Miscanthus als Biogaspflanze

Für die Produktion von Biogas gibt es zahlreiche mögliche Substrate, unter ihnen auch Energiepflanzen. Der Einsatz von Miscanthus wird derzeit kaum genutzt, obwohl in der mehrjährigen Pflanze viel Potenzial steckt. Ein Fachgespräch des C.A.R.M.E.N. hat dieser Tage hinterfragt, unter welchen Umständen sich Miscanthus als Substrat für die Biogasanlage eignet. Auf den Erntezeitpunkt und auf die Aufbereitung kommt es an!

Michael Köttner von der Fördergesellschaft für nachhaltige Biogas- und Bioenergienutzung (FnBB) sprach sich zu Beginn der Veranstaltung für die Vergärung von Greening-Pflanzen aus, die so genutzt werden können. Die Nutzung biete zusätzliche Vorteile wie die Reduzierung von Treibhausgasemissionen oder den Recycling-Effekt von Biogasanlagen.

Elena Magenau von der Universität Hohenheim stellte die ökologischen Vorteile des Miscanthusanbaus vor. Miscanthus habe sich inzwischen zu einer der wichtigsten Energiepflanzen entwickelt, da ein geringer Energieaufwand einen hohen Energieertrag mit sich bringe. Seit 2018 sei Miscanthus in das Greening-Programm aufgenommen mit dem Faktor 0,7. Der Anbau sei auf verschiedenen Böden möglich und toleriere verschiedene Klimabedingungen.

Die Ernte finde jährlich als Grünernte für die Biogasproduktion im Herbst statt, im Frühjahr als Braunernte. Nach der Etablierung werde die mehrjährige Energiepflanze zwanzig Jahre geerntet und dabei sind keine Pflanzenschutzmaßnahmen nötig. Durch diese geringe Bodenbearbeitung könne die Bodenqualität verbessert werden, wenn von einjährigen Energiepflanzen auf Miscanthus umgestiegen werde. Die Kohlenstoffbindung im Boden liegt bei einem Miscanthusfeld in der Größenordnung von Dauergrünland.

Mit dem Anbau und Ertragspotenzial beschäftigte sich im Anschluss Andreas Kiesel, ebenfalls von der Universität Hohenheim. Die Etablierungsphase, welche circa ein Jahr dauert, sei sehr arbeitsintensiv. Im Anschluss stehe die Pflanze lange auf dem Feld, wodurch sie tief wurzelt und viele Nährstoffe aufnimmt.

Ein häufig gemachter Fehler sei, den Miscanthus bereits im August zu ernten, wodurch der Austrieb im nächsten Jahr schwächer wird, da weniger Kohlenhydrate in die Rhizome zurückverlagert werden können. Eine Ernte im Herbst, frühestens Ende September oder Oktober, sei daher zu empfehlen, um einen Ertragsrückgang im Folgejahr zu vermeiden. Durch die substratspezifischen Methangestehungskosten von 0,17 bis 0,23 Cent/m3 Methan habe Miscanthus das Potenzial eine umweltschonende kostengünstige Biogasproduktion zu ermöglichen, fasste Kiesel zusammen.

Aber worauf ist nun zu achten, will man Miscanthus als Biogassubstrat einsetzen? Mit dieser Frage beschäftigte sich Anja Mangold, Universität Hohenheim, in ihrem Vortrag. In Deutschland werden überwiegend einjährige Kulturpflanzen als Energiepflanzen genutzt, wodurch mit dem jährlichen Anbau Energie und Kosten anfallen. Durch die lange Nutzungsdauer und weniger Energieaufwendung biete Miscanthus hohe Ressourcennutzungseffizienz sowie hohe Erträge.

Mangold stellte den Feldversuch auf dem „Unteren Lindenhof“ der Universität Hohenheim vor. Es wurde untersucht, wann der ideale Erntezeitpunkt von Miscanthus ist, um ihn für die Biogasproduktion zu nutzen. Als Ergebnis sei zu nennen, dass die Silagequalität Mitte Oktober am besten ist. Der Methanertrag sei zwischen der Durchwachsenen Silphie und Mais (je nach örtlicher Ertragslage) einzuordnen, wodurch Miscanthus durchaus mit anderen Kulturen mithalten könne. Mit einem Methanhektarertrag von 4.700 m3 sei Miscanthus ein vielversprechendes Biogassubstrat, betonte Mangold zum Abschluss.

Mit dem Voraufschluss von faserreichen Substraten, wie beispielsweise Miscanthus, für die weitere Biogasproduktion beschäftigte sich Andreas Lemmer, Universität Hohenheim. Zu viele faserreiche Substrate haben zur Folge, dass die Umsetzung langsamer werde und sich Schwimmschichten bilden, was zu Verstopfungen führen könne. Deshalb sei der mechanische Aufschluss eine Möglichkeit, um faserreiche Substrate besser zu vergären. Der Referent hatte an zwei parallelen Fermentern in Originalgröße ein vielversprechendes Aufschlussverfahren mit strohhaltigem Pferdemist erprobt.

Miscanthus kann nicht nur als Energiepflanze eingesetzt, sondern auch stofflich genutzt werden. Mit diesem Zweig der Verwertung beschäftigte sich David Steinbach, Universität Hohenheim. In einem ersten Schritt werde aus Miscanthus eine Zuckerlösung gewonnen. Dieser Zucker werde anschließend in die chemische Verbindung Hydroxymethylfurfural umgesetzt, was als Ausgangsmaterial für die Polymersynthese diene. Dabei können beispielsweise biobasierte Nylonstrümpfe oder biobasierte Plastikflaschen hergestellt werden.

*Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk