MitsteigenderBedeutungderEnergiegewinnungausnachwachsendenRohstoffenstiegauchderBedarf an Substraten erheblich. Mais nahm hier von Anfang an, aufgrund seiner besonders günstigen Eigen schaften, wie hohe TS und Energieerträge, eine Sonderstellung ein. Auf der Suche nach Alternativen bzw.ErgänzungenzurVermeidungderNachteileeinseitigerFlächenbestellungerschienenbesondersdie Sorghumhirsen aufgrund ähnlicher Eigenschaften vielversprechend. Sorghumhirsen sind ähnlich ans pruchslos und selbstverträglich wie Mais und zeigen sogar eine höhere Trockenheitsresistenz. Beide PflanzengeltenbeimspeziellenAnbaufürdieFermentationinBGAalsEnergiepflanzen.Inindustriellen oder hofeigenen BGA wird das pflanzliche Material dann (u.U. zusammen mit Wirtschaftsdünger und/oder Getreide) fermentiert, wodurch das sogenannte Biogas entsteht. Biogas ist ein energierei ches,industriellproduziertesGas,dasimWesentlichenausMethanundKohlenstoffdioxidbesteht.Aus demBiogaskannletztendlichStromundWärmegewonnenundsomiteinwichtigerAnteilzurEnergie versorgung aus alternativen Quellen geleistet werden. Um diesen Sachverhalt ökonomisch attraktiver zumachen, wurdeimApril2000dasErneuerbareEnergienGesetzeingeführt,welchesdenAbsatzdes StromsausErneuerbarenEnergienverbessert,indemeseinegeregelteVergütungvorschreibt.Daspro duzierteBiogasistnunmehrumsowertvollerundökonomischerjemehrMethanesenthält.DieBiogas und Methanausbeuten sind aber substratspezifisch so ist in der Fachliteratur häufig Mais mit einer deutlichhöherenBiogasausbeutealsSorghumhirsenangegebenjedochübersteigendiesedenMaisbei derMethanausbeuteum23Prozent.DasAnbauzielallerEnergiepflanzenmüssenalsovorrangighohe BiogaserträgeundguteMethanausbeutensein.
Beide Pflanzen liefern durch hohe Kohlenhydrat und niedrige Proteingehalte hervorragende Silierei genschaften,sodassderEinsatzvonSiliermittelnnurunterbestimmtenUmständenerforderlichist.In derzögerlichenJugendentwicklungsindsowohlMaisalsauchSorghumhirsenfrostempfindlich.Weiter hin sollte auch ein hoher Unkrautdruck durch Fruchtfolgeerweiterung vermieden werden. Beide Ener giepflanzen haben eine kurze Vegetationsdauer und sollten zur Ernte eine TS von 2835 % aufweisen, umgenugEnergiezuliefern.BeidenSorghumhirsenunterscheidetman3Artenund3Typen:esgibtdie ArtderZuckerhirse,dieSudangräser,HybrideunddesWeiterenZuckerhirsetypen,Futterhirsetypenund Faserhirsetypen.ImVersuchverwendetwurdenalsZuckerhirsendieSortenSuperSile20,Sucrosorgho 506undRona,alsFutterhirsendieSudangräserSusuundLussiundalseinzigeFaserhirsedieSorteGo liath.AngebautwurdendieSortenanden3VersuchsstandortenRachow,MalchowundStaffelde.Pflan zenbaulich ergeben sich beim Anbau von Mais und Sorghumhirsen nur einige wenige Unterschiede.
BeidePflanzenhabengeringeBodenansprüche,jedochsolltederBodengleichmäßigundgutdurchwur zelbarsein,daweiterhineinehoheStandfestigkeitbeiderPflanzenvongroßerBedeutungist.Sorghum hirsen sind wärmeliebender und temperaturabhängiger, sowie wesentlich trockenresistenter als Mais.
FürbeidePflanzengilt:jehöherdieTS,destowenigerfrostempfindlichistdiePflanze.
