Ein Ausweg aus der Öl-, Klima-, und Kostenfalle

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© Karl-Heinz Tetzlaff

Energiepflanzen

Mit der solaren Wasserstoffwirtschaft wechselt die Energie ihre Farbe von schwarz auf grün. Alles was grünt ist unser künftiger Energieträger. Dabei kommt es weder auf die Art der Pflanze, noch auf deren Erntezeitpunkt an. Pflanzen müssen nicht reif werden, im Gegenteil: Geerntet wird, wenn die Pflanzen ihren größten Wachstumsschub beendet haben. Auch mehrere Schnitte pro Jahr oder mehrere Ernten pro Jahr mit verschiedenen Pflanzen sind möglich. Es kommt nur auf die pro Jahr erzielbare Trockenmasse an. Die Anbaumethoden sind so verschieden wie die Energiepflanzen. Die Bezeichnung Trockenmasse ist nur ein theoretischer Berechnungswert. Die Biomasse muss nicht trocken sein, weil mit dem hier vorgestellten Konzept auch Biomasse mit40- 50% Wassergehalt verarbeitet werden kann, z. B. abgepresste Silage.

Beim Wort Energiepflanzen nehmen viele Leute eine ablehnende Haltung ein, weil sie davon überzeugt sind, dass das zu Monokulturen führen wird. Das genaue Gegenteil ist richtig. Was wir jetzt haben, sind Monokulturen aus Weizen, Mais, Raps und Rüben, was wir bekommen werden, ist eine große Vielfalt von Pflanzenarten und Reifezuständen. Abgesehen davon, dass der Landwirt auf die Fruchtfolgen achten muss, gibt es ja auch unterschiedliche Bedingungen hinsichtlich Klima und Boden.

Energiepflanzen müssen nicht rein geerntet werden. Mischformen unterschiedlicher Arten können sogar einen positiven Effekt haben. Auch Unkräuter sind Energiepflanzen.

Weil Energiepflanzen und Unkräuter vor der Ernte nicht zur Blüte kommen, erübrigt sich der exzessive Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. Da Energiepflanzen nicht auf wertvolle Inhaltsstoffe in den Früchten gezüchtet werden, sind sie schon mit geringen Mengen an Düngemitteln zufrieden. Es wird gewissermaßen eine Rückzüchtung zu großen dicken Stängeln geben. Der Mineraldünger wird als Asche aus der Vergasungsanlage dem Acker zurück gegeben. Hohe Erträge werden nicht mit Hölzern in Kurzumtriebsplantagen (früher hieß das Niederwald) erzielt, sondern mit grünen Pflanzen. Es gibt auch Dauerkulturen, die man jedes Jahr mit einem Hächsler ernten kann, ohne neu zu säen, z. B. Chinaschilf (Miscanthus) und Knötericharten. Möglicherweise lassen sich mit zwei Ernten pro Jahr die höchsten Erträge erzielen.

Erstkultur

Zweitkultur

Weizen

Mais

Roggen

Sonnenblumen

Triticale

Zuckerhirse

Winterhafer

Sudangras

Raps

Hanf

Rübsen

Senf

Weidegras

Phacelia

Wintererbsen

Ölrettich

Inkarnatklee

Wicken

Winterwicke

Erbsen

Typischerweise folgt auf eine C3-Pflanze, wie Weizen, im Frühsommer eine C4-Pflanze, wie Mais und Sonnenblume. C3-Pflanzen wachsen auch in der Kälte noch gut, C4-Pflanzen benötigen viel Wärme. Mit dieser Kombination kann also ein guter Ertrag erwartet werden, größer als mit C4 allein. Die Auswahl von Arten und Anbaumethoden steckt aber noch in den Kinderschuhen, weil es diesbezüglich noch keinen Bedarf gab.

Für dieses Zweikulturnutzungssystem ist nur eine minimale Bodenbearbeitung erforderlich. Auf Pestizide kann man verzichten. Wie die untenstehende Tabelle zeigt, ist dieses Konzept dem ökologischen Landbau in vieler Hinsicht überlegen. Mit dem Anbau von Energiepflanzen für die Herstellung von Wasserstoff kann also eine deutliche Aufwertung unseres Ökosystems erwartet werden. Die Tabellen zu diesem Thema wurden von Prof. K. Scheffer, Universität Kassel-Witzenhausen erstellt.

* Diese Angaben beziehen sich auf die Herstellung von Biogas. Bei der thermischen Vergasung muss ca. 1% der Wasserstoffernte für die technische Herstellung von Stickstoff abgezweigt werden, bei der empfehlenswerten Integration von Biogasanlagen, weniger als 0,4%.

