Energie für morgen: Energiepflanzen für eine vielversprechende Zukunft

Im Zuge der sinkenden Verfügbarkeit fossiler Rohstoffe und des Klimaschutzes gewinnen erneuerbare Energien zunehmend an Bedeutung. Eine Säule ist hierbei der Anbau von Energiepflanzen zur Biogasproduktion. Biogas oder Biomethan werden dabei mit dem Atomkraftausstieg, der Biodiversität und der Reduktion von Treibhausgas-Emissionen in Verbindung gebracht. Im Jahr 2022 lag der Anteil der angebauten Energiepflanzen mit 1,41 Millionen Hektar der landwirtschaftlich genutzten Fläche bei 13 Prozent, Tendenz steigend (Abb. 1 und Verweis Artikel).  Für den Energiepflanzenanbau spielt Mais mit einer Anbaufläche von 890.000 Hektar eine bedeutende Rolle, gefolgt von Gräsern und Leguminosen mit 288.000 Hektar (Abb. 1). Aber auch Nischenkulturen wie die Durchwachsene Silphie werden zur Biogasproduktion angebaut.

Hier gibt es noch mehr Informationen zum Thema Biogas.

Was macht eine Energiepflanze aus?

Energiepflanzen haben generell geringe Qualitätsanforderungen an den Eiweißgehalt oder die Blattgesundheit, da dies für die Biogasproduktion irrelevant ist. Allerdings sollten die Pflanzen in der Lage sein, schnell viel Biomasse zu bilden. Wichtig ist auch noch, dass die Pflanzen gute Silier- und Fermentationseigenschaften besitzen [1]. Das zeichnet sich durch eine hohe Trockenmasse (TM), einen hohen Zuckergehalt, sowie einen geringen Widerstand gegen die Säuerung aus [2]. Dies ist besonders gut ausgeprägt bei Mais, Getreide und Grasmischungen, jedoch nicht bei Luzerne, Kleegras, Sonnenblumen und Sorghum [2]. Zudem wirken sich eine zügige Einlagerung, eine gute Verdichtung des Materials, die Vermeidung von Luftzufuhr und Schmutz, sowie eine gute Konservierbarkeit positiv auf die Gasausbeute aus [1].

Generationen bei Energiepflanzen

Energiepflanzen werden in zwei Generationen eingeteilt, die jedoch nicht über die Vererbung, sondern vielmehr über das Anbauverfahren definiert werden. Die erste Generation beschreibt Energiepflanzen im einjährigen Anbau, die auch als Nahrungs- und Futtermittelpflanzen angebaut werden [3]. Darunter zählen die üblichen Ackerkulturen wie Mais, GPS-Getreide, Zuckerrüben, Sorghum und Sonnenblumen. Diese Kulturen sind zwar schon gut etabliert, werden allerdings kritisch in Hinblick auf den Konflikt der Nahrungsmittelversorgung gesehen. Zur zweiten Generation zählen alle mehrjährigen Pflanzen oder Systeme, die nicht als Nahrungsmittel verwendet werden z. B. Durchwachsene Silphie oder Wildpflanzenmischungen [3]. Bisher machen diese nur einen geringen Teil bei der Biomasseproduktion wegen der hohen Etablierungskosten und der schlechten Mechanisierbarkeit aus. Hinsichtlich der positiv beschriebenen Eigenschaften bezüglich der Biodiversität, der Humusreproduktion, des Erosionsschutzes und der Bodenfruchtbarkeit stellen sie dennoch eine Alternative dar.    

