Zuckerrüben für Biogas eine echte Alternative zu Mais

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1 Zuckerrüben für Biogas eine echte Alternative zu Mais Der Anbau von Zuckerrüben für die Energiegewinnung in Biogasanlagen bietet eine gute Möglichkeit, die Pflanzenpalette der Energiepflanzen durch eine nicht hoch wachsende Pflanze zu erweitern. Die Akzeptanz des Energiepflanzenanbaus in der Bevölkerung lässt sich dadurch erhöhen. Die Energieerzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnt vor dem Hintergrund knapper werdender Ressourcen immer größere Bedeutung. Durch das Erneuerbare Energien-Gesetz (EEG) und der daraus folgenden finanziellen Förderung von Biogasanlagen u.a., will die Bundesregierung die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Stromversorgung bis 2020 auf 20 % erreichen. Bundesweit werden im Jahr 2010 nach vorläufigen Schätzungen der FNR (Fachagentur nachwachsende Rohstoffe, 2010) auf ha Pflanzen für Biogasanlagen angebaut. Das bedeutet einen Anstieg zum Vorjahr um 22 % ( ha in 2009). Zu den bedeutendsten Energiepflanzen für Biogas zählt der Mais, da er eine hohe vergärbare Trockenmasse erbringt und sich somit gut für den Gärprozess in der Biogasanlage eignet. So ist die Maisanbaufläche in Niedersachsen von 2003 bis 2010 um über ha angestiegen (LWK Niedersachsen), was in etwa der aktuellen niedersächsischen Maisfläche für Biogasanlagen entspricht (siehe Abb. 1). Bei der gesamten niedersächsischen Maisfläche spielt der Energiemais also bereits eine sehr große Rolle. Der starke Anstieg des Maisanbaus ist aus zweierlei Hinsicht problematisch: Zum Einen birgt der hohe Maisanteil in der Fruchtfolge die Gefahr einer schnellen Ausbreitung von Krankheiten und Schädlingen (z.b. Rizoctonia, Maiswurzelbohrer, Maiszünsler) in der Kultur, zum Anderen verändern die hohen Maispflanzen das Landschaftsbild deutlich. Dieses wird von der Bevölkerung sehr kritisch wahrgenommen. Es stellt sich die Frage, welche Alternativen zum Maisanbau es gibt. In dieser Diskussion spielt die Zuckerrübe eine entscheidende Rolle.

2 ZUCKERRÜBEN FÜR BIOGAS Seite 2 von 5 Die Zuckerrübe ist in den klassischen Anbauregionen im östlichen und südlichen Niedersachsen aus dem Landschaftsbild nicht wegzudenken. Sind die Getreideflächen schon wieder braun, so leuchten die Rübenflächen weiterhin grün bis zur Ernte und sie geben dennoch den Blick auf die Landschaft frei. Im westlichen Niedersachsen dominiert hingegen der Mais das Landschaftsbild. Die Zuckerrübe ist eine sehr geeignete Kulturart für die Vergärung in der Biogasanlage. Sie zeichnet sich durch eine hohe Energieausbeute aus. Die Rübentrockenmasse besteht zum Großteil aus leicht fermentierbaren Kohlenhydraten, der Saccharose. Diese wird so schnell in Energie umgesetzt, dass die Zuckerrübe in der Biogasanlage nur eine Verweildauer von ca Tagen hat. Wird sie dem übrigen Substrat beigemischt, so verbessert sich dessen Vergärbarkeit. Neben der Eignung, die Fruchtfolge aufzulockern, trägt der Zuckerrübenanbau für die Biogasproduktion auch zu einer Entzerrung der Aussaat- und Erntezeiten bei. Die Zuckerrüben werden i. d. R. vor dem Mais gesät, aber erst nach der Maisernte gerodet. Vor dem Hintergrund sinkender Akzeptanz gegenüber dem Maisanbau in der Bevölkerung ist zu erwägen, die Zuckerrübe auf den Betrieben nicht zusätzlich zum Mais anzubauen, sondern einen Teil der Maisflächen zu ersetzen. Pflanzenbauliche Aspekte Sorten Die Züchter stehen in den Startlöchern, Sorten mit besonderer Biogaseignung zu entwickeln. Hierbei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle. Zunächst muss geklärt werden, ob die innere Qualität der Zuckerrüben einen Einfluss auf die Biogasbildung hat (Starke und Hoffmann, 2010). Dabei zeichnet sich ab, dass der Anteil an organischer Trockensubstanz den wichtigsten Einfluss auf die Gasausbeute hat. Neben hohen TS-Gehalten spielen besonders ein geringer Erdanhang, die Eignung zur Überwinterung (Winterhärte) und geringe Schossneigung in der weiteren züchterischen Bearbeitung eine Rolle. Einzelne der bisher am Markt vorhandenen Zuckerrübensorten eignen sich bereits für den Einsatz in Biogasanlagen. Die Züchterhäuser geben hierzu bereits spezielle Empfehlungen ab. In Feldversuchen wird auch die Landwirtschaftskammer Niedersachsen künftig Zuckerrübensorten auf Ihre Eignung für Biogasanlagen prüfen.

