Biogas- und Methanerträge neuer Energiepflanzen

Transkript

1 Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen Thema Biogas- und Methanerträge neuer Energiepflanzen V [l N /kg ots ] Biogas Methan

2 Ablauf Einleitung Methoden und Durchführung Ergebnisse Ausblick

3 Einleitung Verbundprojekt EVA - Anbau verschiedener Fruchtfolgen am Standort Dornburg Untersuchung der Pflanzen auf ihr Biogaspotential unter besonderer Berücksichtigung: Biogasausbeute der verschiedenen Fruchtarten Einfluss von Haupt- Zweitfruchtstellung verschiedene Bodenbearbeitungen (mit/ohne Pflug)

4 Einleitung Sommer- Gerste (GP) Ölrettich (SZF) Sudangras* Futter- Roggen (WZF) Mais Futter- Roggen (WZF) Sommer- Gerste (GP) + Untersaat Luzernegras Hafer Sortenmischung (GP) Hafer (GP) Mais Topinambur (Kraut) 2006 Mais Mais (ZF) Sudangras (ZF) Luzernegras Winter- Triticale (GP) Artenmischung (Winter-Triticale, -Weizen,- Gerste) Mais Topinambur (Kraut) 2007 Winter- Triticale (GP) Zuckerhirse (SZF) Winter- Triticale Winter- Triticale (GP) Einjähriges Weidelgras (SZF) Luzernegras Winter-Raps Winter-Raps Mais Topinambur (Kraut und Knolle) 2008 Winter- Weizen Winter- Weizen Winter-Weizen Winter-Weizen Winter- Weizen Winter-Weizen Winter- Weizen Winter- Weizen Biogassubstrat

5 Methoden und Durchführung 8 unterschiedliche Fruchtfolgen mit 12 verschiedenen Fruchtarten jedes Fruchtfolgeglied im Anbau viermal wiederholt Ernte mittels Parzellen-Futterernter oder Häcksler (Zerkleinerung) aus gebildeter Mischprobe wird repräsentative Probe von ca. 1 kg gezogen Einsilierung erfolgt in 1 bzw. 1,5 Liter Modelsilos (Tulpengläser, Weck)

6 Methoden und Durchführung Foto: ATB Verdichtung des Pflanzenmaterials im Glas je Fruchtart vier Silageproben (zwei mit Siliermittel, zwei ohne)

7 Methoden und Durchführung Silierdauer 90 Tage, Lagerung bei -20 C Nach Auftauen Trocknung bei 60 C und Zerkleinerung auf 1-2 mm Siebdurchgang Umfassende Inhaltstoffanalyse Untersuchung im Hohenheimer Biogasertragstest

8 Methoden und Durchführung Fermenter 100 ml Kolbenprober (Glasspritze) Silkonpaste als Dicht- und Schmiermittel Verschluss durch Schlauchklemme

9 Methoden und Durchführung Einschub in Rotoraufbau, langsamdrehender Rotor kontinuierliche Durchmischung Substrates Umlagerung des Dichtmittels Rotoraufbau in Trockenschrank konstante Gärtemperatur

10 Methoden und Durchführung Gärsubstrat in Kolben Biogasbildung durch einsetzende Aktivität der Mikroorganismen Erfassung des Volumenstandes bei ausreichend hohen Volumenstand Gasanalyse an externen Messgerät

11 Methoden und Durchführung Untersuchungen am einsilierten, getrockneten und vermahlenen Pflanzenmaterial ca mg Probenmaterial in Mischung mit ca. 35g Impfmaterial Nullvariante: reine Impfgülle Referenz: mikrokristalline Cellulose

12 Methoden und Durchführung Proben in 3-facher Wdh. 17 Proben 1 Nullvariante 1 Referenzprobe

13 Methoden und Durchführung Versuchsdauer i.d.r. 30 Tage Gärtemperatur 37 C Gasanalyse (Methan) an externen Messgerät Durchführung und Umrechnungen nach VDI-RL 4630 Vergärung organischer Stoffe Substratcharakterisierung, Probennahme, Stoffdatenerhebung, Gärversuche

14 Ergebnisse V [l N /kg ots ] Biogas Methan ATM Fu Roggen HSM Hafer Luzerne Knaulgras Mais SG SoGersteUS Sudangras Topinambur (Knollen) Topinambur (Kraut) Triticale Topinambur - Knolle ca. 750 l N /kg ots Topinambur - Kraut ca. 460 l N /kg ots

15 Ergebnisse V [l N /kg ots ] Biogas Methan ATM Fu Roggen HSM Hafer Luzerne Knaulgras Mais SG SoGersteUS Sudangras Mais, Futterroggen, Artenmischung, Triticale ca l N /kg ots Topinambur (Knollen) Topinambur (Kraut) Triticale Sommergerste, Sommergerste-US ca.600 l N /kg ots Hafer, Hafersortenmischung, Sudangras, Luzerne ca l N /kg ots

16 Ergebnisse V [l N /kg ots ] Biogas Methan ATM Fu Roggen HSM Hafer Luzerne Knaulgras Mais SG SoGersteUS Sudangras Topinambur (Knollen) Topinambur (Kraut) Triticale Futterroggen, Sommergerste, Artenmischung, Mais, Triticale l N /kg ots Sommergerste-US, Hafer, Hafersortenmischung, Sudangras, Luzerne l N /kg ots

17 Ergebnisse V [l N /kg ots ] Biogas Methan HF Mais ZF Mais HF Sudangras ZF Sudangras Zweitfruchtstellung höhere Erträge Differenzen: Mais: ca. 15 l N /kg ots (Biogas), ca. 4 l N /kg ots (Methan) Sudangras: ca. 20 l N /kg ots (Biogas), ca. 20 l N /kg ots (Methan)

18 Ergebnisse späterer Aussaat- und Erntezeitpunkt der Zweitfrüchte bessere Nährstoffverfügbarkeit zwei Fruchtarten Mais und Sudangras weitere Untersuchungen zur Bestätigung

19 Ergebnisse V [l N /kg ots ] Biogas (Norm) Biogas (Min) ATM Fu Roggen HSM Hafer Luzerne Knaulgras Mais SoGersteUS Sudangras Triticale ZF Mais ZF Sudangras Tendenz zu höheren Erträgen der minimalen Bodenbearbeitung Futterroggen, Sommergerste-US, Sudangras ca l N /kg ots restlichen Fruchtarten ca l N /kg ots Ausnahme Artenmischung und Luzerne-Knaulgras

20 Ergebnisse V [l N /kg ots ] Methan (Norm) Methan (Min) ATM Fu Roggen HSM Hafer Luzerne Knaulgras Methanerträge nur z.t. höher Mais SoGersteUS Sudangras Triticale ZF Mais ZF Sudangras geringerer Differenzen von ca l N /kg ots Ausnahme: Artenmischung, Triticale, Sudangras, Luzerne, Futterroggen geringe Differenzen von ca l N /kg ots

21 Ergebnisse l N /kg ots WZF FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF 7 FF 8 Vorteil der Winterzwischenfrucht Sortenmischung geringe Unterschiede

22 Ergebnisse l N /kg ots WZF FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF 7 FF 8 Vorteil der Winterzwischenfrucht ähnliche Verhältnisse wie Biogaserträge

23 Ausblick Abschließende Untersuchungen der EVA I Proben Bestätigung der hier erkannten Tendenzen Fruchtfolgestellung nur für zwei Fruchtarten Trend der Bodenbearbeitung festigen Weitere Untersuchungen im EVA II