Nicht nur Erträge sind entscheidend für die Wahl einer Energiepflanze

Trockenmasse- und Methanerträge spielen natürlich eine große Rolle beim Energiepflanzenanbau. Nicht umsonst steht Mais an erster Stelle mit einem Trockenmasseertrag von 110 bis 240 dt/ha und einem Methanertrag von 340 bis 370 lN/kg oTS (Tab. 1). Vergleichend gut schneidet aber auch die Durchwachsene Silphie (120 bis 200 dt/ha; 277 lN/kg oTS) und Sorghum (100 bis 180 dt/ha; 320 lN/kg oTS) ab (Tab. 1). Das ist aber nicht der einzige Grund, warum Mais oder GPS-Getreide den Nischenkulturen bevorzugt werden. Wie zuvor erwähnt, sind diese Kulturen bereits etabliert. Bei Mais besteht zusätzlich die Option, die anfallenden Gärreste direkt wieder auszubringen. Ein variabler Anbau mit Untersaaten ist auch eine Möglichkeit bei Mais und GPS, um die Biodiversität und den Erosionsschutz etwas zu erhöhen. Den Vorteil, den die mehrjährigen Pflanzen mit sich bringen, sind der geringere N-Bedarf (100 bis 160 kg N /ha) im Vergleich zu den Ackerfrüchten (150 bis 200 kg N/ha) (Tab. 1) und der reduzierte Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. Somit bestünde das Potenzial, Arbeitsspitzen zu reduzieren. Generell erfahren blühende Pflanzen wie die Sonnenblume oder die Durchwachsene Silphie eine höhere Akzeptanz in der Gesellschaft als Mais und Sorghum.

Schnell gelesen

Aufgrund der Energiewende erfuhr der Energiepflanzenanbau in den letzten Jahren einen Aufschwung. Mais ist in Deutschland nach wie vor die bedeutendste Kultur. Die optimale Energiepflanze sollte neben hohen Erträgen auch gute Silier- und Fermentationseigenschaften besitzen. Aktuell werden sie in zwei verschiedene Gruppen aufgeteilt: Zum einen in die einjährigen Ackerkulturen mit der Problematik der gleichzeitigen Nahrungs- und Futtermittelnutzung. Zum anderen in mehrjährige Pflanzen ohne Zweitnutzung. Darunter zählen u. a. die Durchwachsene Silphie, die ein ähnliches Ertragsniveau wie Mais aufweist, wobei hier das Anbauverfahren noch effizienter gestaltet werden müsste.

Quellen

[1] Faßbender, B.; Dörr M. (2012): „Gewässerschonende und standortangepasste Fruchtfolgen und Anbauverfahren für Energiepflanzen zur Nutzung in Biogasanlagen für die Region Ill-Theel“. URL: www.izes.de/sites/default/files/publikationen/Broschueren/Hb_Energiepflanzen_Ill-Theel.pdf (zuletzt aufgerufen am 21.12.2023).

[2] Boese, L.; von Buttlar, C.; Böttcher, K.; Formowitz, B.; Heiermann, M.; Hermann, C.; Idler, C.; Kornatz, P.; Pentschew, S.; Richter, R.; Sievers, M.; Vollrath, B.; Willms, M. (2012): Energiepflanzen für Biogasanlagen Sachsen-Anhalt“. URL: llg.sachsen-anhalt.de/fileadmin/Bibliothek/Politik_und_Verwaltung/MLU/LLFG/Dokumente/04_themen/nawaro_energiepfl/veroeffentlichungen/12_boese_energiepflanzen.pdf (zuletzt aufgerufen am 21.12.2023).

[3] Lewandowski, I. (2012): „Potenziale von Energiepflanzen heute und morgen“. URL: www.uni-hohenheim.de/uploads/media/12_02_21_Vortragsfolien_alle.pdf (zuletzt aufgerufen am 21.12.2023).

[4] Biertümpfel, A.; Wagner, M.; Gödeke, K. (2015): „Prüfung der Anbau- und Verwertungseignung alternativer Biogaspflanzen unter Thüringer Bedingungen“. URL: www.tlllr.de/www/daten/pflanzenproduktion/nawaro/biogas/AB_94_16_altnatBiogpfl.pdf (zuletzt aufgerufen am 21.12.2023).