Gesundheit für Mensch, Tier & Pflanze

Sida hermaphrodita (L.) Rusby

Sida hermaphrodita (L.) Rusby, kurz Sida, ist an der Ostküste Nordamerikas beheimatete, mehrjährige krautige Pflanze aus der Familie der Malvengewächse (Malvaceae). Sida entwickelt zahleiche bis zu 250 - 350 cm lange Stängel. Die runden Stängel sind anfangs hellgrün, erreichen einen Durchmesser von ca. 15 - 20 mm und sind im oberen Teil verzweigt.

Ab dem zweiten bis dritten Jahr entsteht ein robuster Strauch mit 8-12 Stängeln und einem gut entwickelten Wurzelsystem. Von Ende Juni bis Ende September bilden sich immer wieder neue weiße Blüten, welche den blütenbesuchenden Insekten als Nahrungsressourcen zur Verfügung stehen.

Am Ende des Vegetationsjahres fallen die Blätter ab und harte, markhaltige, braune Stängel mit einem geringen Feuchtigkeitsgehalt bleiben am Feld stehen.

Sida hat nur geringe Bodenansprüche und wächst auch in ackerbaulichen Randlagen. Die Pflanzen mit starkem Wurzelsystem können zudem zeitweilige Trockenheit und Winterkälte von bis zu - 35°C problemlos überstehen.
Nach JABLONSKI und KOLTOWSKI (2004) bevorzugt Sida wärmere, windgeschützte Lagen. Ungeeignet sind extrem saure bzw. stark steinige Böden sowie Böden die Staunässe aufweisen (USTAK, 2008).

Rohstoffproduktion

Bestandesbegründung / Kulturführung

In Österreich gibt es vereinzelt bereits praktische Erfahrungen mit Sida. In den letzten Jahren haben erste Pionierinnen und Pioniere einige Bestände in Nieder-, Oberösterreich und in der Steiermark angelegt.
Derzeit erfolgt die Bestandesbegründung fast zur Gänze über die Auspflanzung von vorgezogenen Jungpflanzen, was sehr kostenintensiv ist. Laut USTAK (2008) ist auch eine Aussaat möglich, wobei  eine Aussaat im Frühjahr (Mitte bis Ende April) oder im Herbst (Ende Oktober bis Anfang November) möglich ist.

Erfahrungen haben allerdings gezeigt, dass eine praxistaugliche Aussaat aufgrund noch nicht optimierter bzw. fehlender Saatgutqualitäten bis dato nicht praktikabel ist (HÖLLER, 2012). REMLEIN-SAROSTA und NIJDAK (2007) sehen das Problem in der vielfach schlechten Keimfähigkeit. Zur Verbesserung der Feldaufganges wird daher vorbehandeltes Saatgut benötigt.

Aufgrund des langsamen Jungendentwicklung ist im ersten Jahr eine intensive mechanische Unkrautbekämpfung (zwischen und innerhalb der Reihen) notwendig. Bei starker Verunkrautung durch Gräser (Quecke) wird eine chemische Unkrautbekämpfung empfohlen. Ab dem 2. Vegetationsjahr ist keine Unkrautbekämpfung mehr notwendig (USTAK, 2008; HÖLLER, 2012).
Gegen Krankheiten und Schädlinge sind die Pflanzen nur wenig anfällig (BORKOWSKA et al., 2009; HÖLLER, 2012).

Ernte

Die Ernte erfolgt mit der herkömmlichen Maiserntetechnik (Feldhäcksler mit reihenunabhängigem Schneidwerk). Der Erntezeitpunkt beeinflusst maßgeblich die Biomasseeigenschaften und bestimmt die weitere energetische Nutzung.

Aufbereitung

In der Regel ist die Aufbereitung von halmgutartiger Biomasse zu Pellets möglich, es liegen jedoch noch keine Erfahrungen für Sida vor. Generell können durch mechanische Aufbereitungsschritte wie richtige Zerkleinerung und Kompaktierung die brennstofftechnischen Eigenschaften wesentlich verbessert werden.

Günstige Dosierung, geringe Staubemissionen, hoher Wirkungsgrad des Kessels und störungsfreier Betrieb mit hohem Nutzungsgrad werden mit pelletierten, hochstandardisierten Brennstoffen am ehesten erreicht.

