Erweiterte Anbaustrategien im Energiepflanzenanbau Dr. Matthias Benke, GB Landwirtschaft Anbau nachwachsender Rohstoffe in Niedersachsen Angaben für 2010 geschätzt, Datenquelle: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung; Landwirtschaft, Verbraucherschutz und Landesentwicklung 2010 1
Anbauzahlen für Niedersachsen 600.000 500.000 400.000 Silomais Körnermais Energiemais gesamt Niedersachsen 546.150 Tausend ha 300.000 200.000 274.937 180.000 100.000 0 91.213 Jahre Inhalt Energiepflanzenanbau in Niedersachsen Ertragsvergleich verschiedener Energiepflanzen (HF) Grünroggen und Getreide-GPS Zweitfruchtanbau Ökonomische Bewertung Alternativkulturen Ausblick 2
Ertragsvergleich unterschiedlicher Energiepflanzen, 2005-2010 250 230 210 190 170 150 130 110 90 70 50 Hybridsorghum Sonnenblume GPS Getreide Standort Werlte, 30 BP, LK Emsland Sudangras "Energie-Rübe" 182 182 185 184 168 164 163 165 164 162 149 151 150 146 144 139 131 133 125 118 124 101 113 101 107 87 69 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Mittel Arten, Jahre 210 232 225 210 225* Ertragsvergleich unterschiedlicher Energiepflanzen, 2007-2010 280 260 240 255 Standort Poppenburg, 85 BP, LK Hildesheim Zuckerhirse Sudangras Sonnenblume GPS Getreide "Energie-Rübe" 245 220 200 180 160 217 205 202 200 190 170 161 161 150 152 150 216 210 205 170 141 227 205* 199 177 167 145 120 125 100 2007 2008 2009 2010 Mittel Arten, Jahre 3
Grünroggen und GPS-Anbau Anmerkungen/ Substrat Eigenschaften Nachwachsende Rohstoffe Richtwerte für die Gasausbeute Faustzahlen Biogas 2009, KTBL TM % davon otm % Biogasertrag l N /kg otm Methangehalt % Methanertrag l N /kg otm silage - 33 95 650 52 338 CCM - 65 98 730 52 380 Sorghumsilage - 28 1) 90 610 52 317 Getreide-GPS mittlerer Kornanteil 33 95 620 53 329 Grünroggensilage - 25 1) 90 600 53 318 Sonnenblumensilage - 25 90 520 57 296 Zuckerrübensilage otm säurekorrigiert 23 90 700 52 364 Futterrübensilage otm säurekorrigiert 16 90 700 52 364 Getreidekorn gequetscht/gemahlen 87 97 730 52 380 Körnermais gequetscht/gemahlen 87 98 730 52 380 Stroh kurzgehäckselt 86 90 400 52 208 Grassilage - 35 90 600 52 312 Landschaftspflegegras - 50 85 200-400 2) 50 100-200 Kleegrassilage - 30 90 580 55 319 Klee-/Luzernesilage - 30 90 530 55 292 1) nach Anwelken 2) stark abhängig vom Verholzungsgrad/Ligningehalt. 4
GPS-Erträge aus Sortentypenversuchen, 2008 2010 160 150 130 120 110 147 141 155 149 146 148 145 147 145 144 132 100 Palazzo Hellvus Mittel Benetto Grenado Massimo Mittel Hermann Akratos Inspiration Mittel Roggen Werlte, Poppenb, Rockst. Triticale Werlte, Poppenb, Rockst. Getreidearten, Sortentypen Weizen Werlte, Pobu, GPS Ergebnisse unterschiedlicher Sortentypen Standort Poppenburg 2010 (abs.) 220 200 180 160 120 100 Palazzo Hellvus Mittel Benetto Grenado Massimo Amarillo Mittel Hermann Akratos Inspiration Mittel TS-Gehalt % 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 TS-Gehalt % (abs.) Sorte Sorte Sorte Roggen Triticale Weizen Aussaat 28.09.2009 Aussaat 28.09.2009 Aussaat 28.09.2009 Ernte 01.07.2010 5
