Energiepflanzen zur Biogaserzeugung
Für die Eignung einer Pflanze zur Biogasproduktion ist nicht nur der Biomasseertrag sondern auch der Methanertrag von Bedeutung. Biomasse, die einen hohen Anteil an leicht vergärbarer Substanz enthält, wird bei kurzer Verweildauer im Fermenter zu Biomethan umgesetzt. Für Maissilage kann mit einer Verweildauer im Fermenter von 60 - 90 Tagen gerechnet werden, Zuckerrüben vergären in 15 – 30 Tagen. Zellulosereiche Substrate (Gras, Landschaftspflegematerial) sind für die Bakterien schwerer abzubauen und bleiben daher länger in der Biogasanlage.
Mit der Zunahme der energetischen Biomassenutzung ist auch ein wachsender Substratbedarf verbunden. Um die installierte elektrische Gesamtleistung der 1.546 Biogasanlagen zu erzeugen, wurden 2013 circa 22,2 Mio. Tonnen Inputsubstrate benötigt. Davon sind rund 13,2 Mio. t pflanzliche Substrate, die etwa 82 % der Energie liefern. Neben der Anbaubiomasse von Acker- und Grünlandflächen sind dieses pflanzliche Nebenprodukte und Futterreste.
Nach den Meldungen im Rahmen der Verbringungsverordnung wurden nach Auswertung der Landwirtschaftskammer Niedersachsen im Wirtschaftsjahr 2013/2014 rund 7,4 Mio. t Wirtschaftsdünger wie Gülle, Festmiste und Gärreste in Biogasanlagen eingesetzt und energetisch genutzt. Hierdurch konnten rund 11 % der Gesamtleistung bereitgestellt werden. Vom Gesamtinput entfallen rund 33 % auf Gülle und Festmist, wodurch etwa 15 % des vorhandenen Wirtschaftsdüngerpotenzials energetisch genutzt werden.
Der Einsatz von Gülle und Mist in Biogasanlagen reduziert den Anteil an Anbaubiomasse im Substratmix und bietet weitere Synergien für die Betriebe, unter anderem durch die Reduzierung von Emissionen und Geruchsbelastungen bei der Ausbringung, hygienische Vorteile, gezieltere Nährstoffverfügbarkeit und bessere Transportfähigkeit der Gärsubstrate. Werden letztere in Biogasanlagen in Ackerbauregionen eingesetzt, tragen sie zum Nähstoffexport aus der Veredlungsregion und zu einer nachhaltigen Nährstoffnutzung von Phosphor und Stickstoff bei.
Im Wirtschaftsjahr 2013/2014 wurden rund 1,2 Mio. t Gärreste in Biogasanlagen zur Substratergänzung verwendet. Weitere 1,6 Mio. t organische Bioabfälle und tierische Nebenprodukte (ohne Wirtschaftsdünger) werden in den Koferment-Biogasanlagen verwertet. (Auszug aus Biogasinventur 2014)
Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage der Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Hier sind auch aktuelle Veröffentlichungen zu Versuchsergebnissen im Bereich Energiepflanzen zu finden. Darüber hinaus finden Sie hier auch aktuelle Informationen zu anderen Kulturen wie z. B. Raps, Kartoffeln, Getreide, Mais oder Zuckerrüben, so z. B. Ergebnisse zu Sortenprüfungen/Sortenempfehlungen, Düngungsversuchen und produktionstechnischen Versuchen.
Mais Zea mays
Familie: Poaceae, Gramineae (Süßgräser)
Der aus Südamerika stammende Mais zählt weltweit zu den wichtigsten Kulturpflanzen. Dementsprechend wurde und wird er stark züchterisch bearbeitet, um den unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Mais zählt zu den effizienten C4-Pflanzen. Biochemische und anatomische Eigenschaften bewirken bei C4-Pflanzen eine besonders leistungsfähige CO2-Assimilation, eine höhere Ausnutzung der Lichtenergie und dadurch eine höhere potentielle Photosyntheseleistung im Vergleich zu europäischen Gräsern (C3-Pflanzen) hat. Bei hohen Temperaturen und ausreichender Wasserversorgung sind C4-Pflanzen daher sehr leistungsstark und produktiv.