Potential des Rohstoffes

In Abstimmung mit der Bewirtschaftung ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten der Sida-Biomasse. Die Biomasse kann u.a. zur Herstellung von Biotreibstoffen, als Rohstoff für die Biogaserzeugung, zur thermische Nutzung, in der Zelluloseindustrie, als Quelle für die Pharmaindustrie und als Dämmstoff verwendet werden (BORKOWSKA et al., 2006).

In Europa und Russland findet Sida vielfach schon Anwendung. U.a. in Polen und Russland wird Sida zur Gewinnung von Biomasse für die Papier- und Zellstoffindustrie angepflanzt (THOMPSON-BLACK und HABER, 2010).

Sida zeichnet sich insbesonders durch das hohe Biomasseertragspotential über viele Jahre aus. Nach BORKOWSKA et al. (2006) kann die Pflanze 15 bis 20 Jahre und nach USTAK (2008) sogar 20 bis 25 Jahre genutzt werden. Auf guten Böden können ohne weiteres Trockenmasseerträge von 15 t/ha erreicht werden. Zum Biomasseertragspotential in Österreich liegen noch keine gesicherten Ergebnisse vor.

Potential als Rohstoff für die thermische Verwertung

Zur Verwendung als Brennstoff erfolgt die Ernte einmal im Jahr nach dem Ende der Vegetationsperiode (USTAK, 2008). Das Ziel ist eine möglichst trockene Biomasse. SZYSZLAK et al. (2006) geben für verholzten oberirdischen Pflanzenteile einen durchschnittlichen Heizwert von 16,627 MJ kg-1 an. BORKOWSKA et al. (2009) eruierten einen Heizwert von 18,746 MJ kg-1.

Potential als Rohstoff für die Biogaserzeugung und Bioalkoholerzeugung

Bei Verwendung als Substrat für die Biogas- und Bioalkoholerzeugung wird Sida in grünem Zustand abgeerntet Die Ernte kann ab dem zweiten Vegetationsjahr zwei- bis dreimal jährlich (Ende Juni; Mitte September) erfolgen.

Über die Ausbeute liegen bis dato noch keine Ergebnisse vor.

Literatur- und Quellenverzeichnis

BORKOWSKA H., B. STYK und R. MOLAS (2006): Staude mit Potential, Sida als Energie- und Faserpflanze. In: Energiepflanzen II/2006, S.12-13.

BORKOWSKA H., R. MOLAS und A. KUPCZYK (2009): Virginia Fanpetals (Sida hermaphrodita (L.) Rusby) Cultivated on Light Soil; Height of Yield and Biomass Productivity. Polish J. of Environ. Stud. Vol. 18, No. 4 (2009), 563-568.

CARVALHO L., E. WOPIENKA, C. POINTNER, J. LUNDGREN, V.K. VERMA, W. HASLINGER und C. SCHMIDL (2013): Performance of a pellet boiler fired with agricultural fuels. Applied Energy. 104:286–96.

FELDWISCH N. (2011): Umweltgerechter Anbau von Energiepflanzen. Schriftenreihe des LfULG, Heft 43/2011.

HÖLLER M. (2012): Persönliche Mitteilung am 03.09.2012.

JABLONSKI B. und Z. KOLTOWSKI (2004): Nectar secretion and honey potential of honey-plants growing under polland`s conditions – Part XV. Journal of Apicultural Science, Vol. 49 No. 1, 2005.

REMLEIN-SAROSTA D. und K. NIJDAK (2007): Virginia mallow the first results of investigation on possibilities of pest and diseases control. Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 47 (4).

SZYSZLAK J., W. PIEKARSKI, P. KRZACZEK und H. BORKOWSKA (2006): Analysis of possible utilization of virginia Mallow for energy purposes. Insynieria Rolnicza 6/2006.

THOMPSON-BLACK M.J. und E. HABER (2010): Assessment and status report on the Virginia Mallow Sida hermaphrodita in Canada. Cosewic. Committee on the Status of Endangered Wildlife in Canada, Ottawa. ix + 18 pp. (www.sararegistry.gc.ca/status/status_e.cfm).

USTAK S. (2008): Pestování a využití vlákne oboupohlavné v podmínkách Ceské republiky Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., ISBN 978-80-87011-74-4.

