Arbeitsgemeinschaft Energie (EN)

Die Arbeitsgemeinschaft liefert Planungs- und Entscheidungsgrundlagen für den rationellen Energieeinsatz in der Landwirtschaft sowie für die Erzeugung und Nutzung erneuerbarer Energien.
Sie bewertet die verschiedenen Konversionspfade zur ressourceneffizienten Bereitstellung von Energie unter Berücksichtigung verfahrenstechnischer, rechtlicher, ökonomischer und ökologischer Rahmenbedingungen. Sie fördert den Einsatz energieeffizienter Techniken in der Außen- und Innenwirtschaft und eine nachhaltige Energieproduktion.

Mitglieder der Arbeitsgemeinschaft

M. BeyerBiogasunion e. V., Hamburg
T. BreitschuhBELANU, Werdershausen
G. HackLandwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, Bonn
Dr.-Ing. B. KrautkremerFraunhofer-Institut für Windenergie und Systemtechnik, Kassel
Dr.-Ing. J. LiebetrauDeutsches Biomasseforschungszentrum, Leipzig
Prof. Dr.-Ing. A. LoewenHochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst, Göttingen
Dr. J. MatthiasLandwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, Münster
Dr. H. Oechsner (Vorsitz)Universität Hohenheim, Stuttgart
Dr.-Ing. G. ReinholdThüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Jena
W. SchmidLandesanstalt für Entwicklung der Landwirtschaft und der ländlichen Räume, Schwäbisch Gmünd
Dr. B. WidmannTechnologie und Förderzentrum, Straubing
D. WietzkeLandwirtschaftskammer Schleswig-Holstein, Rendsburg
N. N.Bundesministerium für Ernährung und Land-wirtschaft, Bonn
S. HartmannKTBL, Darmstadt

 

Laufende Projekte des Arbeitsschwerpunktes

  Güllevergärung
 LIGNOFLEX
  Aspekte eines nachhaltigen Betriebes von Biogasanlagen
 Energieeigenversorgung
 Biogas Progressiv – zukunftsweisende Strategien für landwirtschaftliche Biogasanlagen (ProBiogas)
 Ringversuch Biogaserträge 2019
 Gaserträge in landwirtschaftlichen Biogasanlagen


Arbeitsgruppe "Güllevergärung"

Die Tierhaltung trägt maßgeblich zur Emission von Treibhausgasen aus der Landwirtschaft durch die offene Lagerung und Ausbringung von Gülle bei. Durch eine gesteigerte Vergärung von Gülle könnten die Treibhausgasemissionen reduziert aber auch zusätzlich erneuerbare Energie bereitgestellt werden. Bleiben allerdings die förderrechtlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen unverändert bestehen, wird es zu einem Rückgang der Vergärung von Gülle kommen. Die Bundesregierung hat dies erkannt und hat die Vergärung von Wirtschaftsdüngern und landwirtschaftlichen Reststoffen als eine Maßnahme zur Treibhausgasreduzierung im "Klimaschutzprogramm 2030" mit aufgenommen.

Allerdings gibt es noch eine Reihe von Fragen, wie denn z.B. solch ein neues Fördersystem aussehen könnte und welche biologischen und technischen Restriktionen es bei der Monovergärung von Gülle gibt. Auch besteht noch Unklarheit über die ökonomischen und rechtlichen Auswirkungen beim Umbau von Bestandsanlagen. Diese Punkte sollen in einer Arbeitsgruppe aufgegriffen und bearbeitet werden.

Projektende: 31.12.2020
Projektbetreuung in der Geschäftsstelle: B. Wirth


Arbeitsgruppe LIGNOFLEX

Biomassen von Dauerkulturen und landwirtschaftliche Rest- und Koppelprodukte sind kostengünstige Alternativsubstrate zum Silomais ohne Bedarf an zusätzlichen Flächen. Allerdings weisen diese Einsatzstoffe eine höhere Konzentration an Lignocellulose auf. Daher ist die Methanausbeute pro Zeiteinheit niedriger als bei Silomais, obwohl sie bis zu 90 % des Methanpotenzials von Silomais erreichen können. Bei einer Ko-Vergärung beeinflusst der Anteil der unterschiedlichen Substrate sehr stark die Effizienz einer Biogasanlage. Optimierungsmaßnahmen am Fütterungskonzept können, bezogen auf die Kenntnis der Abbaukinetik durch die Hydrolysekonstante, nicht nur zur Bekämpfung von biologischen/chemischen Hemmungen (z. B. NH3-Toxizität), sondern auch für eine flexible Stromerzeugung getroffen werden. Hauptziel des Vorhabens ist die Evaluation und Validierung einer praxistauglichen Vorhersage der Abbaukinetik von lignocellulosereichen Substraten auf Basis eines verfügbaren Prognosemodells. Damit können biologische, chemische und mechanische Substrataufbereitungen bewertet werden. Dies erlaubt belastbare Aussagen zur Eignung von Substratmischungen für deren Einsatz in der Praxis.
So entsteht die Möglichkeit, durch gezielte Eingriffe (Dosierung der einzelnen Substrate) direkten Einfluss auf den Ablauf der Methanbildung zu nehmen, um den Prozess zu optimieren oder zu stabilisieren.

