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DAS FACHMAGAZIN FÜR BIOENERGIE UND -ÖKONOMIE Mittwoch, 20.06.2018

gras_bga_gesamt_grTrotz viel Gras im grünen Bereich

Viele Biogasanlagen vergären mittlerweile kleinere Anteile Grassilage, hohe Grasanteile gehören immer noch zu den Ausnahmen. Probleme mit der Dosiertechnik und Schwimmschichten gelten als begrenzende Faktoren. Seit dem Frühjahr 2008 äuft im niedersächsischen Butjadingen (Kreis Wesermarsch) eine Biogasanlage auf Hof Oegens, in der Gras und Rindergülle den Hauptteil des Gärsubstrats ausmachen. Damit hat das Gras einen Anteil von bis zu 80 Prozent an den Feststoffen.

Nahe der Wesermündung, einen guten Kilometer hinter dem Nordsee-Deich nieselt Ende September leichter Regen vom Himmel und die feuchte Kälte dringt unangenehm in die Kleidung. Zehn Kilometer vom Städtchen Nordenham entfernt liegt der Hof Oegens, eine Einrichtung des Sozialwerks Wesermarsch, auf dem 60 Milchkühe stehen sowie Pflanzen- und Gartenbau betrieben wird.
Dem landwirtschaftlichen Betriebsleiter Matthias Brandner war es wichtig, daß die Anlage in die Region paßt und die Milchviehwirtschaft sinnvoll ergänzt. Da lag die Verwendung von Gras als Biogas-Substrat nahe, das bringt mit 35 bis 40 Tonnen je Hektar ähnliche Erträge wie der Mais in dieser Gegend. Die Bergung ist zwar teurer als bei Mais, aber zumindest den dritten und vierten Schnitt bekommt Brandner günstig. Für den vierten Schnitt beispielsweise zahlt er eine Pauschale von 15 bis 20 Euro pro Hektar. Dabei stellte er fest: „Älteres Gras bringt bessere Methanausbeuten, die späten Schnitte haben einen höheren Trockenmasse-Gehalt.“ Zudem ergebe ein vierter Schnitt, der ausschließlich für die Biogasanlage geholt und mit dem gewissermaßen die Fläche vor dem Winter saubergemacht werde, einen besseren ersten Schnitt im kommenden Jahr, so Brandner. Die besondere Beschaffenheit des fruchtbaren Marschbodens bringt dem Grünland einen weiteren Vorteil gegenüber Mais: Nach kräftigem Regen muß für die Maisernte erst bis zu fünf Tage trockenes Wetter herrschen, bis der Boden befahrbar ist. Um Grünland befahren zu können, reichen auch zwei trockene Tage aus. Daß in der Biogasanlage auf Hof Oegens außerdem rund tausend Tonnen Maissilage pro Jahr eingesetzt werden, hat einen ganz praktisch-technischen Grund. Mit der Maissilage wird der Schubboden des Feststoffdosierers zirka zehn Zentimeter hoch aufgefüllt: Diese Schicht mischt sich dann nach und nach mit dem darüberliegenden Gras. Die etwas bröckeligere Konsistenz der Maissilage sorgt  dafür, daß die unterste Fräswalze nicht verstopft. Reines Gras auf dem Boden des Dosierers schiebt sich nämlich unter diese Fräswalze und führt so zum Stillstand.