DieZielfragedesVersuchesunddieserArbeitwaresletztendlichdieAnbauwürdigkeitvonSorghumhir sen zur Verwendung als Substrat in Biogasanlagen zu beurteilen. Grundlegend ist zu sagen, dass Mais mit seinen hervorragenden Eigenschaften als Substrat für BGA wohl nie vollkommen abgelöst werden kann.VielmehrsollenErgänzungenzuihmgefundenwerden,umdenNachteilendesübermäßigenAn bausnachhaltigentgegen wirkenzukönnen.ObundinwieweitdieSorghumhirseneffektiveundeffi zienteErgänzungenseinkönnen,wurdeindieserArbeithinsichtlichverschiedenerAspekteuntersucht.
AnobersteStellestanddasHerauskristallisiereneinergeeignetenSorteumdiesedannmitdemMaisals Substratvergleichenzukönnen.
Hinsichtlich der Bestandeshöhe und –dichte, sowie der Entwicklung grenzten sich auf dem Standort StaffeldeschonfrühdiebeidenSudangräserSusuundLussiab,welcheüberdengesamtenVersuchbe trachtetpositivhervorragten.BeziehtmannunaberdieErträgeanTrockensubstanzdereinzelnenSor tenmitein,soergibtsicheinanderesBild.DieSorteGoliathliefertehierbeiweitemdiebestenErgeb nisseanderTrockensubstanz.EbenfallsbeimVergleichderMethanausbeutenzeigteGoliathdiebesten Werte.
ImVersuchstelltesichheraus,dassimJahr2008andengeprüftenStandorten,bisaufdieSorteGoliath, keineHirsesorteaneinniedrigesErtragsniveauundsomitandenMethanertragdesMaisherankam.
DieBereitstellungskosten derEnergiepflanzenspielenebenfallseinewichtige RollezurBeurteilungder Gesamtanbauwürdigkeit. Bei der Bereitstellung von Mais und Sorghumhirsen lässt sich zusammenfas sendsagen,dassdieProduktionvoneinerDezitonneTrockensubstanzMaisfürdieVerwendunginBGA günstiger war, als die Produktion der Trockensubstanz von Sorghumhirsen. Allerdings muss beachtet werden,dassdieBerechnungderKostenfürdieSorghumhirsenandenZahlendesVersuchesinStaffel de,dieBerechnungderKostenfürMaisjedochausdemKTBLgemachtwurde.
AlleAussagentreffenjedochnurunterdengegebenenBedingungenzu.UmsichereAussagentreffenzu können,solltendieseVersuche nichtnuranverschiedenenStandortenund mehrerenJahrenerfolgen, sondernauchimdirektenVergleichmitMaisdurchgeführtwerden.
SokönntendieSorghumhirsenunterUmständenschonbaldhelfen,dengestiegenenBedarfanSubstra tenfürBiogasanlagennachhaltigzudeckenundeineeffektiveundeffizienteAlternativezurwichtigsten Energiepflanze Mais darzustellen. Damit wäre ein weiterer, wichtiger Beitrag zur notwendigen Steige rungderEnergiegewinnungausnachwachsendenRohstoffengeleistet.
Literaturverzeichnis
[1]FachagenturNachwachsendeRohstoffee.V.(Hrsg.)mitFörderungdesBundesministeriums fürVerbraucherschutz,ErnährungundLandwirtschaftundmitPublikationendurchdasInstitut fürEnergetikundUmweltGmbH,derBundesforschungsanstaltfürLandwirtschaftunddemKu ratoriumfürTechnikundBauweseninderLandwirtschafte.V.:HandreichungBiogasgewinnung und–Nutzung.3.ÜberarbeiteteAuflage.Gülzow:2006.
[2]KuratoriumfürTechnikundBauweseninderLandwirtschafte.V.(Hrsg.),LeibnizInstitutfür AgrartechnikinPotsdam(Hrsg.),Bearbeiter:Döhler,Eckel,Frisch,Fröba,FunkGrubeu.a.,unter MitwirkungvonLWF,FAL,BDP,HeRo,LAP,LFATLLu.a.:Energiepflanzen–DatenfürdiePlanung desEnergiepflanzenanbaus.Darmstadt:2006.
[3]Prof.Dr.KlausBöhme,Dr.BarbaraHentschel,Dr.ThomasTanneberger,AnkeSerfling,Catrin Hahn,SabineLeopold,JörgMöbius:NeueLandwirtschaft–DasFachmagazinfürAgrarmanager.
