Optimierung der Biogaserzeugung aus Energiepflanzen Mais und Kleegras
Abstract
Mais und Kleegras haben für die Biogaserzeugung eine zentrale Bedeutung. Für die Wirtschaftlichkeit sind entscheidend: Methanausbeute aus den Gärrohstoffen, Methanertrag pro Hektar und richtige Fermentergröße. Der Stoff- und Energieumsatz bei der anaeroben Vergärung von Kleegrasmischungen und Mais wurde im Eudiometer-Batch-Experiment bei 40 °C untersucht. Zum Einsatz kamen früh- bis spät-reife Silomaissorten vom Trockenstandort Groß-Enzersdorf und vom Gunststandort Ludersdorf/Steiermark. Bei Kleegras wurden Feldfutter-Intensivmischung (IM) und Kleegrasmischung (KM) vom Standort Gumpenstein/Ennstal verwendet. Ernte und Ertragsermittlung erfolgten zu drei verschiedenen Vegetationszeitpunkten. Der Einfluss der Silage- und Heubereitung auf das Methanbildungvermögen wurde untersucht. Zur praktischen Kalkulation des Methanbildungsvermögens und des Energiestoffwechsels der Gährrohstoffe wurde ein neues System - das Methanenergiewertsystem (MEWS) - entwickelt. Es basiert auf der Kenntnis des Methanbildungsvermögens von Biomasse bei bekannten Gehalten der Inhaltsstoffe Rohprotein (XP), Rohfett (XF), Rohfaser (XL) und N-freie Extraktstoffe (XX). Mit dieser neuen Methode wird die Bewertung des Methanbildungsvermögens von Gärrohstoffen anhand der Konzentration ihrer Inhaltsstoffe möglich. Das Methanbildungsvermögen der Maissorten war wesentlich vom Gehalt und dem Verhältnis der Nährstoffkomponenten zueinander abhängig. Dies wird am stärksten vom Stadium der Vege-tationsentwicklung der Pflanzen beeinflusst. Besonders gut eignen sind Sorten mit hohem Eiweiß- und Fettgehalt und hohem standortspezifischem Biomassebildungsvermögen. Die Silomaissorten des Standortes Ludersdorf zeigten folgende Werte 20,76 t oTS/ha - 34,57 t oTS/ha, 205,83 Nl CH4/kg oTS - 261,05 Nl CH4/kg oTS, 5.288 Nm3 CH4/ha - 8.529 Nm3 CH4/ha. Der optimale Erntetermin war im Vegetationsstadium "Teigreife der Körner" erreicht. Bis zum Vegetationsstadium "Vollreife der Pflanzen" nahm der Methanhektarertrag im Vergleich zum Optimum durch Bruchverluste und Rückgang der spezifischen Methanbildung um bis zu 40% ab. Bei Mais bewirkte die Silagebereitung einen Mehrertrag an Methan von 15%. Nach 39 - 42 Gärtagen waren 95% der maximal erreichbaren Methanmenge aus den Silomaissilagen gebildet worden. Bei den untersuchten Kleegrasmischungen gab es nur geringe Unterschiede im spezifischen Me-thanbildungsvermögen, in den Rohnährstoffgehalten und im Nährstoffmuster. Das spezifische Methanbildungsvermögen der Kleegrasmischungen wurde am stärksten von der Vegetationsentwicklung der Pflanzenbestände bestimmt. Besonders gut geeignet sind Sortenmischungen, die einen hohen Rohprotein- und Rohfettgehalt aufweisen. Rohfaser und N-freie Extraktstoffe trugen wenig zur Methanbildung der Kleegrassilagen bei. In Bezug auf die Ertragsfaktoren spezifisches Methanbildungsvermögen und Methanhektarertrag wurden im optimalen Erntezeit-punkt folgende Kennwerte erreicht: IM: 369,67 Nl CH4/kg oTS; 2.033 - 2.366 bis Nm3 CH4/ha; KM: 390,40 Nl CH4/kg oTS; 2.147 - 2.499 bis Nm3 CH4/ha. Für die Silagebereitung war das Vegetationsstadium "im Ähren-/Rispenschieben" optimal. Zu späte Ernte verursachte Ertragsminderungen der Methanmenge pro Hektar um bis zu 25%. Die Heubereitung bewirkte einen Mehrertrag an Methan von 12%, die Silagebereitung von 26%. Nach 41 - 44 Gärtagen waren 95% der möglichen Methanmenge aus den Kleegrassilagen und dem Heu gebildet worden.