Silomais und in geringerem Umfang CornCobMix (CCM) wird in der Tierfütterung und als Koferment in Biogasanlagen verwendet. Hierfür wird der Mais bei Trockensubstanzgehalten von 32 - 35 % bzw. 58 - 65 % für CCM gehäckselt und einsiliert. Silomais ist aufgrund seiner hohen Methanerträge die derzeit dominierende Kulturart in der Biogasproduktion.
Die Aussaat sollte möglichst früh ab Mitte April bei Temperaturen von ca. 8 °C in ein gut vorbereitetes, rückverfestigtes Saatbett erfolgen. Dabei ist die Bodenstruktur von größerer Bedeutung als die Bodenart. Für den Anbau sind mittlere bis schwere Böden geeignet, sie sollten aber keine Staunässe oder Kälte aufweisen. Die Aussaattiefe schwankt von 3-6 cm, je nachdem welche Bodenform vorliegt.
Das Ertragsniveau von Silomais schwankt von 350-750 dt/ ha Fm, das entspricht bei 35 % TM einem Ertrag von 125-260 dt TM/ ha. 2011 wurde auf einer Gesamtfläche von 205.000 ha in Niedersachen Energiemais angebaut. Ziel ist es, die bisher ca. 20 t TM/ha auf 30 t TM/ha zu erhöhen.
Weitere Informationen finden Sie in der Broschüre Energiepflanzen für Biogasanlagen (2012 FNR) und unter www.eva-verbund.de.
Getreide GPS und Grünroggen
Getreideganzpflanzensilage kann sowohl als Viehfutter als auch als Biogassubstrat eingesetzt werden. Für den Verwendungszweck als Biogassubstrat sollten Wintergetreidearten verwenden werden, da diese ein höheres Ertragspotential, aber auch geringere Ertragsschwankungen aufweisen. Außerdem sind Winterroggen oder auch Wintergerste trockenstressresistenter, toleranter gegenüber Fußkrankheiten und sie können zu einem früheren Termin geerntet werden.
Die Saattechnik und die Bodenbearbeitung orientieren sich an der der Körnernutzung. Die Unkrautbekämpfung beschränkt sich auf den Herbst. Außerdem sollten Fungizide nur bei starkem Befall eingesetzt werden. Da der Roggen für die Biogaserzeugung jedoch früher geerntet wird, stellt dies meistens kein Problem dar. Einsparpotentiale ergeben sich hinsichtlich des Saatgutes, des Pflanzenschutzes und der Düngung.
Der TM-Ertrag bei Roggen mit einem TM-Gehalt von 34,3 % und einer Schnitthöhe von 10 cm beträgt 160 dt TM/ha.
Weitere Informationen finden Sie unter www.eva-verbund.de.
Sorghumhirsen Sorghum bicolor
Familie: Poaceae, Gramineae (Süßgräser)
Zuckerhirse und Sudangras sind einjährige C4-Pflanzen und zählen zu den Sorghumhirsen. Während Sudangras bis zu 2,5 m hoch wird und relativ dünne Stängel von 3-6 mm aufweist, kann die Zuckerhirse mit kräftigeren Stängeln von 1,5 cm Durchmesser deutlich höher werden. Beide Hirsen zeichnen sich durch eine hervorragende Wasser- und Nährstoffeffizienz aus.Aufgrund der Frostempfindlichkeit werden Sudangras und Zuckerhirse erst ab Anfang Mai bei Temperaturen von 12-14 °C gesät. Dabei werden bei Sudangras bis zu 50, bei Zuckerhirse bis zu 25 Pflanzen pro Quadratmeter angestrebt. Es werden relativ hohe Ansprüche an den Boden gestellt, sie sind aber sehr anspruchslos hinsichtlich der Wasserversorgung. Der Nährstoffbedarf liegt bei hohen Ertragserwartungen bei 140-160 kg N, 70-80 kg P2O5 und 120-150 kg K2O. Es sollte bei der Aussaat auf eine geringe Unkrautbelastung geachtet werden, da Sorghum ein langsames Jugendwachstum hat. Bei Trockenmassegehalten von 18 - 30 % kann mit dem Maishäcksler geerntet und anschließend siliert werden.