11/2008,Seiten87103.Berlin:DeutscherLandwirtschaftsverlagGmbH,2008.
[4]Dr.AlbrechtRoller,Sticksel,PetersendesTechnologieundFörderzentrumimKompetenz zentrumfürnachwachsendeRohstoffe:Sorghumhirse–SortenundHerkünftevergleich,Sym posiumEnergiepflanzen24.10.2007.Straubing:2007.
[5]HansOechsner,Hohenheim,AndreasLemmer,Stuttgart,undClaudeNeuberg,Ettelb ruck/LuxemburginLandtechnik(58)3/2003,S.146,147:FeldfrüchtealsGärsubstratinBiogas anlagen.
[6]PressemitteilungNAWAROAG.Leipzig:Oktober,2008.
[7]BarbaraEder,Dr.JoachimEder,Dr.AndreasGronauer,FelipeKaiser,ChristinePapst(LfL Freising)inBLW11/2004,S.45,46:MehrGasausderGülle.
[8]ThomasLehmann:Sudangras–DieEnergiepflanzevonmorgen?Pflanzenschutzmanage mentundBestandesanalytik.Neubrandenburg:2008.
[9]DatenbankenderLFAGülzow:http://lfa.info
agrarportal.de/index.php?/content/view/full/1659(Stand:20.12.2008)
[10]Hirschl,Hoffmann,Zapfelu.a.:MarktundKostenentwicklungerneuerbarerEnergien–2 JahreEEG–BilanzundAusblick.Berlin:ErichSchmidtVerlag,2002.
[11]KuratoriumfürTechnikundBauweseninderLandwirtschafte.V.(Hrsg.),Fachagentur NachwachsendeRohstoffee.V.(Hrsg.),Autoren:Becker,Döhler,Eckel,Fröba,Grube,Hartmann u.a.:FaustzahlenBiogas.Darmstadt/Gülzow:2007.
[12]Prof.Dr.KlausBöhme,Dr.BarbaraHentschel,Dr.ThomasTanneberger,AnkeSerfling,Cat rinHahn,SabineLeopold,JörgMöbius:NeueLandwirtschaft–DasFachmagazinfürAgrarmana ger.NeueLandwirtschaft8/2008,Seiten7485.Berlin:DeutscherLandwirtschaftsverlagGmbH, 2008.
[13]Prof.Dr.KlausBöhme,Dr.BarbaraHentschel,Dr.ThomasTanneberger,AnkeSerfling,Cat rinHahn,SabineLeopold,JörgMöbius:NeueLandwirtschaft–DasFachmagazinfürAgrarmana ger.NeueLandwirtschaft7/2008,Seiten7275.Berlin:DeutscherLandwirtschaftsverlagGmbH, 2008.
[14]SvenTeskeu.a.:ErneuerbareEnergien–Warumwirsiedringendbrauchenaberkaumnut zen.Berichte,Analysen,Argumente.Düsseldorf:VDIVerlag,1996.
[15]BarbaraEder,Dr.HeinzSchulz,WalterGraf,AndreasKrieg,HansMitterleitner,KarlHeinz Stocker,ArthurWellinger:Biogas–Praxis.Grundlagen,Planung,Anlagenbau,Beispiele,Wirt schaftlichkeit.3.vollständigüberarbeiteteunderweiterteNeuauflage.StaufenbeiFreiburg:
ökobuchVerlag,2006.
[16]FachagenturNachwachsendeRohstoffee.V.(Hrsg.)inZusammenarbeitmitdemBMELV, BMU,BBE,vTI,ATB,KTBL,DBFZunddemFachverbandBiogase.V.:Biogas–BasisdatenDeutsch landStandOktober2008.Gülzow:2008
[17]FachagenturNachwachsendeRohstoffee.V.(Hrsg.)inZusammenarbeitmitdemBMELV:
Biogas–eineEinführung.5.überarbeiteteAuflage.Gülzow:Januar2008.
[18]FachagenturNachwachsendeRohstoffee.V.(Hrsg.),Autoren:Dr.RalfPude,BarbaraWenig:
PflanzenfürdieIndustrie.Pflanzen,Rohstoffe,Produkte.4.ÜberarbeiteteAuflage.Gülzow:
2005.
