben zerkleinert und schichtweise auf den Mais gestreut wurden. Zur Entnahme aus dem Silo ist in diesem Fall allerdings eine Fräse notwendig, damit der Eintrag von unzerkleinerten Rüben oder zu großen Bruchstücken in die Anlage vermieden wird. Abb. 9: Willibald-Schredder mit hoher Durchsatzleistung und Steintoleranz Abb. 10: Zerreißer mit hohem Durchsatz und direkt angeschlossener Pumpe, allerdings steinempfindlich. Abb. 8: vdw Häckselschaufel 12 Reinigung, Entsteinung und Zerkleinerung Reinigung, Entsteinung und Zerkleinerung 13

8 4. Silierung und Ganzjahresversorgung Die Ganzjahresversorgung der Biogasanlagen mit Rüben ist nach wie vor ein großes Forschungsfeld von KWS und vielen Partnern in Wissenschaft und Praxis. Es gibt verschiedene Ansätze die Rüben zu lagern. Lagerung frischer Rüben Zwischen September und Mitte Februar ist die Verwertung frischer Rüben ein günstiges Verfahren. Genau wie bei der Rübenlagerung zur Zuckerproduktion sollten die Mieten ab Mitte November abgedeckt werden. Bei kühlen Temperaturen wurden mit der Verwendung von Siloplanen und Rübenvlies zur Abdeckung gute Erfahrungen gesammelt. Tauen die Mieten nach langen Frösten auf, ist eine möglichst schnelle Verarbeitung anzuraten. Die Bedeckung der Miete ist mit dem Temperaturverlauf abzugleichen, um Hitze- und Kälteeinbrüche in der Miete zu vermeiden und Verluste zu minimieren. Gegebenenfalls muss der Mietengiebel aufgedeckt werden, damit die Wärme entweichen kann. Abb. 11: Befüllung eines AG-BAG Schlauchs Seit 2008 wird die Rübensilierung getestet. Bereits im ersten Jahr wurden gute Erfahrungen mit Schlauchsilagen gemacht. Die Firma AG-BAG presst mit einem Schlauchsiliergerät ganze Rüben in einen Siloschlauch (Abb. 11). Silierte Rüben gut verdaulich und schnelles Gas Um den optimalen Erntetermin mit den höchsten Trockenmasseerträgen von Rüben nutzen zu können, sollte es das Ziel sein, die Rüben solo zu silieren. Hierfür eignen sich die Rüben in ihren beiden Extremen: als pumpfähiger Brei in einem Hochsilo oder in einer Lagune als unzerkleinerte Rübe im Fahrsilo oder im Folienschlauch Die silierte Rübe bringt deutliche Vorteile in der Fermentation. Wichtig ist in jedem Fall, unabhängig von der Silierungsform, den entstehenden Sickersaft (ca. 100 l/to bei zerkleinerten Rüben) aufzufangen. Ansonsten sind aufgrund seines hohen Energiegehaltes signifikante Verluste zu verzeichnen. Mischsilagen eine effektive Lösung Die Nutzung vorhandener Kapazitäten ist aus betrieblicher Sicht eine günstige Lösung. Mit Mischsilagen in bestehenden Fahrsilos werden schon seit Jahren sehr gute Erfahrungen gemacht. Die Herausforderung hierbei ist, einen optimalen Erntetermin von Rüben und der Maisvariante zu finden sowie zwei Ernteketten für verschiedene Kulturen zu koordinieren. Der Mais wird in weiten Teilen Deutschlands Mitte bis Ende September geerntet, die Rübe hat zu diesem Zeitpunkt jedoch noch nicht ihren maximalen Ertrag erreicht. Zur optimalen Gestaltung des Erntetermins müsste eine an den Standort angepasste späte Maissorte gewählt werden, um den Erntetermin möglichst dem der Rüben anzugleichen. Sprechen Sie hier Ihre KWS Berater in der Region für Rüben oder Mais an, um eine Empfehlung zu erarbeiten. Bei der Handhabung des Sickersaftes ist der niedrige ph-wert (~ 3,5) zu bedenken, wodurch sich spezielle Anforderungen an die Kontaktmaterialien ergeben. Rüben sollten auf säurefestem Asphalt gelagert werden! Ein Sickersaft-Abfluss sollte unterhalb der Silomiete liegen. Erst durch Sauerstoffkontakt entfaltet der Sickersaft seine korrosive Wirkung. 14 Silierung und Ganzjahresversorgung Silierung und Ganzjahresversorgung 15

