Viele Anlagenbetreiber peppen ihren Substratmix mit Rüben auf. Knackpunkt ist dabei oft die Lagerung. Hier die neusten Erkenntnisse von Paul Schattschneider, Prof. Dr. Jürgen Braun und Prof. Dr. Bernhard C. Schäfer von der Fachhochschule Südwestfalen, Fachbereich Agrarwirtschaft in Soest und Sebastian Schaffner und Dr. Carsten Stibbe von der KWS SAAT AG in Einbeck.
Zuckerrüben als Biogassubstrat \- Neue Erkenntnisse zur Lagerung
Die Vergärung von Zuckerrüben in landwirtschaftlichen Biogasanlagen stellt einen relativ jungen Themenkomplex dar. Besonders die Langzeitlagerung von Rüben ist wenig erforscht. Um Licht ins Dunkel der Substratversorgung von Biogasanlagen mit Zuckerrüben zu bringen, wurden im Rahmen einer Masterarbeit am Soester Fachbereich Agrarwirtschaft der Fachhochschule Südwestfalen in Zusammenarbeit mit der KWS SAAT AG die Lagerungsverfahren Feldmiete, Siloschlauch, Fahrsilo, Hochsilo, Lagune sowie Mischsilagen aus Zuckerrübenbruchstücken und Silomais bzw. Lieschkolbenschrot (LKS) analysiert. Neben den Parametern Arbeitswirtschaft, Verlust an organischer Trockensubstanz (oTS), der Möglichkeit einer ganzjährigen Lagerung sowie der Eignung für große Mengen Substrat standen vor allem die Kosten der Lagerung im Fokus der Untersuchungen.
Grundsätzlich zwei Arten der Rübenlagerung
Prinzipiell kann man im Bereich der Versorgung von Biogasanlagen mit Zuckerrüben zwischen der aeroben (Luftzufuhr) und der anaeroben (Luftabschluss) Lagerung unterscheiden. Nach der Ernte werden die in den Zuckerrüben gespeicherten Kohlenhydrate abgebaut und von Hefen zu Ethanol vergoren. Begleitet wird dieser Vorgang von einer starken CO2-Bildung sowie einem Gärsaftanfall durch absterbendes Zellgewebe. Aufgrund der Vergärung zu Ethanol weist der Gärsaft ein besonders hohes Methanbildungspotential auf. Unter aeroben Bedingungen (Beispiel Feldmiete) kann das CO2 ungehindert abfließen und hinterlässt Milieubedingungen im Silostapel, die Fäulnisprozesse und somit die Zersetzung der Rüben begünstigen. Diese Systeme eignen sich nur für kurze Lagerzeiträume. Unter anaeroben Bedingungen (Luftabschluss) hingegen verbleibt das CO2 im Silo und schafft eine Atmosphäre, die zu einer Konservierung der eingelagerten Zuckerrüben führt und diese vor Verderb schützt. Das Substrat siliert. Die Möglichkeit einer ganzjährigen Lagerung ist somit gegeben. Eine Besonderheit der Rübe im Hinblick auf die Silierung ist, dass sie nicht zerkleinert werden muss. Durch die Eigenschaften des Zellgewebes silieren auch ganze Zuckerrüben (siehe Abbildung 1). Die für den Silierprozess verantwortlichen Mikroorganismen können das komplette Gewebe der Zuckerrüben auch ohne deren Zerkleinerung besiedeln. Der Rübenkörper siliert somit "von außen nach innen". Eine Zerkleinerung kann je nach Lagermedium sogar kontraproduktiv sein, da der ohne hin schon in großen Mengen aus den Rüben austretende Zellsaft in Abhängigkeit der Zerkleinerungsintensität noch zunimmt. So ist beispielsweise eine Lagerung von Rübenbrei im Siloschlauch nicht zu realisieren, da das austretende Volumen an Gärsaft die physikalische Belastbarkeit der Schläuche übersteigt und diese zerbersten lässt.
