Natürliche und anthropogene Einflüsse auf die Kohlenstoffvorräte in Böden1.3 Nachwachsende Rohstoffe und Energiepflanzen
Inhalt des Kapitels 2. Demonstrationsanlage Nachwachsende Rohstoffe - Energiepflanzen Berlin-Dahlem
Unter nachwachsenden Rohstoffen versteht man alle biogenen Stoffe aus verschiedenen pflanzlichen oder tierischen Quellen, die nicht als Futter- oder Nahrungsmittel eingesetzt werden, sondern einer energetischen oder stofflichen Nutzung zugeführt werden, wie beispielsweise Fette, Öle, Cellulose, Stärke und Zucker. Die Bezeichnung "Nachwachsende Rohstoffe" entstand aufgrund der steigenden fossilen Rohstoffpreise in der Erdölkrise von 1973 und 1979 und dem somit steigenden Bedarf an alternativen Rohstoffen. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen und aufgrund des unerwartet niedrigen Ölpreisanstiegs konnten sich die nachwachsenden Rohstoffe im Chemie-, Energie- und Treibstoffbereich allerdings bisher nicht gegenüber konventionellen fossilen Rohstoffen durchsetzen. Kategorien und Arten nachwachsender Rohstoffe
Seit Beginn der 1990er Jahre werden in den nachwachsenden Rohstoffen
auch zunehmend die Potentiale zur Reduzierung von Umweltbelastungen und
einem produktiven Klima-, Umwelt- und Ressourcenschutz erkannt. Der
Anbau nachwachsender Rohstoffe bildet somit zunehmend auch einen
„Bestandteil einer umfassenden Strategie für eine zukunftsfähige
nachhaltige Entwicklung der Landwirtschaft und der Volkswirtschaft
insgesamt“ (Zitat
Müller-Sämann et al. 2003, S. 3).
2. Demonstrationsanlage Nachwachsende Rohstoffe - Energiepflanzen in Berlin-Dahlem In Berlin-Dahlem unterhält die Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin eine Demonstrationsanlage zur Untersuchung von Energiepflanzen. Die Lage des Versuchssegmentes ist auf der folgenden Abbildung dargestellt:
Übersichtsdarstellung der Demonstrationsanlage "Nachwachsende Rohstoffe - Energiepflanzen" in Berlin-Dahlem
Die Weiden und Pappeln auf dem westnordwestlichen Teilschlag werden alle zwei Jahre im Winter geerntet. Für die einjährigen Ackerkulturen des ostsüdöstlichen Teilschlages erfolgt jährlich ein Landwechsel, indem auf der ehemaligen Maisfläche Hirse angebaut wird und umgekehrt. Ab 2012 steht der Mais im inneren Teil des Schlages. Der Versuchsplan der Demonstrationsanlage ist auf der folgenden Abbildung dargestellt:
Versuchsplan der Demonstrationsanlage "Nachwachsende Rohstoffe - Energiepflanzen" in Berlin-Dahlem
1.
Anbausystem
Kurzumtriebsplantage (KU): 3 Pappel- , 3 Weidenarten Normal sind Umtriebszeiten von drei bis fünf Jahren und es werden etwa 150 dt ha-1 TS pro Jahr produziert. Die Demonstrationsanlage in Berlin-Dahlem wird wegen der nicht zur Verfügung stehenden Erntetechnik allerdings nur jedes zweite Jahr geerntet und erzielt daher nur etwa 130 dt ha-1 TS.
2. Anabausystem Acker / einjährige Kulturen: fünf Hirsesorten und drei Silomaissorten bzw. -hybride Für die
Biogasproduktion werden Hirse und Silomais
siliert und in
Biogasanlagen vergoren. Das entstehende Biogas wird anschließend in Elektroenergie
umgewandelt. Die dabei freigesetzte Wärme wird zum Heizen und für andere Zwecke
verwendet. Zur Einspeisung in das Erdgasnetz müsste das produzierte
Biogas zunächst gereinigt werden. Dies ist aus energetischer Sicht eine gute Lösung, die zurzeit
allerdings erst begrenzt zum Einsatz kommt. Silomais ist in der Biogaserzeugung die dominierende Kultur und wurde in Deutschland im Jahr 2010 zu diesem Zweck auf über 1 Mio. ha angebaut. Die erheblichen jährlichen Ertragsschwankungen liegen etwa zwischen 100 und 150 dt ha-1 TM und können auf klimatische Veränderungen zurückgeführt werden. Aus diesem Grund werden seit längerem Möglichkeiten des Einsatzes von verschiedenen Hirsearten für diese Zwecke erforscht. Die Vorteile von Hirse gegenüber Mais liegen in der größeren Trockenheitstoleranz und der Entschärfung der zunehmenden phytosanitären Probleme aufgrund der zum Teil hohen Maiskonzentrationen. Momentan ist der Mais noch die ertragreichste Fruchtart, doch die Züchtungsanstrengungen mit Hirse zeigen bereits Erfolge. Hirse kann zudem auch zur Herstellung von Bioethanol verwendet werden. Versuche am Standort Berlin-Dahlem konnten mit der Hirsesorte Bovital ein Potential von bis zu 2720 l Ethanol pro ha belegen.
Film zur Demonstrationsanlage "Nachwachsenden Rohstoffen und Energiepflanzen" in Berlin-Dahlem
Manueller Download des Videos (Quelle: Thelemann 2012)
Pappeln und Weiden werden angebaut, da es sich hierbei um sehr schnell wachsende Bäume handelt, die Kohlenstoffdioxid sehr schnell in Biomasse umwandeln. Zudem wachsen sie auch auf schadstoffbelasteten Böden, entziehen diesen dabei die Schadstoffe und reinigen sie somit. Gegenüber einjährigen Kulturpflanzen wird der Boden weniger gestört, hat eine längere Bodenruhe und es kommen weniger Dünge- und Pflanzenschutzmittel zum Einsatz. Darüber hinaus wachsen auf zwei Parzellenden der Demonstrationsanlage Dauerkulturen, Miscanthus und durchwachsende Silphie. Miskanthus (Chinaschilf) wird jeweils im Winter geerntet. Auf vergleichbaren Standorten kann mit 150 dt ha-1 TS Jahresertrag gerechnet werden. Miskanthus wird auch stofflich genutzt, beispielsweise für Dämmplatten in der Baustoffindustrie. Die durchwachsende Silphie (Silphium perfoliatum L.) ist eine Heilpflanze. Ihre Anwendung als Rohstoff zur Biogasgewinnung befindet sich gegenwärtig in der Untersuchungsphase. Hierfür eignet sich diese Pflanze vor allem aufgrund ihrer geringen Standortansprüche.
Literatur: Hübner, W. (2011): Informationspapier zur Demonstrationsanlage "Nachwachsende Rohstoffe - Energiepflanzen" der LGF der Humboldt-Univerität zu Berlin, unveröffentlicht.
Müller-Sämann, K.-M.; Reinhardt, G.; Vetter, R.; Gärtner, S.
(2003): Nachwachsende Rohstoffe in Baden-Württemberg: Identifizierung
vorteilhafter Produktlinien zur stofflichen Nutzung unter besonderer
Berücksichtigung umweltgerechter Anbauverfahren - Forschungsbericht
FZKA-BWPLUS, Baden-Württemberg.
Zoebelein, H.
(1992): Nachwachsende Rohstoffe - Nachholbedarf bei der
Grundlagenforschung. In: Zoebelein,
H. (1992): Chemie in unserer Zeit - Volume 26, Issue 1, S.
27–34. (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ciuz.19920260108/pdf)
[eingesehen am 09.01.2012 |
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