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Maisstroh für die Biogasproduktion

Auf bis zu 50 Prozent der Felder am Oberrhein wächst Mais. Dabei handelt es sich überwiegend um Körnermais, also Mais, der vor allem zu Stärke für die Nahrungs- und Pharmaindustrie weiterverarbeitet wird. Anders als beim Silomais, wo die ganze Pflanze verwertet wird, bleibt hierbei das Maisstroh übrig, als ein großer Teil der Pflanze. Es verbleibt gewöhnlich auf dem Feld, wo es die Landwirte häckseln und in den Boden einarbeiten. Trotzdem zersetzt sich das grobe Stroh nur langsam.

Gemeinsam mit Landwirten aus der Region erprobte die badenovaWÄRMEPLUS nun, inwiefern sich das Stroh als Substrat für Biogasanlagen eignet und ob es überhaupt wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Das Projekt untersuchte dafür, wie man die Maisstrohernte möglichst effizient in den bisherigen Ablauf integrieren kann. Das ist besonders wichtig in der Rheinebene, wo viele Landwirte relativ kleine Felder bewirtschaften und oft nicht über eigene Erntemaschinen verfügen. Auch die sehr unterschiedliche Bodenbeschaffenheit stellt große Ansprüche. Dafür erprobte das Projektteam verschiedene Erntetechniken und Abläufe, alle mit dem Ziel, Boden und Landwirte möglichst wenig durch zusätzliche Fahrten und Ernteeinsätze zu belasten, und das Maisstroh zu bergen, bevor es kompostiert. Für eine Reihe von Maissorten analysierten die Mitarbeiter außerdem, welcher Zerkleinerungsgrad und welche Form der Silierung die höchsten Gaserträge ergeben.

In den Erntejahren 2015 bis 2017 wurde das Verfahren angewandt und optimiert. Ziel war es, für die badenova-Biogasanlagen in Neuried und im Gewerbepark Breisgau aus den umliegenden Maisfeldern genug Stroh zu gewinnen, um 20 Prozent des Substratbedarfs zu decken. Die Ergebnisse der dreijährigen Untersuchungen im Rahmen des Projektes ‚Energetische Nutzung von Maisstroh‘ konnten zeigen, dass Körnermaisstroh als Reststoff ein qualitativ gut geeignetes und mit verfügbarer Bergetechnik nutzbares Biogassubstrat darstellt, das den Substratmix einer Biogasanlage kostengünstig ergänzen und dazu beit ragen kann, speziell angebauten Silomais zu substituieren.

Alle Ergebnisse aus dem Projekt entnehmen Sie dem beigefügten Abschlussbericht.

Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt:

  • Maisstroh hat Potential für Biogassubstrat: Dies ergaben die Untersuchungen der Beprobungen, wobei die Methanhektarerträge durch Maisstroh etwa 20 bis 25 Prozent Silomais substituieren können, ohne dadurch zusätzlichen Flächenbedarf entstehen zu lassen.
  • Maisstrohnutzung abhängig von Bodenbeschaffenheit und Organisation der landwirtschaftlichen Strukturen: Hier liegen die Vorteile bei großflächigen, zusammenhängenden und zusammengehörenden Flächen, die den Aufwand der Maisstrohernte gering halten. Zudem erhöht ein zu hoher Kiesbesatz auf den Ackerflächen den Verschleiß der eingesetzten Erntetechnik, welches ggf. ebenfalls zur Unwirtschaftlichkeit führen kann.
  • Maisstrohnutzung abhängig von Materialaufbereitung: Neben der Bergung ist auch die Beschaffenheit des Materials entscheidend für die energetische Verwertung. Nur durch die Vorlagerung eines Zerkleinerungsvorgangs kann ein zur Maistrohnutzung geeignetes Material gewonnen werden.