Abb. 1: Silierte Rübe nach mehrmonatiger Lagerung. Foto: KWS Verfahrenskosten der Lagerung
Um die Kosten der Lagerungsverfahren zu berechnen, wurde mit Hilfe einer Modellkalkulation für zwei Beispielbetriebe eine ökonomische Bewertung durchgeführt. Die beiden Modellbetriebe unterscheiden sich lediglich in der jährlichen Lagermenge von 1.000 t Zuckerrüben (Modellbetrieb A) bzw. 5.000 t Zuckerrüben (Modellbetrieb B). Dies dient dem Aufzeigen eventueller Kostendegressionen, die in Verbindung mit dem jeweiligen Lagerverfahren und der entsprechenden Lagermenge entstehen. Um die Vergleichbarkeit der einzelnen Systeme zu gewährleisten, wurde für die Berechnung eine einheitliche Datengrundlage unterstellt (siehe Tabelle 1). Die Kosten der Lagerung von Zuckerrüben beziehen sich auf die kompletten Verfahren inklusive Rübeneintrag, Rübenlagerung und Rübenaustrag und geben somit einen Überblick über die Verfahrenskosten ab Lagereintrag bis zur Übergabe des Substrats an den Fermenter der Biogasanlage. Um auch die verfahrensspezifischen Verluste der jeweiligen Systeme zu berücksichtigen, wurden neben den Kosten pro t Rüben auch die Kosten pro m3 Methan berechnet. Die folgenden Kostenangaben sind stets Nettoangaben und beziehen sich ausschließlich auf die Lagerung. Sonstige Kosten zur Realisierung des Einsatzes von Zuckerrüben in einer Biogasanlage, wie beispielsweise der Anbau und die Ernte dieser Kultur sowie die Kosten für die Ausbringung des Gärrestes, etc., sind in den Kalkulationen nicht enthalten.
Mit der Feldmiete keine ganzjährige Lagerung möglich!
Die Lagerung von Zuckerrüben in Feldmieten zur Verwendung in Biogasanlagen ist mit der Lagerung zum Zweck der Zuckergewinnung identisch. Vor dem Eintrag der Rüben in den Fermenter müssen sie jedoch zerkleinert werden. Dies kann mit Hilfe von Häckselschaufeln erfolgen, die das Substrat direkt in den Feststoffdosierer der Anlage häckseln. Das System Feldmiete zeichnet sich vor allem durch eine hohe Flexibilität und geringe Kosten aus. Lediglich der Mietenplatz und somit ein monetärer Ertragsverlust der Folgefrucht an dieser Stelle sowie geringe Kosten für den Mietenschutz und die Zerkleinerung begleiten dieses Verfahren. So stellt die Feldmiete sowohl für 1.000 t als auch für 5.000 t Zuckerrüben eines der kostengünstigsten Verfahren der verglichenen Systeme dar (siehe Abbildung 2). Allerdings beziehen sich die Kosten pro t Rüben bei der Feldmietenlagerung lediglich auf einen Zeitraum von 90 Tagen und die der übrigen Verfahren auf ein ganzes Jahr. Die Kosten der Lagerung sind weitgehend konstant, da lediglich der Substrataustrag von einer Kostendegression bei wachsender Substratmenge gekennzeichnet ist. Die im Lohn durchgeführte Mietenabdeckung und der Lagerplatz beziehen sich stets auf eine t Rüben und werden von wachsenden Substratströmen nicht tangiert. So resultieren die geringen Kosten vor allem aus dem günstigen Mietenplatz, der lediglich aus Opportunitätskosten besteht, während die übrigen Kostenpositionen mit denen anderer Verfahren vergleichbar sind. Demzufolge schneidet die Feldmietenlagerung im Hinblick auf die Kosten pro t entsprechend gut ab. Zudem kann die Feldmiete weitere Lagerungssysteme ergänzen bzw. als günstige Alternative während der Einstiegsphase in die Rübenvergärung dienen. Da während der Lagerung jedoch keine Silierprozesse ablaufen sind die Zuckerrüben weder ganzjährig lagerstabil noch weisen sie ein ähnlich hohes Methanbildungspotential auf wie in silierter Form.
