Agrarische Rohstoffbasis für die Biogaserzeugung

Description: *Die Landwirtschaft als Erzeuger Erneuerbarer Energie kann einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Energiebereitstellung und folglich einer CO2-Einsparung leisten. Um den Anforderungen im Bereich der Biogasproduktion aus agrarischen Rohstoffen gerecht zu werden, bedarf es in erster Linie einer Effizienzsteigerung und Optimierungen von der Rohstofferzeugung bis hin zur Fermentation. In diesem Projekt wurden einerseits pflanzenbauliche und pflanzenzüchterische Aspekte des Energiepflanzenanbaus und andererseits Aspekte der Fermentation von auf Energiepflanzen basierender Substrat-mischungen bzw. Mischungen der Reststoffverwertung beleuchtet. In Anbauversuchen auf verschiedenen Standorten Österreichs wurden zahlreiche Sorten der wichtigsten Energie-pflanzenarten angebaut, und auf Biomasse- und Methanertragsleistung untersucht. Für zwei Grünlandbestände wurde die optimale Nutzungsintensität und Anwelkstufe geprüft. Ferner wurden für drei österreichische Kleinproduktionsgebiete (Marchfeld, Grieskirchen-Kremsmünster und Oststeirisches Hügelland) Konzepte standortangepasster und ökologisch ausgewogener Fruchtfolgesysteme und Düngungsmaßnahmen erstellt. Im Labor als auch auf einer Praxisbiogasanlage wurden schließlich die wichtigsten Prozessparameter des Fermentationsprozesses beim Einsatz von Energiepflanzen in Kombination mit Reststoffen der Biotreibstoff-, Futter- und Lebensmittelverarbeitenden Industrie erhoben. Aus den Ergebnissen der Anbauversuche geht hervor, dass die Wahl der Sorte bzw. des Sortentyps einer Kulturart und die klimatischen Verhältnisse eines Standortes einen großen Einfluss auf den Trockenmasse- als auch den Methanertrag hatten. Die höchsten spezifischen Methanausbeuten und Methanhektarerträge wurden von Mais, Hirse und Zuckerrüben erreicht, während Sonnenblumen und Getreidesorten ihr Potential als Vor-, Nach- und Zwischenfrucht erkennen ließen. Im Grünland wurden der Biomasseertrag bzw. die spezifische Methanausbeute von der Nutzungsintensität bzw. dem Anwelkgrad und die pflanzliche Zusammensetzung der Aufwüchse maßgeblich beeinflusst. Bei der Ermittlung standortangepasster Fruchtfolgen mit ausgewogener Düngerbilanz wurden für die untersuchten Regionen Methanhektarerträge zwischen 1.300 und 1.750 (biologisch) bzw. zwischen 1.680 und 3.870 m3N Methan pro Hektar und Jahr (konventionell) ermittelt. Höhere Erträge wurden generell auf Betrieben ohne Tierhaltung verzeichnet. Für die untersuchten Gärrohstoffmischungen konnte im Labor die optimale Raumbelastung und der spezifische Methanertrag ermittelt werden. Dabei wurde durch die Beimischung von Kosubstraten bzw. von Enzymen eine höhere Gasstabilität bzw. eine gesteigerte Biogas-ausbeute festgestellt. Beim intensiven Monitoring der Biogasanlage Bruck/Leitha wurden zwei parallel laufende Vergärungsschienen (konventionell und biologisch) miteinander verglichen. Die beiden Schienen unterschieden sich deutlich in der Raumbelastung, der hydraulischen Verweilzeit, der Abbaurate, u.s.w.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Biogas ? Zuckerrübe ? Hirse ? Zwischenfrucht ? Getreide ? Mais ? Methangärung ? Reststoffverwertung ? Sonnenblume ? Substrat ? Steiermark ? Biogasanlage ? Biomonitoring ? Tierhaltung ? Zusatzstoff ? Österreich ? Energiepflanze ? Energiepflanzenanbau ? Agrarrohstoff ? Biofilm ? Erneuerbare Energie ? Ernteertrag ? Fermentation ? Grünland ? Methan ? Nachwachsender Rohstoff ? Pflanzenart ? Pflanzenproduktion ? Reststoff ? Verfahrensparameter ? Verfahrensoptimierung ? CO2-Minderung ? Ordnungsgemäße Landwirtschaft ? Rohstoff ? Biologischer Abbau ? Agrarproduktion ? Stoffgemisch ? Fruchtfolge ? Vergleichsanalyse ? Wirkungsgrad ? Hügellandschaft ? Biogaserzeugung ? Energieeffizienz ? Abfallbiomasse ? Düngung ? Landwirtschaftliche Biomasse ? Pflanzenzüchtung ? Standortbedingung ? Anbaubedingung ? Bewirtschaftungssystem ? Klima ? Landwirtschaft ? Laboruntersuchung ? Biomasse ? Effizienzsteigerung ? Reaktionskinetik ? Enzym ? Grieskirchen-Kremsmünster ? Anwelkgrad ? Marchfeld ? Methanhektarertrag ? Oststeirisches Hügelland ? Trockengewicht ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Agrana Beteiligungs-AG (Mitwirkende)
• Agromais GmbH (Mitwirkende)
• Biogas Bruck,Leitha GmbH & Co KG (Mitwirkende)
• Biogest Umwelttechnik GmbH (Geldgeber*in)
• Die Rübenbauern, Vereinigung der österreichischen Rübenbauernorganisationen (Mitwirkende)
• EVN Energieversorgung Niederösterreich AG (Mitwirkende)
• GE Jenbacher GmbH & Co. OHG (Geldgeber*in)
• HOLMER Maschinenbau GmbH (Mitwirkende)
• Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein (HBLA) (Mitwirkende)
• Jenbacher Energiesysteme (Mitwirkende)
• KWS Saat AG Einbeck (Mitwirkende)
• Landeskammer für Land- und Forstwirtschaft Steiermark (Mitwirkende)
• Landwirtschaftliche Fachschule Tulln (Mitwirkende)
• Landwirtschaftskammer Niederösterreich (Mitwirkende)
• OMV AG (Mitwirkende)
• Pioneer Hi-Bred Northern Europe, Niederlassung Österreich (Geldgeber*in)
• Pioneer Holding GmbH (Mitwirkende)
• RWA Raiffeisen Ware Austria AG (Mitwirkende)
• RWA Raiffeisen Ware Austria AG (Geldgeber*in)
• Saatbau Linz (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Umweltbundesamt GmbH (Mitwirkende)
• Universität für Bodenkultur Wien, Department für Angewandte Pflanzenwissenschaften und Pflanzenbiotechnologie, Versuchswirtschaft Großenzersdorf (Mitwirkende)
• Universität für Bodenkultur Wien, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung für Pflanzenbau (Mitwirkende)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Agrar- und Forstökonomie (Mitwirkende)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Angewandte Statistik und EDV (Mitwirkende)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Landtechnik (Betreiber*in)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung (Mitwirkende)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Ökologischen Landbau (Mitwirkende)
• WIEN ENERGIE Gasnetz GmbH (Mitwirkende)