Die Erträge liegen im Versuchsanbau bei 12 - 20 t Trockenmasse pro Hektar.
Mais, Hirse und Sudangras können sowohl als Hauptfrucht als auch als Zweitfrucht nach Grünroggen oder Getreideganzpflanzensilage angebaut werden. So können die Anbaufläche und die Vegetationszeit effizient genutzt werden. Dies ist allerdings nur dann sinnvoll, wenn die Wasserversorgung beider Kulturen gewährleistet ist und die Mehrerträge durch die doppelte Kulturführung den Mehraufwand für Bodenbearbeitung, Aussaat, Düngung und Ernte übertreffen. Unter dem Gesichtspunkt Fruchtfolge kann die Zuckerhirse eine Erweiterung sein.
Weitere Informationen finden Sie in der Broschüre Energiepflanzen für Biogasanlagen (2012 FNR) und unter energiepflanzen.fnr.de.
Sonnenblume Helianthus annuus L.
Familie: Compositae, Asteraceae (Korbblütler)
Die Sonnenblume stammt aus Amerika. Sie hat einen hohen Wärmebedarf vor allem bei der Hauptvegetation und der Abreife, wodurch ein Risiko in Niedersachen, im Bezug auf die Körnernutzung entsteht. Eine Alternative stellt die Nutzung als Biogassubstrat dar, da die volle Abreife nicht erforderlich ist.
Die Aussaat sollte ab Mitte April erfolgen bei Bodentemperaturen von 8 °C. Die Bestandesdichte beträgt ca. 8 Pflanzen/ m² bei einem Reihenabstand von 40-75 cm. Die optimale Düngung liegt bei 80-120 kg N, 60-80 kg P2O5 und 140-200 kg K2O pro Hektar. Zur mechanischen Unkrautbekämpfung dient das Hacken ab 10 cm Pflanzenhöhe, ein zweites Mal kann bis 30 cm erfolgen. Bewährt hat sich aber auch eine Vorlaufbehandlung mit z.B. Bandur. Mitte September nach der Öleinlagerung und dem Erreichen eines TM-Gehaltes von 24-26 % kann geerntet werden.
Es werden Erträge von 100-150 dt TM/ha erzielt. Durch den Ölgehalt (12-16 % an der Gesamtpflanze) erreicht die Sonnenblume hohe Methangehalte im Biogas, jedoch geringere Biomasseerträge im Vergleich zu Mais. Sonnenblumen werden deshalb meistens mit Mais gemeinsam z. B. als Randstreifen/Blühstreifen angebaut, geerntet und einsiliert.
Weitere Informationen finden Sie in der Broschüre Energiepflanzen für Biogasanlagen (2012 FNR) und unter energiepflanzen.fnr.de.
Ackerfutter- und Grünlandmischungen für die Energieerzeugung
Auch durch den Anbau von Ackergräsern in Reinsaat, Ackergrasmischungen und Leguminosen-Grasgemengen kann energiereiche Biomasse erzeugt werde. Insbesondere auch späte Grünlandschnitte (3-5 schnitt), die schlechter zur Tierernährung geeignet sind, lassen sich durch Vergärung verwerten. Ziel ist es, mehrschnittige Aufwüchse mit hohem Ertrag und hohem Methanertrag zu produzieren.
Für den Anbau sind sowohl Moorböden oder Böden die zur Vernassung neigen ungeeignet, als auch sehr trockene Böden, bei denen mit erheblichen Ertragsrückgängen gerechnet werden muss. Die höchste Ertragsleistung erzielt man bei milderen Standorten mit guter Wasserversorgung und vor allem gleichmäßigem Niederschlag. Der pH-Wert sollte mindestens bei 5,5 liegen. Eines der leistungsfähigsten Ackergräser ist das überwinternde Welsche Weidelgras als Vorfrucht zu Mais. Es ist ein schnellwüchsiges, mittelhohes Obergras mit blattreichen Horsten, welches im ersten Jahr aber noch keine Halme ausbildet. Dieses Gras besitzt gegenüber Pilzen gute Resistenzen.
Der Ertrag beim ersten Schnitt liegt bei 60 dt TM/ha, in einem Jahr können jedoch bis zu 195 dt TM/ha geerntet werden.