Abbildung 2 Der Siloschlauch \- gute Silierqualität bei hohen Verfahrenskosten
Abb. 3: Befüllung einer Schlauchsilage/Foto: KWS
Im System Siloschlauch werden unzerkleinerte Zuckerrüben mittels einer Siloschlauchpresse in einen Polyethylenschlauch gedrückt und dort verdichtet (siehe Abbildung 3). Nach dem Befüllvorgang wird der Siloschlauch luftdicht verschlossen. Eine Silierung unter anaeroben Bedingungen kann somit stattfinden. Zur Entnahme der Rüben aus dem Schlauch wird das Substrat mit Rad- oder Teleskopladern entnommen und mittels Häckselschaufeln zerkleinert. Der Vorteil beim Siloschlauch ist neben den guten Silierqualitäten der Zuckerrüben auch die Flexibilität dieses Systems. So sind die jährlichen Lagermengen nicht an statische Lagermedien gebunden sondern können bedarfsgerecht angelegt werden. Allerdings ist eine Schlauchsilage mit hohen Kosten und Arbeitsbelastungen verbunden. Das Verfahren verursacht unabhängig von der jährlichen Lagermenge erhebliche Kosten pro t Rüben, die mit wachsender Menge Substrat nur bedingt einer Kostendegression unterliegen. So stellt der Siloschlauch das teuerste der hier verglichenen Systeme dar. Verursacht werden die hohen Kosten der Lagerung vor allem durch die Aufwendungen für die Siloplatte. Diese ist zwingend notwendig, um den bei der Lagerung von Zuckerrüben in großen Mengen anfallenden Sickersaft aufzufangen und einen unkontrollierten Abfluss und somit Verlust an Methanbildungspotential zu verhindern. Bei der Lagerung im Siloschlauch ist zudem eine erhebliche Grundfläche von 1,2 m2 pro t Zuckerrüben notwendig, da die Folienschläuche nicht gestapelt werden können. Dadurch ergeben sich allein für den Siloplatz erhebliche Kosten. Zudem wird sämtliche zum Einsatz kommende Technik durch umständliche Arbeitsabläufe in ihrer Schlagkraft reduziert (Siloschläuche mit geringem Durchmesser lassen sich nur mühsam mit großdimensionierter Technik entleeren), wodurch sich die Stundensätze dieser Technik nur auf eine geringe Tonnage verteilen lassen und somit zu erhöhten Kosten pro Mengeneinheit führen.
Mischsilage mit Mais \- neben vielen Vor- auch etliche Nachteile
Die Mischsilage aus Zuckerrübenbruchstücken und Mais ist eine geeignete Methode, um mit überschaubarem Aufwand in die Vergärung von Rüben einzusteigen. Die Zuckerrüben werden in der Regel mittels Häckselschaufeln zerkleinert und schichtweise im Wechsel mit Mais auf dem Silostock verteilt. Eine Zerkleinerung ist jedoch nicht zwingend notwendig. Einige Betriebe silieren bereits ganze Zuckerrüben in den Silostock. Je nach Mischpartner der Rübe, Silomais bzw. Lieschkolbenschrot (LKS), variiert das Mischungsverhältnis der Früchte. Während bei einer Mischsilage aus Zuckerrüben und Silomais rund 40 % der Silage aus Rüben bestehen können, kann dieser Anteil auf ca. 70 % erhöht werden, wenn LKS den Mischpartner stellt. Der Grund liegt in den unterschiedlichen Trockensubstanzgehalten von Silomais (Erntetermin Teigreife) und LKS (Erntetermin Vollreife) und somit in ihrem unterschiedlichen Vermögen den Sickersaft zu binden. Die Entnahme der Mischsilage erfolgt grundsätzlich mit üblicher Entnahmetechnik für Häckselgüter. Die Vorteile einer Mischsilage aus Zuckerrübenbruchstücken und Mais bestehen vor allem aus der relativ einfachen Integration von