Dauerkulturen Biomasse
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<strong>Dauerkulturen</strong> zur<br />
<strong>Biomasse</strong>produktion-<br />
ein erster Erfahrungsbericht<br />
Ergebnisse aus <strong>Biomasse</strong>versuchen in Rheinland-Pfalz<br />
Sebastian Thielen, Beratungszentrum Nachwachsende Rohstoffe am DLR Eifel<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012
Gliederung<br />
1. Biogasanlagen in Rheinland-Pfalz<br />
2. Rohstoffeinsatz in Biogasanlagen<br />
3. Aufstieg des Silomais zur Leitkultur in der Biogasproduktion<br />
4. „Neue Energiepflanzen“<br />
5. Düngungsversuch Durchwachsene Silphie<br />
6. <strong>Dauerkulturen</strong> zur <strong>Biomasse</strong>produktion<br />
7. Ausblick<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 2
Januar 2012:<br />
Biogasanlagen in<br />
Rheinland-Pfalz<br />
• 117 Biogasanlagen in Betrieb<br />
• 47,6 MWel installierte Leistung, 380800 MWh Jahresproduktion<br />
• Durchschnittliche Anlagengröße ca. 400 kWel<br />
(seit 2007 stark gestiegen)<br />
• Fast ausschließlich NawaRo- Anlagen<br />
• 2012: rund 17.000 ha Ackerland zur Biogasproduktion, entspricht<br />
ca. 4,2% der Ackerfläche<br />
Aber: erhebliche regionale Unterschiede!<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 3
Substrateinsatz in Rheinland-Pfalz<br />
Betriebserhebung Biogas 2012 (Anbaufläche in ha)<br />
ha<br />
18.000<br />
16.000<br />
14.000<br />
12.000<br />
10.000<br />
8.000<br />
6.000<br />
4.000<br />
2.000<br />
0<br />
Ackerfläche gesamt<br />
Silomais<br />
• je kW installierte el. Leistung 0,44 ha Hauptfrucht benötigt<br />
• ca. 46% der gesamten Silomaisanbaufläche für Biogasanlagen<br />
• ca. 70% Silomais am Substratmix<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
GPS<br />
Feld / Kleegras<br />
Grünroggen<br />
Getreidekorn<br />
Grünland<br />
2011<br />
2009<br />
Folie 4
Aufstieg des Silomais zur Leitkultur in der<br />
Biogasproduktion<br />
Warum Mais?- Einfluss des EEG<br />
• Biogasproduktion ursprünglich zur Vergärung Abfällen bzw. Klärschlämmen<br />
• EEG 2000 mit fester Einspeisevergütung für Strom aus Biogas<br />
»Erste landwirtsch. Anlagen auf Güllebasis entstanden<br />
»Kaum Einsatz NawaRo, vereinzelte Reststoffe<br />
• EEG Novelle 2004<br />
»Einführung des NawaRo-Bonus (6 cent/kWh bis 500 kW, darüber hinaus 4 cent)<br />
»Anreiz geschaffen für Einsatz NawaRos in BGA<br />
• EEG Novelle 2009<br />
»Einführung des Güllebonus (4 cent/kWh bis 150 kW, darüber 1 cent) in Verbindung mit<br />
erhöhtem Nawaro-Bonus (7 cent/kWh bis 500 kW)<br />
»Aktivierung des Gülle-Bonus nur gleichzeitig mit NawaRo-Bonus möglich.<br />
»Kopplung führte zu „Überförderung“ der Nawaro Vergärung (bis zu 11 cent/kWh)<br />
• EEG Novelle 2012<br />
»Einführung des „Maisdeckel“, max. 60% Silomais in BGA (nur Neuanlagen ab<br />
01.01.2012!)<br />
»Einsatzstoffbezogene Vergütung nach Energiegehalt der jeweiligen Stoffe<br />
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Folie 5
Aufstieg des Silomais zur Leitkultur<br />
in der Biogasproduktion<br />
Warum Mais? -Pflanzenbauliche Gründe<br />
• Ertragsstärkste landwirtschaftliche Kultur, daher höchste Flächeneffizienz<br />
• Gute Gülleverwertung<br />
• Gute Vergärungseigenschaften<br />
• Ertragssicherheit<br />
• Geringe Standortansprüche, daher großes Anbauspektrum<br />
• Vielseitige Verwertung<br />
