Qualitative Eignung von Extensivgrünland-Aufwüchsen für Verbrennung und Vergärung in Abhängigkeit von botanischer Zusammensetzung und Schnittzeitpunkt

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1 Überblick Qualitative Eignung von Extensivgrünland-ufwüchsen für Verbrennung und Vergärung in bhängigkeit von botanischer Zusammensetzung und Schnittzeitpunkt Bettina Tonn und Jörg Messner Landwirtschaftliches Zentrum Baden-Württemberg Grünlandwirtschaft ulendorf rtenreiches Grünland in Baden-Württemberg Qualitätsparameter für Biogas und Verbrennung Feldversuche Versuchsstandorte Qualitätsparameter Biogas Qualitätsparameter Verbrennung Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Situation in Baden-Württemberg Qualitätsaspekte Biogas Dauergrünland 5. ha 37,9 % der LN (Seit 3: nteil,6 %) rtenreiches Grünland Beispiel FFH-Lebensraumtypen (Gesamtbestand) Wacholderheiden 3 ha 65 ha Pfeifengraswiesen 1 ha Borstgrasrasen 36 ha Flachland-Mähwiesen 63 ha Berg-Mähwiesen ha 17 ha 15 % der Grünlandfläche Biogasproduktion 63 nlagen, 193 MW installierte Leistung Spezifischer Methanertrag (?) Zellwandbestandteile Rohfaser / NDF, DF und DL Technische Probleme in üblichen landwirtschaftlichen Biogasanlagen Konservierungsprobleme bei Silagebereitung 1

2 Qualitätsaspekte Verbrennung ufwuchsalter und chemische Zusammensetzung von Grünlandaufwüchsen Hoher N-Gehalt Umweltrelevante Emissionen ufwuchsalter Hoher sche-gehalt NO x, Feinstaub, HCl, SO Mineralstoffe Hoher Cl-Gehalt Freisetzung und Kondensation am Wärmetauscher nforderungen Biogas Stickstoff nforderungen Verbrennung Hoher S-Gehalt Verschmutzung und Korrosion Zellwandbestandteile Hoher K-Gehalt Niedriger Ca-Gehalt scheschmelzverhalten Verschlackung des Feuerraums?? Extensiv grünland- ufwüchse Versuchsstandorte Erhobene Qualitätsparameter NSG Hacksberg 1 Schnitt Sept. bis Nov. lbtrauf bei Reutlingen lbtrauf bei Reutlingen 1 Schnitt Sept. bis Okt. 1- Schnitte 1. Schnitt Juli bis ug. Schnitt Mitte Juni Mitte Juli Mitte ug. Mitte Sept. Mitte Okt. Fraktion Qualität Biogas Qualität Verbrennung Schnitte 1. Schnitt Juni 1- Schnitte 1. Schnitt Juli bis ug. Langjährig nicht geschnitten Mitte Dez. Mitte Feb. Parzelle Parzelle

3 Biogas: Zellwandbestandteile und spezifischer Methanertrag Verbrennung Emissionen: sche- und Stickstoffgehalte Gehalt (%) NDF DF Spezifischer Methanertrag (Nm³/kg ots),35,3,5,,15,1,5, Spezifischer Methanertrag : Hacksberg Schnittzeitpunkte: 1: Mitte Juni : Mitte Juli 3: Mitte ugust ( : Mitte September) sche N schegehalt (mg g -1 ) N-Gehalt (mg g -1 ) schegehalt (mg g -1 ) N-Gehalt (mg g -1 ) Verbrennung Wärmetauscher: Kalium- und Chlorgehalte Verbrennung Verschlackung: K/Ca-Verhältnis K Cl K-Gehalt (mg g -1 ) Cl-Gehalt (mg g -1 ) K-Gehalt (mg g -1 ) Cl-Gehalt (mg g -1 ) K/Ca K/Ca-Verhältnis 6 K/Ca-Verhältnis 6 3

4 Zustand der sche nach Erhitzen auf 1 C Zustand der sche nach Erhitzen auf 1 C Juni September September Juli sche locker K/Ca:, sche leicht versintert K/Ca: 1,1 sche teilweise K/Ca: 1,9 sche vollständig K/Ca: 3,1 scheschmelzverhalten und chemische Zusammensetzung CaO scheschmelzverhalten und chemische Zusammensetzung CaO 6 Parzellen Dez. + Feb. Zustand der sche nach Erhitzen auf 1 C locker leicht versintert 6 Parzellen Dez. + Feb. Zustand der sche nach Erhitzen auf 1 C locker leicht versintert 6 stark versintert zum Teil vollständig 6 stark versintert zum Teil vollständig K 6 O SiO K 6 O SiO

5 Zusammenfassung: Einflussfaktoren auf Eignung für Verbrennung und Biogasproduktion Biogas Botanische Zusammensetzung : + spezifischer Methanertrag geringfügig höher Schnittzeitpunkt von Juni bis Oktober: spezifischer Methanertrag geringfügig DF-/NDF-Gehalte geringfügig Verbrennung Botanische Zusammensetzung : + niedrigerer N-, K- und schegehalt NO x - / Staub-Emissionen ; Korrosion / Verschmutzung + geringere Schwankungen der nhaltsstoffgehalte niedrigerer Ca-Gehalt Verschlackung Schnittzeitpunkt von Juni bis Oktober: K/Ca-Verhältnis Verschlackung Schlussfolgerungen Mit zunehmendem ufwuchsalter extensiver Grünlandaufwüchse sinkt die Eignung für die Biogasproduktion steigt die Eignung für die Verbrennung Die spezifischen Eigenschaften extensiver Grünlandaufwüchse stellen grundsätzlich für beide Verwertungsrichtungen Herausforderungen dar, die speziellen npassungen erfordern Biogas: Begrenzung des Substratanteils oder Trockenfermentation Verbrennung: Spezielle nlagentechnik Das lokale Vorhandensein angepasster nlagen wird in vielen Fällen entscheidender für die Wahl des Konversionsverfahrens sein als die Einflüsse von Schnittzeitpunkt und botanischer Zusammensetzung Vielen Dank! Bettina.Tonn@lazbw.bwl.de 5