Erweitertes Auswerteverfahren für Biogas-Batch- Versuche zur quantifizierbaren Darstellung zeitlicher Verläufe

Derzeit ist eine erhebliche Ausweitung des Spektrums an Einsatzstoffen für Biogasanlagen zu verzeichnen. Für viele dieser Substrate ist der spezifische Biogasertrag als alleiniges Bewertungskriterium ohne quantitative Aussagen zum zeitlichen Verlauf der Biogas- und Methanbildung ungeeignet. Messmethoden, bei denen auch kinetische Parameter der Biogasbildung erfasst werden können, stehen bisher nur in kleinem Versuchsmaßstab zur Verfügung. Der experimentelle Ansatz für Batch-Versuche mit großen Gärgefäßen und Folienbeuteln hat den Vorteil großer Probeneinwaagen bei nur minimaler Probenaufbereitung, erlaubt jedoch durch vergleichsweise lange Messintervalle in der Regel keine Aussagen zum zeitlichen Verlauf. Durch das vorgestellte Versuchsdesign sowie die verbesserte Auswertungsmethode wird die Aussagefähigkeit dieser Versuche wesentlich erweitert. Das Verfahren wird am Beispiel zweier Partien Weizenstroh erläutert. Es konnten erhebliche Unterschiede sowohl im Biogasertrag als auch hinsichtlich der Abbaukinetik zwischen den beiden Strohpartien nachgewiesen werden.

Aufgrund veränderter Rahmenbedingungen für die Gewinnung von Biogas ist das Spektrum an Einsatzstoffen wesentlich erweitert worden. Auch bislang kaum oder nicht dafür genutzte Biomassen und organische Reststoffe aus Landwirtschaft und verarbeitender Industrie sollen künftig als Substrate eingesetzt werden. Soweit es um langsam abbaubare Substrate geht, werden dafür Aussagen zur Stoffabbau-Kinetik entscheidend, da die Belastbarkeit des Fermenters durch die Akkumulation von nicht abgebauter (oder nicht abbaubarer) oTS begrenzt ist. Als Beispiele hierfür können Stroh und Schalen verschiedener Feldfrüchte genannt werden. Der maximal mögliche spezifische Biogasertrag als alleiniges Bewertungskriterium ist für solche Substrate ungeeignet. Ergänzend sind vielmehr Angaben zum zeitlichen Verlauf der Biogas- und Methanbildung erforderlich, um Fütterungsintervalle und Verweilzeiten anpassen bzw. die zweckmäßige Einordnung derartiger Substrate in Fütterungsregime festlegen zu können. Für Getreidestroh wird in der KTBL-Datensammlung zur 'Gasausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen' als Mittelwert aus 17 in die Auswertung einbezogenen Laborversuchen mit unterschiedlichen Stroharten ein Methanertrag von 292 L(N)CH4/kgoTM bei einem Variationskoeffizienten von 6% angegeben. Als Richtwert für den Methanertrag werden im Unterschied dazu jedoch nur 210 L(N)CH4/kgoTM empfohlen. Diese Angaben sind höchst widersprüchlich. Eine für die Praxis taugliche Bewertung von Getreidestroh als Biogassubstrat ist daraus nicht abzuleiten.



Copyright: © Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock
Quelle: 9. Rostocker Bioenergieforum (Juni 2015)
Seiten: 12
Preis: € 6,00
Autor: Dipl.-Ing. Nils Engler
Prof. Dr. agr. habil. Friedrich Weißbach
Prof. Dr. Michael Nelles
 
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Tagungsband vom 18. Symposium Bioenergie 2009 / OTTI e.V.