Zuckerrüben in den Substratmix ohne baulichen Aufwand und hohe Investitionskosten. So verfügen die meisten Biogasbetriebe über Fahrsiloanlagen und setzen zumeist auf Mais als Hauptsubstrat. Es bedarf lediglich einer Investition in eine Häckselschaufel. Allerdings sind beide Verfahren (Zuckerrüben und Silomais bzw. Zuckerrüben und LKS) durch unterschiedlich starke Kostendegressionen gekennzeichnet, die mit steigenden Substratströmen verbunden sind. So entstehen für die Lagerung von Rüben im System Mischsilage aus Zuckerrüben und Silomais geringere Kosten als im System Mischsilage aus Zuckerrüben und LKS. Diese unterschiedlich stark ausgeprägten Kostendegressionen hängen mit den Gesamtmassen der jeweiligen Mischsilage zusammen. So können aufgrund unterschiedlicher TS-Gehalte der beiden Maisernteprodukte bei Silagen aus Zuckerrüben und LKS wesentlich größere Anteile des Silostocks aus Zuckerrübenbruchstücken bestehen, als dies im Fall einer Silage aus Zuckerrüben und Silomais möglich ist. Als Folge daraus werden für eine Mischsilage aus Rüben und Silomais größere Mengen Mais benötigt als im Fall einer Mischsilage aus Zuckerrüben und LKS. Somit ergeben sich zwangsläufig unterschiedliche Gesamtvolumina der jeweiligen Mischsilagen abhängig davon, ob der Mischungspartner der Rübe durch Silomais oder Lieschkolbenschrot gestellt wird. Durch diese unterschiedlichen Siloraumvolumina der beiden Systemvarianten ergeben sich wiederum unterschiedlich starke Kostendegressionen. Da die übrigen Kostenpositionen der beiden Verfahren identisch sind, lassen sich die unterschiedlichen Kosten der beiden Konzepte erklären. Ein erheblicher Nachteil der Mischsilagen ist, dass Zuckerrübe und Mais unterschiedliche Erntezeiträume aufweisen. Eine gemeinsame Ernte dieser beiden Kulturen ist somit stets für eine Frucht von Nachteil. Stellt der Silomais den Mischpartner der Zuckerrübe, so muss diese frühzeitig aus der Vegetation genommen werden und reagiert mit Ertragseinbußen bis zu 15 %. Soll hingegen LKS als Silierpartner der Rübe dienen, büßt der Mais an Ertrag ein. Zudem sind für eine Mischsilage zwei voneinander separate Ernteketten notwendig. Den Engpass bildet das Silo. Hier muss nicht nur die komplette Tonnage angenommen und ins Silo verbracht werden, sondern auch die Zerkleinerung der Rüben erfolgen. Moderne Häckselschaufeln werden zwar immer leistungsfähiger, liegen momentan aber nicht auf dem Niveau der Substratstöme praxisüblicher Häckselketten.
Silierung ganzer Rüben im Fahrsilo: Arbeits- und kostenextensiv
Abb. 4: Lagerverfahren Fahrsilo/Foto: KWS
Beim Lagerverfahren Fahrsilo werden die Zuckerrüben in einem mit Silofolie ausgekleideten Flachsilo abgekippt, nach Bedarf aufgeschoben und mit einer weiteren Silofolie abgedeckt (siehe Abbildung 4). Wichtig ist, dass die Rüben komplett von Silofolie umgeben sind und die Folie weitgenug unter die Rübenmiete reicht. Ist die Abdeckung zu knapp bemessen, kann das während des Siliervorgangs entstehende und im Silostapel absinkende CO2 am Silogrund entweichen. Die somit entstehenden aeroben Bedingungen lassen keine Silierung zu und führen indirekt, durch Nacherwärmung etc., zum Verderb der Silage. Weiterhin zu beachten ist, dass sich durch die Bildung von Sickersaft die Lagerungsdichte der Rüben ändert. Dadurch