Das Projekt "SIDecA"

Sida: Intelligent Densified Energy Carriers for Austria (Akronym: SIDecA)

Sida hermaphrodita (L.) Rusby ist eine in Österreich relativ neue, sehr vielversprechende Energiepflanze, deren Potential bisher wenig erforscht ist.

Projektkurzbeschreibung

Im Rahmen des Projektes SIDecA werden nun Aspekte entlang der gesamten Wertschöpfungskette dieser Pflanze - von Saatgutentwicklung und Kulturführung über die Rohstoffaufbereitung bis hin zur Untersuchung verschiedener energetischer Nutzungsmöglichkeiten – aufgearbeitet und ökonomisch bewertet.

Zentrales Ziel des Projektes ist die Bereitstellung eines konkurrenzfähigen Rohstoffes sowie die Entwicklung optimaler Nutzungsszenarien zur energetischen Verwertung in Form von thermischer Energie sowie die Konversion zu Bioethanol oder Biogas.

Attraktivität, Leistbarkeit und Konkurrenzfähigkeit von Sida als neuer nachhaltiger Energieträger werden durch eine optimierte Bestandsetablierung, verwertungsoptimierte Kulturführung und Erhöhung der Energiedichte gesteigert.

Die Produktion eines auf die verschiedenen, energetischen Nutzungsmöglichkeiten abgestimmten Rohstoffes ermöglicht die Ausschöpfung eines maximalen Energieertrages.

Projektdaten

Forschungsthema: Nachhaltige Pflanzenproduktion
Akronym: SIDecA (Intelligent Densified Energy Carriers for Austria)
Projektlaufzeit: 04/2014 – 03/2017
Projektleitung: DDI Dr. Markus Gansberger/AGES
Förderstelle/Förderprogramm: Klima- und Energiefonds (FFG) / e!MISSION.at – 4.Ausschreibung

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „ENERGY MISSION AUSTRIA“ durchgeführt.

Projektpartner

Das Projektteam "SIDecA"

Projektziele "SIDecA"

Das zentrale Ziel des Projektes ist die Bereitstellung eines konkurrenzfähigen Rohstoffes sowie Weiterentwicklung bestehender Methoden und Verfahren für die energetische Verwertung.

Ein Ziel des Konsortium ist ebenso der Aufbau einer interdisziplinären Forschungskompetenz (Wissenschaft + Wirtschaft), der sich durch den gesamtheitlichen Ansatz ergibt.

Die spezifischen Ziele und erwarteten Ergebnisse sind:

Reduzierung der Herstellungskosten des Sida-Rohstoffes durch Aussaat

  • Ein qualitativ hochwertiges Saatgut (Keimfähigkeit > 75%) für eine zeit- und kostensparende Bestandesbegründung durch Aussaat mit einer herkömmlichen Einzelkornsämaschine

Verwertungsoptimierte Begründung und Kulturführung

  • Ein auf die Verwertung abgestimmtes, optimiertes, kosteneffektives Kulturführungskonzept
  • Bereitstellung des Rohstoffes mit angepassten Eigenschaften für die weitere Verwendung

Optimierung von Verfahren zur Behandlung der Sida-Biomasse zur Erhöhung der Energiedichte und Verbesserung der Eigenschaften für die thermische Verwertung

  • Optimiertes Prozessregime für die Aufbereitung der Biomasse zu Brennstoffpellets - Erkenntnisse bezüglich notwendiger Prozessenergien, erzielbarer Energiedichte, Logistik und Lagerfähigkeit der Biomasse
  • Mobile Pelletierung möglich (am Feld)
  • Ökonomischer Vergleich zwischen stationärer und mobiler Pelletierung

Identifizierung von technologischen Anforderungen zur Verbesserung der Einsetzbarkeit von Sida bei der thermischen Verwertung

  • Evaluierungsergebnis der Einsetzbarkeit von Sida als Brennstoff für Kleinfeuerungsanlagen
  • Identifizierung von möglichen technologischen Anforderungen

Erzeugung effizient nutzbarer Sekundärenergieträger aus dem optimierten Sida-Rohstoff

