Mais- oder Getreidestroh wird als Substrat in Biogasanlagen beliebter. Für einen rentablen Einsatz gilt aber einiges zu beachten.
Wie kann man mit einer Einspeisevergütung von unter 16 ct/kWh wirtschaftlich Biogas erzeugen? Diese Frage müssen sich künftig viele Biogasanlagenbetreiber stellen, deren Vergütung nach zwanzigjähriger Förderung ausläuft und die sich im Ausschreibungsverfahren um eine zehnjährige Laufzeitverlängerung bewerben müssen.
Günstige Reststoffe:
Wie das gehen kann, zeigen seit einigen Jahren unsere Nachbarn aus Österreich. „Wir müssen mit 14,5 ct/kWh zurechtkommen, weshalb teure Substrate wie Mais für uns undenkbar sind“, erklärt Josef Höckner, Geschäftsführer der Biogasanlage Utzenaich aus Oberösterreich. Seit zwölf Jahren setzt die Biogasanlage günstige Rohstoffe wie Mist, Mais- und Rapsstroh ein. „Die Substrate sind günstig, weil sie nicht anderweitig genutzt werden können“, sagt Höckner.
Stroh und Zwischenfrüchte:
Eine technische Herausforderung ist das Bergen von Maisstroh. Hierzu haben Höckner und seine Kollegen einen Mulcher umgebaut, der heute als „BioChipper“ vermarktet wird (siehe Energiemagazin 1/2017). „Wichtig ist, das Stroh mit möglichst wenig Erdanhang zu ernten“, so der Landwirt.
Da das Stroh nach der Körnermais-ernte einen TS-Gehalt von 85% hat, hat sich laut Höckner das gemeinsame Silieren mit feuchtem Material bewährt. Dazu zählt er Sommer- und Winterzwischenfrüchte wie Phacelia, Buchweizen, Mungo, Sonnenblumen sowie Landschaftspflegematerial und landwirtschaftliche Verarbeitungsreste wie Rübenblätter oder Biertreber. „Zu trockenes Stroh lässt sich nicht gut einsilieren. Es kann dann zur Nacherwärmung und sogar zur Selbstentzündung kommen“, schildert er. Die Utzenaicher ernten die Zwischenfrüchte gleichzeitig mit dem Körnermaisstroh und silieren beides übereinander ein.
Zum Einbringen in die Biogasanlage hat sich seiner Erfahrung nach eine Aufbereitung bewährt, die das Material auffasert, nicht zerschneidet. Wichtig ist, das Stroh nur soweit zu zerkleinern, dass die Bakterien mehr Angriffsfläche haben. „Natürlich kann man es auch per Hammermühle pulverisieren, aber dann steigen Stromverbrauch und Verschleiß. Die Bakterien sind günstigere Arbeiter“, erklärt er.
Er empfiehlt einen Flüssigeintrag, bei dem das trockene Material mit Gülle oder Rezirkulat angemaischt wird. Ansonsten neigt das Stroh im Fermenter zum Aufschwimmen.
Viel Potenzial:
Auch in Deutschland wäre Stroh ein interessanter Rohstoff. Von den 30 Mio. t, die jährlich anfallen, lassen sich nach Ansicht von Experten 8 bis 13 Mio. t nutzen. Der Rest dient der Einstreu bzw. zum Humusaufbau auf dem Acker. „Berücksichtigt man aber die Ausbringung von Gärrest, ist das Potenzial höher, da hierbei auch Kohlenstoff zum Humusaufbau zurückgeführt wird“, erläutert Walter Stinner vom Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ).
Laut Stinner gibt es bei der Strohvergärung aber eine große Spannbreite bezüglich der Wirtschaftlichkeit. Diese wird vor allem bestimmt vom Ernteverfahren. Der Wissenschaftler hat dazu zwei Verfahren bei Getreidestroh miteinander verglichen: Als erstes die Ernte von Rundballen mit Transport zum Hof und anschließender Zerkleinerung per Hammermühle. Das zweite Verfahren dagegen ist die Schwadablage beim Drusch mit anschließender Ernte mit dem Feldhäcksler und Einsilieren mit feuchtem Material.