kann sich der Silostapel in seiner Höhe halbieren. Aufgrund des geringen pH-Wertes dieses Sickersaftes von unter 3,5 bedürfen die zum Einsatz kommenden Lagermedien einer entsprechenden Beständigkeit. Wie bei der Feldmiete und dem Siloschlauch erfolgt auch im System Fahrsilo eine Entnahme und Zerkleinerung der Zuckerrüben mit gängiger Umschlagtechnik und daran verbauten Häckselschaufeln. Vorteil des Fahrsilos ist, die Möglichkeit der Lagerung weiterer Substrate wie beispielsweise Mais. Durch die höhere Auslastung des Bauraumes sinken die Lagerkosten pro Mengeneinheit. Zudem verfügen die meisten Biogasanlagen bereits über ein Flachlager und können somit die jährliche Auslastung steigern. Mit 9,95 €/t bzw. 0,12 €/m3 CH4 für die Lagerung von 1.000 t Rüben sowie 6,62 €/t bzw. 0,08 €/m3 CH4 für die Lagerung von 5.000 t Zuckerrüben pro Jahr, sind die Kosten der Rübenlagerung im Fahrsilo allerdings höher als die der Mischsilagen (siehe Abbildung 5). Die erhöhten Kosten resultieren aus der Lagerung von Rüben ohne Mais. So ist das Gesamtvolumen und demzufolge auch der benötigte Siloraum einer Mischsilage aus Zuckerrüben plus Mais größer als das einer Silage aus Rüben ohne Mais. Diese unterschiedlichen Siloraumvolumina führen zu differenten Kostendegressionen der beiden Lagersysteme und somit zu unterschiedlichen Baukosten pro t Rüben der Fahrsiloanlagen. Die übrigen Kostenpositionen sind denen der Mischsilagen ähnlich. Zwar ist keine Zerkleinerung der Rüben vor Siloeintrag notwendig, dafür folgt dieser Vorgang bei der Siloentnahme. Die Konditionen für die Entnahme entsprechen dabei denen des Siloeintrages bei Mischsilagen. Daraus resultieren die erhöhten Kosten der Fahrsilolagerung ohne den Mischpartner Mais gegenüber den Mischsilagen, bei identischen Lagermedien. Allerdings spricht die Eignung des Fahrsilos für große Substratströme bei gleichzeitig geringem Arbeitsaufwand für diese Art der Lagerung von Rüben. Nachteil, vor allem bei alten Fahrsiloanlagen ohne die Möglichkeit den anfallenden Sickersaft in den Fermenter zu verbringen ist, dass mit jedem m3 Gärsaft, der das System verlässt, erhebliches Methanbildungspotenzial verloren geht.
Abbildung 5:
Das Hochsilo \- arbeitsextensiver Betrieb bei hohen Anschaffungskosten
Abbildung 6: Lagerung im Hochsilo Die Lagerung im Hochsilo erfolgt nach vorheriger Zerkleinerung der Rüben zu einem pumpfähigen Brei. Zur Erzeugung des Breis sind mittlerweile praktikable Lösungen etabliert. Die anschließende Einlagerung des Rübenbreis ins Hochsilo kann mit Verdrängerpumpen wie z.B. Exzenterschneckenpumpen erfolgen. Die eigentliche Lagerung von Zuckerrüben in flüssiger Form erfolgt in der Praxis zumeist in Hochbehältern, wie sie aus dem Bereich der Tierfütterung bekannt sind. Dies sind vor allem Hochsilos aus Edelstahl wie sie auch zur Lagerung von CCM und zur Konservierung von Feuchtgetreide eingesetzt werden (siehe Abbildung 6). Da es sich bei Rübenbrei um ein sehr saures Medium handelt (pH unter 3,5) sollten alle mit dem Substrat in Kontakt kommenden Teile hoch korrosionsfest sein. Um den gelagerten Zuckerrübenbrei wieder aus den Silos zu entnehmen, sind diese mit speziellen Entnahmetrichtern ausgestattet. Da die Lagerung der Rüben als pumpfähiger Brei erfolgt, ist eine Mechanisierung vieler Verfahrensschritte