SpreuStroh. Neues Produkt neue Verfahren neue Perspektiven Dr.- Ing. Johann Rumpler LLG Sachsen-Anhalt, Bernburg Schmalkalden, den

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1 SpreuStroh Neues Produkt neue Verfahren neue Perspektiven Dr.- Ing. Johann Rumpler LLG Sachsen-Anhalt, Bernburg Schmalkalden, den

2 Strohpellets 28 kw Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

3 Bis zu 10 Mill. Tonnen Spreu werden derzeit auf dem Feld verteilt.

4 SPREU das verschenkte Potenzial Der Anfall von 1 2 t Spreu / ha ergibt ein bundesweites jährliches Potenzial von 10 Mio. t. Dies verdoppelt das nachhaltig nutzbare Potenzial an Stroh und verbessert die Stoffeigenschaften für die Nutzung. Spreu und Stroh (anteilig) gemeinsam mit Korn zu bergen verspricht einen hohen wirtschaftlichen Effekt. Spreu entspricht damit einer Anbaufläche von ha ertragsstarker Energiepflanzen, die zusätzlich nicht einmal ansatzweise zur Verfügung stehen. stellt damit im Vergleich zur kaum noch steigerbaren Produktion von 1,5 Mill. t Holzpellets ein riesiges Potenzial dar! verdoppelt (!) praktisch die aus der Landwirtschaft nachhaltig zur Verfügung stehende Menge an Stroh! verbessert die Eigenschaften im Gemisch mit Stroh für eine Nutzung durch die erheblich geringeren Gehalte an Kalium und Chlor und die geringere Feuchtigkeit deutlich! Parameter Staubemission (13 % O 2 )[mg/m 3 ] Brennwert [J/g] K-Gehalt [g/kg] Cl-Gehalt [g/kg] Stroh- Pellets Spreu- Pellets Holz- Pellets ,3 5,0 0,5 4,0 1,4 0,07 Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

5 Kein Kompakternteverfahren kein SpreuSroh Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

6 Kein Kompakternteverfahren kein SpreuStroh Kanadisches System McLeod Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

7 Kein Kompakternteverfahren kein SpreuStroh Aktuelle Lösung der Schweizer Hochschule für Landwirtschaft zur Spreubergung. Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

8 Kein Kompakternteverfahren kein SpreuStroh Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

9 Kompakternteverfahren SpreuStroh 1 : 1 Kompakternteverfahren 75 % Stroh Humuszufuhr 25 % Stroh 100 % Korn 100 % Spreu Freilager / Schlauch Übergabe Transport / Aufbereitung SpreuStroh 1 : 1 Korn Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

10 Schematische Funktion des Schachtrotorsystems Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

11 50 % des Bauraumes stehen als Bunkervolumen zur Verfügung. Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

12 Kompakternteverfahren Umzusetzendes Konzept auf Basis eines Schacht-Rotor-Mähdreschers Erarbeitet mit: 2012 Forschungsgruppe NAWARO, FH Schmalkalden, Fakultät Maschinenbau, Prof. Dr.-Ing. Frank Beneke Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

13 Kompakternteverfahren Malschwitz 2013 Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

14 Kompakternteverfahren Bornum 2014 Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

15 Bornum 2015

16 Volumetrische Spreuformel : 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1 Erlaubt im Bunker und Transportfahrzeug die Grenzwerte (Gewicht / Volumen) so auszunutzen, dass der Kompakternter dem Mähdrescher technologisch gleichwertig ist (1x/ha abbunkern) und auch die Transporteinheit (25 t Nutzlast, bis 110 m³ Transportvolumen) dem reinen Korntransport nahezu entspricht.

17 Auch die erforderlichen neuen Lagertechnologien können Landwirten und Dienstleistern vom AgroSax Mitglied Gemisch bis 550 kg/m³ BAG Budissa Agroservice GmbH bereitgestellt werden. Und die Ideen gehen nicht aus SpreuStroh bis 200 kg/m³ neuer Ansatz Field Bag D 1,2 m; 3 m³; 1,3 t; 8 x/ha; 19 x/trailer

18 Nur der Einsatz eines Crackers (JD Kernelstar) zum Aufschluss des Gemisches ergab bei einem Versuch mit der B3 GmbH Bornim einen um 16 % höheren Biogasertrag! Das ist für die Praxis einfach und kostengünstig hat aber ein weit höheres Potenzial!

19 Aufbereitungsanlage Prinzipvorstellung der Wertschöpfungsbasis Durchsätze an höchste Leistung der Vorreinigung anpassen neues Vorreinigungsprinzip entwickeln und testen Baugruppen und Gutfluss so anordnen und optimieren, dass Gutstrom und Abgang in Qualität und Menge an den Markt angepasst werden können Pufferungsmöglichkeiten für kontinuierlichen Prozess schaffen alle Baugruppen kompakt anordnen, mobil fahrbar gestalten in möglichst 4 Modulen SpreuStroh (Einstreu, Futter, Pellets, Biogas, Bioethanol, Compounds) Spreu / Feinstroh (z. B. Pellets, Biogas, ) Trailer Kurzstroh Strohmehl für WPC-Prozesse lieferfertig verpacken Korn (Landwirt / Handel) Einstreu, Futter u.a. (Landwirt / Vermarktung) Reinstroh gereinigt / gemahlen für Biopolymerprozesse Prof. Dr.-Ing. Frank Beneke