Es gibt viele Sorten von Ackergras, man wählt diese je nach Standort und Fruchtfolge aus. Nicht ausgeschlossen ist, eine Mischung aus mehreren Sorten zu sähen, um das Risiko zu minimieren und die Anpassung an unterschiedliche Standort-, Witterungs- und Nutzungsbedingungen zu gewährleisten.
Die Anlagentechnik der Biogasanlage und die Zufuhr des Substrates in den Fermenter müssen auf das zellulosereiche Substrat abgestimmt sein (größere Rührwerke, Fermentervolumen, Verweilzeit).
Weitere Informationen finden Sie unter energiepflanzen.fnr.de.
Switchgrass/Rutenhirse Panicum virgatum L.
Familie: Poaceae (Süßgräser)
Switchgrass oder Rutenhirse ist eine mehrjährige C4-Pflanze, die widerstandsfähig gegen Trockenheit ist. Die Pflanze bildet unterirdische Rhizome und wird je nach Sorte 0,5 bis 3 Meter hoch. Sie zeichnet sich durch gute Winterhärte aus und bevorzugt leicht zu erwärmende und gut durchlüftete Böden. Die Samen werden etwa in 1 cm Tiefe abgelegt und keimen bei einer Mindesttemperatur von 10 °C.
Switchgrass ist eine effektive Energiepflanze und kann als Biogassubstrat, zur Ethanolherstellung und als Brennstoff genutzt werden. Der durchschnittliche Ertrag liegt zwischen 10-17 t TM/ha.
Ungarisches Energiegras Szarvasi1/Riesenweizengras
Familie: Poaceae (Süßgräser)
Die unter dem Handelsname Szarvasi-1 bekannte Hybridgras-Sorte ist im deutschsprachigen Raumer unter dem Namen Riesenweizengras bekannt und wurde von der ungarischen Gemeinnützige Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft für Landwirtschaft in Szarvas entwicklet. Szarvasi-1 ist als sehr ausdauernd einzustufen. Die Lebensdauer dieser Kultur beträgt 10 bis 15 Jahre. In hohe Die Trockentoleranz ist bedingt durch die Herkunft (Angepasst an die Bedingungen der süd-ost-europäischen Steppenlandschaften und ist nach der Etablierung sehr frostbeständig. Für den Anbau sind alle Böden geeignet. Eine Drillsaat hat sich in verschiedensten Versuchen bewährt. Es wird bei Frühjahrsaussaat 30 kg/ha, bei Aussaat im Spätsommer 20 bis 25 kg/ha Saatgut benötigt. Bei der Frühjahrsaussaat kann bereits im Aussaatjahr geerntet werden. In den Hauptnutzungsjahren sind zwei Schnitte möglich. Bei einer einmaligen Nutzung im Jahr lassen sich 100-140 dt/ha, bei Zweischnittnutzung bis zu 190 dt/ha TM erzielen. Die Ernte erfolgt bei 28-32 % TS-Gehalt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Stadium des vollen Rispenschiebens der Bestände erreicht (Quelle: Böttcher, K.; Pentschew, S.; Boese, L. LLFG Sachsen-Anhalt).
IGNISCUM® Staudenknöterich Polygonum sachalinense
Familie: Polygonaceae (Knöterichgewächse)
Sowohl der Sachalin Staudenknöterich Igniscum, als auch der Japanische Staudenknöterich (Polygonum japonicum) gehören zur Familie der Knöterichgewächse, bei denen es sich um schnellwüchsige, mehrjährige Pflanzen handelt. Sie bilden mehrjährige Rhizome und können bis zu 4 m hoch werden. Der Japanische Staudenknöterich bevorzugt Böden mit guter Wasser- und Nährstoffversorgung wächst aber auch auf äußerst kargen Standorten. Eine Pflanze/m² ist ausreichend. Japanischer Staudenknöterich stellt keine besonderen Ansprüche an die Vorfrüchte. Nur der Acker sollte weitgehend unkrautfrei sein. Der durchschnittliche Ertrag liegt bei ca. 10 t TM/ha. Eine Verwertung über Biogasanlagen ist möglich. Zum Anlegen einer neuen Kultur hat sich die Pflanzung von Rhizomen etabliert. Saatgut läuft, bedingt durch die hiesigen klimatischen Verhältnisse, nur teilweise auf. IGNISCUM® stammt ursprünglich aus dem östlichen Teil Russlands, die klimatischen Bedingungen erlauben in Deutschland einen Anbau. Die hohe Wachstumsrate ermöglicht bis zu drei Ernten jährlich über einen Zeitraum von gut 20 Jahren, danach müssen die Bestände verjüngt werden. Aufgrund des hohen Brennwertes eignet sich IGNISCUM® in getrockneter Form auch zur Beschickung von Brennöfen. Geerntet wird es analog zu Miscanthus mit einem Feldhäcksler. Erfahrungen haben gezeigt, dass die Pflanze sehr resistent gegenüber Pilzkrankheiten ist. Die Ertragserwartungen liegen bei ca. 20 t Trockenmasse pro ha und Jahr.