9 Silierung von Rüben und Lieschkolbenschrot Ein späteres Erntefenster bietet der Mais, wenn er in Form von Lieschkolbenschrot (LKS) verarbeitet wird. LKS hat einen deutlich höheren Trockensubstanzgehalt als Maissilage. Der hohe Trockensubstanzgehalt ermöglicht einen wesentlich höheren Anteil an Rüben in der Mischsilage (bis zu 70 % Rüben und 30 % Mais sind denkbar) (Abb. 12). Diese Mischung ist fertig siliert ein sehr energiereiches Substrat für die Biogasanlage. Die Verweilzeit im Fermenter ist bei hoher Raumbelastung sehr kurz. Versuche von KWS und den Forschungspartnern in Wissenschaft und Praxis zeigen hervorragende Ergebnisse. Denkbar ist es für Anlagen mit großen Transportstrecken in der großen Distanz den Mais als LKS zu ernten und die Rüben in der Nähe der Anlage anzubauen. Silierung gemuster Rüben im Folienerdbecken Eine neue Form der Lagerung von Rüben ist die Lagerung von Flüssigsilage aus Rübenbrei und Blattmus in einem Folienerdbecken (Abb. 14). Auf einem Biogasbetrieb wurden hier die Rüben ungewaschen durch einen Kompostschredder direkt in die Lagune eingebracht. Zur Verflüssigung des Substrates wurde Rübenblatt mitverarbeitet. Um das Auslaufen des Rübenbreis zu verhindern, sollte das Breisilo mit einer stabilen PE-Folie (z. B. aus dem Deponiebereich), einem Vlies und einer zweiten Folie zur Leckanzeige ausgekleidet werden. Bisherige Erfahrungen haben gezeigt, dass sich nach einiger Zeit eine Schwimmschicht auf dem flüssigen Substrat bildet. Langjährige Erfahrungen liegen mit diesem System noch nicht vor. Durch weitere Versuche und Beobachtungen sollen weitere Erkenntnisse gewonnen werden. Ein Vorteil ist jedoch schon heute erkennbar: Im Vergleich zum Bau eines Hochsilos ist die Anlage einer Lagune mit deutlich geringeren Investionskosten verbunden. Abb. 12: Mischsilage, Rüben und Lieschkolbenschrot Silierung unzerkleinerter Rüben im Fahrsilo Abb. 13: Ganzrübensilage im Fahrsilo Im Fahrsilo lassen sich nicht nur Mischsilagen anlegen, auch eine Silierung ganzer Rüben ist möglich, wie die Erfahrungen einiger Praxisbeispiele zeigen. Entscheidend ist dabei eine ordnungsgemäße Mietenabdeckung, um schnellstmöglich ein anaerobes Milieu im Silo zu erreichen (Abb. 13). Dieser Punkt ist vor allem bei Rüben entscheidend, da sie, gegenüber anderen Siliergütern, nicht rückverdichtet werden können. Vor allem ein Einströmen von O 2 und ein Ausströmen des zur Silierung notwendigen CO 2 muss durch eine Unterziehfolie verhindert werden. Im Verlauf des Silierprozesses verändert sich die Lagerungsdichte der Rübe. Da die Mieten während der Silierung zusammen sacken, kann sich die Mietenhöhe beinahe halbieren. Die Analyse der Rüben einer solchen Miete ergab einen ph-wert von 3,5. Damit ist eine genügende Lagerstabilität der Rüben gegeben. Abb. 14: Rübenbrei und Blattmus im Folienerdbecken, Quelle: Gröblinghoff 16 Silierung und Ganzjahresversorgung Silierung und Ganzjahresversorgung 17