Projektdaten

Projektnummer 2015-05
Projektart Forschung und Studien
Projektträger badenovaWÄRMEPLUS GmbH
Laufzeit 2014 bis 2020
Zuschuss 205.234

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

seismische Datenoptimierung
Neuried

Neubewertung seismischer Daten

Das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau beim RP Freiburg (LGRB) und die Gemeinde Neuried erstellten gemeinsam eine Projektstudie Tiefe Geothermie (Hydrogeothermie) über die Optimierung geophysikalischer Untersuchungen am Beispiel Neuried durchzuführen. Hierbei wurden bereits vorliegende Daten aus Untersuchungen der 70-er und 80-er Jahren neu ausgewertet und mittels neuer Messungen deren Eignung für die Planung oder als Ersatz für neue Untersuchungen getestet. Das LGRB erstellte eine Übersicht der im Archiv vorhandenen älteren seismischen Messungen und erarbeitete eine Empfehlung für Kommunen im badenova-Marktgebiet, wie diese das Thema seismischer Untergrunderkundung sinnvoll angehen können und welche Unterstützung des LGRB hierbei anbieten kann. Alte geographische Untersuchungsdaten und Analysen, die für Geothermieprojekte relevant sein könnten, gibt es vielerorts. Inwieweit sie sich aber dafür eignen, aktuelle Projekte zu planen ist unsicher. Um das herauszufinden verglich die Gemeinde Neuried zusammen mit dem Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau beim Regierungspräsidium Freiburg (LGRB) verglich alte Daten aus den 70er und 80er Jahren mit neuen Untersuchungen. Anschließend erarbeiteten sie einen Leitfaden, der es zusammen mit einer Übersicht anderen Kommunen erlaubt, ähnliche Daten in ihre Geothermieprojekte mit einzubeziehen. Das Projekt kann Gemeinden die ohnehin schon kostenintensiven Analysen etwas erleichtern. In Neuried half es dabei, Informationen zu sammeln für das geplante Geothermiekraftwerk auf dem Erlaubnisfeld Neuried-Ichenheim, dass auf heißes Wasser in mehreren Tausend Metern Tiefe angewiesen ist.

Sonne, Stroh & Sterne - Strohballenhaus als Schulungszentrum
Weil am Rhein

Sonne, Stroh & Sterne - Strohballenhaus als Schulungszentrum

Strohballenhäuser haben eine lange Tradition, gerieten aber in den letzten Jahrzehnten in Vergessenheit. Dabei haben Strohballen als Bau- und Dämmmaterial großes Potential. Sie sind nachhaltig in Produktion und Beseitigung, sehr feuerfest und haben hohe Dämmwerte. Deshalb erarbeitete der Verein „Stroh + Paille + Paglia“ zusammen mit der Stadt Weil am Rhein eine Machbarkeitsstudie für ein neues Seminargebäude in Strohballenbauart für das Trinationalen Umweltzentrum TRUZ, das bisher auf zwei Standorte verteilt ist. Das neue Gebäude soll auf dem Dreiländergarten, dem Gelände der Landesgartenschau Weil 1999, entstehen, und Platz für Veranstaltungen in der Umweltbildung sowie die monatlich vom TRUZ angebotene Energieberatung bieten. Die Studie vergleicht unter anderem verschiedene Gebäudeformen und Raumkonzepte, untersucht wie sich eine möglichst hohe Versorgungsautonomie, z.B. mit Solarenergie erreichen lässt, überprüft die baurechtlichen Vorgaben und erstellt einen Kostenplan. Außerdem wurde geprüft, welche nachhaltigen Baustoffe neben dem Stroh regional gewonnen werden können. Ein Öffentlichkeitskonzept für Besucher ist ebenfalls Teil der Studie. Hier helfen die Erfahrungen des Vereins „Stroh + Paille + Paglia“, in dem sich Fachleute aus Deutschland und der Schweiz für den Einsatz nachhaltiger Baumaterialien wie Strohballen engagieren. Bisher gibt es in Südbaden noch kein vergleichbares Haus in Strohballenbauweise. Wenn die Machbarkeitsstudie positiv ausfällt, wäre der Weg für ein solches Haus geebnet. Gleichzeitig bietet die Studie einen Erkenntnisgewinn über das geplante Seminargebäude hinaus und zeigt die Potentiale von Strohmaterialien als Dämmmaterial für kleinere Gebäude wie Einfamilienhäuser. Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt: 1. Die Form: Durch einen dem Standort angepassten Planungsprozess bezüglich Einfallswinkel der Sonne und Ausrichtung des Gebäudes werden die Vorteile des Heliodome-Modells optimal genutzt. Obwohl der Entwurf des Herrn Eric Wasser als absolut innovativ bezeichnet werden kann, sind wir im Stande, aus bereits gebauten Heliodomen die Sicherheit der Funktionalität des Entwurfes zu bestätigen. Somit sind wir sicher, dass das Heliodome hält, was es verspricht, was auch durch externe Berechnungen bestätigt wurde. 2 .Der Energiespeicher: Die Idee des Heliodomes benötigt für das Winterhalbjahr eine maximale Speicherkapazität für die einfallende Sonnenwärme. Hier kommen aus Strohballen gefertigte Dämmungen für die Aussenwände und gehäckseltes Stroh für die Dachdämmung ins Spiel. Die Recherchen haben ergeben, dass der Rohstoff Stroh in ausreichendem Maße regional für bis zu 400 000 EFHs pro Jahr verfügbar ist, was den Bedarf bei weitem übersteigt. Durch den Fachverband FASBA wurden in den vergangenen Jahren sämtliche erforderlichen Prüfungen und Genehmigungsverfahren für den Baustoff Stroh veranlasst, sodass der Anwendung, auch in Deutschland, nichts im Wege steht. 3. Das Signal: Auf Grund des Standortes, des geplanten Gebäudes und der trinationalen Vernetzung des TRUZ kann dieses Projekt eine maximale Bekanntheit im Dreiländereck und darüber hinaus erlangen. Auch die unmittelbare Nachbarschaft zum sog. "Hadid-Bau" wird dafür sorgen, dass viele Menschen auf dieses äußerst innovative Gebäude aufmerksam werden. Somit bleibt zu wünschen, dass das Heliodome hier seinen Platz findet, als Inspiration für eine Klimaverträgliche Wende im Bauwesen.

