Die Verwendung von Mais für die Biogasgewinnung hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen. Im Jahr 2012 wurden in Deutschland auf 962 000 ha Energiepflanzen für die Biogasgewinnung angebaut (FNR 2013) etwa 800 000 ha davon waren Silomais (FNR 2013). Laut CONRAD und BIERTÜMPFEL (2011) führt seitens der Landwirte die steigende Anzahl von Biogasanlagen und der in einigen Regionen Deutschlands stark ansteigende Maisanteil in der Fruchtfolge, zu einer intensiven Suche nach Alternativen für den Einsatz als Koferment. Auch die Einführung des aktuellen EEG, wodurch der Einsatz von Mais in Biogasanlagen mit über 60 Masseprozent nicht mehr gefördert wird (RAUH 2011) regt Landwirte und Biogasanlagenbetreiber an, alternative Energiepflanzen zu nutzen.
Eine mögliche Option für Biogasanlagen stellt Silphium perfoliatum L. dar. Durchwachsene Silphie oder Becherpflanze wie sie auch genannt wird ist ein mehrjähriger Korbblütler aus der Familie der Asteraceaen. Sie stammt ursprünglich aus den gemäßigten Regionen Nordamerikas und wurde als Futterpflanze nach Europa eingeführt und findet auch als Zierpflanze Verwendung. (PUDE et al. 2012) Durch die vermehrte Nutzung Nachwachsender Rohstoffe der letzten Jahre wird diese Pflanze hinsichtlich zur Nutzung als Koferment in Biogasanlagen untersucht. Mitarbeiter der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft und der Fachhochschule Bingen forschen seit 2007 an dieser Pflanze. Versuche der letzten Jahre sollen gezeigt haben, dass die Biomasseerträge mit denen von Silomais vergleichbar sind. Die Substratversorgung auf Basis von Mais in trockenen und warmen Regionen ist bei unzureichenden Niederschlagsmengen unsicher. Um eine Biomasseversorgung sicherzustellen, werden Pflanzen benötigt, die eine ausreichende Trocken- und Hitzetoleranz aufweisen. S. perfoliatum hat laut der TLL (2011) geringe Bodenansprüche und kann aufgrund ihres großen Wurzelsystems auch auf trockenen Standorten angebaut werden. Am besten gedeiht sie aber auf humosen Flächen mit guter Wasserführung, staunasse Böden sind nicht geeignet (TLL 2011). Am trocken-warmen Standort Bingen soll die Trocken- und Hitzetoleranz von S. perfoliatum
noch genauer untersucht werden. Durch die langjährige Nutzungsmöglichkeit von S. perfoliatum ergeben sich vielfältige ökologische und ökonomische Vorteile gegenüber Mais.[..]
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Material und Methoden
2.1 Versuchsfläche
2.2 Bestimmung der Ernteparameter
2.3 Maisanbau im Versuchsjahr 2012
2.4 Fermentationsexperimente
2.4.1 Trockensubstanz
2.4.2 Biogasausbeute und -dynamik
2.4.3 Pralltechnik
2.4.4 Raumbelastung und Prozessstabilität
2.5 Faunistische Untersuchungen
3 Ergebnisse
3.1 Ertragsdaten der Silphium perfoliatum Herkünfte
3.2 Fermentationsexperimente
3.2.1 Trockensubstanz
3.2.2 Biogasausbeute und -dynamik
3.2.3 Pralltechnik
3.2.4 Raumbelastung und Prozessstabilität
3.3 Faunistische Untersuchungen
3.3.1 Monitoring
3.3.2 Gelbschalen
4 Diskussion
5 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Eignung verschiedener Herkünfte von Silphium perfoliatum im Vergleich zu Mais als Biogassubstrat, wobei prozesstechnische Aspekte der Fermentation sowie ökologische Auswirkungen auf die lokale Insektenfauna analysiert werden.
- Vergleich der Wuchs- und Ertragsleistung von vier Silphium-Herkünften
- Analyse der Biogasausbeute und Gärungsdynamik unter verschiedenen Vorbehandlungen
- Untersuchung der Prozessstabilität und Raumbelastung in Batchfermentern
- Bewertung des ökologischen Werts durch Erfassung von Insektenbesuchen
Auszug aus dem Buch
1 Einleitung
Die Verwendung von Mais für die Biogasgewinnung hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen. Im Jahr 2012 wurden in Deutschland auf 962 000 ha Energiepflanzen für die Biogasgewinnung angebaut (FNR 2013) etwa 800 000 ha davon waren Silomais (FNR 2013). Laut CONRAD und BIERTÜMPFEL (2011) führt seitens der Landwirte die steigende Anzahl von Biogasanlagen und der in einigen Regionen Deutschlands stark ansteigende Maisanteil in der Fruchtfolge, zu einer intensiven Suche nach Alternativen für den Einsatz als Koferment. Auch die Einführung des aktuellen EEG, wodurch der Einsatz von Mais in Biogasanlagen mit über 60 Masseprozent nicht mehr gefördert wird (RAUH 2011) regt Landwirte und Biogasanlagenbetreiber an, alternative Energiepflanzen zu nutzen.