  • Erzielung der größtmöglichen Bioalkoholausbeute durch Identifikation des besten Aufschlussverfahrens
  • Ausbeuten bei der reinen Ethanolfermentation und der ABE-Fermentation
  • Erschließung eines mehrjährigen Rohstoffes - insbesondere für die Biogaserzeugung
  • Gesamtheitliche, energetische Anwendungsvariationen (u.a. kaskadische Nutzung; Rückführung von Nährstoffen) + Ermittlung deren Potentiale
  • Aufzeigen der kontinuierlichen Vergärung von Sida und deren Einfluss auf den kontinuierlichen Biogasprozess

Ökonomische Bewertung der unterschiedlichen Verwertungsschienen von Sida als Energiepflanze

  • Wirtschaftliche Kennzahlen zum Produktionsverfahren Sida und unterschiedlichen Endnutzungen als Energierohstoff
  • Handlungsmatrix – welche Nutzung ist für welche Umgebungsbedingungen ökonomisch sinnvoll

Ergebnisse

Publikationen zu diesem Thema finden Sie in unserer Publikationsdatenbank.

Bestandesbegründung durch Saat

Philipp von Gehren, Markus Gansberger, Josef Mayr
Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH (AGES), Institut für Saat- und Pflanzgut, Pflanzenschutzdienst und Bienen, Spargelfeldstraße 191, A-1220 Wien
www.ages.at
 

Ein gleichmäßiger und geschlossener Bestand ist in der Pflanzenproduktion eine Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche und ertragsstarke Ernte. Zurzeit erfolgt die Bestandesbegründung von S. hermaphrodita im Regelfall durch eine kosten- und arbeitsintensive Auspflanzung von im Gewächshaus vorgezogenen Jungpflanzen. In seltenen Fällen wird auch über einen Anbau mit Hilfe von Wurzelstecklingen berichtet.

Eine Bestandesbegründung durch Aussaat könnte den Kosten-, Personal- und Materialaufwand erheblich senken, und so die Wettbewerbsfähigkeit von S. hermaphrodita gegenüber etablierten Energiepflanzen steigern. Voraussetzung dafür ist die Bereitstellung eines aufgereinigten, hochgradig keimfähigen und mit einer herkömmlichen Sätechnologie anwendbaren Saatgutes.

Das Institut für Saat- und Pflanzgut, Pflanzenschutzdienst und Bienen der AGES GmbH befasste sich im Projekt SIDecA mit der Realisierung dieser ausgeschriebenen Projektziele. In mehrstufigen Laborversuchen wurde zunächst das Keimverhalten der Samen von S. hermaphrodita genauestens untersucht. Dabei konnte bei frisch geerntetem Saatgut eine ausgeprägte Keimruhe festgestellt werden, was einen gleichmäßigen und raschen Feldaufgang verhindert. Durch das Testen verschiedenster Vorbehandlungsmaßnahmen wurde eine ausgeprägte Hartschaligkeit der Samen als Hauptursache der geringen Keimfähigkeit erkannt. Eine darauf abgestimmte Vorbehandlung der Samen erreichte eine vielfache Erhöhung der Keimfähigkeit.

Aufbauend auf den in den Laborversuchen gewonnenen Erkenntnissen zum Keimverhalten wurde 2016 ein randomisierter Aussaatversuch im Split-Plot Design angelegt. Dieser konnte die im Labor erzielten Ergebnisse replizieren, sodass für eine Bestandesbegründung durch Aussaat eine Vorbehandlung des Saatguts sehr zu empfehlen ist. Durch den Praxisversuch konnten auch wertvolle Erkenntnisse hinsichtlich der anzuwendenden Sätechnologie und des optimalen Aussaatzeitpunktes gewonnen werden. Am Ende des Aussaatversuches stand abhängig von den angewandten Versuchsparametern ein zufriedenstellender Bestand mit hochgewachsenen, teilweise bereits blühenden Pflanzen. Inwiefern sich die Ertragszahlen in den kommenden Anbaujahren verhalten, bleibt abzuwarten.