Ergebnis: Bei einer Hof-Feld-Entfernung von 10 km schneidet die Häckslerkette besser ab als die Rundballenkette. Ohne weitere Behandlung lässt sich eigenes Stroh für 23,54 €/t frei Biogasanlage bereitstellen, mit Silierung liegen die Kosten bei 26,54 €/t. Doch ist der Methanertrag nach dem Silieren höher. Daher liegen die Stromgestehungskosten je kWh bei unbehandeltem Stroh bei 3,3 ct. bzw. bei behandeltem bei 2,8 ct/kWh. Im Vergleich dazu ist Mais mit 34,90 €/t bzw. Stromgestehungskosten von 8,0 ct/kWh deutlich teurer.
„Bei der Berechnung haben wir allerdings den Mehraufwand zur Strohvergärung wie höhere Rührkosten nicht berücksichtigt“, sagt Stinner. Trotzdem ist er überzeugt, dass die Strohvergärung bei optimaler Prozesskette wirtschaftlich interessant sein kann. Wird Stroh dagegen zu Marktpreisen zugekauft, kann es schnell unwirtschaftlich werden. Denn hierbei gibt es regional große Unterschiede. Stinners Rat: „Biogasanlagenbetreiber und der Stroh abgebende Betrieb sollten z.B. über eine Gärrestrückführung Geschäftsmodelle entwickeln, die für beide Seiten wirtschaftlich tragfähig sind.“ Hinrich Neumann
„Bei der Berechnung haben wir allerdings den Mehraufwand zur Strohvergärung wie höhere Rührkosten nicht berücksichtigt“, sagt Stinner. Trotzdem ist er überzeugt, dass die Strohvergärung bei optimaler Prozesskette wirtschaftlich interessant sein kann. Wird Stroh dagegen zu Marktpreisen zugekauft, kann es schnell unwirtschaftlich werden. Denn hierbei gibt es regional große Unterschiede. Stinners Rat: „Biogasanlagenbetreiber und der Stroh abgebende Betrieb sollten z.B. über eine Gärrestrückführung Geschäftsmodelle entwickeln, die für beide Seiten wirtschaftlich tragfähig sind.“ Hinrich Neumann
Auf den folgenden Seiten zeigen wir Ihnen Lösungen von verschiedenen Firmen, die helfen können, Stroh in Biogasanlagen zu vergären.
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Mais- oder Getreidestroh wird als Substrat in Biogasanlagen beliebter. Für einen rentablen Einsatz gilt aber einiges zu beachten.
Wie kann man mit einer Einspeisevergütung von unter 16 ct/kWh wirtschaftlich Biogas erzeugen? Diese Frage müssen sich künftig viele Biogasanlagenbetreiber stellen, deren Vergütung nach zwanzigjähriger Förderung ausläuft und die sich im Ausschreibungsverfahren um eine zehnjährige Laufzeitverlängerung bewerben müssen.
Günstige Reststoffe:
Wie das gehen kann, zeigen seit einigen Jahren unsere Nachbarn aus Österreich. „Wir müssen mit 14,5 ct/kWh zurechtkommen, weshalb teure Substrate wie Mais für uns undenkbar sind“, erklärt Josef Höckner, Geschäftsführer der Biogasanlage Utzenaich aus Oberösterreich. Seit zwölf Jahren setzt die Biogasanlage günstige Rohstoffe wie Mist, Mais- und Rapsstroh ein. „Die Substrate sind günstig, weil sie nicht anderweitig genutzt werden können“, sagt Höckner.
Stroh und Zwischenfrüchte:
Eine technische Herausforderung ist das Bergen von Maisstroh. Hierzu haben Höckner und seine Kollegen einen Mulcher umgebaut, der heute als „BioChipper“ vermarktet wird (siehe Energiemagazin 1/2017). „Wichtig ist, das Stroh mit möglichst wenig Erdanhang zu ernten“, so der Landwirt.
Da das Stroh nach der Körnermais-ernte einen TS-Gehalt von 85% hat, hat sich laut Höckner das gemeinsame Silieren mit feuchtem Material bewährt. Dazu zählt er Sommer- und Winterzwischenfrüchte wie Phacelia, Buchweizen, Mungo, Sonnenblumen sowie Landschaftspflegematerial und landwirtschaftliche Verarbeitungsreste wie Rübenblätter oder Biertreber. „Zu trockenes Stroh lässt sich nicht gut einsilieren. Es kann dann zur Nacherwärmung und sogar zur Selbstentzündung kommen“, schildert er. Die Utzenaicher ernten die Zwischenfrüchte gleichzeitig mit dem Körnermaisstroh und silieren beides übereinander ein.