[19]Dr.MarianneKarpensteinMachan:EnergiepflanzenanbaufürBiogasanlagenbetreiber.
FrankfurtamMain:DLGVerlag,2005.
[20]GesetzzurNeuregelungdesRechtsderErneuerbarenEnergienimStrombereich2008(EEG) [21]P.Grundmann,MPlöchl,M.Heiermann:WirtschaftlichkeitsuntersuchungzumEinsatz
landwirtschaftlicherKosubstrateinBiogasanlagen.Potsdam:2002
[22]DeutschesMaiskomiteee.V.(Hrsg.),Autoren:KonstanzeBöhmel,FriedrichJäger:Mais–
FachzeitschriftfürMaisanbauer4/07.SorghumeineErgänzungzuMais?Anbauhinweiseund MöglichkeitenzurFruchtfolgegestaltung(Sonderdruck).Bonn:VerlagTh.MannGmbH&Co.KG, Oktober2007.
[23]Dr.AndreasGurgel:VersuchsberichtAnbauvonSorghumzumEinsatzinBiogasanlagen.
LandesforschungsanstaltGülzow:Oktober2008–Januar2009.
[24]http://www.ehlbeckenergie.de/alternative_energiepflanzen.htm
[25]http://www.ehlbeckenergie.de/pdf/goliath_riesenhirse.pdf;SaatbauLinz:Biomassehirse Goliath:derRieseunterdenHirsen.Linz:Juni2007.
[26]ThüringerLandesanstaltfürLandwirtschaft(Hrsg.),Autoren:M.Conrad,A.Biertümpfel,A INFODatenbanken:AnbautelegrammFutter/Zuckerhirse(Sorghumbicolor).Jena:2008.
[27]ThüringerLandesanstaltfürLandwirtschaft(Hrsg.),Autoren:M.Conrad,A.Biertümpfel,A INFODatenbanken:AnbautelegrammSudangras(Sorghumsudanese).Jena:2008.
[28]Land&Forst15/2008,AutorinAndreaMeyer:HirseeinneuesFuttermittel,S.59.DLVVer lag2008.
[29]RenéT.J.Chappers:RomanFootprintsatBerenike.LosAngeles:2006.
[30]NatureInternationalweeklyjournalofscience,Band447,S.897:chinalooksforalternative biofueloptions.Philadelphia:2007.
[31]DominikHelffrich,HansOechsnerinLandtechnik(58)3/2003,Seiten148f.:Hohenheimer Biogasertragstest.Hohenheim:2003.
[32]BernhardStürmer,MichaelEder:ModellzurOptimierungderSubstratbereitstellungskosten beiBiogasanlagen.ÖGATagungsband2008.
[33]BayrischeLandesanstaltfürLandwirtschaft:WievieldürfenSubstratefreiFermenterkos ten?München:November2006.
[34]http://www.transgen.de/datenbank/pflanzen/52.mais.html
[35]UweMeier,BiologischeBundesanstaltfürLandundForstwirtschaft:Entwicklungsstadien monounddikotylerPflanzen,BBCHMonografie.2.Auflage.Braunschweig/Berlin:2001.
[36]AnalytiklaborfürLandwirtschaftundUmweltBlggDeutschlandGmbH:Prüfberichte.Par chim:2008.
[37]Prof.Dr.agr.habil.FriedrichWeißbachinLandtechnik(63)6/2008:ZurBewertungdesGas bildungspotenzialsvonnachwachsendenRohstoffen.Elmenhorst:2008.
[38]IfULMüllheim,H.Nussbaumer:PTVBiogasEnergiepflanzen(Gras,Mais,Hirse),Biogas Energiepflanzen2004EinjährigeErgebnisse.Müllheim:Juni2004.
[39]http://www.lfl.bayern.de/ilb/db/14249/db_berechnung.php?was=bg_mais(01.05.2009) [40]http://www.energiepflanzen.net/gfx/energieplanzen/sorghum1_clip_image002.jpg
EidesstattlicheErklärung
Hiermit versichere ich, dass ich die vorliegende Bachelorarbeit selbstständig angefertigt habe undkeineanderenalsdieangegebenenQuellenundHilfsmittelbenutzthabe.