Optimierung der Rohstoffproduktion

Harald Bock, Johannes Hösch
Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH (AGES), Institut für Nachhaltige Pflanzenproduktion, Spargelfeldstraße 191, A-1220 Wien
www.ages.at, www.gaertnerei-am-berg.at

S. hermaphrodita als mehrjährige Pflanze liefert bei guter Bestandesführung über 10-15 Anbaujahre hinweg durchgängig verwertbare Erträge an grüner oder verholzter Biomasse. Dabei haben verschiedene Parameter wie Bestandesdichte, Auspflanzzeitpunkt, Erntetermin, Düngung und Pflanzenschutz einen beträchtlichen Einfluss auf den zu erntenden Ertrag.

Die Bereitstellung eines kompetitiven, auf die Nutzungsart abgestimmten Rohstoffes für die nachgelagerte energetische Verwertung war die Kernaufgabe des Arbeitspaketes 2, welches von dem Institut für Nachhaltige Pflanzenproduktion der AGES GmbH in Zusammenarbeit mit dem Department für Nutzpflanzenwissenschaften, BOKU und dem Gartenbau Michael Höller durchgeführt wurde. Durch einen eigens angelegten teilrandomisierten Freilandversuch im Split-Plot Design wurde der Einfluss der Bestandesdichte sowie der an das jeweilige Nutzungsszenario angepassten Erntestrategien auf den zu erwirtschaftenden Ertrag erhoben. Das Versuchsfeld befindet sich bei der AGES GmbH Versuchsstation Grabenegg (NÖ) im semi-humiden Klimaraum. Im Jahr 2014 wurden drei je 150 m2 große Flächen mit drei unterschiedlichen Pflanzverbänden (1,33, 1,77 und 2,66 Pflanzen/m2) etabliert. Zudem werden etablierte Bestände am Standort Großweikersdorf (NÖ) beprobt, um den Einfluss des Alters und des Standortes zu prüfen.

Durch den dichten Wuchs von S. hermaphrodita konnte vollständig auf chemische Pflanzenschutzmaßnahmen verzichtet werden, lediglich im Jahr der Bestandesetablierung empfiehlt es sich den frisch ausgepflanzten Jungpflanzen durch händische Unkrautbekämpfung einen Vorteil zu verschaffen. Um den Nährstoffentzug auszugleichen, wurde jeweils im Frühjahr mit 70 kg/ha Stickstoff gedüngt. Je nach energetischer Verwertung wurde die Erntestrategie angepasst. Verholzte Biomasse mit niedrigem Wassergehalt für die thermische Verwertung wurde Ende Januar/Anfang Februar geerntet. Grüne, frische Biomasse für die Biogas und Bioethanol Produktion wurde zweimal im Jahr geschnitten: zunächst im Juni, und ein weiteres Mal im Oktober.

Das oberste Ziel des Arbeitspaketes war den maximalen Energieertrag durch eine optimierte Rohstoffproduktion zu erreichen. Dabei erweist sich eine Ernte im Anbaujahr als ökonomisch wenig sinnvoll, da nur geringe Hektarerträge geerntet werden können. Zu diesem Zeitpunkt sind vor allem die Pflanzenschutzmaßnahmen gewissenhaft durchzuführen, um einen robusten Bestand für die darauf folgenden 10-15 Anbaujahre zu schaffen. Die einmal etablierten Bestände erzielten in den Ertragsjahren stabile Erträge zwischen acht und zehn Tonnen Trockenmasse je Hektar. Dabei blieb die Pflanzdichte von 1,33 Pflanzen/m2 deutlich hinter den beiden anderen Pflanzdichten zurück. Ob die Erträge symptomatisch für den vorliegenden Klimaraum sind, und wie sie sich in den nachfolgenden Anbaujahren verhalten, bleibt abzuwarten.

Brennstoffcharakterisierung und Pelletierung

Wilfried Pichler, Valerie Minihold
Holzforschung Austria (HFA) , Franz Grill-Straße 7, A-1030 Wien
www.holzforschung.at

Im Arbeitspaket 3 wird das Potential der Virginiamalve - Sida hermaphrodita (L.) Rusby hinsichtlich mechanischer Aufbereitung und thermischer Verwertung untersucht und bewertet. Rohstoffe von 3 unterschiedlichen Standorten werden chemisch charakterisiert, teilweise pelletiert und auf ihre Verbrennungseigenschaften geprüft.