bis hin zur völligen Automatisation der gesamten Prozesskette ab Lagerraum möglich. Zudem ist bei der Flüssiglagerung von Zuckerrüben kein Verlust des sehr wertvollen Sickersaftes zu verzeichnen. Dieser kann zusammen mit dem restlichen Substrat problemlos in den Fermenter gepumpt werden. Weiterhin ist eine Befüllung der Behälter jederzeit möglich, da im Gegensatz zu anderen Systemen bei der Hochsilolagerung die Möglichkeit einer Nachsilierung gegeben ist. Somit lassen sich bei Neubauten die Kosten reduzieren, da der notwendige Siloraum zur Lagerung der Jahresmenge an Zuckerrüben durch die Mehrfachnutzung kleiner dimensioniert werden kann. Dabei kann durch die zeitlich versetzte Einlagerung ein Vielfaches an Rübenbrei gelagert werden ohne zusätzlichen Bauraum zu schaffen. Allerdings sind die Anschaffungskosten eines Hochsilos gegenüber alternativen Lagerungssystemen relativ hoch. Unter den getroffenen Annahmen fallen für die Lagerung von 1.000 t Rüben jährliche Kosten von 13,31 €/t bzw. 0,15 €/m3 CH4 an. Sollen 5.000 t gelagert werden, reduzieren sich die Kosten auf 10,45 €/t bzw. 0,12 €/m3 CH4. Eine wirkliche Reduktion der Kosten pro Mengeneinheit lässt sich erst durch eine Mehrfachnutzung des Siloraumes erzielen. Interessant ist diese Art der Rübenlagerung somit nur für Betriebe, die aufgrund hoher Tonnagen pro Jahr sowie versetzter Einlagerungszeiträume eine hohe Auslastung des vorhandenen Lagerraumes erzielen und somit die Kosten für den Behälter auf eine große Menge Substrat verteilen können. Soll die Zerkleinerung der Rüben mittels Eigenmechanisierung erfolgen, entstehen bei der Lagerung von 1.000 t Rüben Kosten in Höhe von 17,51 €/t bzw. 0,20 €/m3 CH4 sowie bei 5.000 t Kosten in Höhe von 9,45 €/t bzw. 0,11 €/m3 CH4. Eine Kostendegression gegenüber der Variante Lohnbetrieb ist lediglich bei 5.000 t Rüben zu erkennen, während sich die Eigenmechanisierung für 1.000 t Zuckerrüben pro Jahr nicht lohnt. Die Lagune \- kostengünstige Lagerung bei unbekannten Verlusten Die Lagerung in der Lagune erfolgt ebenfalls nach vorheriger Zerkleinerung der Rüben zu einem pumpfähigen Brei und unterscheidet sich in vielen Punkten nicht vom Hochsilo. Allerdings kann in vielen Fällen auf eine Eintragspumpe verzichtet werden, wenn die Beckenkrone der Lagune baulich bedingt kein Hindernis für den Substrateintrag darstellt. Eine Verteilung des Breis ist nicht nötig, da sich dieser wie ein Fließfilm gleichmäßig innerhalb des Erdbeckens verteilt. Die Lagerung von Zuckerrüben in flüssiger Form erfolgt in Lagunen, wie sie für die Güllelagerung teilweise üblich sind (siehe Abbildung 7).
Abb. 7: Lagerung von Rübenbrei in einer Lagune Durch die offene Lagerung des Rübenbreis bildet sich an dessen Oberfläche in Folge von Oxidationsvorgängen eine rund 5 bis 10 cm dicke Schwimmschicht. Begleitet wird dieser Vorgang durch gasförmige Verluste. Da die Schwimmschicht jedoch nach kurzer Zeit "dicht macht" und die darunter liegenden Phasen vor weiteren Verlusten schützt, halten sich die Verluste der Erdbeckenlagerung von Rübenbrei nach ersten Erkenntnissen im Rahmen. Selbst nach monatelanger Lagerung von Rübenbrei in Lagunen berichten Praktiker von einem durchweg homogenen Gärsubstrat ohne die Bildung von Sinkschichten oder Entmischungen (siehe Abbildung 8).