180 160 Ertrags- und Abreifeverlauf der Wintergetreidearten bei zeitlich gestaffelter Ernte, Werlte, 2008-2010 TM-Ertrag WG TM-Ertrag WR TM-Ertrag WT TM-Ertrag WW TM-Gehalt WG TM-Gehalt WR TM-Gehalt WT TM-Gehalt WW 45,0 40,0 120 100 35,0 30,0 TM-Gehalt % 80 25,0 60 01.06. 06.06. 14.06. 20.06. 26.06. Arten, Erntetermine 20,0 Zweitfruchtversuch, Poppenburg 2010 Ergebnisse der Vornutzung durch Grünroggen bzw. GPS 180 35 160 120 100 80 60 40 100 16,7 Aussaat 20.09.09 TM-Gehalt % 74 14 Aussaat 05.10.09 61 13,7 Aussaat 20.10.09 165 Aussaat 28.09.09 30 30,2 29,8 125 126 Aussaat 15.10.09 Aussaat 28.10.09 30 25 20 15 10 5 0 TM-Gehalt % Ernte 10.05.10 Ernte 19.06.10 Grünroggen Roggen-GPS 6
Fazit Getreide-GPS - Getreide GPS zählt neben Zuckerrüben derzeit zur interessantesten Anbaualternative gegenüber dem - Folgende Vorteile sind durch Anbau von Getreide-GPS gegeben: -relativ konstante Ertragsleistungen -gewährleistet eine Winterbegrünung der Flächen -entzerrt Arbeitsspitzen -Gärsubstratausbringung zu verschiedenen Terminen -bessere Auslastung von Erntemaschinen (günstigere Kosten) -ermöglicht zeitgerechte Rapsbestellung mit vorheriger Stoppelbearbeitung -Zwischenfruchtanbau zur Humusbildung -Zweitfruchtanbau auf günstigen Standorten - Gute Anbaukombination mit Ackerfuttermischungen gegeben z.b. Untersaaten im Getreide mit überjähriger Nutzung Zweitfruchtanbau nach Grünroggen bzw. GPS Standort Poppenburg, 2008 7
Versuchsaufbau Hauptfruchtanbau mit Vornutzung Grünroggen bzw. Zweitfruchtanbau Versuchsfrage: Wieviel Vegetationszeit stelle ich welcher Kultur zur Verfügung, um optimale Gesamterträge für die Biogasnutzung zu erzielen Hauptfrucht n. GR bzw. Zweitfrucht Sonnenblume Ernte Ernte 30.04. Ernte 10.05. Ernte 20.05. Ernte 20.06. Vornutzung/ Erstfrucht Visello Visello Visello Sonnenbume Sonnenblume Sonnenblume Aussaat 20.09. 05.10. 20.10. 20.09. 05.10. 20.10. 20.09. 05.10. 20.10. 20.09. 05.10. 20.10. Nuztzung Grünroggen GPS Roggen Vergleich Haupt : Zweitfruchtanbau 2010 Standorte: Werlte, Poppenburg, Rockstedt 250 200 150 100 50 195 152 43 135 43 79 43 155 56 158 56 78 56 146 79 163 79 82 79 69 61 67 0 Sonnenbl. Sonnenbl. Sonnenbl. GPS plus GPS plus GPS plus Sonnenbl. 19.04. 03.05. 13.05. 23.05. 23.06. Aussaat GPS Mitte Okt. Vornutzung Grünroggen Haupt-, Zweitfrucht; Aussaat Zweitfrucht nach GPS 8
Vergleich von Haupt- und Zweitfruchtanbau, 2007-2010 350 300 290 Hauptfr. Zweitfrucht bzw. n. Grünroggen GPS-Roggen Grünroggen 250 200 150 100 50 228 228 242 86 156 202 88 187 187 169 75 94 264 239 218 198 94 192 134 217 145 64 72 0 GPS plus Zweitfrucht n. Grünroggen GPS plus Zweitfrucht n. Grünroggen GPS plus Zweitfrucht n. Grünroggen Poppenburg, 85 BP 2007-2010 Rockstedt, ca. 32 BP 2007-2010 Werlte, ca. 35 BP 2008-2010 Standorte, Haupt-, Zweitfrüchte Ertragsleistungen der Zweitfrüchte in einzelnen Jahren 2007 2010, Mittel der 3 Standorte 190 170 150 130 110 90 70 153 137 129 130 137 93 87 75 SB Mittel der Fruchtarten 66 80 50 2007 2008 2009 2010 Mittel der Jahre 2007 2008 2009 2010 Mittel der Jahre n. Grünroggen n. GPS Jahre, Anbau nach... 9