Datum,Ort UnterschriftFranziskaKrüger
Anhang
BestandesdichteinPfl./m²27.08.2008
Sucrosorgho
506 Goliath Lussi
Sucrosorgho
506 Rona1
Super Sile
20 Susu
Sucrosorgho 506
D 17 14 54 19 17 23 56 19
C 16 16 55 21 21 24 45 19
B 22 15 52 27 21 21 41 20
A 22 17 49 30 21 26 60 15
(Quelle:eigeneErhebung)
BestandeshöheinMetern27.08.2008
(Quelle:eigeneErhebung)
BestandeshöheinMetern15.09.2008
Sucrosorgho
506 Goliath Lussi
Sucrosorgho
506 Rona1
Super
Sile20 Susu
Sucrosorgho 506
D 0,65 1,6 1,55 2,2 1,5 1 1,8 2,2
C 0 0,95 1,3 2,1 1,6 1 1,75 1,8
B 0,6 1 1,35 1,7 1,3 1,1 1,25 2,1
A 0,8 1,35 1,55 1,4 0,95 1,2 1,75 2,3
(Quelle:eigeneErhebung)
BestandeshöheinMetern30.09.2008
Sucrosorgho
506 Goliath Lussi
Sucrosorgho
506 Rona1
Super
Sile20 Susu
Sucrosorgho 506
D 0,4 1,85 1,52 2,3 1,45 1 1,77 2,45
C 0,67 1,37 1,24 2,1 1,63 1,3 1,76 2,1
B 0,97 1,47 1,44 1,6 1,25 0,9 1,5 1,75
A 1,13 1,2 1,32 1,06 0,85 1,1 1,78 2,3
(Quelle:eigeneErhebung)
Sucrosorgho
506 Goliath Lussi
Sucrosorgho
506 Rona1
Super
Sile20 Susu
Sucrosorgho 506
D 0,8 0,9 1,2 1,18 0,85 0,9 1,3 1,77
C 0,7 0,8 1,31 1,25 1,1 1,1 1,37 1,54
B 0,38 0,7 1 1,65 1,3 0,87 0,95 1,73
A 0,65 1,1 1,35 1,55 1,2 1 1,28 1,85
EntwicklungsstadiennachBBCH27.08.2009
Sucrosorgho
506 Goliath Lussi
Sucrosorgho
506 Rona1
Super Sile
20 Susu
Sucrosorgho 506
D 13 31 32 31 32 32 61 34
C 13 15 51 32 32 33 59 33
B 14 14 51 34 35 32 33 37
A 15 32 61 34 33 34 55 34
(Quelle:eigeneErhebung)
EntwicklungsstadiennachBBCH15.09.2008
Sucrosorgho
506 Goliath Lussi
Sucrosorgho
506 Rona1
Super Sile
20 Susu
Sucrosorgho 506
D 13 51 59 51 53 51 59 53
C 0 31 59 51 59 51 59 51
B 13 32 61 34 53 51 59 51
A 13 33 61 33 51 51 61 51
(Quelle:eigeneErhebung)
EntwicklungsstadiennachBBCH30.09.2008
Sucrosorgho
506 Goliath Lussi
Sucrosorgho
506 Rona1
Super Sile
20 Susu
Sucrosorgho 506
D 13 51 61 53 55 53 61 51
C 33 51 61 53 55 53 61 53
B 33 51 59 51 53 51 61 51
A 51 51 59 33 51 53 69 55
(Quelle:eigeneErhebung)
Trockensubstanzgehalte
Sorte 27.08.2008 15.09.2008 30.09.2008
Sucrosorgho 23,64
Goliath 20,13 30,39 25,01
Lussi 19,20 29,84 27,89
Sucrosorgho 17,21 24,34 21,21
Rona1 22,66 28,02 35,38
SuperSile 18,60 26,50 25,94
Susu 22,70 30,75 28,11
Sucrosorgho 26,81 21,65
(Quelle:eigeneErhebung)
VergleichendeUntersuchungenzurMethanausbeuteverschiedenerArtenSorghumhirseundMaisalsSubstrateinBiogasanlagen
MethanpotentialnachdemHohenheimerBiogasertragstest (Quelle:UniversitätHohenheim) Sorte(zurErnte)
mittl.Gas mengeKorri giert(NmL) mittl.Methan mengeKorrigiert (NmL) mittl.Methan gehaltKorrigiert (%Volumen) mittl.Spezifi scherGasertrag (Nm3 /kgoTS) mittl.Spezifi scherMethan ertrag(Nm3 CH4/kgoTS)
