Optimierung der Methanerzeugung aus Energiepflanzen mit dem Methanenergiewertsystem

Description: 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. Zu jedem Erntezeitpunkt wurden Ertragsmessungen durchgeführt, sowie Biomasseproben zur Silagenbereitung und späteren Inhaltsstoffanalyse gewonnen. Die spezifische Methanausbeute wurde mit Hilfe von Eudiometer-Messzellen 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 31 t TM ha-1 und bis 12.657 Nm3 CH4 ha-1). Mit Sonnenblumen wurden rund 30 Prozent des Methanhektarertrages von Mais erzielt und mit Getreide oder intensiv bewirtschafteten Wiesengras ca. 26,5 Prozent. Innerhalb der Energiepflanzenarten zeigten sich Variationen im Methanhektarertrag von 6 bis 38 Prozent, 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. Die 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. Die im ermittelten optimalen hydraulischen Verweilzeiten lagen zwischen 20 (Getreideganzpflanzensilagen) und 42 Tagen (Sonnenblumensilagen). Diese Ergebnisse müssen in weiterführenden Untersuchungen mit dynamischen Systemen verifiziert werden. 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. Es zeigte sich, dass 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 niedriger lag der Methangehalt im produzierten Biogas und desto höher der Schwefelwasserstoff- und Ammoniakgehalt. usw.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Biogas ? Methangehalt ? Roggen ? Weizen ? Triticale ? Schwefelwasserstoff ? Getreide ? Süßgräser ? Klee ? Mais ? Mikrowellen ? Sonnenblume ? Vegetation ? Ammoniumstickstoff ? Ackerbau ? Agrarökologie ? Sensor ? Silage ? Wasserstoff ? Erdwärmenutzung ? Mikrobiologie ? Brunnen ? Treibhausgasemission ? Energiepflanze ? Methan ? Nachwachsender Rohstoff ? Pflanzenproduktion ? Pflanzenverfügbarkeit ? Wirkung ? Bestrahlung ? Globale Umweltfazilität ? Projektförderung ? Ernte ? Ernteertrag ? Messung ? Energie ? Energietechnik ? Energiewirtschaft ? Ökologischer Landbau ? Numerisches Verfahren ? Pflanzenzüchtung ? Protein ? Stoffgemisch ? Säure ? Weideland ? Klimaschutz ? Wirkung ? Biogaserzeugung ? Tonmineral ? Energieeffizienz ? Forschungsprojekt ? Bioverfügbarkeit ? Faser ? Forschungseinrichtung ? Gaserzeugung ? Heizung ? Pilotprojekt ? Zeitraum ? Umweltschutz ? Änderung ? Maßnahme ? Bauvorhaben ? Rechte ? Biomasse ? Datenbank ? Untersuchung ? Verweilzeit ? Vorbehandlung ? Werkzeug ? Elite ? Wert ? bewerten ? spezifisch ? Flächengröße ? Fraktion ? Gehalt ? Hilf ? Energieforschung ? Landwirtschaftliche Maschinen und Geräte ? Erfassung ? Ergebnis ? ökonomisch ? Einbauschicht ? Landwirtschaftliches Bauwesen ? Ableitung ? Art [Spezies] ? Biogas, Gaserzeugung ? Probe ? Dauer ? Projekt ? Projekt-UVP ? Abschätzung ? Erneuerbare Energie (auch: Energieträger, Rohstoffe) ? Vermehrung ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie Österreich (Geldgeber*in)
• GE Jenbacher GmbH & Co. OHG (Mitwirkende)
• Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein (HBLA) (Mitwirkende)
• IPUS - Industrie-, Produktions- und umwelttechnisches Service GmbH (Geldgeber*in)
• Limagrain GmbH (Mitwirkende)
• Monsanto Agrar Deutschland GmbH (Geldgeber*in)
• Nawaros Bioenergie- und Rohstoffproduktions GmbH (Mitwirkende)
• Pioneer Hi-Bred Northern Europe, Niederlassung Österreich (Mitwirkende)
• RWA Raiffeisen Ware Austria AG (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Landtechnik (Betreiber*in)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Nutztierwissenschaften (Mitwirkende)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Ökologischen Landbau (Mitwirkende)
• Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit, Institut für Bodengesundheit und Pflanzenernährung, Abteilung Düngemittelüberwachung und Mikroskopie (Mitwirkende)

Time ranges: 2004-05-01 - 2006-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Development of the Methane Energy Value Model as a tool to optimise methane yield from energy crops
  Description: This project serves to promote biogas production from energy crops. The energy crops: sunflowers, meadow grass, wheat, triticale, rye and maize were investigated. All energy crops were harvested in the course of the vegetation period at four to six different times. At each harvest, yield measurements were carried out, as well as biomass sampled for silaging and the subsequent ingredient analyses. Following, laboratory investigations for the determination of the specific methane yield were carried out with the help of Eudiometer-instrumentation. The methane hectare yield and the optimal harvest times were determined for all of the investigated energy crops. Of all the energy crop species investigated in this project, maize showed the highest bio-mass yields and methane yields per hectare (up to 31 t DM ha-1 and up to 12,657 Nm3 CH4 ha-1). Sunflowers achieved approximately 30 percent of the methane hectare yield obtained by maize, cereals or intensively farmed meadow grass on average 26.5 percent. Variations of 6 to 38 percent in methane hectare yield appeared within the examined energy crop species depending on the variety, the place of cultivation, the management intensity or the harvest time. For an economic biogas production, the right choice of variety and the optimal harvest time has a great relevance. The effect of pretreatment measures (acidifying, heat treatment, microwave irradiation and addition of clay minerals) on the specific methane yield of energy crops was examined. heat, microwaves and acid pretreatment aimed to induce a pre-digestion of the crude fiber fraction. This effect was only observed with meadow grass and sunflowers, not however for cereals. The addition of clay minerals increased the specific methane yield of all energy crops. The optimal hydraulic retention times, determined in this project, lay between 20 days (cereal silage from whole crop) and 42 days (sunflower silage). Besides the energy crop type, the hydraulic retention time also appear to be influenced by the harvest year and the as-signed pretreatment measure. These results must be verified in further investigations with dynamic systems. With the data from the project, the Methane Energy Value Model for maize could be continued so far that it can now be used in practice. The data base for the estimation of the methane energy value of cereals, sunflowers and meadow grass requires further investigations. The influence of the protein: energy ratio of mixtures of energy crops on the specific methane yield and on the biogas quality was examined with mixtures of protein-rich clover grass silage and energy-rich maize silage. A higher portion of maize silage in the mixture resulted in a higher specific methane yield. The higher the protein content and/or the portion of clover grass silage in the fermenting mixture, the lower the methane content in the produced biogas and the higher the hydrogen sulfide and ammonia content. Etc. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1019204

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.41
• Findability: 0.32

  • Title: 0.00
  • Description: 0.23
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.69
  • Spatial: NoRegion (0.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.