3 ZUCKERRÜBEN FÜR BIOGAS Seite 3 von 5 Pflanzenernährung Mit einem Stickstoffsollwert von 160 kg N/ha gehört die Zuckerrübe zu den Kulturarten mit einem mäßigen Stickstoffbedarf. Eine Erhöhung der Stickstoffgabe wirkt sich zwar ertragssteigernd aus, jedoch sinkt der Zuckergehalt, der wiederum maßgeblich für den Gehalt an Trockenmasse und somit für die Biogasausbeute ist. Ob Rüben für die Biogasanlage eine andere Stickstoffdüngestragtegie benötigen als Rüben für die Zuckergewinnung ist eine von vielen spannenden Fragen, die es durch Versuche zu klären gilt. Zudem hinterlassen die Zuckerrüben einen eher niedrigen N min -Gehalt (Reststickstoff) im Boden nach der Ernte, da die Pflanzen bis zur Ernte im Oktober/November wachsen und somit Stickstoff aus dem Boden aufnehmen. Zuckerrüben reagieren empfindlich auf eine Unterversorgung mit Phosphor und Kalium. Der Bedarf der Zuckerrüben liegt je nach Standort und Bodengehaltsklasse bei ca. 100 kg/ha P 2 O 5 und 150 kg/ha K 2 O. Auf schweren Böden kann der gesamte Kalibedarf einer Fruchtfolge zu Zuckerrüben gedüngt werden, auf leichten Böden empfiehlt sich aufgrund der Auswaschungsgefahr eine jährliche Düngung. Phosphor und Kalium aus organischen Düngemitteln können bei der Düngeplanung voll angerechnet werden. Dies kann auf Standorten mit einem hohen Anfall organischer Düngemittel, zu denen auch die Gärsubstrate zu rechnen sind, zu erheblichen Einsparungen an Ausgaben für mineralische Dünger führen und somit die Wirtschaftlichkeit der Zuckerrübe auf diesen Standorten noch erhöhen. Pflanzenschutz Pflanzenschutzmaßnahmen sind vor allem zur Unkrautbekämpfung notwendig. Insektizide Maßnahmen erfolgen über die insektizide Pillenumhüllung meist in ausreichendem Maße. Die Bekämpfung von Blattkrankheiten mit Fungiziden erfolgt erst bei Erreichen von definierten Bekämpfungsschwellen. Sollte künftig auch dem Einsatz des Rübenblattes mehr Bedeutung zukommen, so ist es möglichst lange gesund zu erhalten. Hinsichtlich der viel diskutierten Eignung von Futterrüben zur Biogasgewinnung ist festzustellen, dass diese einen höheren Frischmasseertrag erzielen als Zuckerrüben. Aufgrund ihres geringeren Trockensubstanzgehaltes sind sie derzeit jedoch keine ernstzunehmenden Konkurrenten zur Zuckerrübe.

