Agrarische Rohstoffbasis zur Biogaserzeugung

Status

laufend

Einleitung

Biogas ist ein nachhaltiger, biogener, erneuerbarer Energieträger, der heute weitgehend verstromt wird. Im Gegensatz zu anderen biogenen Energieträgern hat Biogas ein Potenzial, das mind. 25% des Erdgasverbrauchs in Österreich ausmachen könnte. Der Anteil von Biogas an der Primärenergie in Österreich ließe sich drastisch erhöhen, wenn es gelingt, Biogas zu reinigen und in das Erdgasnetz einzuspeisen. Dies geschieht derzeit bereits erfolgreich im Labormaßstab. Um die Technologie im Pilotmaßstab zu entwickeln und die Wirtschaftlichkeit der großtechnischen Umsetzung zu ermöglichen ist geplant, ein Verfahren zur Reinigung von Gas aus einer bestehenden Biogasanlage auf Erdgasqualität zu entwickeln und das Reingas in das Erdgasnetz einzuspeisen. Es kann dann "virtuell" (d.h. rechnerisch) auch an Verbraucher abgegeben werden, die vom Einspeisepunkt weit entfernt sind. Die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens kann am ehesten bei der Nutzung als virtuelles Biogas für Gasfahrzeuge erreicht werden. Ein Biogasproduzent, ein Anlagenbauer, Partner aus der Gaswirtschaft und aus der Fahrzeugindustrie sowie ein Taxiunternehmen wollen mit wissenschaftlicher Unterstützung durch die BOKU und die TU Wien im Pilotmaßstab Biogas reinigen, ins Netz einspeisen und in einer Fahrzeugflotte nutzen. Um die Akzeptanz von Gas als Fahrzeugtreibstoff zu erhöhen soll der Abgabedruck an der Tankstelle und im Fahrzeug erhöht und dadurch die Reichweite verbessert werden.

Ziele und Inhalt des Projektes

Das hier eingereichte Projekt ist Teil dieses Vorhabens und bearbeitet den Teilbereich "Agrarische Rohstoffbasis zur Biogaserzeugung". Um die vorhandenen Potentiale der Biogaserzeugung voll auszuschöpfen, muss vorausgesetzt sein, dass ökologisch optimierte und nachhaltige Fruchtfolgesysteme entwickelt werden in denen die am besten für die Biogaserzeugung geeigneten Genotypen wichtiger Energiepflanzenarten, eingesetzt werden können. Alle Anbauformen der Vor-, Haupt- und Zwischenfruchtnutzung spielen dabei eine Rolle. Derzeit liegt allerdings noch wenig Information über optimale Genotypen, deren optimale Erntezeitpunkte sowie über standorttypische Fruchtfolgesysteme mit hohen Energienutzungsgrad vor. Weiters spielt auch die optimale zeitliche Beschickungsmenge der Fermenter (Fermentermanagement) hinsichtlich Effizienzsteigerung eine große Rolle. Das Ziel des Projektes ist es, diese bestehenden Wissenslücken zu schließen und die für die Praxis dringend erforderlichen Informationen zu erarbeiten und ökonomisch und ökologisch zu bewerten.

Projektablauf

Der erste Teil des Forschungsantrags dauert 18 Monate (Mai 2006 bis Ende Oktober 2007; Fortsetzungsantrag ab November 2007). Das Gesamtprojekt ist in 5 Arbeitspakete (AP) unterteilt.

Im AP 1 werden standorttypisch geeignete Genotypen wichtiger Energiepflanzenarten (Mais, Sorghumhirse, Sonnenblume, Zuckerrüben, Weizen, Roggen, Triticale) identifiziert und optimale Erntezeitpunkte ermittelt. Weiters wird die optimale Nutzungsintensität von Grünlandbeständen ermittelt. Anhand der Untersuchungsergebnisse der Laborversuche (Vollanalyse zur Methanausbeute, Nährstoffzusammensetzung) wird das in vorangegangenen Forschungsprojekten entwickelte Methanenergiewertmodell (MEWM) weiter entwickelt, und in seiner Aussagesicherheit und Schätzgenauigkeit weiter verbessert.
In AP 2 werden Grundlagen zur Gestaltung leistungsfähiger, ökologisch ausgewogener Fruchtfolgen für die Erzeugung von Gärrohstoffen zur Biogaserzeugung sowie Konzepte bedarfsgerechter Düngung in Fruchtfolgen erarbeitet, denn nur ein nachhaltiger Energiepflanzenanbau kann dauerhaft Erfolg bringen.

In AP 3 wird die Fermentation durch angepasste Nährstoffversorgung und Beladungsrate des Fermenters optimiert. Es werden Enzyme eingesetzt um die Effizienz der Fermentation zu verbessern. Anschließend wird die Übertragbarkeit der Versuchsergebnissen des Labors in die Praxis überprüft (in der Praxisbiogasanlage Bruck an der Leitha).

In AP 4 wird die Wirtschaftlichkeit der Gärrohstofferzeugung sowie des Vergärungsprozesses überprüft.

Das AP 5 baut auf die Ergebnisse der Versuche in den vorangehenden Arbeitspaketen auf. Die dabei gewonnen Daten dienen als Grundlage zur ökologischen Optimierung der Gärrohstofferzeugung und des Vergärungsprozesses mittels Ökobilanzierung.

Ergebnisse des Projektes

Die Ergebnisse des Projektes sind Werkzeuge (MEWM - Methanenergiewertmodell), Daten und Kennwerte, die in der Praxis für eine optimierte Gärrohstofferzeugung, Nutzung der Gärrohstoffe zur Biogasgewinnung und der Düngung mit Gärrückständen bei der Nutzung von Energiepflanzen und Reststoffen aus der Lebensmittelerzeugung, dringend benötigt werden. Die Ergebnisse sind geeignet, um die Biogaserzeugung aus ökonomischer, ökologischer und technischer Sicht zu optimieren.

ProjektleiterIn

Ao. Univ.Prof. Dipl. Ing. Dr. Thomas Amon

Institut

Universität für Bodenkultur
Department für Nachhaltige Agrarsysteme
Institut für Landtechnik

Kontaktadresse

Ao. Univ.Prof. Dipl. Ing. Dr. Thomas Amon &
Dipl. Ing. Regina Hrbek
Peter-Jordan-Strasse 82
1190 Wien
Tel.: 01/47654-3502 und. -3515
Fax.: 04/47654-3527
E-Mail: thomas.amon@boku.ac.at, regina.hrbek@boku.ac.at
Internet: Institut für Landtechnik

Weitere Projekt- bzw. Kooperationspartner

• Umweltbundesamt GmbH
• Niederösterreichische Landes-Landwirtschaftskammer
• Landeskammer für Land- und Forstwirtschaft Stmk
• Landwirtschaftliche Fachschule Tulln
• HBLFA Raumberg-Gumpenstein
• Biogasanlage Bruck/Leitha GmbH & Co KG
• GE Jenbacher GmbH & Co OHG
• KWS Saat AG
• AgroMais Saatzucht GmbH
• OMV AG
• EVN AG
• Wien Energie Gasnetz GmbH
• Die Rübenbauern
• HOLMER Maschinenbau GmbH
• AGRANA Beteiligungs-AG
• Saatbau Linz OÖ Landes-Saatbaugenossenschaft reg. Gen.m.b.H
• Pioneer Saaten GmbH
• Biogest Umwelttechnik GmbH
• Landwirtschaftskammer NÖ
• RWA - Raiffeisen Ware Austria AG