Energie aus Grünland -Biogasproduktion von Grünland und Feldfutter

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1 Energie aus Grünland -Biogasproduktion von Grünland und Feldfutter Univ. Doz. Dr. Erich M. PÖTSCHP Abteilung Grünlandmanagement und Kulturlandschaft der HBLFA Raumberg-Gumpenstein, Universität t für f r Bodenkultur Wien Entwicklung und Anzahl von Biogasanlagen in Österreich (BMLFUW, LLK der Bundesländer, 26) Genehmigung zwischen Anfang 23 und Ende 24 Inbetriebnahme bis Mitte 26 Anzahl Biogasanlagen in Österreich Einspeistarifgarantie gestaffelt nach Anlagenleistung: bis 1 kw 16,5 Cent/kWh 1 5 kw 14,5 Cent/kWh 5 1 kw 12,5 Cent/kWh > 1 kw 1,3 Cent/kWh Geographische Verteilung der Biogasanlagen in Österreich (Stand August 26; n=28) 1

2 Fermentierte organische Substrate in österreichischen Biogasanlagen (PÖTSCH und RESCH, 24) Wirtschaftsdünger (62%) Hausabwässer (4%) Nawaros (8,5%) Organische Abfälle (24,5%) Silomais 34,5 % Speisereste 43,7 % Grassilage 3,5 % Fettabscheider 33,9 % Grünschnitt 29,7 % Sonstiges 11,6 % Sonstiges 3,6 % Molkereiabwässer 4,1 % Futterreste 1,7 % Biotonne 3,1 % Speiseöle/fette 1,8 % Hefeflotat (Brauerei) 1,1 % Klärschlamm,8 % Prognostizierte Futterbilanz im österreichischen Berggebiet für das Jahr 21 (BUCHGRABER u.a., 23) Energiepflanzen Feldversuche in Österreich (AMON, 26) Haidershofen Mais Loimersdorf Weizen Groß-Enzersdorf Mais, Sonnenblumen, Sudangras Lenzing, Schörfling, Schwanenstadt Weizen, Roggen, Triticale Tulln Sudangras, Mais, SB St.Margareten am Moos Gumpenstein, Admont Grünland Ruden Mais Ludersdorf Mais,Sudangras 2

3 Biogaserzeugung aus Grünlandbiomasse - Standort, Pflanzenbestand, Düngungsintensität, Schnittfrequenz Biomasseerträge standorttypisch genutzter Dauerwiesen 12 4 Aufwuchs 3 Aufwuchs Biomassehektarertrag [t TM * ha -1 ] ,24 2 Aufwuchs 1 Aufwuchs 2,52 3,83 1,52 1,76 2,64 3,25 3,54 3,6 3,11 3,5 5,17,23 3,81 3,69 2,5 Ext-1 Ext-2 Ext-3 Int-F-3 Int-S-3 Int-4 Admont/Buchau Gumpenstein Bestimmung der Biogasproduktion mit Hilfe der Eudiometer-Apparatur (DIN 38414) Ausgleichsgefäß Septum für Gasentnahme Gassammelrohr Temperaturkontrolle Wasserstand-Kontrolle Gärbehälter Magnetrührer Wasserbad 3

4 Methanhektarerträge standorttypisch genutzter Dauerwiesen 35 Spez. Methanertrag [Nl (kg ots) -1 ] 351 Methanhektarertrag [Nm 3 * ha -1 ] Aufwuchs 3 Aufwuchs 2 Aufwuchs 1 Aufwuchs Ext-1 Ext-2 Ext-3 Int-F-3 Int-S-3 Int-4 Admont/Buchau Gumpenstein Quelle: Department f. Nachhaltige Agrarsysteme, Institut für Landtechnik, Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Amon Biomasse- und Methanhektarerträge von Mais (Ganzpflanzensilage) Methanhektarertrag [Nm 3 * ha -1 ] Biomasseertrag [kg TM * hā 1 ] Baxter FAO 38 Spez. Methanertrag [Nl. (kg ots) -1 ] Wexxil FAO 5 DK532 FAO 5 Cecilia FAO 55 Biomasseertrag Methanhektarertrag Alisun FAO 56 Doge FAO 6 Dept. f. Nachhaltige Agrarsysteme, Institut für Landtechnik, Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Amon Methanhektarerträge unterschiedlicher Kulturen/Kulturpflanzen 12. Methanertrag in Nm³/ha Grünland Ackerkulturen 2. 1 x 2 x 3 x 3 x 4 x Mais Sudangras extensives Wirtschafts- Hirse Weizen Roggen Grünland grünland 4