Time ranges: 2006-06-01 - 2008-03-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Agricultural Resources for Biogas Production
  Description: Agriculture as a producer of renewable energy can substantially contribute to a sustainable energy production and subsequently to a considerably CO2 reduction. To meet the future demands of a sustainable energy form without the competition to fodder and food production and environmental conservation efforts, the entire process, from cultivation to fermentation, of biogas production from agrarian raw materials need to be optimised. In this project crop production systems and plant breeding aspects of energy crop production and aspects of the fermentation from energy crop based mixtures are discussed. The experiment was conducted on several sites in Austria, where a number of varieties and types of the energy crops - maize, sorghum, sunflower, sugar beet, rye, wheat, triticale and barley - were grown and examined in respect of biomass and methane yields. For two grassland sites the optimum utilisation intensity and degree of wilting was tested. Additionally, concepts for site-adapted and ecological balanced crop rotation systems and fertilization ratios have been compiled for three Austrian regions. In a laboratory experiment as well as on a real biogas plant the most important process parameters of the fermentation process within the use of energy crops in combination with co-substrates of the bio-fuel, fodder- and food processing industries have been analysed. Results from site experiments show that the choice of variety or the variety-type of an energy crop and the climatic conditions of a location had a great effect on dry matter as well as on methane yields. The highest specific methane yields and subsequently methane yields per hectare have been obtained from maize, sorghum and sugar beet, whereas sunflower and cereals have demonstrated their potential as a pre- or intermediate crop. For grasslands the biomass yield and specific methane yield were affected by the utilisation intensity, degree of wilting and herbaceous composition of the cuttings, respectively. The investigation of site-adapted crop rotation systems with a balanced fertilization gave yearly methane yields per hectare of 1.300 to 1.750 in organic and 1.680 to 3.870 m3N CH4 ha-1 in conventional agricultural systems. Generally, higher yields have been achieved on farms without animal husbandry. For the examined raw material mixtures the optimum volume load and specific methane yield was determined in laboratory experiments. A better process stability and a higher biogas yield were due to the addition of co-substrates or enzymes. At the biogas plant in Bruck/Leitha an organic and a conventional mixture was monitored. Significant differences have been observed in volume load, hydraulic retention time, degree of degradation, average biogas and methane yield, as well as in the NH4-N content in the fermentation residues. This project has demonstrated the potentials to optimise the cultivation and fermentation of energy crops for biogas production. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1019181

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Aktiv

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