Die Landwirte Meik und Joachim Prigge haben ihre Biogasanlage ganz an die Vergärung von Grassilage angepasst und verwerten heute 52 ha Grünland.

Wie lassen sich 52 ha Grünland ohne Kühe nutzen? Vor dieser Frage standen Meik und Joachim Prigge aus Wiegersen (Landkreis Stade in Niedersachsen) nach Aufgabe der Milchviehhaltung. Prigges Lösung: Eine Biogasanlage mit 190 kW elektrischer Leistung.

Prigges füttern heute im Jahresdurchschnitt etwa 33 % Gras in der Ration und damit ihren kompletten Aufwuchs. Im Winter steigt der Anteil auf 76 % an. Dazu kommt Rindergülle von einem Nachbarn (ca. 35 %) und Mais. Die Anlage hat 1,4 Mio. Euro gekostet, was für 190 kW sehr teuer wäre. Sie lässt sich aber ohne viel Aufwand auf 400 kW erweitern. „Wir haben zunächst nicht größer gebaut, um die Anlage nur mit eigenem Substrat betreiben zu können“, erklärt Joachim Prigge.

Konzept selbst erarbeitet

Weil die Landwirte in Norddeutschland keinen Generalunternehmer gefunden haben, der eine Anlage nach ihren Vorstellungen bauen wollte, haben sie die Komponenten gemeinsam mit einem Ingenieurbüro selbst zusammengestellt.

Nach der Besichtigung von über 40 Biogasanlagen stellten sie fest: Grassilage ist schwer zu dosieren, verstopft schnell Rohrleitungen und führt im Fermenter zu zähen Schwimmdecken. Daher haben Prigges Dosierbehälter, Rohrleitungen und Rührwerk auf den Gras-einsatz abgestimmt. Die Grassilage wird über einen stationären Futtermischer mit einem Volumen von 30 m3 und vertikalen Mischschnecken eindosiert.

Die Saugrohre haben einen Durchmesser von 200 oder 300 mm, die Druckleitungen haben 160 mm. Auch der Überlauf zwischen Fermenter und Nachgärbehälter ist mit 300 mm großzügig dimensioniert.

Im Fermenter gibt es ein horizontales Langachsrührwerk, das vom Behälterrand bis etwa 3 m in den Fermenter ragt. Es ist nur oben an der Betondecke befestigt und gelagert. Hierdurch wird kein Gestell benötigt, das auf dem Boden steht und den Rührfluss des Substrates behindern könnte.

Die Mittelwelle des Rührwerkes sitzt im Fermenter gerade unterhalb dem Flüssigkeitsspiegel, so dass die Flügel beim Rühren von oben auf das Gärsubstrat treffen und es immer wieder unterrühren. Schwimmdecken sind damit bislang nicht aufgetreten.

Kaum Eigenstromverbrauch

Das zweite Rührwerk ist ein schräg in die Betondecke eingebautes Langachsrührwerk, bei dem sich die Rührrichtung verstellen lässt. Die Welle mit zwei Propellern ist fünf Meter lang und macht 300 Umdrehungen pro Minute.

Wegen langer Misch-, Rühr- und Pumpzeiten haben viele Gras-Anlagen einen höheren Eigenstromverbrauch als z.B. Mais-Anlagen.

Der Eigenstromverbrauch liegt nach knapp einem Jahr Betriebszeit bei 6,5 % (inkl. BHKW, Rührwerken und Pumpen in Vorgruben) und damit relativ niedrig für den hohen Grassilageanteil. Dazu tragen folgende Maßnahmen bei:

In dem Futtermischer sind extrakurze Mischschnecken installiert. „Anders als bei der Kuhfütterung muss man ja nicht den ganzen Behälter aufrühren. Das kostet sehr viel Strom“, begründet Meik Prigge das. Ein Steuerprogramm sorgt außerdem dafür, dass grundsätzlich nur eine Schnecke rührt und die zweite erst bei Bedarf je nach Einfüllmenge kurze Zeit zugeschaltet wird.

Der Dosierbehälter steht etwa 1 m auf einer Rampe, auf die der Teleskoplader zum Füttern fährt. Zwar kostet die Steigung zusätzlich Diesel. Dafür sind jedoch weniger Steigschnecken nötig, die gerade bei Grassilage verstopfen können und viel Strom fressen.

Das schräg eingebaute Langwellen-Rührwerk im Fermenter läuft einmal pro Stunde zu den Fütterungszeiten für knapp acht Minuten. Direkt neben dem Einfüllstutzen für das Substrat ist das horizontale Paddelrührwerk eingebaut, das die eingefüllten Substrate sofort unterrührt. Damit wird das Substrat bei nur kurzen Rührzeiten effektiv gerührt.

Der Fermenter ist 1 500 m3 groß. Daher liegt die Raumbelastung nur bei ca. 2,2 kg oTS/m3 Fermentervolumen und Tag. Höhere Raumbelastungen könnten die Rühr- und Pumpfähigkeit einschränken. Doch gibt es bei der Rührleistung noch Reserven. Außerdem ließe sich bei Bedarf ein drittes Rührwerk installieren.

Hohe Grasqualität

Damit auch die Wärmeversorgung des Fermenters auf Dauer stimmt, haben Prigges keine Fußbodenheizung einbauen lassen. Denn bei Grassilage ist mit vermehrtem Sandeintrag zu rechnen. Die Sandschicht könnte mittelfristig als unerwünschte „Dämmschicht“ zwischen Fermenterinhalt und Fußbodenheizung wirken. Darum ist die Heizung in der Behälterwand untergebracht.

Prigges führen ihr Grünland für die Biogasanlage genauso intensiv wie vorher für die Kuhfütterung. Zu den Maßnahmen zählen:

Im Frühjahr investieren sie rund 2 000 Euro in Nachsaat und Narbenpflege. Bei den Grassorten setzen sie auf Deutsches Weidelgras.

Sie machen vier Schnitte, um das Gras möglichst jung zu ernten. Der TS-Gehalt liegt bei ca. 30 %, die Häcksellänge etwa bei 6 mm.

Nach jedem Schnitt erfolgt eine Düngergabe mit Stickstoff, Phosphor, Kali, Magnesium und Schwefel. Ab diesem Jahr soll je nach Witterung Gärrest aus der Anlage den Mineraldünger ersetzen.

Die Grasqualität sorgt dafür, dass die Gasausbeute der Silage die von Maissilage erreicht. Prigges haben in der Planung eine Gasausbeute von 170 m3 pro t Frischmasse einkalkuliert. „Wir liegen jetzt wie beim Mais bei 200 m3 Biogas pro t“, erklärt Joachim Prigge. Der Methangehalt liegt bei 51 bis 53 %.

Das Fazit nach einem Jahr

Bei intensiv geführtem Grünland ist die Gasausbeute von Grassilage gleich auf mit der von Maissilage.

Mit einer guten Planung lassen sich die substratspezifischen Nachteile der Grassilage in den Griff bekommen.

Die Produktionskosten pro Hektar sind bei Grassilage etwa gleich auf mit denen von Mais, allerdings ist die Erntemenge pro Hektar etwas geringer.

Vier Grasernten sorgen dafür, das Anbaurisiko zu minimieren. Das hat sich gerade im letzten Jahr mit dem heißen, trockenen Sommer gezeigt.

Der Substratmix mit einem Grasanteil zwischen 30 und 40 % sorgt zusammen mit der Gülle für eine gleichmäßige Ernährung der Bakterien ohne biologische Probleme. Hinrich Neumann