Zum Einbringen in die Biogasanlage hat sich seiner Erfahrung nach eine Aufbereitung bewährt, die das Material auffasert, nicht zerschneidet. Wichtig ist, das Stroh nur soweit zu zerkleinern, dass die Bakterien mehr Angriffsfläche haben. „Natürlich kann man es auch per Hammermühle pulverisieren, aber dann steigen Stromverbrauch und Verschleiß. Die Bakterien sind günstigere Arbeiter“, erklärt er.
Er empfiehlt einen Flüssigeintrag, bei dem das trockene Material mit Gülle oder Rezirkulat angemaischt wird. Ansonsten neigt das Stroh im Fermenter zum Aufschwimmen.
Viel Potenzial:
Auch in Deutschland wäre Stroh ein interessanter Rohstoff. Von den 30 Mio. t, die jährlich anfallen, lassen sich nach Ansicht von Experten 8 bis 13 Mio. t nutzen. Der Rest dient der Einstreu bzw. zum Humusaufbau auf dem Acker. „Berücksichtigt man aber die Ausbringung von Gärrest, ist das Potenzial höher, da hierbei auch Kohlenstoff zum Humusaufbau zurückgeführt wird“, erläutert Walter Stinner vom Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ).
Laut Stinner gibt es bei der Strohvergärung aber eine große Spannbreite bezüglich der Wirtschaftlichkeit. Diese wird vor allem bestimmt vom Ernteverfahren. Der Wissenschaftler hat dazu zwei Verfahren bei Getreidestroh miteinander verglichen: Als erstes die Ernte von Rundballen mit Transport zum Hof und anschließender Zerkleinerung per Hammermühle. Das zweite Verfahren dagegen ist die Schwadablage beim Drusch mit anschließender Ernte mit dem Feldhäcksler und Einsilieren mit feuchtem Material.
Ergebnis: Bei einer Hof-Feld-Entfernung von 10 km schneidet die Häckslerkette besser ab als die Rundballenkette. Ohne weitere Behandlung lässt sich eigenes Stroh für 23,54 €/t frei Biogasanlage bereitstellen, mit Silierung liegen die Kosten bei 26,54 €/t. Doch ist der Methanertrag nach dem Silieren höher. Daher liegen die Stromgestehungskosten je kWh bei unbehandeltem Stroh bei 3,3 ct. bzw. bei behandeltem bei 2,8 ct/kWh. Im Vergleich dazu ist Mais mit 34,90 €/t bzw. Stromgestehungskosten von 8,0 ct/kWh deutlich teurer.
„Bei der Berechnung haben wir allerdings den Mehraufwand zur Strohvergärung wie höhere Rührkosten nicht berücksichtigt“, sagt Stinner. Trotzdem ist er überzeugt, dass die Strohvergärung bei optimaler Prozesskette wirtschaftlich interessant sein kann. Wird Stroh dagegen zu Marktpreisen zugekauft, kann es schnell unwirtschaftlich werden. Denn hierbei gibt es regional große Unterschiede. Stinners Rat: „Biogasanlagenbetreiber und der Stroh abgebende Betrieb sollten z.B. über eine Gärrestrückführung Geschäftsmodelle entwickeln, die für beide Seiten wirtschaftlich tragfähig sind.“ Hinrich Neumann
„Bei der Berechnung haben wir allerdings den Mehraufwand zur Strohvergärung wie höhere Rührkosten nicht berücksichtigt“, sagt Stinner. Trotzdem ist er überzeugt, dass die Strohvergärung bei optimaler Prozesskette wirtschaftlich interessant sein kann. Wird Stroh dagegen zu Marktpreisen zugekauft, kann es schnell unwirtschaftlich werden. Denn hierbei gibt es regional große Unterschiede. Stinners Rat: „Biogasanlagenbetreiber und der Stroh abgebende Betrieb sollten z.B. über eine Gärrestrückführung Geschäftsmodelle entwickeln, die für beide Seiten wirtschaftlich tragfähig sind.“ Hinrich Neumann
Auf den folgenden Seiten zeigen wir Ihnen Lösungen von verschiedenen Firmen, die helfen können, Stroh in Biogasanlagen zu vergären.