Ökonomische Bewertung unterschiedlicher Energiepflanzen Frischmasse dt/ha 535,3 473,3 526,1 501,4 426 180,3 144,4 127,2 120,1 146,3 Gasertrag (12 % Verluste) m³/ha 9.798 6.978 6.145 4.945 7.583 Methanertrag m³ CH4/ha 5.095 3.629 3.196 2.819 4.019 Saatgut /ha 136 63 76 114 80 Dünger /ha 112 96 100 64 54 Pflanzenschutzmittel /ha 71 52 52 88 118 Sonst.Direktkosten /ha 89 79 84 80 73 variable Maschinenkosten /ha 420 381 414 399 374 Maschinen-Festkosten /ha 138 132 137 134 129 Sonstiges /ha 19 15 16 17 15 Lohnanspruch /ha 123 116 122 119 111 Fest- und Gemeinkosten /ha 85 85 85 85 85 Saldo Pacht - Prämie /ha 280 280 280 280 280 Vollkosten /ha 1.472 1.299 1.365 1.381 1.319 Produktionskosten /dt FM 2,75 2,74 2,6 2,75 3,1 /dt TM 8,16 8,99 10,73 11,5 9,02 /m 3 CH 4 0,29 0,36 0,43 0,49 0,33 /kwh Gesamtenergie mais gras hirse blumen GPS 0,0314 0,0389 0,0464 0,0533 0,0357 Ökonomische Bewertung unterschiedlicher Energiepflanzen Standort Werlte Silo- Sudan- Zucker- Sonnen- Roggen- Silo- Roggen-GPS + Grünroggen + Sudan- Sonnen- Sudan- Sonnengras mais Silomais blumen Silomais gras blumen Frischmasse dt/ha 535,3 876,4 760,3 835,3 992,2 839,4 826,2 180,3 243,2 227,1 225,2 269 200,1 184,2 Gasertrag (12 % Verluste) m³/ha 9.798 12.849 11.487 10.830 14.121 9.611 8.046 Methanertrag m³ CH 4/ha 5.095 6.757 6.049 5.805 7.377 5.032 4.448 Saatgut /ha 136 216 143 191 222 115 162 Dünger /ha 112 82 101 76 148 142 108 Pflanzenschutzmittel /ha 71 212 156 214 138 84 151 Sonst.Direktkosten /ha 89 145 130 139 162 137 134 variable Maschinenkosten /ha 420 706 650 695 781 689 681 Maschinen-Festkosten /ha 138 247 250 256 259 248 248 Sonstiges /ha 19 31 27 30 33 26 28 Lohnanspruch /ha 123 225 214 221 237 222 220 Fest- und Gemeinkosten /ha 85 85 85 85 85 85 85 Saldo Pacht - Prämie /ha 280 280 280 280 280 280 280 Vollkosten /ha 1.472 2.229 2.035 2.186 2.345 2.028 2.097 Produktionskosten /dt FM 2,75 2,54 2,68 2,62 2,36 2,42 2,54 /dt TM 8,16 9,17 8,96 9,71 8,72 10,14 11,38 /m 3 CH 4 0,29 0,33 0,34 0,38 0,32 0,4 0,47 /kwh Gesamtenergie 0,0314 0,0359 0,0366 0,0409 0,0345 0,0438 0,0512 10
Nutzung von Ackergräsern und Grünlandaufwüchsen TM-Erträge der Mischungen bei unterschiedlichen Nutzungsregimen Summe der Jahre 2006 und 2007) 11
Ackerfutter und Grünland Ackerfuttermischungen erzielen hohe TM- und Methanerträge Auswahl standortangepasster Ansaatmischungen entscheidend -weidelgrasbetonte Mischungen bieten Vorteile im maritimen Klima -Luzernemischungen überzeugen auf trockenen Standorten -leguminosenbetonte Mischungen sinnvoll auch für feuchte aber kalte Standorte -auch kleinräumige Standortunterschiede gilt es zu berücksichtigen reduzierte Schnittfrequenz liefert höhere TM-Erträge als Vielschnittnutzung die spez. Gasausbeute nimmt bei verspäteter Schnittnutzung ab Das Gasbildungspotenzial müsste bei der 5-Schnittnutzung um ca.16 % höher als bei 4- Schnittnutzung liegen, um ökonomisch interessant zu sein (Dr. Toews, FH Bingen) Grünlandflächen werden künftig stärker für die Biomassenutzung herangezogen, weil ein weiterer Flächenumbruch schwer möglich ist. -dafür sind entsprechende Ansaaten und Bewirtschaftungsmaßnahmen zu prüfen Zuckerrüben in Biogasanlagen 12
Vorteile der Zuckerrüben für die Biogasproduktion hoher Zuckergehalt schnelle Umsetzung ( schnelles Gas ) kurze Verweilzeit im Fermenter Prozessstabilität und Rührfähigkeit der Substrate im Fermenter steigen Eigenstrombedarf sinkt Zugabe von 25 30 % Zuckerrüben wird in der Praxis allgemein praktiziert Auflockerung der Fruchtfolge Risikoverteilung auf unterschiedliche Feldfrüchte Niedriger Nmin-Rest nach Ernte Verteilung von Arbeitsspitzen hohe Akzeptanz (man kann drüber hinweg schauen) Warum werden Zuckerrüben bisher nur in geringem Umfang in Biogasanlagen eingesetzt? Lagerung Stein- und Erdbesatz Kosten (bes. für Ernte und Lagerung sehr hoch) 13
