Rüben zur Methangewinnung

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Junger Zuckerrübenbestand


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Zuckerrüben können zur Gewinnung von Methan in Biogasanlagen und für die Herstellung von Ethanol für biogene Treibstoffe verwendet werden. Der Anbau der Rüben gewinnt als Ergänzung zum Mais als Biogassubstrat in den klassischen Rübenanbauregionen an Bedeutung. Auch in Gegenden mit hohen Maisanteilen kann die Rübe eine Ergänzung zum Mais bieten und die Fruchtfolgen entlasten. In Lagen, die für den Mais zu kalt sind, wie höher gelegene Anbaugebiete mit kürzerer Vegetationszeit, kann die Rübe als Ergänzung zu anderen Energiepflanzen angebaut werden. Nach Schätzungen des Rheinischen Rübenbauer-Verbandes ist der Anbau von Zuckerrüben zur Biogasgewinnung in 2012 in Nordrhein-Westfalen auf rund 1 500 ha ausgedehnt worden.

Bislang sind noch keine speziellen Energierübensorten zugelassen. In der Vergangenheit wurden eher Futter- und Gehaltsrüben in Biogasanlagen eingesetzt. Diese haben zwar einen geringeren Trockensubstanz- und Zuckergehalt, aber eine glatte, nur geringer zur Verschmutzung neigende Oberfläche als Zuckerrüben. Zu Zuckerrüben liegen langjährige Anbauerfahrungen mit bewährten Zuckerrübensorten vor. Zudem hat sich in den letzten Jahren überall eine schlagkräftige Logistikkette von der Ernte über die Verladung bis hin zum Transport entwickelt. Derzeit befinden sich in Deutschland mehrere Sorten in der Sortenprüfung für die Biomasseproduktion. Dabei geht es neben Zuckerrübensorten auch um Futterrüben und sogenannte Energierübensorten, die unter Umständen als EU-Sorten angeboten werden. Ziel der Züchtung ist die Steigerung des Trockensubstanzgehaltes und des Trockenmasseertrages je Hektar und eine Reduzierung des Erdanhangs sowie die Verbesserung der Überwinterungseignung. Zurzeit sind die besten Zuckerrübensorten auch die ertragreichsten Biomassesorten.

Aus pflanzenbaulicher Sicht gibt es keine nennenswerten Unterschiede zwischen dem Anbau von Zuckerrüben zur Biogassubstratgewinnung oder zur Erzeugung von Nahrungsmitteln. Über eine geänderte Düngung kann der Ertrag im Vergleich zu den bisherigen Sorten voraussichtlich um bis zu 5 % gesteigert werden. Allerdings führt ein übermäßiges Stickstoffangebot zu einem verstärkten Blattwachstum. Daher sollten zunächst die standortangepassten und vor allen Dingen zuckerertragsbetonten Standardsorten auch für einen Einsatz in Biogasanlagen genutzt werden. Unterschiede können sich eventuell bei der Ernte ergeben. Nach ersten Erfahrungen kann für Biogasrüben auf ein sauberes Köpfen der Rüben verzichtet werden. Auch durch die spätere Ernte der Biogasrüben werden höhere Erträge ermöglicht.

Nach dem Roden werden die Rüben in einer abgedeckten Miete zwischengelagert, um ein Abtrocknen der Rübenkörper zu erreichen. Dadurch lässt sich das Säubern bei der weiteren Verarbeitung der Rüben kostengünstig und effektiv erhöhen. Bei der Säuberung werden zurzeit Verfahren angewendet, bei denen Steine und Erde im Wasserbad vom Rübenkörper getrennt werden.

Insbesondere die Konservierung der Rüben für die energetische Nutzung stellt eine große Herausforderung in der Verfahrenskette dar. Am einfachsten lässt sich die Verarbeitung frischer Rüben in der Biogasanlage realisieren. Dazu werden die Rüben nach der Ernte in einer abgedeckten Miete gelagert und täglich frisch aufbereitet der Biogasanlage zugeführt. Aufgrund von Veratmungsverlusten und der Frostanfälligkeit lässt sich diese Verwertung aber nur für einige Wochen nach der Ernte durchführen.

Sollen Rüben ganzjährig als Biogassubstrat eingesetzt werden, ist eine Konservierung notwendig. Bei der Silierung ganzer Rüben werden diese in Folienschläuchen oder im Fahrsilo luftdicht eingelagert. Dabei ist die Lagerung im Fahrsilo die kostengünstigste Lösung.

Nachdem das Lager luftdicht verschlossen ist, setzt recht zügig der Silierprozess ein, begleitet von intensiver Sickersaftproduktion. Der Sickersaft muss aufgefangen und in der Biogasanlage verwertet werden. Problematisch bei dieser Form der Konservierung ist die Lagerstabilität des Silos nach dem Öffnen, da nachströmende Luft zu einer verstärkten Nacherwärmung der silierten Rüben führen kann.

Derzeit verbreitet ist die kombinierte Silierung von Rüben mit Maissilage, Lieschkolbenschrot oder Corn-Cob-Mix. Dazu werden die zerkleinerten Rüben schichtweise in die andere Silage eingebracht und herkömmlich siliert. Auf diese Weise lassen sich bis zu 30 % Frischmasse aus Rüben in eine derartige Mischsilage einbringen. Bei höheren Rübenanteilen wird die Silage in der Regel instabil. Für den reibungslosen Ablauf der Ernte ist die Synchronisierung beider Ernteketten notwendig. Problematisch ist insbesondere bei der Mischung mit Maissilage, dass der optimale Erntetermin für die Zuckerrüben nicht erreicht werden kann.

Die dritte Variante ist die Silierung der Rübe als Brei. Dazu werden die frischen Rüben beispielsweise mit einen Schredder gemust und in spezielle Hochbehälter oder Lagunen gepumpt. Der Brei siliert recht zügig und erreicht innerhalb kürzester Zeit sehr niedrige pH-Werte, wodurch eine hohe Lagerstabilität entsteht. Weitgehend unbekannt ist zurzeit noch, mit welchen Atmungsverlusten bei diesem Verfahren gerechnet werden muss. Insbesondere bei der Einlagerung in eine Lagune besteht ein ungünstiges Verhältnis zwischen Volumen und Oberfläche. Dadurch werden die Atmungsverluste an der Oberfläche begünstigt. Ferner ist mit einem erheblichen Eintrag von Oberflächenwasser zu rechnen, das die Energiekonzentration reduziert.

Die Produktionskosten für Zuckerrüben liegen je Hektar 30 bis 40 % höher als bei Mais. Auch müssen d ie Voraussetzungen für den Rübenanbau betriebsindividuell von der Verfügbarkeit der Technik bis zur Infrastruktur angepasst werden. Die mit dem Einsatz von Zuckerrüben verbundenen Fragen werden derzeit in einem Projekt des Rheinischen Rübenbauer-Verbandes bearbeitet.