Schlagworte landwirtschaftliche Biogaserzeugung Klimaschutz Minderung klimarelevanter Emissionen
Publikationen
Zwischenbericht "Optimierung der Biogaserzeugung aus den Energiepflanzen Mais und Kleegras"Forschungsprojekt Nr. 1249 GZ 24.002/59-IIA1/01
Autoren: Amon, Th.; Kryvoruchko, V.; Amon, B.; Moitzi, G.; Fistarol-Lyson, D; Hackl, E.; Jeremic, D.; Zollitsch, W.; Pötsch, E.; Mayer, K.; Plank, J. Jahr: 2002
Projektbericht
Das Grünland und den Acker für die Biogasproduktion nutzen
Autoren: Amon, Th., Forschungsinitiative Biogas Jahr: 2003
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Nutzung der Grünlandbiomasse sowie anderer Feldkulturen für die Biogasproduktion
Autoren: Amon, Th., Amon, B., Kryvoruchko, V., Hopfner-Sixt K., Buga, S., Pötsch, E., Zollitsch, W., Plank, J., Mayer, K. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Potentiale für kostendeckende Brennstoffpreise aus landwirtschaftlichen Biogasanlagen
Autoren: Amon, Th., Amon, B., Hopfner-Sixt, K., Hackl, E., Jeremic, D., Boxberger J. Jahr: 2001
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Neue Entwicklungen der landwirtschaftlichen Biogaserzeugung in Österreich
Autoren: Amon, Th., Hackl, E., Hopfner-Sixt. K., Amon, B., Jeremic, D., Boxberger J. Jahr: 2001
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogas production from animal wastes, energy plants and organic wastes
Autoren: Amon Th., Hackl, E., Jeremic, D., Amon, B., Boxberger, J. Jahr: 2001
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Österreich: Ökostromgesetz könnte Bauboom auslösen
Autoren: Amon, Th. Jahr: 2002
Originalbeitrag in Sammelwerk
Biogas production from energy crops - A new system (MEVS) to calculate the methane energy value from biomass
Autoren: Amon, Th., Kryvoruchko, V., Amon, B. Jahr: 2002
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Entwicklung eines "Methanenergiewertsystem (MEWS)" zur Bewertung des Methanbildungsvermögens von Biomasse
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Pötsch, E., Zollitsch, W. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Development of the ¿Methane Energy Value System (MEVS)¿ to estimate methane productivity from biomass
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Buga, S., Mayer, K., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Praxisrelevante Neuigkeiten aus der Forschung
Autoren: Amon, T. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Ökostrom aus Biogas: Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Betrieb
Autoren: Hopfner-Sixt, K., Amon, T., Amon, B. Jahr: 2003
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Optimierung der Biogaserzeugung aus den Energiepflanzen Mais und Kleegras. Endbericht Juli 2003.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Moitzi, G., Lyson D., Hackl, E., Jeremic, D., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2003
Projektbericht
Biogaserträge aus landwirtschaftlichen Gärgütern.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Buga, S., Amid, A., Zollitsch, W., Mayer, K., Pötsch, E. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserträge von Energiepflanzen und Wirtschaftsdüngern – Laborversuchsergebnisse
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Reinhold, G., Oechsner, H., Schwab, M., Weiland, P., Linke, B. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Anaerobic digestion of maize, clover grass and animal manures: influence of nutrient composition on methane production.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Gruber, L. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserzeugung aus Mais – Einfluss der Inhaltsstoffe auf das spezifische Methanbildungsvermögen von früh- bis spätreifen Maissorten.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Zollitsch, W., Mayer, K., Buga, S., Amid, A. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Methane production from maize, grassland and animal manures through anaerobic digestion.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogas production from maize and clover grass estimated with the methane energy value system.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Landwirtschaftliche Biogasanlagen, 4. überarbeitete Auflage
Autoren: Amon, T., Cadilek, M., Hopfner-Sixt, K., Schoberleitner, W., Swoboda, M. Jahr: 2004
Originalbeitrag in Sammelwerk
Qualität und Verwendung des Gärrestes.
Autoren: Amon, T., Döhler, H. Jahr: 2004
Originalbeitrag in Sammelwerk
Forum Biogas Austria: Network from natural resources to application.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Hopfner-Sixt, K. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserzeugung aus Mais – Gibt es Sortenunterschiede?
