Forschungs- und Innovationsprojekt
Möglichkeiten und Grenzen der energetischen Verwertung von Wildpflanzenmischungen in Biogasanlagen

Pflanzen
Die öffentliche Debatte zu Auswirkungen der Landwirtschaft auf die Umwelt hat die Forschung in diesem Gebiet intensiviert. Wichtiger Forschungsschwerpunkt war auch die Suche nach neuen, für die Biogasgewinnung geeigneten Kulturen, die zu einer Erhöhung der Artendiversität beitragen können. Eine solche ökologisch wertvolle Kultur können Wildpflanzenmischungen (WPM) darstellen. Mit der Etablierung von Wildpflanzen kann es zu zahlreichen Vorteilen für die Umwelt und für den Landwirt kommen. Die nach einmaliger Saat über mehrere Jahre blütenreichen, massewüchsigen Pflanzenbestände bilden neben nutzbarer Biomasse einen wertvollen Lebensraum für eine artenreiche Fauna.
Von besonderer Bedeutung sind die Forschungsarbeiten der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG). Die meisten Erkenntnisse über WPM als umweltfreundliche Energiepflanze gewann die LWG im Rahmen von Forschungen die schon seit 2008 laufen. Während dieser Zeit wurden verschiedene Pflanzenarten ausgewählt, getestet, in Zusammenarbeit mit Saatgutherstellern Wildpflanzenmischungen zusammengestellt, weiterentwickelt und deren Anbau auf verschiedenen Standorten untersucht.
Das Fazit aus dem bisherigen Wissenstand und Praxiserfahrungen ist, dass die Erträge für die Wildpflanzenmischungen zwar keine Alternative zu herkömmlichen Energiepflanzen darstellen, jedoch bieten sie aussagekräftige Argumente im Bereich des Naturschutzes. Der Anbau von WPM als Energiepflanze ist von hohem ökologischem Wert und für die Imageaufwertung für die Energiegewinnung aus Nachwachsenden Rohstoffen vorteilhaft.
Die Erforschung der Vergärbarkeit der Wildpflanzen befindet sich erst am Anfang. Vor allem der Einsatz von WPM in einem kontinuierlichen Fermentationssystem wurde bisher noch nicht untersucht. Dieser Forschungsbedarf soll im Rahmen des Projektes „WINERGY“ abgedeckt werden.

Zielsetzung

Ziel des Forschungsprojekts ist die Untersuchung wesentlicher gärbiologischer wie auch verfahrenstechnischer Parameter einer Kofermentation von Wildpflanzenmischungen. Der Einsatz von WPM als Biogassubstrat soll durch wissenschaftlich fundierte Laborversuche optimiert werden. Dabei sollen Effekte auf die Methanbildungsrate in Abhängigkeit der Substratzufuhr, die Stabilität des biologischen Prozesses sowie synergetische Effekte zur Optimierung der anaeroben Vergärung von WPM geprüft werden.

Methode

Zur Beurteilung der Möglichkeiten eines Einsatzes von Wildpflanzenmischungen als Biogassubstrat werden Durchflussversuche im Laborfermenter am Institut für Landtechnik und Tierhaltung betrieben. Die stehenden Durchflussfermenter laufen in semi-kontinuierlicher Betriebsweise, um so praxisähnliche Bedingungen nachzustellen. Die produzierte Biogasmenge und –qualität (CH4, CO2, O2, H2 und H2S) im Biogasreaktor wird analysiert. Die regelmäßige Entnahme von Gärrestproben zur Charakterisierung des aktuellen Fermenterzustandes (TS, oTS, pH, FOS/TAC, Fettsäuregehalte, NH4-N) erfolgt stets während der Phase gleichmäßiger Fermentation. Zusätzliche Proben werden in kritischen Phasen gezogen und untersucht.

Ausblick

Im Rahmen der Versuchsarbeiten gilt es, folgende Fragestellungen zu untersuchen:
  • Effekt des Wildpflanzenanteils im Substratmix auf den Biogasprozess
  • Einfluss der saisonalen Nutzung von Wildpflanzenmischungen als Biogassubstrat
Diese Untersuchungen sollen dann Aufschluss darüber geben, ob die Nutzung von Wildpflanzenmischungen als Teil des Biogassubstratmix einen Beitrag zur nachhaltigen und ökologischen Produktion von Strom und Wärme leistet.
Projektinformation
Projektbearbeiter: Diana Andrade, Georgina Mikacevic, Johanna Barth
Projektleiter: Dr. Fabian Lichti
Kooperationspartner: Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG)
Laufzeit: Januar 2019 bis Dezember 2020
Finanzierung: Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (G2/N/18/05)