KTBL/VDLUFA-Ringversuch Biogas

Auf dieser Projektseite finden Sie Informationen rund um den Ringversuch Biogas, der jährlich vom Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) und der VDLUFA Qualitätssicherung NIRS GmbH (VDLUFA) durchgeführt wird.

Das Ziel des Ringversuchs-Biogas ist die Qualitätsverbesserung der Biogaslabore bei der Bestimmung der Gasausbeute, der Rohnährstoffe und des Restgaspotenzials.

Hintergrund und Zielsetzung

Für die Auslegung und betriebliche Optimierung von Biogasanlagen werden im Allgemeinen Daten aus Gärversuchen zusammen mit Informationen und Erfahrungswissen aus vorhandenen Anlagen herangezogen. Die Ergebnisse der im Labor durchgeführten Gärversuche zur Ermittlung der Gaserträge waren in der Vergangenheit selten vergleichbar, da die Labore oft mit unterschiedlichen Versuchsbedingungen arbeiten und eine systematische, laborübergreifende Qualitätsverbesserung der Biogaslabore bei der Bestimmung der Gasausbeute nur selten stattfand. Dies veranlasste das Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) zusammen mit der VDLUFA Qualitätssicherung NIRS GmbH (VDLUFA) im Jahr 2006 dazu, einen Ringversuch für Gaserträge aus Biogassubstraten ins Leben zu rufen. Dieser wurde zunächst im Rahmen eines vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) geförderten Projektes durchgeführt. Seit dem Jahr 2011 organisieren KTBL und VDLUFA den Biogas-Ringversuch in Eigeninitiative. Aufgrund der positiven Resonanz der im Biogasbereich etablierten Labore und der großen Nachfrage an abgesicherten Gasertragsdaten in der Branche wird der Ringversuch seit 2014 auf jährlicher Basis angeboten.

Der Ringversuch Biogas spielt bei der Qualitätsüberwachung von Biogaslaboren eine zentrale Rolle, da sich für die teilnehmenden Labore die Möglichkeit bietet ihre Leistungsfähigkeit objektiv darzustellen. Denn die tatsächliche analytische Leistung eines Labors kann am besten im Vergleich mit anderen Laboratorien überprüft werden. Dafür erhalten die teilnehmenden Labore zur gleichen Zeit identischen Proben, die sie nach einheitlichen Methoden und wie im jeweiligen Labor üblich analysieren. Anhand der anschließenden Ringversuchsauswertung lassen sich Aussagen über die Messgenauigkeit bzw. -qualität der Biogaslabore machen. Die Teilnahme an Ringversuchen dient dem Labor als externe Qualitätssicherungsmaßnahme und den nachfragenden Stellen als vertrauensbildende Maßnahme.

Auf diese Weise sollen Ursachen für Abweichungen in den Messergebnissen identifiziert werden, um so die Messgenauigkeit der Biogaslabore zu verbessern. Dadurch wird eine bessere Vergleichbarkeit der Ergebnisse von Gärversuchen erreicht. Mit der Reduzierung der Analysefehler und der damit einhergehenden Verbesserung der Datenqualität steigt auch die Qualität der Datenbasis für die KTBL-Richtwerte für die Gasausbeute (KTBL 2015) und die Akzeptanz der Richtwerte in der Praxis.

Die Erkenntnisse aus den ersten Ringversuchen führten dazu, dass die gleichnamige KTBL-Arbeitsgruppe, die seit Anbeginn die Ringversuche fachlich begleitet, eine Methodenvorschrift zur Biogaspotenzialmessung entwickelte. Diese wurde durch den VDLUFA als Verbandsmethode „Bestimmung der Biogas- und Methanausbeute in Gärtests“ (VDLUFA 2011) übernommen. Diese dient der einfacheren Umsetzung der VDI-Richtlinie 4630 (VDI 2016) und trägt somit zur Vermeidung von Fehlerquellen bei den Gärversuchen bei. Derzeit erarbeitet die KTBL-Arbeitsgruppe die Basis für eine weitere VDLUFA-Verbandsmethode zur Bestimmung des Restgaspotenzials. So soll auch hier eine bessere Vergleichbarkeit der Untersuchungsergebnisse für die Praxis sowie eine konsistentere Anleitung für die Labore erreicht werden.

Rahmenbedingungen des Ringversuchs

Grundvoraussetzung zur Teilnahme am Ringversuch ist die Einhaltung der VDLUFA-Methodenvorschrift "Bestimmung der Biogas- und Methanausbeute in Gärtests" (2011) bzw. der VDI-Richtlinie 4630 (2016).

