Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften Band 23

Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 23: 274 (2011)
Energiebilanzierung der Biogasproduktion
unter den Anbaubedingungen Schleswig-Holsteins
Sandra Claus 1 , Babette Wienforth 2 , Klaus Sieling 2 , Henning Kage 2 , Friedhelm
Taube 1 und Antje Herrmann 1
1 Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Abteilung Grünland und Futterbau/Ökologischer
Landbau, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel; 2 Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung,
Abteilung Acker- und Pflanzenbau, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. E-Mail: sclaus@email.unikiel.de
Einleitung
Die Biogas-Produktion in Schleswig-Holstein basiert hauptsächlich auf Co-Fermentation
von Mais und Gülle und zeigt einen Trend zur Errichtung von größeren Anlagen,
woraus längere Transportwege für Gärsubstrate und Gärreste folgen und die
Energie- und Treibhausgasbilanzen negativ beeinflusst werden. Für Energiebilanzen
zur Biogasproduktion in Norddeutschland liegen bislang nur wenige Daten vor, die
zudem meist auf Literaturdaten basieren. Ziel dieser Studie war es daher, eine
Energiebilanzierung für die Biogasproduktion aus Energiepflanzen, basierend auf
den Daten eines 2-jährigen Feldversuchs in zwei typischen Landschaftsräumen
Schleswig-Holsteins (Geest, Hügelland), durchzuführen und zu bewerten.
Material und Methoden
Untersucht wurde der Einfluss unterschiedlicher Fruchtfolgen (Mais-Monokultur,
Mais-Weizen-Gras, Dauergrünland), N-Düngemengen und -formen (Mineraldünger
KAS, Gärrest, Gülle). Die Inputberechnungen basieren auf folgenden
Grundannahmen: Feldgröße (20 ha), Hof-Feld Entfernung (8 km). Bei der Erstellung
der Energiebilanz ist nach Hülsbergen et al. (2001) nur der direkte und indirekte Input
berücksichtigt worden. Für die Konversion sind folgende Annahmen getroffen
worden: 500 kWh KWK-Anlage, elektrische Effizienz von 40 %, thermische Effizienz
von 41,5 %, Eigenwärmebedarf 20 % der produzierten Wärme, Eigenenergiebedarf
7,5 % der produzierten Elektrizität. Die Analyse der Beziehung zwischen N-Input und
Energieinput bzw. -output erfolgte mittels der Prozedur NLIN des Statistikprogrammpaketes
SAS Version 9.2 (SAS Institute, Cary, NC).
Ergebnisse und Diskussion
Der Nettoenergiegewinn variiert zwischen 75 und 122 GJ ha -1 in Abhängigkeit von
Fruchtfolge, Standort und Stickstoffdüngerart. Der Anbau von Maismonokultur
resultiert in einem höheren Nettoenergiegewinn als eine Mais-Fruchtfolge (Mais-
Weizen-Weidelgras) oder Grünland. Gärreste weisen stets eine günstigere Energiebilanz
auf als Mineraldünger. Ableitend aus diesen Ergebnissen wird in einem
nächsten Schritt unter Berücksichtigung der N2O Emissionen eine Treibhausgasbilanz
erstellt, um Rückschlüsse auf das CO2-Minderungspotential der untersuchten
Fruchtfolgen und Düngerarten zu ziehen.
Literatur
Hülsbergen K., Feil B., Biermann S., Rathke G., Kalk W., Diepenbrock W. 2001: A
method of energy balancing in crop production and its application in a long term
fertilizer trial. Agriculture, Ecosystems and Environment 86:303-321.