Solare Fernwärmeversorgung Freiburg Gutleutmatten
Freiburg

Solare Fernwärmeversorgung im Neubaugebiet Freiburg Gutleutmatten

Energieeffiziente Neubauten verbrauchen im Sommer kaum Heizenergie; der größte Posten für die Wärmeversorgung ist dann das Warmwasser. Das Freiburger Neubaugebiet Gutleutmatten kombiniert deshalb den Anschluss ans Fernwärmenetz mit solarthermischen Anlagen auf allen Gebäuden mit ihren etwa 500 Wohneinheiten. Diese Kombination bietet etliche Vorteile, wird aber bisher selten zusammen eingesetzt. Das Projekt der badenova WärmePlus zeigt jetzt Wege auf, Fernwärme und Solarthermie effizient miteinander zu verknüpfen. Je weniger Wärme die Wohneinheiten aus dem Fernwärmenetz beziehen, desto höher ist der relative Wärmeverlust im Netz. Deshalb schaltet das innovative System, gesteuert von einer zentralen Anlage, je nach Bedarf, das Wärmenetz ab und auf Wärme aus den etwa 40 Solaranlagen mit 2000 Quadratmetern Kollektorfläche um. Um den Wechsel zwischen beiden Systemen störungsfrei und energieeffizient durchzuführen ist eine besondere Regelstation nötig. Diese stellt sicher, dass Restwärme optimal genutzt wird und gleicht Druck- und Temperaturunterschiede aus, indem sie beispielsweise die Rohrleitungen nach einer Passivphase langsam wieder anwärmt. Auch die konsequente Ausstattung aller Gebäude mit Solaranlagen stellt die Planer vor eine Herausforderung. Hohe und schmale Gebäude beispielsweise haben nur wenig Dachfläche im Verhältnis zu ihrem Wärmebedarf. Mehrere Optionen ermöglichen es, auch diese Gebäude im Sommer allein mit Solarwärme zu versorgen: Hochwertigere Kollektoren bieten einen höheren Solarertrag, zusätzliche Wärme könnte über das vorhandene Netz von anderen Gebäuden bereitgestellt werden oder ein Durchlauferhitzer den restlichen Wärmebedarf decken. Das Projekt prüft, welche dieser Alternativen technisch, wirtschaftlich und ökologisch am sinnvollsten sind. Außerdem testen die Planer unterschiedliche zentrale und dezentrale Anlagen, um das Warmwasser möglichst effizient konstant auf die erforderlichen 60°C aufzuheizen. Gegenüber einer Fernwärmeversorgung ohne Solaranlagen spart das Projekt pro Jahr etwa 800 MWh an Energie oder 42 Tonnen CO2 ein. Mit Führungen und Informationsveranstaltungen stellen badenova Wärmeplus und der Forschungspartner Fraunhofer ISE die Anlage und Forschungsergebnisse vor. Das Projekt zeigt damit Wege auf, bestehende Fernwärmenetze mit Solarthermie zu kombinieren und so dem Ziel einer klimaneutralen Wärmeversorgung näher zu kommen.