Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate. Dr. Walter Stinner

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1 Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate Dr. Walter Stinner

2 Inhalt 1. Hintergrund und Ziel 2. Biogas im Ökolandbau 3. Nutzung von Ernterückständen 4. Erweiterung der Fruchtfolgen 5. Nutzung problematischer Aufwüchse 6. Schutz der Lebensmittelkette 7. Herausforderungen zur Umsetzung 8. F&E-Bedarf 9. Resume Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 2

3 Hintergrund Die Biogaserzeugung in Deutschland ist in den letzten Jahren zunehmend unter Kritik geraten. Schlagworte der öffentlichen Diskussion sind: Tank-Teller-Trog-Konkurrenz Intensivierung der Landwirtschaft Grünlandumbruch Vermaisung >> Annuelle Hauptfrüchte wesentliche Substratgrundlage Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 3

4 Ziel Biogas kann mehr: Die Substrate müssen keine hohe Reinheit in Bezug auf Zucker-, Stärke- Öl- oder Trockenmassegehalt aufweisen Das ermöglicht Synergieeffekte für Landwirtschaft,- Natur- und Umweltschutz Vorteile im Ökolandbau Auflockerung der Fruchtfolgen, z.b. Ökolandbauelemente im konventionellen Anbau Pflanzenschutzmitteleinsatz lässt sich reduzieren Qualitätsverbesserung in der Lebensmittelkette Viele Dauerkulturen und Wildpflanzen mit vielfältigen Vorteilen sind nur durch Biogaserzeugung nutzbar Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 4

5 1. Ökolandbau Biogaserzeugungspotential: Ökologischer Marktfruchtanbau Ökolandbau mit Milchvieh Energiemaisanbau (konventionell, 25% Nutzfläche) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 5

6 1.1 Verfügbare Substrate (ökologischer Marktfruchtanbau) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 6

7 1.1 Verfügbare Substrate (Ökolandbau mit Milchvieh) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 7

8 1.1 Verfügbare Substrate (konventioneller Energiemaisanbau (25% der Nutzfläche) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 8

9 1.2 Energiepotenziale (gesamte Nutzfläche, Nm³ CH4*ha*a-1) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 9

10 1.3 Pflanzenbauliche Vorteile N-Entzüge des Winterweizens (kg N* ha -1 ) (Mittelwerte ) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 10

11 1.4 Nmin- Gehalte zu Vegetationsende Nmin- Gehalte zu Vegetationsende in Abhängigkeit vom Anbausystem (Mittelwerte ) Tiefe Kontrolle Biogassystem 0-30 cm 24,5b 18,8a cm 18,0 14, cm 9,9 9, cm 52,4b 43,4a Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 11

12 1.5 Auswirkung auf Klimagasemissionen (ökol. Marktfruchtbau) (N 2 O u. CH 4 ) als Global warming Potential (GWP) über 100 Jahre (kg CO 2 äq ha -1 ) Kontrolle Biogas System Kleegras Kartoffeln Winterweizen Erbsen Winterweizen Sommerweizen Mittelwert 1326 (100%) 836 (63,1%) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 12

13 2. Nutzung von Ernterückständen Reduzierung von Pflanzenkrankheiten (Getreide- und Maisstroh) Reduzierung der Nitratgehalte vor Winter und der Treibhausgasemissionen (Rübenblatt, Zwischenfrüchte) Erweiterung der Anbaumöglichkeiten (mehr Zeit für Zwischenfruchtbau, ohne Strohrotte passt Raps eher hinter Winterweizen) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 13

14 3. Erweiterung von Fruchtfolgen Biogaserzeugung ermöglicht die Nutzung von Arten und Sorten ohne andere wirtschaftliche Verwertung Zwischenfrüchte und Zweifruchtnutzungssysteme werden durch die Energienutzung attraktiver Durch Nutzung von Leguminosen als Substrate und Düngung der Marktfrüchte mit Gärresten kann Mineraldünger eingespart werden Mehrjährige Kulturen u. Dauerkulturen lassen sich durch Biogaserzeugung nutzen (z.b. Durchwachsene Silphie, Wildpflanzenmischungen) Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 14