Eine mögliche Option für Biogasanlagen stellt Silphium perfoliatum L. dar. Durchwachsene Silphie oder Becherpflanze wie sie auch genannt wird ist ein mehrjähriger Korbblütler aus der Familie der Asteraceaen. Sie stammt ursprünglich aus den gemäßigten Regionen Nordamerikas und wurde als Futterpflanze nach Europa eingeführt und findet auch als Zierpflanze Verwendung. (PUDE et al. 2012) Durch die vermehrte Nutzung Nachwachsender Rohstoffe der letzten Jahre wird diese Pflanze hinsichtlich zur Nutzung als Koferment in Biogasanlagen untersucht. Mitarbeiter der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft und der Fachhochschule Bingen forschen seit 2007 an dieser Pflanze.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Arbeit thematisiert die Suche nach Alternativen zu Mais in der Biogasgewinnung und stellt Silphium perfoliatum als vielversprechende, mehrjährige Energiepflanze vor.
2 Material und Methoden: Dieser Abschnitt beschreibt den Versuchsaufbau auf der 0,5 Hektar großen Fläche, die Bestimmung der Ernteparameter sowie die Durchführung der Batch-Gärversuche und der faunistischen Feldbeobachtungen.
3 Ergebnisse: Die Daten präsentieren die Ertragsleistung der vier Silphium-Herkünfte, die Effekte verschiedener Substratvorbehandlungen auf die Methanausbeute sowie die faunistische Artenvielfalt.
4 Diskussion: Hier werden die Ergebnisse kritisch bewertet, insbesondere im Hinblick auf die Eignung von Silphium als Biogassubstrat gegenüber Mais und die ökologischen Vorteile.
5 Zusammenfassung: Das Kapitel bietet einen abschließenden Überblick über die wichtigsten Erkenntnisse hinsichtlich Ertrag, Vergärbarkeit und Insektenvorkommen.
Schlüsselwörter
Silphium perfoliatum, Biogas, Mais, Methanausbeute, Koferment, Batchfermentation, Pralltechnik, Raumbelastung, FOS/TAC, Artendiversität, Insektenmonitoring, Ertragsleistung, Energiepflanzen, Durchwachsene Silphie, Prozessstabilität.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Masterthesis befasst sich mit der Eignung der Pflanze Silphium perfoliatum (Durchwachsene Silphie) als nachhaltiges Biogassubstrat im direkten Vergleich zu Mais.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die Wuchs- und Ertragsleistung verschiedener Herkünfte, die verfahrenstechnische Optimierung der Biogasgewinnung sowie die Bewertung des ökologischen Mehrwerts für Insekten.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, zu prüfen, ob Silphium perfoliatum eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Alternative zu Mais in der Biogasproduktion darstellen kann.
Welche wissenschaftlichen Methoden wurden verwendet?
Es wurden Feldversuche zur Ertragsbestimmung, Batchfermentationsversuche mit variierenden Parametern (z.B. Vorbehandlung) und faunistische Methoden wie Rastererfassung und Gelbschalen eingesetzt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Darstellung der Versuchsflächen, die methodische Durchführung der Fermentationsexperimente und der insektenkundlichen Untersuchungen sowie die detaillierte Präsentation der Ergebnisse.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Silphium perfoliatum, Methanausbeute, Biogas, Prozessstabilität, Artendiversität und Koferment.
Wie beeinflusst die Erntezeit den Ertrag?
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wahl des Erntezeitpunkts sowohl den Trockensubstanzgehalt als auch die spätere Methanausbeute signifikant beeinflusst.
Welchen ökologischen Einfluss hat der Anbau auf Insekten?
Der Silphiumbestand bietet durch seine Blütenpracht eine deutlich höhere Attraktivität für Pollen- und Nektar suchende Insekten wie Bienen und Wildbienen als ein Maisbestand.
- Quote paper
- Adrian Trepner (Author), 2013, Eignung verschiedener Herkünfte von Silphium perfoliatum als Biogassubstrat im Vergleich zu Mais, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/268354