Um eine praxistaugliche Prozessabfolge für diese neue Energiepflanze zu generieren, wurden die verschiedenen Verfahrensschritte im Pelletiervorgang variabel gestaltet, wie zum Beispiel unterschiedliche Trocknungsregime, Zerkleinerungstechniken, unterschiedliche Presstechnologien (Ringmatrizenpresse und Flachmatrizenpresse), …. Referenzversuche mit anderen Rohstoffen (z.B. Weide, Miscanthus) dienen einer qualitativen Einordnung im Vergleich zu bereits erforschten Alternativ-Brennstoffen.

Die Ergebnisse der Versuche im Biomassetechnikum der Holzforschung Austria zeigen, dass die Pelletierung von Sida bei ähnlichen Bedingungen wie bei Nadelholz möglich ist, wobei der Prozessverlauf einer stärkeren Variabilität unterliegt. Eine geringe Trocknung des Ausgangsmaterials ist meistens erforderlich, kann aber bei günstigen Erntebedingungen auch vollständig entfallen. Die Kollermühle hat sich als günstige Zerkleinerungstechnologie erwiesen, da hier zugleich eine Vorverdichtung des Materials stattfindet. Bei der Pelletierung wurde festgestellt, dass auf der Flachmatrizenanlage mit einer Matrizengröße unter 30 mm der beste Prozessablauf erreicht werden kann. Die fertigen Pellets haben bei richtiger Verarbeitung eine sehr gute mechanische Festigkeit, und einen Aschegehalt von rund 3%, das Ascheschmelzverhalten sowie der Gehalt an Stickstoff und Chlor liegen in einem günstigen Bereich, die Abhängigkeit des Stickstoffgehaltes von der Dünge-Intensität ist noch nicht untersucht.

Eine finale Bewertung von Sida als Brennstoff erfolgt im letzten Projektjahr unter Einbeziehung aller Analysenergebnisse. Die bisherigen Daten lassen Sida als durchaus vielversprechenden Rohstoff für die Brennstoffproduktion erscheinen. Das volle Potential der Energiepflanze Sida befindet sich bislang noch im Entwicklungsstadium, und kann bis dato noch nicht im vollen Maße bestimmt werden.

Potential zur Nutzung als Brennstoff

Elisabeth Wopienka, Sabine Feldmeier, Manuel Schwabl
BIOENERGY2020+ GmbH, Gewerbepark Haag 3, A-3250 Wieselburg
http://www.bioenergy2020.eu , www.gilles.at

Die Brennstoffzusammensetzung von Pellets, die nicht aus rindenfreiem Nadelholz produziert wurden, kann für viele Feuerungsanlagen ein Problem darstellen. Die zentralen Herausforderungen bestehen daher im Umgang mit der Bildung von Schlacke und Ablagerungen, erhöhter Korrosionsgefahr sowie höheren Emissionswerten – welche sowohl brennstoffbedingt (SO2, NOx, HCl), aber auch als Folge einer nicht optimierten Verbrennungsregelung der Anlage auftreten können (CO).

Im Rahmen des Projektes SIDecA wurde das Potential von Sida als Brennstoff behandelt. Konkret wurde die Einsetzbarkeit von Sida-Pellets in Kleinfeuerungsanlagen untersucht und dadurch erste praktische Betriebserfahrungen gewonnen. Dabei zeigte sich der Rohstoff Sida als anlagenfreundlich, da trotz des relativ hohen Aschegehalts des Brennstoffes keine nennenswerte Verschlackungsneigung feststellbar war. Die Ergebnisse dieser Versuche dienen als Grundlage für die Bewertung der allgemeinen Einsetzbarkeit als Brennstoff für Kleinfeuerungsanlagen. Aus den Versuchsergebnissen lassen sich grundsätzliche technologische Anforderungen – vor allem im Bereich Asche-Management und Emissionen ableiten. Referenzversuche mit anderen Rohstoffen (z.B. Weide, Miscanthus) dienen einer ersten qualitativen Einordnung von Sida im Vergleich zu bereits erforschten Alternativ-Brennstoffen.

Die gemessenen NOx-Emissionen beim Betrieb mit Sida würden den aktuellen gesetzlichen Anforderungen genügen. Die Staubemissionen sind vergleichbar mit den Staubemissionen beim Betrieb mit Pellets aus Kurzumtrieb (Weide). Die bisherigen Daten lassen Sida als durchaus vielversprechenden Rohstoff für die Brennstoffproduktion erscheinen.