»Fütterung, Vergärung, Körnermais, CCM, …<br />
Ergebnis: zunehmender Maisanbau<br />
mit allen bekannten Folgen!<br />
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Folie 6
„Flächenkonkurrenten“<br />
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Folie 7
„Neue Energiepflanzen“<br />
• Meist handelt es sich um alte, bekannte Pflanzen, die durch die<br />
<strong>Biomasse</strong>produktion „neu“ entdeckt wurden<br />
• Viele Pflanzen konnten sich aufgrund verschiedener Faktoren<br />
nicht durchsetzen<br />
–Schwierige Bestandsetablierung (Pflanzung erforderlich)<br />
–Häufig kein Pflanzenschutz möglich (Unkrautdruck, Krankheiten,<br />
Schädlinge), da meist Pflanzung erforderlich und keine PSM<br />
zugelassenen<br />
–Fehlende Verwertungsmöglichkeiten (früher meist Fütterung, vereinzelt<br />
Verbrennung)<br />
• <strong>Dauerkulturen</strong> müssen sich mit ertragsstärksten<br />
landwirtschaftlichen Kulturen messen (Silomais, Getreide,…)<br />
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Folie 8
„Neue Energiepflanzen“<br />
Durchwachsene Silphie<br />
•auch bekannt als Becherpflanze<br />
•Korbblütler<br />
•keine Sorten, lediglich Herkünfte<br />
•stammt aus Nordamerika<br />
•ausdauernde Pflanze (mindest.10<br />
Jahre), früher zu Futterzwecken in<br />
Osteuropa angebaut<br />
•Bisher Pflanzung erforderlich, aber<br />
bald Saatgut erhältlich<br />
•Mechanische Unkrautregulierung<br />
•>10 Jahre Nutzungsdauer<br />
•Nutzung: Vergärung<br />
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Folie 9
„Neue Energiepflanzen“<br />
Sida Hermaphrodita<br />
•oder auch Sandmalve bzw.<br />
Virginiamalve<br />
•ausdauerndes Malvengewächs<br />
•stammt aus Nordamerika<br />
•>10 Jahre Nutzungsdauer<br />
•Pflanzung bzw. Aussaat möglich<br />
•Verschiedene Herkünfte mit<br />
verschiedenen Eignungen<br />
•Vergärung (?), Verbrennung<br />
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Folie 10
„Neue Energiepflanzen“<br />
Igniscum<br />
•Knöterichgewächs der Gattung<br />
Flügelknöterich<br />
•ausdauernde Pflanze<br />
•stammt aus Asien<br />
•2 Sorten je nach Verwertung:<br />
Igniscum Candy<br />
(Vergärung) und Igniscum Basic<br />
(Verbrennung)<br />
•Pflanzung erforderlich<br />
•Volles Ertragspotential ab 3.<br />
Standjahr<br />
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Folie 11
„Neue Energiepflanzen“<br />
Blühmischung „Biogas mehrjährig“<br />
•Mischung verschiedener<br />
heimischer Arten mit<br />
Wildpflanzen<br />
•3-5 jährig<br />
•hauptsächlich Sonnenblumen +<br />
Malvengewächse + Kleearten<br />
•verschiedene Mischungen<br />
erhältlich<br />
•Jährlich wechselnde<br />
Bestandszusammensetzung<br />
•Kein PS erforderlich<br />
•Nutzung: Vergärung<br />
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Folie 12
„Neue Energiepflanzen“<br />
Szarvasi-Gras<br />
•Riesenweizengras<br />
•Queckeart<br />
•ungarische Züchtung<br />
•mindestens zu 5 Nutzungsjahre<br />
(eher länger)<br />
•Chem. Pflanzenschutz möglich<br />
(aber: Genehmigung erforderlich)<br />
•Mittlerweile verschieden<br />
Züchtungen/Sorten erhältlich<br />
•Nutzung: Vergärung<br />
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Folie 13
„Neue Energiepflanzen“<br />
Switchgrass<br />
•Rutenhirse/ Präriegras<br />
•stammt aus Nordamerika<br />
•Hirseart, C4-Pflanze<br />
•Hoch- und Tieflandtypen<br />
•verschiedene Sorten erhältlich<br />