Rübenerträge eines orientierenden Anbauversuches 2010, 3 Standorte (Poppenburg, Werlte, Rockstedt) Standort Poppenburg Rockstedt Werlte Trockenmasseertrag Frischmasseertragehalertrag Trockenmasse- Trockenmasse- t/ha % t/ha Ortsmittel Ortsmittel Ortsmittel 82,5 21,5 17,7 69,5 22,3 15,5 95,0 22,6 21,4 Frischmasseertrag Trockenmassegehalt t/ha % t/ha Standort Min Max Min Max Min Max Poppenburg 69 90 19,4 22,9 14,5 20,5 Rockstedt 65 77 21,2 22,8 14,1 16,4 Werlte 89 106 21,2 23,6 19,2 22,5 Anlagejahr Durchwachsene Silphie 1. Erntejahr 14
Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) Anforderungen: Keine besonderen Ansprüche an Klima, Boden, Fruchtfolge (stammt aus gemäßigten Regionen Nordamerikas) Humose Standorte, keine Staunässe Unkrautunterdrückende Vorfrucht Bodenbearbeitung/Aussaat/Pflanzung: Feuchtigkeitsbewahrende Saatbettbereitung Feinkrümeliges Saat- bzw. Pflanzbett Samen benötigen zum Keimen längere Kühlphase Pflanzung z.z. nur mit vorkultivierten Jungpflanzen oder vorbehandelten Saatgut Aussaat: ab Mitte April bis Ende Juni Reihenabstand: 50cm Foto: R.Müller Foto: Bioenergie- Region Hohen- Odenwald-Tauber Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) Pflanzenschutz/Düngung: Langsame Jungpflanzenentwicklung im ersten Jahr (Ausbildung einer Blattrosette pro Pfl.) Unkrautbekämpfung unbedingt nötig Zugelassene Pflanzenschutzmittel gibt es derzeit nicht Maschinenhacke möglich N-Sollwert - 180 kg N/ha zur Pflanzung und zu Vegetationsbeginn P-, K-, Mg- und Ca-Düngung nach Entzug Ernte/Verwertung: Ernte bei TS-Gehalt von 25-30% mit Feldhäcksler Ertrag: ca. 120-200 dt TM/ha ab dem 2. Jahr Silage als Viehfutter oder für Biogasanlagen Guter Futterwert, gute Siliereigenschaften Gute Biogaseignung aufgrund hoher Methanausbeuten, vergleichbar denen des Foto: M.Conrad/TLL 15
Durchwachsene Silphie, erstes Erntejahr Ausblick - wird in naher Zukunft die dominierende Kultur zur Biomasseerzeugung bleiben - Aus ökonomischer Sicht bietet auf vielen Standorten Vorteile - Einbindung des es in standortangepasste Fruchtfolgen, die ökonomisch und ökologisch sinnvoll sind - Die öffentliche Akzeptanz hoher anteile in der Fläche muss verbessert werden (Blühstreifen, Anbau von Sonnenblumen am Rand usw.) - Zukünftige züchterische Aktivitäten lassen weitere Ertragssteigerungen und verbesserte Gasausbeuten erwarten - Alternative Fruchtarten sind künftig intensiver zu berücksichtigen z.b. GPS-Getreide, arten, Sonnenblumen, Energierüben, Durchwachsene Silphie - Eine Vornutzung vor der Hauptfruchtbestellung oder ein Zweitfruchtanbau muss in Abhängigkeit der Standortgegebenheiten geplant werden - Zweitfruchtanbau birgt auf leichten, trockenheitsgefährdeten Standorten hohe Risiken - Gleichwohl muss bei hohen Marktfruchtpreisen eine hohe Flächenproduktivität unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten angestrebt werden 16
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 17