Biogas und Biomethan

Lucy Montgomery, Ludek Kamarad, Lorenz Miller, Günther Bochmann
Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Umweltbiotechnologie, Konrad-Lorenz-Straße 20, A-3430 Tulln an der Donau
http://www.boku.ac.at , http://www.ing-aigner.at

Biogas wird derzeit in Österreich hauptsächlich durch die Vergärung von Maissilage und Gülle produziert. Auch andere Energiepflanzen wie z.B. Gras oder Roggen werden eingesetzt. Die frische Biomasse der Sida-Pflanze kann, wie Mais, auch siliert und zu Biogas vergärt werden. Die ökologischen Vorteile einer blühenden, mehrjährigen Pflanze, wie Sida, machen sie zu einem guten Ersatz-Biogassubstrat anstelle von Mais.

Das Institut für Umweltbiotechnologie (BOKU) hat untersucht, wie viel Methan aus dem Sida-Erntegut gewonnen werden kann, dass zweimal im Jahr (einmal im Juni, und ein weiteres Mal im Oktober) geerntet wurde. Dazu wurden Biomethanpotential-Tests mit einer Laufzeit von 35 Tagen durchgeführt.

Die Ergebnisse zeigen, dass die im Juni geerntete Sida-Biomasse gleich viel Methan produziert wie Maissilage. Aus der Biomasse der Oktoberernte wird 12% weniger Methan produziert. Im Durchschnitt beträgt das Biomethanpotential 312 Nl/kg oTS. Schwierigkeiten sind beim Rührverhalten im Biogasreaktor festgestellt worden. Lange, starke Fasern konnten nicht zersetzt werden und störten den Rührvorgang.

Derzeit laufen noch Versuche, die das Bioethanolpotential der Sida-Pflanze und den Einfluss der Bestandesdichte auf den Methanertrag messen.

Sida als Energieträger – kann sich das rechnen?

Michael Eder, Thomas Wilflingseder
Universität für Bodenkultur (BOKU), Institut für Agrar- und Forstökonomie, Feistmantelstraße 4, A-1180 Wien
http://www.boku.ac.at

Nach umfangreichen Untersuchungen und Optimierungsversuchen durch die beteiligten Projektpartner in den Bereichen Bestandesbegründung, Kulturtechnik, Aufbereitung und Verwertung der Biomasse widmet sich das Institut für Agrar- und Forstökonomie der Universität für Bodenkultur Wien der Frage, welche Nutzungspfade wirtschaftlich am vielversprechendsten sein könnten.

Auf Basis unterschiedlicher Auspflanz- und Erntetermine sowie Bestandesdichten erfolgt die Bewertung der Wirtschaftlichkeit in Form eines errechneten jährlichen Deckungsbeitrages. Bei der Vergärung der Biomasse in Biogasanlagen stellen  die Kosten je Kubikmeter Methan ein weiteres Maß für die Wirtschaftlichkeit dar. Im Bereich der Transportlogistik ist zu beachten, dass bei dieser Form der Verwertung mit zweimaliger Ernte pro Jahr hohe Volumina mit geringer Schüttdichte zu handhaben sind, verbunden mit der Frage nach der maximalen Entfernung zwischen Feld und Biogasanlage für ein Mindestmaß an Wirtschaftlichkeit.

Die in Form von Pellets aufbereitete Biomasse begründet den Nutzungspfad für die thermische Verwertung. Dabei werden zwei grundlegend verschiedene Verfahren berücksichtigt: die mobile Pelletierung am Feld mittels Energy Harvester sowie die stationäre Pelletierung, wie sie auch bei der Erzeugung von Holzpellets zum Einsatz kommt. Bei letzterem Verfahren werden zusätzlich Skaleneffekte - durch Einbezug unterschiedlich großer Modellanlagen in die Berechnungen - berücksichtigt.
Auch in diesem Bereich spielt die notwendige Transportlogistik eine zentrale Rolle. Schon im Vorfeld ist zu erkennen, dass eine möglichst regionale Vermarktung von Sida-Pellets in ökonomischer Hinsicht unabdingbar sein wird.

Aktualisiert: 13.07.2022

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