•Mehrjährige Nutzung >10 Jahre<br />
•Verbrennung, Vergärung (?)<br />
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Folie 14
Düngungsversuch:<br />
Durchwachsene Silphie<br />
Ermittlung des optimalen N- Düngeniveaus<br />
•4 Varianten: 0 kg N, 40 kg N, 80 kg N, 120 kg N<br />
•Pflanzung Frühjahr 2010, von Hand<br />
•Im Pflanzjahr keine Düngung, keine Ernte<br />
•1. N- Düngung Frühjahr 2011(17.03.) zum Austrieb<br />
•P und K nach Entzug (am Mais orientiert)<br />
Ort Höhe<br />
m NN<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Niederschlag<br />
mm<br />
Temp.<br />
langj.<br />
C°<br />
BIT / Mötsch 310 770 8.3<br />
Folie 15
Düngungsversuch:<br />
Durchwachsene Silphie<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 16
2011:<br />
Düngungsversuch:<br />
Durchwachsene Silphie-<br />
erste Erfahrungen<br />
• Sehr gute Bestandsetablierung 2010, kaum Pflanzenausfälle<br />
• Problematische Unkrautbekämpfung<br />
• Früher Austrieb 2011, 17.03., daher frühe Bodenbedeckung,<br />
keine Auswinterungsschäden<br />
• Schnelle Jugendentwicklung, gute Unkrautunterdrückung<br />
• Blühbeginn: 26.06.2011<br />
• Trockenstress erkennbar<br />
• Krankheitsbefall: vermutlich Sklerotinia<br />
• Ernte: 09.09.2011 bei abgehender Blüte<br />
• Pflanzenlänge 1,7-1,9 m<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 17
2012:<br />
Düngungsversuch:<br />
Durchwachsene Silphie-<br />
erste Erfahrungen<br />
• Austrieb 15.03.2012<br />
• Keine Pflanzenausfälle trotz Kahlfrösten<br />
• Zügige Jugendentwicklung<br />
• Blühbeginn: 01.07.2012<br />
• Erneuter Sklerotiniabefall, tendenziell steigend mit N-<br />
Düngeniveau (bis zu 5% befallene Pflanzen)<br />
• Pflanzenlänge bis 2,9 Meter<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 18
Düngungsversuch:<br />
Durchwachsene Silphie-<br />
erste Erfahrungen<br />
TS- Gehalt TM- Ertrag Methan<br />
(Normzustand)<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Methanertrag<br />
Variante % dt/ha dt/ha m³/ha<br />
2011 2012 2011 2012 2011 2012 2011 2012<br />
1 27,8 28,7 110,1 145 320 3089<br />
2 27,3 31,8 97,2 145 307<br />
3 29,4 31,6 99,6 121 299<br />
4 26,6 37,9 103,9 186 303<br />
2610<br />
2597<br />
2758<br />
Folie 19
Düngungsversuch:<br />
Durchwachsene Silphie-<br />
erste Erfahrungen<br />
Tendenzen nach 2 Versuchsjahren:<br />
• 2 völlig unterschiedliche Vegetationsjahre<br />
• gute Bestandsetablierung, schwierige Unkrautregulierung, in<br />
Folgejahren unproblematisch<br />
• Erste Versuche zur Aussaat laufen<br />
• Sehr winterharte Kultur<br />
• 2011: schwache Erträge, 2012: ordentliches Ertragsniveau<br />
• Noch keine klare Aussage zum optimalen Düngeniveau möglich<br />
• Anfällig für Sklerotinia (evtl. chem. Pflanzenschutz nötig)<br />
• Lange Blühdauer (Juli- September)<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 20
Langzeitversuch:<br />
<strong>Dauerkulturen</strong> <strong>Biomasse</strong><br />
Vergleich verschiedener „neuer Energiepflanzen“ mit einer<br />
Biogasfruchtfolge<br />
• Kulturen: Durchwachsene Silphie<br />
Sida Hermaphrodita<br />
Igniscum<br />
Switchgrass<br />
Szarvasi<br />
• Versuchsanlage 2011<br />
Wildpflanzenmischung<br />
Silomais/ Getreide GPS<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 21
Langzeitversuch:<br />
<strong>Dauerkulturen</strong> <strong>Biomasse</strong><br />
Versuchsstandorte<br />
Ort Höhe<br />
Altrich<br />
(WIL)<br />
