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Methanertragsmessung

Projekttitel:
Methanertragsmessung mit dem Hohenheimer Biogasertragstest (HBT) zur Bewertung der Methanproduktion von Sorghumhirsen im Vergleich zu Mais
Laufzeit:
10/2014 – 09/2015

Projektziel
Ziel des Projektes war es, Sorghumarten und -sorten von verschiedenen Standorten in Deutschland anhand umfangreicher Inhaltsstoff- und Vergärungsanalysen auf ihre Qualität als Biogassubstrat und auf ihr Methanbildungsvermögen zu bewerten und diesbezüglich mit Mais zu vergleichen.

Projektergebnisse

  • Das Gasbildungspotenzial wurde einerseits anhand der in den Inhaltstoffuntersuchungen ermittelten Substratqualität theoretisch berechnet, andererseits im Batchversuch mit dem Hohenheimer Biogasertragstest direkt bestimmt.
  • Die Berechnung der Gasausbeute nach Weißbach stellt eine schnelle und kostengünstige Variante dar. Beim Vergleich mit den gemessenen Werten wurde jedoch festgestellt, dass mit der Berechnung das Methangaspotenzial der Sorghumhirsen um 12 bzw. 14 Prozent unterschätzt wurde. Für den Betreiber von Biogasanlagen ist es demzufolge wichtig bei der Planung auch auf gemessene Werte zurück zu greifen.
  • Bei den geprüften Silagen im HBT erreichte der Mais eine Methangasausbeute von ~ 340 Nl CH4/kg oTS und besitzt damit die höchste Methanausbeute der geprüften Pflanzen. Es folgt die Körnerhirse (Sorghum bicolor) mit ~ 330 Nl CH4/kg oTS. Die Sudangrashybriden (Sorghum sudanense x Sorghum bicolor) und die Futterhirsen (Sorghum bicolor) liegen mit ~ 300 – 310 Nl CH4/kg oTS leicht darunter. Die Körnerhirse hat somit 95 Prozent der Methangasausbeute von Mais erreicht, die Sudangrashybriden und die Futterhirsen erreichen etwa 88 bis 89 Prozent. Durch die höheren Cellulose- und Ligningehalte bei den Sudangrashybriden und den Futterhirsen ist die Methangasausbeute gegenüber Mais um 11 bis 12 Prozent geringer.
  • Bei den Sudangrashybriden und Futtersorghum konnte ein Zusammenhang zwischen der Abreife der Pflanzen und den Gehalten an Cellulose und Lignin bzw. Lignin festgestellt werden. Mit zunehmenden TS-Gehalten zur Ernte ging eine moderate Zunahme der Gehalte an schwer abbaubaren Zellwandbestandteilen einher. Weiterhin konnte ein mittlerer positiver Zusammenhang zwischen Abreife und TM-Ertrag festgestellt werden. Ein optimaler Aussaat- und Erntezeitpunkt spielt somit eine große Rolle für die optimale Methangasausbeute.
  • Bei der Körnerhirse wirkte sich eine bessere Ausreife deutlich positiv auf den Stärkegehalt und die Verdaulichkeit aus und war mit einem Rückgang der Rohfaser und somit einem Anstieg der Methanausbeute verbunden. Die Körnerhirse, die als einzige Sorghumpflanze Stärke besitzt, liegt in ihrer Methangasausbeute zwischen Mais und den anderen Sorghumsorten. Der Abstand bei der Methanausbeute der Körnerhirse gegenüber Mais beträgt nur 5 Prozent.
  • Der TS-Gehalt beim Mais hatte mit Ausnahme des Zuckergehaltes keinen Einfluss auf die stoffliche Zu-sammensetzung und die Methanausbeute. Beim Mais spielte die Verdaulichkeit der organischen Substanz eine größere Rolle.
  • Anhand der Trockenmasseerträge und des Gasbildungspotenzials zeigte sich, dass Sorghumhirse insbesondere unter trockenen Anbaubedingungen eine vielversprechende Anbauoption darstellt, die sich vor allem für Betriebe mit Biogasanlage eignet.
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