Eine Alternative zu dem hier dargestellten Zweikulturennutzungssystem ist die Rückbesinnung auf alte landwirtschaftliche Traditionen. Die Älteren unter Ihnen werden sich noch erinnen, dass nach der Getreideernte die Felder in wenigen Wochen wieder grün waren, ohne dass erneut gesät wurde. Zusammen mit dem Getreide wurde Klee oder Luzerne ausgesäht. Nach der Getreideernte war dann genug Licht für das Wachstum des Viehfutters da. Heute wird das nicht mehr gemacht, weil die Tiere davon nicht schnell genug zunehmen und die Milch nicht so gut schmeckt. Diese Zwischenfrüchte eigenen sich aber ausgezeichnet für Energiefutter.

Genaugenommen reichen schon diese Zwischenfrüchte zusammen mit anderen Resstoffen aus, alle atomaren und fossilen Energien zu ersetzen. Der Anbau von Energiepflanzen ist daher nicht zwingend erforderlich. Andererseits ist der Landwirt frei zu entscheiden, wie er Bioenergie erntet.So sei auch hier nochmals betont, dass es in einer Wasserstoffwirtschaft keine Nutzungskonkurrenz zwischen Energie und Nahrungsmitteln gibt.

Die Energielandschaft lässt sich auch mit Blumen aufhübschen. Die dargestellten Wildblumen haben sogar ähnliche Ernteerträge wie Mais (Bild B. Vollrath, Biogas Journal, Sonderhelft Energiepflanzen 2011)

 

Frisch geerntete Biomasse ist eine verderbliche Ware. Biologische Produkte sind nur lagerfähig, wenn sie trocken sind (<20% Wasser) oder unter Luftabschluss siliert werden. Die Herstellung von Silage ist in der Landwirtschaft ein gängiges Verfahren. Mais-Silage in Hofnähe wird beispielsweise als Rinderfutter verwendet. Man sieht solche Mieten mit schwarzer oder weißer Plastikfolie aber auch an Feldrändern. Es gibt auch mobile Mieten. Das sind in Kunststofffolie eingewickelte Würfel von ca. 2,4 m Kantenlänge, die schnell von einem Ort zum anderen gebracht werden können. Diese Würfel werden mit speziellen Erntemaschinen in einem Arbeitsgang ausgeworfen.

Die Nutzung von feuchter Biomasse durch den Vergaser (Steam-Reformer) erhöht das Potential der Biomasse ganz gewaltig. Es ist gewissermaßen der Schlüssel zum Erfolg. Müsste man die Biomasse für die Verbrennung vorher trocknen, wäre der wirtschaftliche Misserfolg unausweichlich. Feuchte Biomasse wird von den offiziellen Gutachtern nicht in die Potentialschätzung einbezogen, weil sie aus wirtschaftlicher Sicht unbrennbar ist.

Für die thermochemische Vergasung ist ein Wassergehalt der Biomasse von 40-50% ideal. Ein höherer Wassergehalt ginge zu Lasten der Effizienz. Daher ist es wirtschaftlicher, sehr nasse Silage kalt auszupressen. Der Presskuchen mit ca. 50% Wassergehalt geht in die thermochemische Vergasung, der Presssaft in die biologische Vergasung. Die Biogasanlage hat mit dem  schnellverdauliches Edelfutter ungefähr einen 10-fachen Durchsatz. Die Biogasanlage arbeitet also viel wirtschaftlicher als mit Gülle oder Kofermenten. Biogasanlagen sind daher integraler Bestandteil von thermochemischen Vergasern. Das entschwefelte Biogas kann der Vergasungsanlage zur Umwandlung in Wasserstoff zugeführt werden.

aktualisiert am 27.12.2012

Grün, grün, grün sind alle meine Energien

Energiepflanzen = Monokulturen?

Ökologischer Landbau mit Energiepflanzen

Zwei Ernten pro Jahr, auch in unseren Breiten

Mit Energiepflanzen ist eine höhere Umweltqualität erreichbar als im ökologischen Landbau bei der Produktion von Nahrungsmitteln

Das Zauberwort der Energiespeicherung heißt Silage. Zusammen mit dem speicherbaren Wasserstoff ist das ein “winning team” .

Energiepflanzen können richtig schön sein

Silage erschließt ein hohes Potential

Eine Biogasanlage ist integraler Bestandteil der themochemischen Vergasungsanlage