Für den Analysebereich Gasausbeute werden mindestens 3 Proben versandt. Dies beinhaltet zum einen mikrokristalline Cellulose als Standard-Gärsubstrat. Die übrigen verwendeten Gärsubstrate sollten die übliche Palette der Substratvariation aus der Praxis abdecken (z.B. Maissilage, Grassilage, Weizenkorn). Die Rohnährstoffe werden im Regelfall in Maissilageproben bestimmt und die Analyse des Restgaspotenzials erfolgt anhand von Gärrestproben einer landwirtschaftlichen Biogasanlage. In den Durchgängen wird identisches Probenmaterial an alle Labore verschickt; die Menge ist jedoch vom Versuchsaufbau abhängig. Das versandte Probenmaterial soll wie im Labor üblich gehandhabt und analysiert werden. Alle Proben müssen mit jeweils mind. 3 Wiederholungen analysiert werden. Die Anzahl der teilnehmenden Labore liegt je nach Durchgang zwischen 20 bis 30 Laboren, die aus dem In- und Ausland stammen und mit unterschiedlichen Versuchsaufbauten teilnehmen. Seit Beginn der jährlich stattfinden Ringversuche im Jahr 2014 können die Labore individuell aus den folgenden Analysebereichen (Merkmalen) wählen:

  • Bestimmung der Gas- und Methanpotenziale von drei Probenmaterialien, inklusive Bestimmung von TM, oTM, Gärsäuren
  • Bestimmung der Rohnährstoffe: Rohprotein, Rohfaser, Rohfett, Rohstärke, Zucker, aNDFom, ADFom, ADL, Elos, Eulos anhand einer Substratprobe
  • Bestimmung des Restgaspotenzials (bei 20 °C und 37 °C), inkl. Bestimmung von C2- bis C5-Fettsäuren und FOS/TAC

Die Durchführung und Auswertung des Ringversuchs erfolgt anonym und endet in der Regel mit einem Abschlusstreffen gemeinsam mit der KTBL-Arbeitsgruppe "Ringversuch". Hier haben die anwesenden Laborvertreter die Möglichkeit, die Ergebnisse zu besprechen und auf Wunsch mögliche Fehlerquellen oder aufgetretene Probleme zu diskutieren. Hieraus ergeben sich mitunter wertvolle Anhaltspunkte für die Verbesserung der Messgenauigkeit und Versuchsdurchführung in den teilnehmenden Laboren.

Zertifikat zur erfolgreichen Teilnahme

Die Auswertung für den KTBL/VDLUFA-Ringversuch Biogas erfolgt nach DIN 5725 "Genauigkeit (Richtigkeit und Präzision) von Messverfahren und Messergebnissen" (1997, 2002), DIN 38402-45 "Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung - Teil 45: Ringversuche zur Eignungsprüfung von Laboratorien" (2014) und die Darstellung nach Pocklington (1991).

Die teilnehmenden Labore erhalten ein Qualitätssiegel über ihre erfolgreiche Teilnahme, die sich jedoch nur auf die die korrekte Ermittlung der Gaserträge (Analysebereich Gärtest) bezieht. Die Parameter Restgaspotenzial und Rohnährstoffe bleiben davon unberührt. Das Qualitätssiegel wird pro Jahrgang ausgestellt, wenn

  • alle Hauptproben analysiert wurden,
  • die Standardnormalverteilung (z-Wert) bei 2 von 3 Proben bei maximal ± 2 liegen und
  • der Soll-Gasertrag der Cellulose gemäß VDLUFA-Methode bestimmt worden ist.

Zeitlicher Ablauf des Ringversuchs

  • September: Versand der Einladung zum Ringversuch an die Labore
  • Anfang Oktober: Anmeldeschluss für die Labore
  • Mitte Oktober: Versand des Probenmaterials an die Labore
  • Ende Oktober bis Februar: Analysezeitraum bzw. Abgabe der Analysedaten der Labore
  • März: Übermittlung der Auswertung des Ringversuchs an die Labore
  • April: Abschlusstreffen mit den Laborvertretern
  • Mai: Versand des Zertifikats

 

Arbeitsgruppe

Eine projektbegleitende KTBL-Arbeitsgruppe mit Expertinnen und Experten aus Forschung und Wissenschaft ist seit Beginn der Durchführung der Ringversuche beratend tätig. Zu ihren Aufgaben gehört u.a. die Erarbeitung von Methodenvorschriften.

Derzeitige Zusammensetzung:

Dr. Manfred BischoffLUFA Nord-West
Florian EbertsederTechnische Universität München
Dr. Christiane HerrmannLeibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V.
Gabriele MeißauerSchmack Biogas Service GmbH
Dr. Hans Oechsner (Vorsitzender)Universität Hohenheim
Dr. Susanne OhlChristian-Albrechts-Universität zu Kiel
Dr. Peter TillmannVDLUFA Qualitätssicherung NIRS GmbH

Ansprechpartner

Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL):
Mark Paterson
Tel. +49 6151 7001-234
E-Mail: m.paterson@ktbl.de

VDLUFA Qualitätssicherung NIRS GmbH:
Dr. Peter Tillmann
Tel. +49 561 9796750
E-Mail: Peter.Tillmann@vdlufa.de

 

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Einladung und Anmeldung 
"Ringversuch Biogas 2018"

Einladung (PDF, 448 kB)
Anmeldung (PDF, 260 kB)

 

Weiterführendes

Teilnehmende Labore
Ringversuch-Auswertungen
Veröffentlichungen und Literatur

 

Proficiency Test Biogas

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