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21 Strohvermarktung mit 6 x mehr Gewinn Bei 500 ha Druschfläche werden konventionell 25 % der Flächen im Rotationsprinzip von Stroh beräumt, das sind 125 ha. Hier fallen nach praktischer Erfahrung maximal 6 t/ha Stroh an. Das ergibt den betrieblich verkaufbaren Strohertrag von 750 t. Nach aktueller Kalkulation (dlz agrarmagazin Juli 2013) muss mit mindestens 100,- /t Verkaufserlös kalkuliert werden, der 20 % Gewinn für den Landwirt beinhaltet. Das ergibt einen Umsatz von ,- mit einem Gewinnanteil von ,-. Bei der Kompakternte fallen je ha konsequent 1,5 t Stroh und 1,5 t Spreu zur Bergung an. Das ergibt 1500 t SpreuStroh - Ertrag. Gegenüber dem vergleichbaren Strohaufkommen von 750 t muss gegenüber der Pressenlinie eine erhebliche Kosteneinsparung angesetzt werden. Konservativ werden hierfür 50 % Kosten und damit 50 % Gewinn angesetzt. Damit ergibt sich für den vergleichbaren Strohanteil ein Teil-Gewinn von ,-! Für die zusätzlich mit kaum anrechenbarem Aufwand geborgene Menge Spreu von 750 t kann bei gleichen Erlösen von ,- der Gewinnanteil mit 80 % kalkuliert werden. Damit ergibt sich für den zusätzlichen Spreuanteil ein Gewinn von ,-! Der Gesamtgewinn liegt damit mit ,- um das 6,5-fache *** über der konventionellen Verfahrenskette. *** Dieser Ansatz basiert auf einer derzeitigen Marktsituation, die sich mit Bedarfen und Aufkommen anpassen wird.

22 Potenziale und Perspektiven Thermische Verwertung Mobile Pelletierung gemeinsam mit DBFZ (PCM Green Energy; Krone Premos 5000) Wirbelschichtverbrennung und - vergasung mit IFF Fraunhofer Magdeburg Biogaserzeugung Aufschluss von SpreuStroh durch Schlauchlagerung mit anteiligem Rübenbreizusatz (BAG Budissa, IKTS Fraunhofer Dresden) Dampf-Explosionsaufschluss von SpreuStroh vor Fermenter (Biogas Systems GmbH, Österreich) Bioethanol Dampf-Explosionsaufschluss von SpreuStroh für kompletten Zuckeraufschluss (Thünen-Institut Braunschweig, Clariant AG) Rohfasernutzung Projekt Agrarreststoffpolymer als WPC-Grundstoff (abc GmbH, Köln) SpreuStroh feinvermahlen als WPC-Anteil in Bauelementen (NOVO-TECH GmbH, Aschersleben) Rohstoffpumpe Pflanze SpreuStroh spezieller Pflanzenarten als Lieferant seltener Metalle wie Germanium (perspektivischer Ansatz mit Bergakademie Freiberg in Vorbereitung)

23 Stoffliche Nutzung von agrarischen Reststoffen Lignocellulose Bioraffinerien Vorbehandlung OH HO HO H OH H H Bioraffinerie OH OH Glucose Verzuckerung OH O OH OOH H H OH Galactose HO HO H H O OH H H OH Xylose H OH O HO H OH H Arabinose OH H H O O H O H O H O O H Fermentation O H O H O H O O H Energie & Kopplungsprodukte: Futtermittel Wärme Biobasierte Grundstoffe für: Lösungsmittel Kraftstoffe Polymere Seite Jörn Oetken

24 Zuckerzusammensetzung agrarischer Reststoffe Wie viel Zucker kann aus verschiedenen agrarischen Reststoffen gewonnen werden? Substrat Monosaccharide [%], typisch Verzuckerbarer Anteil Glucose Galactose Arabinose Xylose Mannose Summe [%] Weizen Stroh 16,84 0,93 3,43 17,44 0,00 39 Spreu (Weizen) 20,07 1,55 4,78 15,95 0,00 42 SpreuStroh 23,61 1,30 4,32 16,93 0,00 46 Gerstenstroh 24,31 0,72 2,97 13,61 0,00 42 Sojastroh 15,21 2,49 2,10 11,89 0,00 33 Rapsstroh 18,64 1,09 0,91 12,61 1,47 35 Buchenholz 46, ,7 0,8 69 Fichtenholz 45,4 2,0 0,9 4,9 11,4 65 Seite Jörn Oetken

25 Qualitätsanforderungen der Industrie mit SpreuStroh im Großversuch mit 500 kg erreicht! Beispiel Novo Tech: 6000 t/a 2000 ha 3 Kompakternter 1 zentrale Aufbereitung Beispiel Pfleiderer: t/a ha 200 Kompakternter 50 zentrale Aufbereitungen

26 (Quelle Mitteldeutsche Zeitung vom 25./26. Juli 2015)

27 SpreuStroh ist Biomasse mit Massenpotenzial! Das Kompakternteverfahren kann diese einmalig kostengünstig bereitstellen! Das Innovationsforum kann die Potenziale in ihrer gesamten Breite erfassen und erste hochwertige Nutzungspfade initiieren. In allen Arbeitsebenen stehen kompetente und hochmotivierte Partner für die Umsetzung bereit. Die regionale Wertschöpfung hat hohes überregionales Potenzial. Der Reststoff SpreuStroh wird zum innovativen Basisprodukt!