Gute Gas-Ausbeute auch ohne Nachgärer

gras_bga_anzeige_grDamit auch bei einem hohen Anteil Grassilage die Rührfähigkeit erhalten bleibt, empfiehlt Brandner einen Gülle-Anteil von mindestens 50 Prozent der gesamten Substratmenge. In seiner Anlage, die von der Firma Schmack Biogas geplant und gebaut wurde, liegt der Trockensubstanzgehalt im Fermenter dann bei zehn bis zwölf Prozent. Nach einer Verweilzeit von rund 60 Tagen ist das Gasbildungspotential zu 85 Prozent ausgeschöpft, auf einen Nachgärer wurde verzichtet. Aufgrund der hohen Lignin- und Zellulose-Anteile im Gärsubstrat würde eine längere Verweilzeit die Ausbeute nicht wesentlich erhöhen, so die Einschätzung von Brandner. Auf die Zugabe von Enzymen im Fermenter verzichtet er, je nach Qualität des Grases wird aber ein Siliermittel eingesetzt.
Für die Substratbeschaffung bewirtschaftet der Hof 70 Hektar eigenes Grünland und 30 Hektar, auf denen Mais angebaut wird. Von rund 35 Hektar Grünland anderer Eigentümer nutzt die Biogasanlage den dritten Schnitt, und von insgesamt 150 Hektar wird der vierte Schnitt genutzt. Alle Flächen befinden sich in einem Umkreis von bis zu 15 Kilometer. Die eigenen 60 Kühe und deren Nachzucht liefern etwa die Hälfte der rund 4.000 Tonnen Gülle, die jedes Jahr in den Fermenter von Hof Oegens wandern. Die andere Hälfte stammt von einem benachbarten Betrieb, der im Gegenzug Gärrest zurückbekommt.
Kühe gehören schon seit der Gründung im Jahr 1970 zum Hof. Die 1977 begonnene Schweinehaltung wurde vor zwei Jahren wieder aufgegeben, stattdessen baute man Gewächshäuser. Das Sozialwerk Wesermarsch beschäftigt auf dem Hof 30 Menschen mit geistigen Behinderungen und seit dem Sommer auch 30 Arbeitslose. Insgesamt vier Mitarbeiter betreuen die Arbeit mit den Milchkühen und im Gartenbau. 1.300 Liter Milch pro Tag nimmt die Nordmilch-Molkerei ab, Gemüse wie Tomaten, Gurken und Salat findet Abnehmer vor Ort oder es wird in der Mensa des Sozialwerks zubereitet.
Für überregionale Aufmerksamkeit und Anerkennung sorgt die Anlage auf Hof Oegens vor allem mit zwei Besonderheiten: zum einen natürlich mit der Grasverwendung, aber auch mit der Integration in eine soziale Einrichtung. Einige der betreuten Mitarbeiter sind für das Säubern „ihrer“ Anlage zuständig und die sieht rundum wirklich sehr gepflegt aus.

gras_bga_gewaechshaus_grHeizung für Gewächshäuser

Noch bei der Planung der Biogasanlage bot sich ein nahezu ideales Wärmekonzept, bei dem die gesamte Bhkw-Abwärme ganzjährig das Schwimmbad auf dem Hofgelände beheizen sollte. Das Schwimmbad wurde aber noch vor Fertigstellung der Anlage geschlossen, so daß jetzt nur im Winter die gesamte Wärme für die Heizung von Gewächshäusern, Stall und Hofgebäuden genutzt werden kann; der Eigenbedarf der Anlage liegt bei rund 25 Prozent. Im Sommer kann bisher nur ein geringer Teil der anfallenden Wärme für die Warmwasserbereitung genutzt werden, eventuell soll künftig der separierte Gärrest getrocknet werden. Der relativ hohe Eigenstromverbrauch von rund zwölf Prozent ist unter anderem den zwei Paddelrührwerken im Fermenter geschuldet, die ständig laufen müssen, damit sich keine Schwimmschicht bildet. Der Gärrest wird bis zum Ausbringen ins Endlager gepumpt, muß aber vor dem Ausbringen noch einmal mit einem externen Rührwerk durchmischt werden, um Schwimmschichten aufzulösen.