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Buga, S., Mayer, K., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2004
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Biogaserzeugung aus Mais
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Buga, S., Mayer, K., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2004
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Biogas aus Kleegras-, Feldfutter- und Dauerwiesenmischungen.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Buga, S., Mayer, K., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2004
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Influence of nutrient composition on methane production from animal manures and co-digestion with maize and glycerine.
Autoren: Kryvoruchko V., Amon T., Amon B., Boxberger J., Gruber L., Schreiner M., Zolitsch W. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserzeugung aus Mais – Einfluss des Ernteverfahrens und des Erntezeitpunktes auf den Methanertrag
Autoren: Amid Anooshiravan Jahr: 2004
Diplomarbeit / Masterarbeit
Methane production from cereals, grass and sun flowers: effect of harvesting time, and pre-treatment on the methane yield.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Bodiroza, V., Amon, B. Jahr: 2005
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Estimation of biogas production from maize and clover grass by the new methane energy value system.
Autoren: T. Amon, V. Kryvoruchko, B. Amon, W. Zollitsch, E. Pötsch, K. Mayer Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogas Forum Austria-Network of research, extension service, and commercial farms.
Autoren: Amon, T., Amon B., Kryvoruchko V., Hopfner-Sixt K., Moser, A., Zollitsch, W. Jahr: 2006
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Monitoring of energy crop digestion in Austria.
Autoren: Hopfner-Sixt, K., Amon, T., Milovanovic, D., Amon, B. Jahr: 2006
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserzeugung ausagrarischen Rohstoffen
Autoren: Hopfner-Sixt, K; Amon, T; Bodiroza, V; Kryvoruchko, V; Milovanovic, D; Zollitsch, W; Boxberger, J Jahr: 2006
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Biogas production from agricultural resources: characteristic values for material and energetic evaluation
Autoren: Hopfner-Sixt, K; Amon, T; Bodiroza, V; Kryvoruchko, V; Milovanovic, D; Zollitsch, W; Boxberger, J Jahr: 2006
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Energiepflanzen: Erntezeitpunkt bestimmt Gasausbeute
Autoren: Amon T., Hopfner-Sixt K., Kryvoruchko V., Amon B., Bodiroza V., Ramusch M., Hrbek R, Friedel J., Zollitsch W., Mayr K. Jahr: 2006
Originalbeitrag in Sammelwerk
Das Methanbildungsvermögen und die Biogasqualität bei der Vergärung von Energiepflanzen
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Bodiroza, V., Amon, B. Jahr: 2006
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Biogas production from maize and dairy cattle manure – influence of nutrient composition on methane yield
Autoren: Amon, T., Amon, B., Kryvoruchko, V., Zollitsch, W., Mayer, K., Gruber, L. Jahr: 2007
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
European Biogas Initiative to improve the yield of agricultural biogas plants (EU-Agro Biogas).
Autoren: Amon, T., Amon, B., Machmüller, A., Hopfner-Sixt K., Kryvoruchko V., Bodiroza, V. Jahr: 2006
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
NH3 and GHG emissions from a straw flow system for fattening pigs: housing, and manure storage.
Autoren: Amon, B., Kryvoruchko, V., Fröhlich, M., Amon, T., Pöllinger, A., Mösenbacher, I., Hausleitner, A. Jahr: 2006
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Strategien zur nachhaltigen Erzeugung, Bereitstellung und Nutzung agrarischer Biomasse für die Biogaserzeugung
Autoren: Amon, T. Jahr: 2006
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Integrierte Systeme Sieben Fragen und Antworten zur Nutzung von Bioenergie
Autoren: Amon,T; Bauer,A; Leonhartsberger,Ch Jahr: 2008
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Mitarbeiter*innen
Barbara Amon
Priv.-Doz. Dr. Barbara Amon
barbara.amon@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.01.2002 - 30.06.2003
Vitaliy Kryvoruchko
Dipl.-Ing. Dr. Vitaliy Kryvoruchko
Projektmitarbeiter*in
01.01.2002 - 30.06.2003
Helmut Wagentristl
Ass.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Helmut Wagentristl
helmut.wagentristl@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-95501, 95511
Projektmitarbeiter*in
01.01.2002 - 30.06.2003
Werner Zollitsch
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Werner Zollitsch
werner.zollitsch@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-93211, 99101, 99111
Projektmitarbeiter*in
01.01.2002 - 30.06.2003
BOKU Partner
Externe Partner
Bundesanstalt für alpenländische Landwirtschaft
keiner
Partner