Allerdings sei zu erhöhter Vorsicht gemahnt, dass es sich bei beiden Knötericharten um hochinvasive Arten handelt, die nur sehr schwer wieder zu bekämpfen sind.
Zweikultur-Nutzungssystem
Das Zweikultur-Nutzungssystem hat zum Ziel, die Vegetationszeit und die Flächen möglichst ganzjährig für die Biomasseproduktion zu nutzen. Deshalb wird eine Winterung zu einem relativ frühen Zeitpunkt geerntet und nachfolgend eine Sommerung angebaut. Nach der ersten Kultur können sowohl Nahrungsmittel als auch Biomasse zur Energieerzeugung angebaut werden, also nach einer frühen Ernte von z. B. Grünschnittroggen oder Roggen-GPS noch Mais oder Hirse. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass der Standort eine ausreichende Wasser- und Wärmekapazität hat. Eine zusätzliche Beregnung muss immer auch ökonomisch sinnvoll sein. Für eine Zweikulturnutzung sind Getreidearten und Energiegräser gut geeignet, als Folgekulturen können z. B. Mais, Sudangras, Zuckerhirse, Sonnenblumen oder Gräser angebaut werden.
Die Ertragsvergleiche von Mais, Zuckerhirse, Sudangras und Sonnenblumen zeigen, dass Mais im Hauptfruchtanbau eindeutig Ertragsvorteile aufweist. Eine zunehmende Bedeutung als Energiepflanzen können Zuckerhirse, Sudangras und Sonnenblumen möglicherweise im Zweitfruchtanbau erlangen. Diesbezüglich wurden schwerpunktmäßig in den Jahren 2007 bis 2009 Versuche mit Mais, Sudangras und Sonnenblume nach Vornutzung Grünroggen und als Zweitfrucht nach GPS-Nutzung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass auf ertragsstarken Standorten mit ausreichender Wasserversorgung deutliche Mehrerträge gegenüber dem ausschließlichen Hauptfruchtanbau Mais erzielt werden können. Auf Standorten mit geringer Wasserversorgung birgt der Zweitfruchtfanbau ein hohes Risiko.
Damit sich der Zweitfruchtanbau wirtschaftlich rechnet, muss ein deutlicher Mehrertrag gegenüber der herkömmlichen alleinigen Hauptfrucht erzielt werden, um die doppelten Aussaat- und Erntekosten auszugleichen. Gleichwohl könnte der Zweitfruchtanbau an Bedeutung gewinnen, wenn die Flächenknappheit und damit auch die Flächenkosten weiter zunehmen. Positive Effekte des Zweitfruchtanbaus liegen beispielsweise darin, dass die Vegetationszeit bestmöglich genutzt wird, Arbeitsspitzen gebrochen werden und das Gärsubstrat zu verschiedenen Terminen im Jahr effektiv genutzt werden kann. Durch die intensive Nutzung der Fläche wird auf der anderen Seite jedoch die Humusbilanz stark beansprucht.