5 Offene Fragen - Forschungsbedarf Grünlandbiomasse Methanbildungspotential extensiver bis intensiver Grünlandbestände Arten/Sorteneignung von Futterpflanzen, Mischungsfragen Optimaler Erntezeitpunkt optimale Nutzungsfrequenz Konservierungsform Aufbereitung Methanbildungspotential von gräser- (IM) und kleebetonten (KM) Feldfuttermischungen in Abhängigkeit vom Erntezeitpunkt Nl CH4 * kg ots -1 4 A 35 B 3 C IM 1 IM 2 IM 3 KM 1 KM 2 KM Tage Methanbildungspotential von unterschiedlichen Grünlandmischungen in Abhängigkeit vom Konservierungssystem Nl CH4* kg ots A B C IM 2 Silage IM 2 Heu IM 2 frisch KM 2 Silage KM 2 Heu DW 2 frisch Tage 5

6 Offene Fragen - Forschungsbedarf Grünlandbiomasse Methanbildungspotential extensiver bis intensiver Grünlandbestände Arten/Sorteneignung von Futterpflanzen, Mischungsfragen Optimaler Erntezeitpunkt optimale Nutzungsfrequenz Konservierungsform Aufbereitung Stoffflüsse/Düngung: Verwertung der Fermentationsrückstände Stoffliche Eigenschaften von Fermentationsrückständen aus NAWAROS Schematische Darstellung der Biogasproduktion (Speicherdurchflussanlage Grafikquelle: ILUET-BOKU) Gärrückstand Stall Energiepflanzen Fermenter Vorgrube Nachgärbehälter Energieverwertung BHK Gaslager Subjektive Einstufung der Biogasgüllen/Gärrückstände im Vergleich zum bisher eingesetzten Wirtschaftsdünger (RESCH u.a., 24) Einstufung Wuchswirkung Ausbringungseigenschaften Geruchsintensität sehr gut gut gleich schlechter keine Erfahrungen keine Angabe 51,8 31,8 3,5 1,2 1,6 1,2 81,2 8,2 2,4, 5,9 2,4 7,6 17,6 2,4, 5,9 3,5 6

7 Offene Fragen - Forschungsbedarf Grünlandbiomasse Methanbildungspotential extensiver bis intensiver Grünlandbestände Arten/Sorteneignung von Futterpflanzen, Mischungsfragen Optimaler Erntezeitpunkt optimale Nutzungsfrequenz Konservierungsform Aufbereitung Stoffflüsse/Düngung: Verwertung der Fermentationsrückstände Stoffliche Eigenschaften von Fermentationsrückständen aus NAWAROS Logistik/Struktur: Geographische Verteilung des Biomasseanfalls Landwirtschaftliche Biogasanlagen versus zentrale Großanlagen Mischfermentation (WD, Grünlandbiomasse, NAWAROS.) Technisches Konzept der Grünen Bioraffinerie Dezentral BIOGAS Aminosäuren Kosmetik Fermentation Lebensmittel Silo Biogene Reststoffe liefern Energie Milchsäure 8 % Food Grade Kosmetik/Pharma Bio-Kunststoff Fraktionierung Bulk-Fasern Baustoffe Futter Zentral Quelle: Narodoslawsky, 23 Energie aus Grünland -Biogasproduktion von Grünland und Feldfutter Univ. Doz. Dr. Erich M. PÖTSCHP Abteilung Grünlandmanagement und Kulturlandschaft der HBLFA Raumberg-Gumpenstein, Universität t für f r Bodenkultur Wien 7