Plötzlich tönt ein leicht verzerrter Hahnenschrei aus Brandners Jackentasche – sein  Mobiltelefon meldet aber keinen Anrufer, sondern eine Störung der Biogasanlage. Oft ist das mehrmals täglich der Fall, gerade die Sensorik sei anfällig, berichtet Brandner: Zum Beispiel kann der Gasdrucksensor nicht richtig messen, wenn er verschmutzt ist, aber er dürfe auch nicht zu oft gereinigt werden. Fast die Hälfte aller Störmeldungen im Jahr 2009 gingen allerdings auf die Feststoffdosierung zurück, die bei der Verwendung von Gras immer noch als Hauptproblem anzusehen ist. Etwas Tüftelarbeit war also nötig für den Feststoffdosierer, der mit einem Förderband und daran anschließend einer Stopfschnecke das auf 20 Millimeter gehäckselte Gras in den Fermenter transportiert. Anfangs verstopfte das Förderband oft und stand dann erst einmal still. Eine letztlich einfache Umbaumaßnahme im Herbst 2009 sorgt hier zumindest dafür, daß die Störungen schneller zu beheben sind: Im unteren Bereich des Förderbandes wurde die Abdeckung entfernt, so daß ein Teil des Grases herausfallen kann, bevor es steckenbleibt, und an den Rest kommt man jetzt einfacher heran. Eine weitere Problemzone der Feststoffdosierung ist der Übergang von der Sammelschnecke des Dosierers zum Förderband: Längere Grashalme können noch in der Sammelschnecke feststecken, wenn ein Teil des Büschels schon auf dem Förderband weitergezogen wird. Folge ist auch hier ein Blockieren und vorübergehender Stillstand der Substratzufuhr in den Fermenter.

Mehrkosten für Gras-Anlagen

Wer mit dem Gedanken spielt, eine Biogasanlage zu bauen, in der ein hoher Anteil Gras vergoren werden soll, muß sich bewußt sein, daß die Investitionskosten höher sind als zum Beispiel bei reinen Mais-Anlagen in der gleichen Größenklasse. Matthias Brandner sieht dafür mehrere Gründe: Da sei zum einen das größere Fermentervolumen, das für die längere Verweilzeit und die hohe Faulraumbelastung nötig ist. Zum anderen sind die erforderlichen Paddelrührwerke teurer als die Tauchmotor-Variante. Ein weiterer Kostenfaktor ist die Statik des Baugrunds, die bei Anlagen in einigen Grünland-Regionen besonders beachtet werden muß. So erforderte der Anlagenbau auf dem Marschboden von Hof Oegens eine Pfahlgründung für die Fundamente. Als Anfangsinvestition für die 185-kW-Anlage kam so rund eine Million Euro zusammen.
Trotz der speziellen Pfahlgründung bemerkten die Betreiber ein dreiviertel Jahr nach der Inbetriebnahme, im Winter 2008/2009, daß der Fermenter leicht abgesackt war. Als Vorsichtsmaßnahme ersetzten sie einen Teil der Substratleitungen, die standardmäßig als starre Rohre ausgeführt sind, durch flexible Rohre, die jetzt noch Spielraum haben.

Gras muß günstig verfügbar sein

Nach fast drei Jahren Betrieb der Biogasanlage hat Brandner schon einige Unwägbarkeiten erlebt und bringt seine Erfahrung mit Gras als Hauptsubstrat so auf den Punkt: „Das Idealmodell gibt es nicht. Um Gras in diesem Umfang nutzen zu können, mußten wir hier einen Kompromiß eingehen, bei dem die nötige Technik teurer ist, einen höheren Eigenstromverbrauch verursacht und schneller verschleißt.“ Daß mittlerweile auch weitere Biogasanlagen geplant werden, die Gras vergären wollen, freut ihn: „Wir haben bewiesen, das Gras funktioniert.“ Eine Einschränkung in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit möchte Brandner allerdings machen: Im Vergleich mit Mais oder anderen Substraten sei der Betrieb nur wirtschaftlich, wenn nicht mehrere Anlagen in der selben Region um den Rohstoff Gras konkurrieren. Dann würden nämlich der dritte und vierte Grünlandschnitt zu einem Marktprodukt, das dann schlicht zu teuer sei.

www.schmack-biogas.com

Johanna Waid

Dieser Artikel ist in der Ausgabe 6 / 2010 energie pflanzen erschienen.




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