Durchwachsene Silphie Silphium perfoliatum
Familie: Compositae, Asteraceae (Korbblütler)
Die Durchwachsene Silphie (auch Kompass- oder Becherpflanze) ist ein Staudengewächs und gehört zur Familie der Korbblütler. Sie stammt aus den gemäßigten Regionen Nordamerikas und gedeiht auch unter hiesigen Bedingungen gut. Die Pflanze bildet je nach Alter und Standort 3 - 10 vierkantige Stängel mit gegenständigen lanzettlichen Blättern aus und wird im 2. Jahr 1,8-3 m hoch. Ab Ende Juni bis Anfang September trägt sie 6-8 cm große, gelbe Blütenköpfe.
Die Durchwachsene Silphie hat keine besonderen Boden- oder Klimaansprüche, sie glänzt aber auch nicht mit ihrer Konkurrenzstärke. Sie entwickelt sich am besten auf humosen Standorten mit guter Wasserführung, staunasse Böden sind für den Anbau ungeeignet. Die Kultur ist mehrjährig nutzbar und amortisiert sich nach 12 Jahren.
Der Anbau bietet sich auf kleineren Restflächen, Gewässerrandstreifen und Flächen mit geringer Bodengüte an, es muss darauf geachtet werden, dass vor der Saat eine intensive Bodenbearbeitung und Unkrautbekämpfung erfolgt sind. Das Saatbett sollte feinkrümelig und feuchtigkeitsbewahrend sein, die Aussaat erfolgt Mitte April bis Ende Mai, falls Gepflanzt wird geschieht die ebenfalls Ende April bis Ende Juni. Es werden 15-18 Samen/m² mit einem Reihenabstand von 50- 75 cm gesät, um diese zum Keimen zu bringen muss eine Keimstimulation erfolgen. Wenn die weniger risikoreiche Pflanzung der Durchwachsenen Silphie erfolgt, werden 4 Pflanzen/m² gesetzt. Gedüngt werden sollte im 1. Jahr mit 100 kg N/ha, 25-30 kg P/ha und 200 - 250 kg K/ha, im 2. Jahr sollte die Menge des Stickstoffes auf 130-160 kg/ha steigen. Die Ernte erfolgt Ende September bei einem TS-Gehalt von 25-27 %. Ab dem 2. Jahr werden dann Erträge in Höhe von 130- 180 dt TM/ha erzielt.
Die hohe Biomasseleistung bei guter Silierbarkeit des Erntegutes und der guten Methanausbeute in der Biogasanlage machen die Durchwachsene Silphie zu einer interessanten Pflanze für die Biogasproduktion. Der Anbau in Dorf- bzw. Straßennähe kann dazu beitragen, die Akzeptanz für den Energiepflanzenanbau zu fördern.
Weitere Informationen finden Sie im Anbautelegramm Durchwachsene Silphie (2013 Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft).
Zuckerrübe / Biogasrübe Beta vulgaris L. var. maltissima Döll
Familie: Chenopodiaceae (Gänsefußgewächse)
Die Zuckerrübe ist in Deutschland der wichtigste Zuckerlieferant. Der Gehalt an Zucker in der Rübe liegt hierbei zwischen 16 - 22 %, das entspricht einem prozentualen Anteil von 70 % an der Trockenmasse, weswegen die Rübe schnell abbaubar ist und sich für die energetische Nutzung, als Substrat für die Herstellung von Ethanol und für die Vergärung in Biogasanlagen, eignet.
Die Zückerrübe hat einen mäßigen Stickstoffbedarf von 160 kg N/ ha. Wird zu viel Stickstoff gedüngt, wirkt sich dies negativ auf den Zuckergehalt aus. Ebenso reagiert die Pflanze empfindlich auf eine Unterversorgung mit Phosphor und Kalium. Der Bedarf liegt durchschnittlich bei 100 kg P und 150 kg K pro Hektar. Zuckerrüben sollten so spät wie möglich geerntet werden, um das Wachstumspotential auszunutzen und den TM-Gehalt zu erhöhen. Es sollte zudem darauf verzichtet werden die Rüben zu köpfen, sondern die Blätter abzuschlegeln, um den Sickersaftanfall zu minimieren. Vor dem Einbringen in den Fermenter ist es unabdinglich die Rüben zu reinigen und zu musen. Bei der Reinigung werden Steine, die die technischen Aggregate beschädigen könnten, und Sand, der sich am Boden absetzt und den Gärraum verringert, entfernt. Das Musen ist zum Vergrößern der Oberfläche gedacht.