10 5. Die Rübe in der Biogasanlage Die Rübe ist der Turbo in der Biogasanlage. Mit Verweilzeiten von 10 bis 15 Tagen ist die silierte Rübe ein echter Methanbooster (Abb. 15). Durch schnelles Gas eignen sich Rüben hervorragend zur Feinregulation. Ebenfalls lassen sich erhöhte Raumbelastungen ermöglichen. Ergebnisse aus Wissenschaft und Praxis belegen Methanerträge von ca. 400 m 3 Methan/Tonne organischer Trockenmasse der Rübe. Praxisversuche der KWS und Berichte von Praktikern haben gezeigt, dass durch den Einsatz der Rübe in Mischanteilen von 25 bis 30 % in der täglichen Ration die Methangehalte im Biogas um bis zu 2 Prozentpunkte gestiegen sind. Trotz der schnellen Säurebildung im Fermenter zeigte sich bei Eintrag der silierten Rübe sogar, gemessen an den Säurekennwerten der Biogasanlage, ein prozessstabilisierender Einfluss. Letztlich ist der Neueinsatz von Rüben in Ihrer Biogasanlage unbedingt mit der prozessbiologischen Betreuung bzw. Ihrem betreuenden Labor abzustimmen. Die Ergebnisse aus den Partneranlagen der KWS können nicht verallgemeinert werden. Faustzahlen nach Praxistests zur Rübe 1 Tonne Rüben pro Tonne Trockenmasse ( 23 %) 6. Fazit Die Rübe ist durch die schnelle Fermentierbarkeit und die gute Methanausbeute ein wertvolles Substrat für Biogasanlagen. Mit der Rübe bietet sich gerade für größere Anlagen mit einem hohen Flächenbedarf die Möglichkeit, die Substratversorgung auf mehrere Kulturen und Konzepte aufzuteilen, um damit das Versorgungsrisiko zu splitten. Darüber hinaus wird die Energiepflanzenfruchtfolge um eine weitere wertvolle Kultur erweitert. Bislang spezialisierte Rübenanbauer können viel zum Erfolg des Substratmanagements beitragen. Technik und Logistik zum Rübenanbau ist in vielen Regionen vorhanden und kann genutzt werden. Zur technischen Aufbereitung der Rübe konnten in den letzten Jahren sehr gute Erfahrungen gesammelt werden. Die Aufbereitung in Form von Waschen, Entsteinen und Zerkleinern ist mittlerweile mit vielen Lösungsansätzen gut und kostengünstig realisierbar. Allerdings ist noch viel Innovationsgeist und Aufbauarbeit zu leisten, da es keine Lösung von der Stange gibt! Das Thema Ganzjahresversorgung wird intensiv bearbeitet. Die Lagerung frischer Rüben, das Anlegen von Mischsilagen und die Monosilierung im Fahrsilo, im Folienerdbecken oder auch im Schlauch sind praxisnahe Konzepte und bieten individuelle Kombinationsmöglichkeiten. Die kleineren Herausforderungen, z. B. die Ertragsmaximierung durch Anbautechnik, konnten sehr schnell gemeistert werden. Angepasste Ernteverfahren wie die Entblattung finden schon heute ihre Anwendung. ~ m 3 Rohbiogas ~ m 3 Rohbiogas % CH 4, Rest überwiegend CO 2 und N, S, O, H, NH 3, H 2 S, H 2 O Energiewert / m 3 ~ 0,6 l Heizöl Die Züchtung von hochleistungsfähigen KWS Rübensorten zur Biogas-Erzeugung zählt zu den größeren Herausforderungen und wird von den Züchtern der KWS SAAT AG mit Hochdruck vorangetrieben. Schon jetzt zeichnet sich ab, dass die Rübe als Biogassubstrat eine große Zukunft hat! ~ m 3 CH 4 ~ 400 m 3 CH 4 1 m 3 CH 4 ~ 9,9 kwh Gesamtenergie, 38% elektr. Energie 1 m 3 CH 4 ~ 9,9 kwh Gesamtenergie, 38% elektr. Energie ~ 330 kwh elektr. Energie > kwh/ha ~ kwh elektr. Energie Daten: Eigene Erhebungen aus praktischen Anlagen Abb. 15: Die Rübe als Substrat für Biogasanlagen 18 Die Rübe in der Biogasanlage Fazit 19

11 KWS Profis vor Ort A B A Steffen Ernst Tel.: / Mobil: / Fax: / s.ernst@kws.com B Fritz-Jürgen Lutterloh Tel.: / Mobil: / Fax: / f.lutterloh@kws.com F D G H E C C Dr. Götz Neshau Tel.: / Mobil: / Fax: / g.neshau@kws.com I D Fritz Hübner Tel.: / Mobil: / Fax: / f.huebner@kws.com E Siegfried Schäkel Tel.: / Mobil: / Fax: / s.schaekel@kws.com F Dr. Jan Kuckenberg Tel.: / Mobil: / Fax: / j.kuckenberg@kws.com G Hans-Wilhelm Roth Tel.: / Mobil: / Fax: / h.roth@kws.com H Jürgen Wagner Tel.: 0 69 / Mobil: / Fax: 0 69 / j.wagner@kws.com I Dr. Werner Linzmeier Tel.: / Mobil: / Fax: / w.linzmeier@kws.com KWS SAAT AG Grimsehlstraße 31 D Einbeck Tel.: / Fax: /