Potential von Kartoffelpülpe mit Paludikulturmaterial zur Biogasproduktion (KaPaGas)

Das Donaumoos ist ein Hauptanbaugebiet für Kartoffeln in Bayern, insbesondere zur Gewinnung von Kartoffelstärke. Gleichzeitig ist es ein zentraler Standort für Projekte der Wiedervernässung von Moorflächen. Die dabei anfallenden Aufwüchse von Paludikulturpflanzen sind ein kleiner Substratbestandteil für Biogasanlagen, wie gezeigt weden konnte. Bei der Produktion von Kartoffelstärke als Nebenprodukt fällt Pülpe an, deren Verwertung aktuell nur eingeschränkt gegeben ist. Daher wurde bei der gemeinsamen Vergärung von Paludikultur-Biomasse und Pülpe eine Optimierung der Substratzufuhr zu Biogasanlagen geprüft. Durch die Verwertung der aus der Stärkeproduktion regional anfallenden Pülpe (Abb. 1) sowie dem Rohrglanzgras (Abb. 2) von wiedervernässten Moorflächen kann ein Teil des Energiebedarfs der Stärkeproduktion abgedeckt werden.

Im gemeinsamen Projekt KaPaGas der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf und der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft wurden folgende Fragestellungen untersucht:

1. Wieviel Biogaspotential steckt in Pülpe?
2. Hat eine Silierung der Pülpe einen Einfluss auf den Biogasertrag aus Pülpe?
3. Welcher Erntetermin von Paludikulturpflanzen ist in der gemeinsamen Vergärung mit Pülpe zu bevorzugen (Frühsommer, um ideal bezogen auf den Biogasertrag zu sein oder erst im Herbst, wenn die Bestände eher strohig sind)?
4. Wie ist das Mischungsverhältnis beider Substrate zu gestalten?
5. Ist ggf. ein stickstoffreiches Substrat zu integrieren, um das hohe C/N-Verhältnis der Ausgangsmischung auf ein optimales Maß zu verringern?
   

In Batchversuchen nach VDI 4630 wurde der spezifische Biogasertrag von frischer bzw. silierter Pülpe sowie von Rohrglanzgras, welches im Frühsommer bzw. Herbst geerntet wird, ermittelt (Fragestellung 1 bis 3). Des Weiteren wurden unterschiedliche Substratmischungen bestehend aus Pülpe und Rohrglanzgras untersucht (Fragestellung 4).

Das so ermittelte ideale Mischungsverhältnis wurde in semikontinuierlichen Durchflussfermentern eingesetzt, um zu prüfen inwieweit langfristig ein störungsfreier Abbau erfolgt und ob es im kontinuierlichen Betrieb noch ergänzende stickstoffreiche Substratbestandteile benötigt (Fragestellung 5).

Der spezifische Biogasertrag von Kartoffelpülpe betrug im Batch-Test ca. 650 LN kg-1 oTS (organische Trockensubstanz) und ist vergleichbar mit dem von Maissilage. Eine Co-Vergärung von Phalaris mit Pülpe führte meist zu einem vergleichbaren spezifischen Biogasertrag im Vergleich zur alleinigen Vergärung von Pülpe (Abb. 3). Idealerweise sollte Pülpe und Phalaris im Mischungsverhältnis 3:1 (bezogen auf die Trockensubstanz) eingesetzt werden. Im semikontinuierlichen Durchflussfermenter-Versuch lagen die spezifischen Biogaserträge der drei getestete Fütterungsvarianten (Pülpe + Phalaris, Pülpe + Phalaris + Kleegrassilage, Pülpe + Phalaris + Rindergülle) zwischen ca. 500 und 550 LN kg-1 oTS. Es hat sich herausgestellt, dass die Zugabe eines stickstoffreichen Substrats zur Pülpe/Phalaris-Substratmischung, die ein vergleichsweise weites C/N-Verhältnis aufweist, nicht zwingend erforderlich ist. Im Langzeitversuch trat bei keiner Fütterungsvariante eine biologische Prozessstörung auf. Allerdings war die regelmäßige Zugabe von Entschäumer aufgrund einer durch die Pülpe verursachte starken Schaumbildung erforderlich. In Praxisanlagen kann einer Schaumbildung beispielsweise mit Hilfe einer Zugabe von Rapsöl entgegengewirkt werden.