2011 wurden Erträge von 22 t TM/ ha im Emsland aufgezeichnet. Das Methanertragspotential liegt bei 364 l CH4/kg oTM. Im Jahr 2011 wurde in Niedersachen auf 4.500 ha die „Biogasrübe“ angebaut.
Die Rübenzüchter arbeiten an speziellen Biogassorten, die einen hohen TM-Gehalt sichern. Die Produktionstechnik unterscheidet sich nicht wesentlich von der Zuckerrübenproduktion, es werden jedoch Versuche durchgeführt, ob eine höhere Stickstoffdüngung Ertragsvorteile bietet. Darüber hinaus werden verschiedene Verfahren der Konservierung der „Energierüben“ getestet wie z. B. das Silieren ganzer Rüben oder von Rübenschnitzeln unter Folie oder in Folienschläuchen sowie das Einlagern von Rübenbrei in Erdbecken.
Weitere Informationen finden Sie in der Broschüre Energiepflanzen für Biogasanlagen (2012 FNR) und unter energiepflanzen.fnr.de.
Energiepflanzen als Festbrennstoffe
Feste Brennstoffe sind nicht nur Wald- und Restholz, sie können auch auf landwirtschaftlichen Flächen erzeugt werden.
Kurzumtriebsplantagen (KUP), Schnellwachsende Gehölze
Je nach Standortbedingungen werden Weiden oder Pappeln als Steckhölzer oder Ruten gesetzt. Die Pflanzdichte ist dabei abhängig von der geplanten Umtriebszeit und Erntetechnik. Derartige Flächen müssen spätestens nach 20 Jahren beerntet werden, um ihren Status als landwirtschaftliche Nutzfläche nicht zu verlieren. Die Umtriebszeit beträgt in Niedersachsen in der Regel 3 - 5 Jahre, die gesamte Nutzungsdauer einer solchen Anlage wird mit 20 - 25 Jahren angesetzt.
Ausführliche Informationen zu Arten und Sorten, Anbauverfahren, Erntetechnik etc. finden sie in der Broschüre Schnellwachsende Baumarten auf landwirtschaftlichen Flächen in Niedersachsen.
Sida Sida hermaphrodita (L.) Rusby
Familie: Malvaceae (Malvengewächse)
Sida gehört zu den Malvengewächsen und stammt ursprünglich aus Nordamerika. Im ersten Jahr verläuft das oberirdische Wachstum sehr langsam. In diesem Jahr wird vor allem ein mächtiges bis zu 3 m tiefes Wurzelsystem ausgebildet, welches in den folgenden Jahren zu einem raschen Wachstum führt und die Pflanze 3-4 m hoch werden lässt. Die Sida bildet dabei 2,5-4 m lange verholzte Stängel mit handflächig unterteilten Blättern. Bereits im zweiten Jahr bildet sie einen Strauch mit 8-12 Trieben, jedes Jahr treibt die Pflanze dann aus den Wurzelknospen aus und bildet so 20-40 Triebe.
Das Malvengewächs hat nur geringe Ansprüche an den Standort, die Bodenqualität wirkt sich aber selbstverständlich auf den Ertrag aus. Man sollte deswegen ein besonderes Augenmerk auf den Standort legen, da Sida-Plantagen 15-25 Jahre genutzt werden können.
Die Pflanzung erfolgt mit handelsüblichen, mehrreihigen Pflanzmaschinen im Zeitraum von Ende April bis Ende Mai bei Bodentemperaturen von 10 °C. Vor der Pflanzung sollten entwickelte Unkräuter entfernt und der Boden aufgelockert werden, zudem sollte eine mitteltiefe bis tiefe Bodenbearbeitung im Herbst erfolgen.
Wenn man Sida als Tierfutter oder Biogassubstrat einsetzten möchte, sollte man sie im Herbst im belaubten Zustand ernten oder sogar während der Vegetationsperiode. Bei zweimaliger Ernte während der Vegetationsperiode sollen TM-Gehalte von 40-60 % erreicht werden können und ein Ertrag von 100 t FM/ ha. Experten halten es aber für fraglich ob dieses Verfahren uneingeschränkt möglich ist.