mittl.STD(%)MittelwertTS [%FM]Mittelwert oTS[%TS] Goliath18789480,6550,3122,791 Lussi17687500,6260,3113,191 Sucrosorgho19594480,6650,3212,191 Rona19094490,6480,3193,190 SuperSile19094490,6680,3301,991 Susu16679480,5550,2663,491
72 VergleichendeUntersuchungenzurMethanausbeuteverschiedenerArtenSorghumhirseundMaisalsSubstrateinBiogasanlagen
MethanpotentialnachProf.Dr.FriedrichWeißbach RelativwerteSortenvergleich DatumSorteTMFoTS**Biogas** Methan**Biogas MethanBiogas MethanMethan** l/kg TSMethan l/kg TS nach Fo g/kg FMg/kg TSLiter/kg TSLiter/kg TSLiter/kg TSLiter/kg TSm3/kg oTSm3/kg oTS(HBT = 100)(Mittel der Sorten = 100) 26.8.08Sucro-1516855482886293160,6820,34291,1 12.9.08sorgho1556725372827043410,7560,36682,7 6.10.081807255803056353100,6720,32898,4 9.10.082027275813056363070,6650,32199,3 70256229565131892,9100,3 26.8.08Rona1656995592936082970,6430,31498,8 12.9.082126945552916193050,6510,32195,7 6.10.082317455963136133040,6480,321102,9 9.10.082187465973136223070,6480,319102,2 72157730361530399,9103,0 26.8.08Goliath1156715372825922890,6530,31897,5 12.9.081556435152705792890,6230,31193,6 6.10.081766785432856373060,6770,32593,1 9.10.081757075662976202950,6550,312100,7 67554028460729596,296,4 26.8.08Susu2027245793045272550,5510,266119,3 12.9.082377065652976363200,6610,33392,6 6.10.082727405923115622690,5820,279115,6 9.10.082547485993145362570,5550,266122,4 730584306565275112,5104,2 26.8.08Lussi2546635302786143120,6450,32889,2 12.9.083066575252766063070,6350,32189,8 6.10.082936715372826243070,6550,32291,9 9.10.082836725372825992970,6260,31194,9 66653228061130691,495,0 26.8.08SuperSile1687035622956022890,6440,310101,9 12.9.082046815452866323050,6680,32293,9 6.10.082047245793046223030,6520,317100,5 9.10.082157255803046403160,6680,33096,3 70856629762430398,2101,1
nach MaisgleichungHBT Messwerte (TS)HBT Messwerte (oTS) (Quelle:AnalytiklaborfürLandwirtschaftundUmweltBlggDeutschlandGmbH;F.Weißbach,C.Strubelt)
73 VergleichendeUntersuchungenzurMethanausbeuteverschiedenerArtenSorghumhirseundMaisalsSubstrateinBiogasanlagen
ProduktionskostendatenStaffelde (Quelle:ClaasWilfarth,BetriebsleiterStaffelde)
ErnteRoundUpFahrgassenScheibenPflugSaatbettSteineGRSDüngungScheibenAussaatH ha2009lockerneggebearbeitungsammelnFrühjahreggeMaismitUF 35,00Mais35,000,0035,0035,0035,0035,0035,0035,000,0035,0035,00 32,00Mais32,0032,0032,0032,0032,0032,0032,0032,0032,0032,0032,00 62,00Hirse62,000,0062,0062,0062,0062,0062,0062,0062,000,0062,00 9,00129,0032,00129,00129,00129,00129,00129,00129,0094,0067,00129,00 9,00129,0032,00129,00129,00129,00129,00129,00129,0094,0067,00129,00 Einheit/€0,0012,500,000,000,000,000,000,000,000,001,60 Einheiten/ha0,002,000,000,000,000,000,000,000,000,0060,00 Preis/hain€:0,0025,000,000,000,000,000,000,000,000,0096,00 0,00800,000,000,000,000,000,000,000,000,0012.384,00