Ziele des beantragten Projekts sind:Weiterentwicklung und Anpassung eines Modells zur Vorhersage der Biogasausbeute und Abbaugeschwindigkeit von landwirtschaftlichen Reststoffen.Überprüfung der Korrelation zwischen Hydrolysekonstante und Verweilzeit von Substraten in Biogasanlagen. Entwicklung eines Modells zur Abschätzung der notwendigen Verweilzeit von Substraten in Biogasanlagen für den definierten Abbaugrad eines Substrates.Optimierung der Abbaukinetik von Dauerkulturen und landwirtschaftlichen Reststoffen durch die Substrataufbereitung.Prüfung der Wirkung der Substrataufbereitungsmethoden im praxistauglichen Maßstab.Entwicklung einer modellbasierten Webanwendung eines praxistauglichen Prognosetools der Abbaukinetik für die Abschätzung der Fermentationscharakteristik lignocellulosereicher Substrate unter zentraler Berücksichtigung der Hydrolysekonstante.

Projektende: 31.03.2023
Projektbetreuung in der Geschäftsstelle: H. Eckel


Arbeitsgruppe "Aspekte eines nachhaltigen Betriebes von Biogasanlagen"

Bei der Wende hin zu einer nachhaltigeren Energieversorgung spielt die Biogaserzeugung in Deutschland eine wichtige Rolle. Schon heute produzieren laut Fachverband Biogas über 9.000, überwiegend landwirtschaftliche Biogasanlagen Strom für mehr als 9 Mio. Haushalte. Um zukunftsfähig zu bleiben, muss die Biogaserzeugung sich jedoch den Herausforderungen des Klimaschutzes und der bestmöglichen Ressourcennutzung stellen.
Die bereits vor einiger Zeit ins Leben gerufene Vorgängerarbeitsgruppe hat einen Entwurf für ein Kriteriensystem für die Beurteilung der Biogaserzeugung entwickelt. Auf Grundlage dieser Arbeiten soll in der aktuellen Arbeitsgruppe ein KTBL Heft mit den wichtigsten 30-40 Aspekten für einen nachhaltigen Anlagenbetrieb erstellt werden. Dabei soll eine Bewertung der wesentlichen Einzelaspekte ermöglicht werden, ohne eine vollständige Bewertung der Nachhaltigkeit anzustreben.

Projektbeginn: 01.07.2018
Projektende: 30.11.2019
Mitglieder der Arbeitsgruppe:
Dr. M. Effenberger (Vorsitz), Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Freising
Dr. G. Höher, Ehemals Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Hannover
Dr. A. Lemmer, Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie, Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. A. Loewen, HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst, Göttingen
M. Strobl, Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, München
Projektbetreuung in der Geschäftsstelle: M. Paterson


Arbeitsgruppe "Energieeigenversorgung"

Die Arbeitsgruppe soll Möglichkeiten zur Selbstversorgung mit Strom, Wärme und Kraftstoff aufzeigen sowie Hemmnisse identifizieren. Möglichkeiten und Grenzen der Selbstversorgung sollen anhand von Modellbetrieben dargestellt werden.

Projektende: 30.06.2020
Mitglieder der Arbeitsgruppe:
C. Brüggemann, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Hannover
D. Eisel, Technologie und Förderzentrum, Straubing
C. Gers-Grapperhaus (Vorsitzender), Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Oldenburg
M. Kister, Markt Nordheim
Dr.-Ing. B. Krautkremer, Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik, Kassel
J. Neiber, Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Straubing
Dr.-Ing. G. Reinhold, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Jena
T. Remmersmann, Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, Münster
Projektbetreuung in der Geschäftsstelle: S. Hartmann


Biogas Progressiv – zukunftsweisende Strategien für landwirtschaftliche Biogasanlagen (ProBiogas)

Drittmittelprojekt

Projektbeschreibung:
Eine Vielzahl von Ansätzen für eine optimierte Biogasproduktion ist in Forschungsvorhaben von Hochschulen, landwirtschaftlichen Forschungsanstalten und der Industrie bereits entwickelt und erprobt worden. Eine systematische Evaluierung dieser Ansätze im Hinblick auf die Nutzbarkeit in praxistauglichen Geschäftsmodellen und ein auf die Betreiber von Biogasanlagen und die Biogasberatung ausgerichtetes Informationsangebot zu dieser Optimierung fehlen allerdings bislang. Diese Lücke wird das Projekt „ProBiogas“ schließen. Ziel ist ein umfangreiches Informationsangebot mit dessen Hilfe Anlagenbetreiber und Berater in die Lage versetzt werden, passende Konzepte für Biogasanlagen zu identifizieren und weiterzuentwickeln.

