Optimierung der Methanerzeugung aus Energiepflanzen mit dem Methanenergiewertsystem
- Boden und Landökosysteme
- Wasser - Atmosphäre - Umwelt
- Nachwachsende Rohstoffe und neue Technologien
Abstract
Das vorliegende Projekt untersucht den Methanertrag der Energiepflanzen Sonnenblumen, Wiesengras, Weizen, Triticale, Roggen und Mais. Alle Energiepflanzen wurden im Verlauf der Vegetation zu vier bis sechs verschiedenen Zeitpunkten geerntet. Die spezifische Methanausbeute wurde mit Hilfe von Eudiometern bestimmt. Für alle untersuchten Energiepflanzen wurden der Methanhektarertrag und der optimale Erntezeitpunkt ermittelt. Von den untersuchten Energiepflanzenarten zeigte Mais die höchsten Biomasse- und Methanerträge je Hektar (bis 31t TM ha-1 und bis 12.657 Nm3 CH4 ha-1). Mit Sonnenblumen wurden rund 30% des Methanhektarertrages von Mais erzielt und mit Getreide oder intensiv bewirtschafteten Wiesengras ca. 26,5%. Innerhalb der Energiepflanzenarten zeigten sich Variationen im Methanhektarertrag von 6 bis 38%, abhängig von Sorte, Anbaustandortes, Bewirtschaftungsintensität oder Erntezeitpunktes. Der richtigen Sortenwahl und dem optimalen Erntetermin kommt für eine wirtschaftliche Biogaserzeugung eine große Bedeutung zu. Die Wirkung von Vorbehandlungsmaßnahmen (Ansäuerung, Hitzebehandlung, Mikrowellenbestrahlung, Tonmineralenzugabe) auf die spezifische Methanausbeute wurde untersucht. Hitze, Mikrowellen und Säure sollen einen Voraufschluss der Rohfaserfraktion bewirken und so die Verfügbarkeit der Nährstoffe verbessern. Die Ergebnisse deuten an, dass diese Wirkung nur bei Wiesengras und Sonnenblumen zu erreichen ist, nicht aber bei Getreide. Durch Tonmineralzusatz wurde die spezifische Methanausbeute aller Energiepflanzen gesteigert. Mit den Daten aus dem vorliegenden Projekt konnte das Methanenergiewertmodell für Mais soweit fortgeführt werden, dass es nun in der Praxis eingesetzt werden kann. Die Datengrundlage für die Schätzung des Methanenergiewertes von Getreide, Sonnenblumen und Wiesengras erfordert für die Praxisreife weitere Untersuchungen. Der Einfluss des Eiweiß:Energie-Verhältnisses auf das spezifische Methanbildungsvermögen und auf die Biogasqualität wurde mit Hilfe von Mischungen aus eiweißreicher Kleegrassilage und energiereicher Maissilage untersucht: Je höher der Anteil an Maissilage in der Mischung lag, desto höher war der spezifische Methanertrag und je höher der Einweißgehalt bzw. der Anteil an Kleegrassilage in der Gärgutmischung, desto höher waren der Schwefelwasserstoff- und Ammoniakgehalt. Leitfäden für (a) eine optimierte Biogaserzeugung aus Energiepflanzen, (b) eine effiziente Düngung mit Gärrückstand vergorener Energiepflanzen sowie (c) zur verschiedenen Nutzung des Biogases werden gegeben. Um dauerhaft Erfolg zu bringen, muss der Energiepflanzenanbau nach den Grundsätzen nachhaltiger Fruchtfolgen gestaltet sein. Die Ergebnisse des vorliegenden Projektes zeigen auf, dass die Biogaspotentiale von Energiepflanzen größer sind als bislang angenommen. Nach den vorliegenden, neuen Kalkulationen zu integrierten Biogaserzeugungssystemen ergibt sich ein jährliches Gesamtpotential von 4,8 Mio.t ROE bzw. 4,8 Mrd. m3 Methan. Wenn die Potentiale der Biogaserzeugung genutzt werden würden, wäre es möglich in Österreich pro Jahr mehr als 16 Mio.t CO2-Emissionen einzusparen. Dies entspricht exakt dem derzeitigen Reduktionsbedarf Österreichs, um das Kyoto-Ziel zu erreichen.
- Biogaserzeugung
- Klimaschutz
- Treibhausgasemissionen
Mitarbeiter*innen
Barbara Amon
Priv.-Doz. Dr. Barbara Amon
barbara.amon@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Bernhard Freyer
Univ.-Prof. i.R. Dipl.-Ing. Dr.Ing. Bernhard Freyer
bernhard.freyer@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Jürgen Kurt Friedel
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Jürgen Kurt Friedel
Tel: +43 1 47654-93317
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Martina Fröhlich
Dipl.-Ing. Dipl.-Päd. Martina Fröhlich
martina.froehlich@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-31221
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Katharina Hopfner-Sixt
Dipl.-Ing. Dr. Katharina Hopfner-Sixt
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Vitaliy Kryvoruchko
Dipl.-Ing. Dr. Vitaliy Kryvoruchko
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Marion Ramusch
Marion Ramusch
marion.ramusch@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Johann Sölkner
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Johann Sölkner
johann.soelkner@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-93201, 93231
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Helmut Wagentristl
Ass.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Helmut Wagentristl
helmut.wagentristl@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-95501, 95511
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
Werner Zollitsch
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Werner Zollitsch
werner.zollitsch@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-93211, 99101, 99111
Projektmitarbeiter*in
01.05.2004 - 30.04.2006
BOKU Partner
Externe Partner
Bundesanstalt für alpenländische Landwirtschaft
Dr. Erich Pötsch
Partner
Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit, Institut für Bodengesundheit u. Pflanzenernährung, Abt. Düngemittelüberwachung
DI Erwin Pfundtner
Partner
IPUS Industrie-, Produktions- und umwelttechnisches Service GmbH
Dr. Gernot Scheiflinger
Partner
RWA Raiffeisen Ware Austria AG
DI. Erwin Arocker
Partner
Monsanto Agrar Deutschland GmbH
keiner
Partner
Jenbacher Energiesysteme AG
Dr. Günther Herdin
Partner
Limagrain-Nickerson GmbH
keiner
Partner
Pioneer Saaten GmbH
Dr. Felix Rudolph
Partner
Nawaros Bioenergie- und Rohstoffproduktion GmbH
Dr. Thomas Kraßnitzer
Partner
Schmack Biogas AG
Dr. Doris Schmack
Partner