4 ZUCKERRÜBEN FÜR BIOGAS Seite 4 von 5 Nach all den angeführten positiven Aspekten der Zuckerrübe für Biogas stellt sich die Frage, warum sie sich nicht schon in starkem Maße in den Biogasanlagen durchgesetzt hat. In manchen Regionen Südostniedersachsens ist die Rübenanbaudichte so hoch, dass es sich aus Fruchtfolgegründen verbietet, noch weitere Zuckerrüben anzubauen. Hier können aber Überrüben in der Biogasanlage verwertet werden. Zudem ist die Produktion von Zuckerrüben zur Zuckergewinnung in den Zuckerfabriken für die Landwirte aus betriebswirtschaftlicher Sicht die erste Wahl. Auf vielen Standorten im westlichen Niedersachsen gibt es aber traditionsgemäß keinen oder nur einen sehr geringen Anbau von so genannten Quotenrüben. In diesen Gegenden lohnt es sich tatsächlich, über die Aufnahme von Zuckerrüben in die Biogasfruchtfolgen ernsthaft nachzudenken. Die Landwirtschaftskammer Niedersachsen führt auf den Versuchstandorten in dieser Region in 2010 erstmals Versuche mit Zuckerrüben durch, um die Anbaueignung besser einstufen zu können. Im Emsland findet in 2010 auch bereits auf ca. 300 ha ein Anbau von Zuckerrüben für Biogas in der Praxis statt. Als Hemmschuh für den Rübenanbau für Biogasanlagen sind der Erdanhang an den Zuckerrüben und Steine in den Mieten auf der einen, sowie die problematische Konservierung auf der anderen Seite, zu nennen. Um das Problem mit der Verschmutzung der Rüben in den Griff zu bekommen, ist die Züchtung gefordert, Rübensorten mit möglichst glatter Oberfläche und einer flachen Bauchfurche zu entwickeln, so dass sich von vornherein nicht soviel Erde festsetzen kann. Auf der technischen Seite gibt es bereits mobile Reinigungsanlagen, die es ermöglichen, saubere Rüben in die Biogasanlage einzubringen. Probleme entstehen insbesondere dort, wo Sandanhaftungen vorhanden sind. Schluff- und Tonteilchen können weitestgehend durch die Rührtechnik wieder aus dem Fermenter herausgebracht werden. Hinsichtlich der Lagerung der Zuckerrüben sind bereits verschiedene Konzepte von der Lagerung ganzer Rüben in Mieten, über die Lagerung gehäckselter Rüben in Folienschläuchen bis hin zur Lagerung eines Rübenbreis in Erdbecken vorhanden. Zudem ist es möglich, gehäckselte Rüben gemeinsam mit Mais, Corn-Cob-Mix oder Lieschkolbenschrot zu silieren. Bei Mischsilage mit Mais müssen die Rüben jedoch

5 ZUCKERRÜBEN FÜR BIOGAS Seite 5 von 5 recht früh, zeitgleich mit dem Mais, geerntet werden, wodurch ihr Ertragspotential nicht voll ausgenutzt werden kann. Die Entwicklung von Rübensorten, die, mit entsprechender Frostresistenz und geringer Schossneigung, über Winter auf dem Feld bleiben können (Winterrüben), stellt einen Beitrag der Züchtung zur Lösung dieses Problems dar. Ziel ist es, ganzjährig Rüben für die Anlagen zur Verfügung stellen zu können. Um einen möglichst hohen Ertrag von der Fläche zu erzielen, ist die Ernte ganzer Rüben mittels Entblattungstechnik ein interessanter Aspekt. Zudem sollte geprüft werden, ob auch das Rübenblatt beerntet und geborgen wird, um es auch in der Anlage zu nutzen (Starke und Hoffmann, 2010). Hierzu ist zunächst die Entwicklung technischer Voraussetzungen erforderlich. Ausblick Der Anbau von Zuckerrüben für die Energiegewinnung in Biogasanlagen bietet eine gute Möglichkeit, die Pflanzenpalette der Energiepflanzen durch eine nicht hoch wachsende Pflanze zu erweitern und somit die Akzeptanz des Energiepflanzenanbaus in der Bevölkerung zu erhöhen. Einige Biogasanlagenbetreiber setzen schon jetzt Zuckerrüben ein, Tendenz steigend. Eine breite Einführung in den Regionen mit bisher geringem Anbauumfang an Zuckerrüben wird durch die Bearbeitung praxisrelevanter Fragen durch die Beratung unterstützt werden. Quellen: FNR (2010): Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland LWK Niedersachsen (diverse Jahre): GAP-Daten (in der Betriebsprämie beantragte Flächen) Starke, P.; Hoffmann, C. (2010): Zuckerrüben als Substrat für die Biogaserzeugung. Zuckerindustrie 135, S Annette Hoffmann, Carsten Rieckmann Landwirtschaftskammer Niedersachsen

6 Abb. 1: Entwicklung Maisanbau in Niedersachsen Fläche in 1000 ha * Körnermais + CCM Silomais Energiemais Quelle: LWK * 2010 vorläufig

7 Abb. 2: Zuckerrüben- und Maisanbau in den Landkreisen Niedersachsens 2010 Maisanbau > ha kein Rübenanbau < 50 ha ha ha ha > 5000 ha