Abb. 8: Rübenbrei nach mehrmonatiger Lagerung in einer Lagune. Die Entnahme des Breis kann neben Verdrängerpumpen auch mit Rohrschnecken erfolgen. Sollen Entnahmeschnecken zum Einsatz kommen, müssen diese über hohe Wellendrehzahlen verfügen, um auch die flüssige Phase des Substrats fördern zu können. Rohrschnecken fördern das Substrat aus der Lagune bis zu ihrer Beckenkrone und übergeben den Brei dort an einen Dosierbehälter. Von diesem können die flüssigen Rüben mit Verdrängerpumpen in den Fermenter gepumpt werden. Alternativ kann mit in der Lagune installierten Verdrängerpumpen eine direkte Förderung des Rübenbreis in den Faulraum erfolgen. Die Vorteile der Lagunenlagerung sind denen der Lagerung im Hochsilo in vielen Punkten gleich. Neben der Möglichkeit einer vollständigen Mechanisierung ab Lagerraum und der problemlosen Nutzung des Sickersaftes sowie der Mehrfachnutzung des Siloraumes ist die Lagune allerdings mit erheblich geringeren Investitionskosten verbunden als ein Hochsilo. So fallen für die Lagerung von 1.000 t Zuckerrüben jährliche Kosten von 5,90 €/t und bei der Lagerung von 5.000 t Rüben jährliche Kosten von 4,25 €/t an. Eine Berechnung der Kosten pro m3 Methan ist bislang nicht möglich, da keine konkreten Erkenntnisse über die mit diesem System verbundenen Verluste vorliegen. Nach eigenen Kalkulationen müssen allerdings je nach Betriebsart der Lagune mindestens 45 % bis 68 % Verluste an oTS auftreten, damit die Lagerung von Zuckerrübenbrei in der Lagune dieselben Kosten pro m3 Methan verursacht, wie die Hochbehälterlagerung (siehe Tabelle 2). Für große Mengen Substrat lohnt es sich über eine Eigenmechanisierung nachzudenken. Erfolgt die Zerkleinerung in Eigenregie, fallen bei einer jährlichen Menge von 1.000 t Rüben Kosten in Höhe von 6,60 €/t und bei einer jährlichen Menge von 5.000 t Zuckerrüben Kosten in Höhe von 1,40 €/t an, was vor allem am hohen Festkostenanteil der Zerkleinerung liegt. In Summe ergeben sich so bei der Lagunenlagerung und Eigenmechanisierung der Substratzerkleinerung jährliche Kosten von 10,10 €/t und für die Lagerung von 5.000 t Zuckerrüben 3,25 €/t. Eine erhebliche Kostendegression in Abhängigkeit der jährlichen Menge Substrat ist klar ersichtlich. Eine Eignung dieser Variante (Lagune mit betriebseigener Zerkleinerungstechnik) ist somit nur für große Substratmengen gegeben.
Fazit
Die Zuckerrübe stellt eine geeignete Alternative dar, die Kultur Mais im Bereich der Biogaserzeugung zu substituieren. Anfängliche Hemmnisse die zuckerhaltige Blattfrucht in landwirtschaftlichen Biogasanlagen zu vergären, werden durch neue Konzepte der Rübenaufbereitung sowie -lagerung zunehmend abgebaut. So stehen neben praxisreifen Aufbereitungssystemen mittlerweile innovative Lagerungsverfahren für Energierüben zur Verfügung. Die Systeme aus der Praxis zeigen deutlich, dass eine ganzjährige Versorgung von Biogasanlagen mit dem Substrat Zuckerrübe zu arbeitswirtschaftlich sowie ökonomisch vertretbaren Bedingungen möglich ist (siehe Abbildung 9). Mit den Lagerungskonzepten Fahrsilo, Hochsilo und Lagune können bereits große Mengen Rüben vergleichsweise kostengünstig gelagert werden. Diese Verfahren zeichnen sich durch eine starke Kostendegression mit zunehmender Substratmenge aus und sind auch aus arbeitswirtschaftlicher Sicht für große Substratströme geeignet. Besonders das Fahrsilo zur Lagerung unzerkleinerter Zuckerrüben und die Lagune zur Lagerung von Rübenbrei, zeichnen sich als innovative Möglichkeiten der Energierübenlagerung aus und sind für diesen Zweck sehr geeignet. Belastbare Daten über die mit diesen Systemen im Praxisbetrieb verbundenen Verluste an organischer Trockensubstanz über längere Zeithorizonte liegen allerdings nicht vor. Die Bilanzierung dieser Verluste wird die Aufgabe zukünftiger Erhebungen sein, um zu prüfen in wie weit sich die kostengünstigen Lagerbedingungen pro t auch auf die Kosten pro m3 Methan ableiten lassen bzw. in welchem Ausmaß eventuelle Verluste die Lagerkosten belasten. Das Ziel künftiger Bemühungen seitens Forschung und landtechnischer Industrie muss daher sein, eine gezielte Weiterentwicklung der Lagerungskonzepte zu fokussieren, um das Potential der Energierübenlagerung maximal auszuschöpfen.
Abb. 9: Systemvergleich ausgewählter Lagerverfahren für
