Forschungs- und Innovationsprojekt
Biogasrüben Lagerung

Verfahrenstechnische, mikrobiologische und agrarökologische Auswirkungen eines vermehrten Einsatzes von Zuckerrüben in Biogasanlagen
Modul 1: Lagerung und Aufbereitung

Der Nutzung von Zuckerrüben für die Biogasproduktion werden eine Vielzahl von positiven Eigenschaften zugesagt. Die Zuckerrübe ermöglicht die Auflockerung enger Fruchtfolgen und bietet einen hohen Anteil an leicht vergärbaren Inhaltsstoffen. Dadurch können innerhalb kurzer Zeit hohe Gasmangen zur Verfügung gestellt werden, was für die flexible Stromproduktion von großem Nutzen ist. Durch die Umstrukturierungen im Zuge der Zuckermarktreform rückt insbesondere in frachtfernen Anbaugebieten der Einsatz von Zuckerrüben zur Biogasgewinnung in den Fokus von Biogasanlagenbetreibern und Ackerbaubetrieben. Hinzu kommt, dass der durch den deutlichen Zubau an Biogasanlagen gestiegene Maisbedarf von einer breiten Öffentlichkeit zunehmend als negativ wahrgenommen wird. Darüber hinaus machen förderrechtliche Einschränkungen wie z.B. der „Maisdeckel“ im Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) 2017 den ganzjährigen Einsatz von Zuckerrüben interessant. Dazu muss die Hackfrucht möglichst verlustarm gelagert werden. Zu Beginn des Forschungsprojekts hatte sich noch kein Standardverfahren zur langfristigen Einlagerung etablieren können und es lagen kaum belastbare Kenntnisse zu Lagerverlusten vor.

das linke Foto zeigt eine Zuckerrübenvollerntemaschine beim entleeren des Bunkers auf eine Feldmiete, das rechte Bild zeigt eine Zuckerrübensilage mit einem Strohanteil von 5 % nach siebenmonatiger Lagerung

Ziele

Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, die Lagerverluste von unterschiedlichen Einlagerungsmethoden nach vier, sieben und zehn Monaten Lagerdauer zu ermitteln.

Methode

Durch die Verwendung von geeigneten Containern zur Lagerung der Zuckerrüben konnten ausreichend praxisnahe Bedingungen geschaffen werden.
Der Einfluss folgender Prozessparameter wurde geprüft: Abdeckung (Folie, Stroh, offen), Aufbereitung (ganze Rübe, Brei, Schnitzel), Strohanteil von Rübenbrei (2,4 %, 5 %, 10 % und 30 %; Rübenblatt 4 % und 10 %), Standort (leichter, mittelschwerer und schwerer Boden), Reinigung (ja, nein) und Lagerdauer (4, 7, 10 Monate). Darüber hinaus wurde das Lagerverhalten bei luftdicht gelagerten Rübenblättern ermittelt. Überprüft wurden die Effekte von Einlagerungszeit bzw. -methode auf den Massen- und Energieverlust, auf die Entwicklung der Inhaltsstoffkonzentration, die Temperatur, die Silagequalität (pH-Wert) und das Sickerwasseraufkommen.

Ergebnisse

Aufbereitete Zuckerrüben zeigten die geringsten Verluste

In der folgenden Abbildung sind Ergebnisse von Biogasversuchen dargestellt. Sie zeigen, dass die ganzjährige Lagerung von Zuckerrübensilagen mit relativ geringen Verlusten durchgeführt werden kann, wenn die richtige Methode angewandt wird. Aus Sicht der Energieverluste ist die Einlagerung von Rübenbrei die günstigste Lösung und der von ganzen Rüben vorzuziehen. Werden ganze Rüben gelagert, so können die über einen Lagerzeitraum von zehn Monaten hervorgerufenen Energieverluste halbiert werden, wenn die Rübenmiete luftdicht verschlossen wird. Beim Rübenbrei ist die positive Wirkung einer luftdichten Abdeckung noch deutlicher ausgeprägt, insbesondere in den ersten sieben Lagermonaten. Eine Strohabdeckung bringt zwar gegenüber der offenen Lagerung Vorteile, diese sind jedoch deutlich schwächer ausgeprägt. Eine Brei-Strohmischung mit einem Strohanteil von maximal 5 % hat in den ersten 7 Monaten gegenüber der direkt eingelagerten Variante keine Nachteile. Wurden höhere Methanerträge erzielt als von den Ausgangsmaterialien, ist das mit hoher Wahrscheinlichkeit auf günstigere Substrateigenschaften zurückzuführen, die durch den Siliervorgang hervorgerufen wurden.
Biogaspotentiale ausgewählter Varianten nach 4, 7 und 10 Monaten Einlagerungszeit im Vergleich mit den Ausbeuten der Ausgangsmaterialien:

Ein Balkendiagramm zeigt die prozentuale Veränderung des Biogas- bzw. Methanpotentials nach 4, 7 und 10 Monaten Lagerdauer gegenüber dem Ausgangsmaterial.  Dargestellt sind acht auf unterschiedliche Art und Weise einsilierte Zuckerrüben

Das gesamte Forschungsprojekt wird in einem Abschlussbericht ausführlich abgehandelt:

Endbericht zum Forschungsprojekt "Lagerung und Aufbereitung von Zuckerrüben zur Biogasgewinnung" pdf 4,3 MB

Projektinformation
Projekttitel: "Verfahrenstechnische, mikrobiologische und agrarökologische Auswirkungen eines vermehrten Einsatzes von Zuckerrüben in Biogasanlagen - Modul 1: Lagerung und Aufbereitung"
Projektbearbeiter: Rainer Kissel
Projektleiter: Dr. Fabian Lichti
Laufzeit: 01.07.2015 bis 30.06.2018
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: N/15/05