Kümbdchen<br />
(SIM)<br />
Rinkenbergerhof<br />
(SP)<br />
m NN<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Niederschlag<br />
mm<br />
langj.<br />
Temperatur<br />
°C<br />
180 717 9,7<br />
365 664 7,8<br />
99 583 10,0<br />
Folie 22
Versuchsplan<br />
Mais/GPS Fruchtfolge<br />
Szarvasi<br />
Langzeitversuch:<br />
<strong>Dauerkulturen</strong> <strong>Biomasse</strong><br />
Spiegelbildliche Versuchsanlage, Langparzellen 4,5m x 15m, 2-fach wiederholt<br />
Wildpflanzenmischung<br />
Switchgrass<br />
Sida Hermaphrodita<br />
Durchwachsene Silphie<br />
Igniscum<br />
Igniscum<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Durchwachsene Silphie<br />
Sida Hermaphrodita<br />
Switchgrass<br />
Wildpflanzenmischung<br />
Szarvasi<br />
Mais/GPS Fruchtfolge<br />
Folie 23
Langzeitversuch:<br />
<strong>Dauerkulturen</strong> <strong>Biomasse</strong>; Altrich<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 24
Langzeitversuch:<br />
<strong>Dauerkulturen</strong> <strong>Biomasse</strong>; Altrich<br />
Erfahrungen aus 2011:<br />
• Schwieriges Jahr zur Versuchsanlage an diesem Standort<br />
(Frühjahr trocken, Sommer durchwachsen, Herbst trocken)<br />
• Silphie, Igniscum, Wildpflanzenmischung mit guten Beständen<br />
• Szarvasi, Switchgrass, Sida schlechte Entwicklung, 2012<br />
Nachsaat bzw. - pflanzung<br />
• Einige Kulturen scheinen aufgrund ihrer Eigenschaften fraglich<br />
zur Verwertung als Biogassubstrat<br />
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Folie 25
Langzeitversuch:<br />
<strong>Dauerkulturen</strong> <strong>Biomasse</strong>; Altrich<br />
Erfahrungen aus 2012:<br />
• Sehr gutes Vegetationsjahr, hohe Niederschlagsmengen von<br />
April-Juli<br />
• Gute Bestandsentwicklung von Silphie, Szarvasi,<br />
Wildpflanzenmischung (Neuansaat), keine weitere<br />
Unkrautbekämpfung erforderlich<br />
• Igniscum mit langsamer Jugendentwicklung (Unkrautbekämpfung<br />
erforderlich), frostempfindlich, ansonsten gute<br />
Bestandsentwicklung<br />
• Schwache Bestände bei Sida und Switchgrass (Neuansaat)<br />
• Erste Ernten bei Silphie, Igniscum, Sida, Szarvasi und Getreide-<br />
GPS<br />
• Noch keine Ergebnisse zu Gaserträgen<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 26
Aussichten:<br />
Langzeitversuch:<br />
<strong>Dauerkulturen</strong> <strong>Biomasse</strong><br />
• Erste vergleichbare Erträge 2013 erwartet<br />
• Gaserträge und Vergärungseigenschaften spielen eine wichtige<br />
Rolle für die Akzeptanz bei Anlagenbetreibern<br />
• Großflächiger Praxisanbau wird bisher noch nicht empfohlen<br />
(unsichere Erträge, langfristige Kosten, Umweltwirkungen)<br />
• weitere Forschung/ Versuche dringend erforderlich<br />
(Pflanzenschutz, Düngung,…)<br />
• Bisher kaum Züchtung bei diesen Kulturen (Pflanzgut-/<br />
Saatgutqualität)<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 27
Leitkultur Mais:<br />
Immer noch die Nummer 1, aber die<br />
Konkurrenz holt auf!<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Folie 28
Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Eifel<br />
Brodenheckstr.3<br />
54634 Bitburg<br />
Tel.: 06561-9480-401<br />
E-Mail:sebastian.thielen@dlr.rlp.de<br />
Veranstaltung: „Die Rolle der Landwirtschaft für die Energiewende“; 21.11.2012<br />
Vielen Dank<br />
für Ihre<br />
Aufmerksamkeit!
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