15 3. Durchwachsene Silphie Photo: FNR Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 15

16 3. Wildpflanzenmischung Photos: FNR Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 16

17 4. Problematische Aufwüchse Lückige Bestände und solche mit hohem Unkraut- oder Infektionsdruck können früh geerntet werden > Verminderung von Pflanzenschutzmittelaufwand Eine Zweitfrucht (Mais, Hirse, Sonnenblume) kann folgen Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 17

18 5. Schutz der Lebensmittelkette Wenn Getreide ins Lager geht, wird durch Silierung und Nutzung als Biogassubstrat der Eintrag von Pilzgiften (v.a. DON) in die Lebensmittelkette verhindert Auch gedroschenes Getreide mit erhöhten Gehalten wird sinnvollerweise in Biogasanlagen verwertet Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 18

19 6. Ökonomische Aspekte (verglichen mit der Vergärung von Mais) - Höhere Erntekosten (Futterbaubestände, Zwischenfrüchte, Erntereste, Problembestände) - Geringere Gasausbeuten, höherer Eigenstrombedarf + Keine oder geringe Pachtkosten + Optimale Nutzung von Siloflächen, Gärrestlager, Ernte- und Ausbringtechnik + Mögliche Kostenreduzierungen in den Bereichen Pflanzenschutz und Stickstoffdünger + Spezielle Vorteile für Minimalbodenbearbeitung dürften weitere Kostenreduzierungen ermöglichen Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 19

20 7. Herausforderungen zur Umsetzung Silierung (TS-Gehalt, Puffersysteme) Erntetechnik (Maisstroh, Zwischenfrüchte im Herbst auf manchen Standorten) Kalkulationsprobleme (Gasausbeuten) Sedimenteinträge (häufig erntebedingt höhere Verschmutzung gegenüber Mais) Vergärungstechnik Wirtschaftlichkeit kleinerer Anlagen (geringere Transportwürdigkeit der Substrate) Hydrolyse faseriger Substrate Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 20

21 8. Forschungsbedarf Pflanzenbau / Landtechnik: Optimale Nutzung von Synergieeffekten zwischen Nahrungsmittel- und Biogaserzeugung, Nachhaltigkeitsforschung (Humusreproduktion, Klimagase) Pflanzenzüchtung: Beachtung der Vergärbarkeit von Nebenprodukten und Zwischenfrüchten Verfahrenstechnik / Biogasforschung: Weitere Untersuchungen zu Methanausbeuten Optimierung des Abbaus (Aufschlussverfahren, Substratmischungen, sekundäre Inhaltsstoffe), besonders der Hydrolyse Entwicklung kostengünstiger Hydrolysekapazität bei geringem Pumpenergiebedarf auch für kleinere Anlagen Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 21

22 9. Resumee In der Landwirtschaft liegen noch erhebliche Biomassepotenziale brach Die Nutzung zur Biogaserzeugung ermöglicht: Pflanzenbauliche Vorteile Reduzierung von Klimagasemissionen und Nitratauswaschungspotenzial Verwertung problematischer Aufwüchse, Schutz der Lebensmittelkette Anbauelemente mit vielfältigen Vorteilen für Landschaft, Natur- und Umweltschutz Es lohnt sich, die Herausforderungen zu lösen! Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 22

23 Andreas Pilz (DBFZ) Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Chancen für die Landwirtschaft durch nachhaltige Biogassubstrate 23

24 Forschung für die Energie der Zukunft Wir laden Sie ein! Ansprechpartner Dr., Stinner, Walter Tel. +49 (0) DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Straße 116 D Leipzig Tel.: +49 (0)