Verwendung findet die Pflanze in vielen Bereichen. Aufgrund ihres hohen Proteingehaltes von 27-30 %, der dem der Luzerne ähnelt, ist sie eine landwirtschaftliche Nutzpflanze. Sie ist aber ebenso für Imker interessant, da sie bis zu 120 kg/ha Honig liefern kann. Als Energiepflanze kann sie als Biogassubstrat, Biokraftstoffsubstrat oder als Festbrennstoff eingesetzt werden. Zudem eignet sie sich als Material zur Herstellung von Dammstoffen oder Zellulose.
Weitere Informationen finden Sie auf den Internetseiten der folgenden Institutionen:
- AK-Sida - Die Seite für den interessierten Sida-Anbauer: www.ak-sida.de
- SidaTim - Novel Pathways of Biomass Production: Assessing the Potential of Sida hermaphrodita and Valuable Timber Trees: faccesurplus.org
- Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) : energiepflanzen.fnr.de
Miscanthus Miscanthus x giganteus
Familie: Poaceae, Gramineae (Süßgräser)
Miscanthus gehört zu den ausdauernden Gräsern und ist in verschiedenen Arten und Sorten in fast jedem Ziergarten vertreten. Eine für die Landwirtschaft interessante Art geht auf die Kreuzung zwischen Miscanthus sacchariflorus und M. sinensis zurück und ist unter dem Namen „giganteus“ bekannt. Umgangs¬sprachlich wird er auch oft als Riesenchinaschilf oder Elefantengras bezeichnet. Miscanthus gehört zu der Familie der Süßgräser und stammt aus Ostasien. Bei günstigen Boden- und Klimabedingungen hat die C4-Pflanze ein enormes Wachstum und kann bis zu vier Meter hoch werden.
In der Regel wird Miscanthus über Rhizome gepflanzt, diese kosten ab Händler 0,15-0,20 €. Alternativ kann man auch Jungpflanzen kaufen, diese kosten etwa 0,35 € pro Pflanze. Die Pflanzung sollte im Mai erfolgen, wenn die obersten 5-10 cm des Bodens 10 °C erreicht haben. Um einen Hektar zu bepflanzen, benötigt man ca. 10.000-12.000 Pflanzen. Sie werden in einem Reihenabstand von 0,8-1 m gesetzt, die Abstände in der Reihe betragen dabei 0,7-1 m. Risiken bestehen vor allem im ersten Winter, in diesem kann es zu Auswinterungsschäden kommen. Eine gute Bestandespflege ist besonders wichtig, um die Schäden so gering wie möglich zu halten.
Die Ernte des Miscanthusbestands kann nach dem Blattfall und damit etwa ab Ende Februar bis April (bis zum beginnenden Wiederaustrieb) erfolgen. Vorteilhaft ist ein Beginn der Ernte bei bodenschonender Befahrbarkeit der Böden und sobald die Stängel einen Trockenmassegehalt von etwa 80 % erreicht haben. Als Ernteverfahren sind sowohl Häckselketten als auch Ballenlinien etabliert. Bei den Häckselketten kommen reihenunabhängige Häcksler zum Einsatz (3-cm-Häcksel, Schüttdichte 120 bis 140 kg/m³) und erreichen Leistungen von ca. 30 bis 40 Tonnen/Stunde). Bei der Ballenlinie kommen Schwadmäher und Quaderballenpressen (15 bis 25 Tonnen/Stunde, Ballendichte 140 bis 150 kg/m³) oder selbstfahrende Quaderballenpressen mit Schneidwerk zum Einsatz. Die Aufnahme von feuchter Blattmasse vom Boden sollte unbedingt vermieden werden.
Bei geeigneten Bedingungen erreicht man bei der Kreuzung Miscanthus x gigantheus nach drei Jahren einen TM-Ertrag von 15 t/ha.
Die Pflanze wird derzeit in gehäckselter Form als Brennstoff, Tierstreu oder Baustoff genutzt. Ein großes Potential wird aber auch in der Herstellung von Brenngasen und BtL-Kraftstoffen gesehen.
Weitere Informationen finden Sie unter energiepflanzen.fnr.de.