Projektziel:
Um dieses Ziel zu erreichen, wird zunächst eine umfassende Datenerhebung bei Forschungseinrichtungen, Herstellern von Anlagenkomponenten und auch Biogasanlagen, die bereits innovative Konzepte umgesetzt haben, durchgeführt. Diese Daten bilden, zusammen mit den bei den Projektpartnern bereits vorhandenen Informationen, die Basis für die Entwicklung und Evaluierung von Optimierungsmaßnahmen. Diese Maßnahmen wiederum werden zu Verfahrensmodellen kombiniert, die zu tragfähigen Betriebskonzepte für Biogasanlagen führen sollen. Die Betriebskonzepte werden technisch, ökonomisch und ökologisch evaluiert und anhand von Machbarkeitsstudien in der Praxis verifiziert. Darüber hinaus werden im Projekt zukunftsweisende Einkommensoptionen beschrieben, die unter gewissen Umständen eine zusätzliche Vermarktungsoption bzw. Einkommensquelle darstellen könnten.

Im Ergebnis steht ein umfangreiches und fachlich abgesichertes Informationsangebot für Anlagenbetreiber, die auf Biogas spezialisierte landwirtschaftliche Beratung, Planungsbüros, Kommunen, Genehmigungsbehörden, Banken und Investoren zur Verfügung. Auch Entscheidungsträger aus Politik und Verwaltung werden adressiert. Der Know-how-Transfer findet mit Hilfe von kostenfreien Online Anwendungen, zielgruppenspezifischen Fachveranstaltungen, einem KTBL-Fachportal und Publikationen in verschiedenen Formaten statt.

Projektbeginn: 01.12.2017
Projektende: 30.11.2020
Drittmittel: 287.160 € (KTBL-Anteil), Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Projektpartner: Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie, Stuttgart, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Oldenburg
Projektbetreuung in der Geschäftsstelle: M. Paterson


Arbeitsgruppe "Ringversuch Biogaserträge 2019"

Problemstellung:
Für die Auslegung und betriebliche Optimierung von Biogasanlagen werden üblicherweise Daten aus Gärversuchen zusammen mit Informationen und Erfahrungswissen aus vorhandenen Anlagen herangezogen. In Zusammenarbeit mit der VDLUFA Qualitätssicherung NIRS GmbH organisiert das KTBL seit 2006 Ringversuche mit verschiedenen im Biogasbereich etablierten Laboren, um Fehlerquellen bei der Bestimmung des Gasertrags und des Restgaspotenzials zu identifizieren und eine verbesserte Datenqualität zu ermöglichen.

Projektziel:
Der Ringversuch hat zum Ziel, die Ursachen für Abweichungen in den Messergebnissen bei der Bestimmung von Biogaserträgen und Restgaspotenzialen zu ermitteln. Damit verbessert sich die Qualität der erhobenen Daten und das Vertrauen in die Nutzung der Biogastrichtwerte. Mit der Minimierung der Analysefehler durch die Ringversuche und der damit einhergehenden Verbesserung der Datenqualität, steigt auch die Qualität der Datenbasis zur Ermittlung der KTBL-Biogasertragsrichtwerte. Am Ende des Projektes steht eine sachliche Grundlage zur Optimierung und Standardisierung der verwendeten Analysemethoden zur Verfügung.

Produkt:
Daten- und Methodengrundlage für die mögliche Neuauflage des KTBL-Heftes 107 "Gasausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen".

Planungsbeginn: 01.08.2019
Projektende: 31.05.2020
Mitglieder der Arbeitsgruppe:
Dr. M. Bischoff, LUFA Nord-West, Oldenburg
F. Ebertseder, Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Freising
Dr. C. Herrmann, Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V., Potsdam
G. Meißauer, Schmack Biogas Service GmbH, Schwandorf
Dr. H. Oechsner (Vorsitz), Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie, Stuttgart
Dr. S. Ohl, Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein, Rendsburg
Dr.-Ing. J. Pröter, Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH, Leipzig
Dr. P. Tillmann, VDLUFA Qualitätssicherung NIRS GmbH, Kassel
BMEL-Vertreter: N.N. Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, Bonn
Projektpartner: Dr. P. Tillmann VDLUFA Qualitätssicherung NIRS GmbH, Kassel
Projektbetreuung in der Geschäftsstelle: M. Paterson


Arbeitsgruppe "Gaserträge in landwirtschaftlichen Biogasanlagen"

Die Richtwerte für den Gasertrag der wichtigsten Biogassubstrate des KTBL finden verbreitete Nutzung bei der Planung und Effizienzbewertung von landwirtschaftlichen Biogasanlagen. Im zuletzt 2014 überarbeiteten Heft "Gaserträge in landwirtschaftlichen Biogasanlagen" finden sich außerdem auch Laborwerte zu diesen und weiteren Substraten, die jedoch auf einer Datenerhebung von 2009 basieren.
Allerdings werden einzelne Richtwerte von Beratung und Praxis kritisiert. Um der durch die Ringversuche verbesserten Qualität von Gasertragsversuchen in den Richtwerten Rechnung tragen und auch alternative Substrate abdecken zu können, wurde eine Neuauflage des Gasertragshefts auf Basis einer umfassenden Datenerhebung beschlossen.

Projektende: 31.12.2020
Projektbetreuung in der Geschäftsstelle: U. Roth