BOnaMoor
Verbundvorhaben: Optimierung der Biomasseproduktion auf nassen Moorstandorten und deren thermische Verwertung
Hintergrund
Die herkömmliche landwirtschaftliche Nutzung von Mooren erfordert deren Entwässerung und verursacht enorme Treibhausgasemissionen sowie fortschreitenden Moorschwund (Sackung,Zersetzung, Erosion). Durch Anhebung der Wasserstände und die Umsetzung von Paludikultur (palus lat. Sumpf; landwirtschaftliche Nutzung nasser Moorstandorte), können die Emissionen erheblich reduziert, eine weitere Degradierung des Torfkörpers gestoppt und ein wesentlicher Beitrag zum Klimaschutz im Bereich Landnutzung geleistet werden. Das Verbundprojekt BOnaMoor untersucht daher Möglichkeiten der Optimierung der Bereitstellung, Aufbereitung und thermischen Verwertung der Biomasse von nassen Moorstandorten.
Projektziele
Ausgehend von der bisherigen Nutzung nasser Moorstandorte im Rahmen der Landschaftspflege sowie der thermischen Verwertung von Landschaftspflegeheu, verfolgt das Projekt das Ziel, den Energiepflanzenanbau auf Niedermoorstandorten zu optimieren und weiter zu entwickeln. Die Ziele des Projektes sind:
- Entwicklung nachhaltiger und ökonomisch tragfähiger Anbausysteme und Wertschöpfungsketten für Biomasse von nassen Niedermoorstandorten
- Optimierung der Produktion nachwachsender Rohstoffe auf nassen Niedermooren
- Optimierung der thermischen Verwertung von Biomasse aus nassen Niedermooren
Publikationen
Projektbroschüre
Wenzel, M., Kabengele, G., Dahms, T., Barz, M. & Wichtmann, W. (2022): Bioenergie aus nassen Mooren - Thermische Verwertung von halmgutartiger Biomasse aus Paludikultur. Institut für Botanik und Landschaftsökologie, Uni Greifswald, 52 S.
Barz, Mirko ; Kabengele, Guyrod ; Wichtmann, Wendelin ; Wenzel, Maximilian ; Oehmke, Claudia ; Dahms, Tobias ; Bork, Ludwig (2021) Energetic Utilization of Biomass from Rewetted Peatlands at a 800 kW Heating Plant for Community Heating in Malchin. In: RRR2021, 3rd International Conference on the Utilisation of Wetland Plants, S. 42-42, Greifswald
Barz, M. ; Kabengele, G. ; Bötcher, M. ; Frankhänel, K. ; Wichtmann, W. ; Körner, N. ; Dahms, T. ; Oehmke, C. ; Wenzel, M. ; Bork, L. (2020) Projekt Bonamoor – Untersuchungen zur thermischen Nutzung von Niedermoorbiomasse. In: Tagungsband zum 14. Rostocker Bioenergieforum / 19. DIALOG Abfallwirtschaft MV, S. 299-310, Rostock, ISBN 978-3-86009-507-2
Dahms, T. (2020) Pellets aus halmgutartiger Biomasse. Informationsveranstaltung Verwertungsmöglichkeiten von Biomasse aus nassen Mooren. Klimaschutz, Naturschutz und regionale Wertschöpfung. Onlinepräsentation
Barz et. al (2019): Energetic Utilization of Biomass from Rewetted Peatlands. Sakharov Readings, Minsk.
Dahms, T. (2019) Verfahren und Technik für die Ernte von Biomasse auf nassen Mooren. Veranstaltung Brandenburgs Moore klimafreundlich bewirtschaften - Chancen für die Landwirtschaft! -, 27.02.19 Potsdam
Dahms, T. (2019) No Paris without peatlands - Die Bedeutung von Moornutzung für den Klimaschutz. Tag der offenen Landschaft, 19.9.2019 Ravensburg, Vortrag
Wichtmann, Wendelin ; Bork, Ludwig ; Dahms, Tobias ; Körner, Nina ; Kabengele, Guy-Rod ; Oehmke, Claudia ; Wenzel, Max ; Barz, Mirko (2019) Biomasseproduktion und Optimierung auf nassen Moorstandorten und deren thermische Verwertung. In: Schriftenreihe Umweltingenieurwesen, Band 87, Tagungsband: 13. Rostocker Bioenergieforum, S. 241-251, Rostock, 2019, ISBN 978-3-86009-487-7
Arbeitspakete
AP 1: Projektkoordination, Öffentlichkeitsarbeit und Praxistransfer
Das Arbeitspaket gewährleistet neben der Organisation des Projektablaufes den wissenschaftlichen Austausch und den Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis. Dies wird durch eine zielgruppenspezifischen Synthese, Aufbereitung und Vorstellung der Projektergebnisse erreicht.
AP 2: Evaluierung und Optimierung des Erntezeitpunktes im Hinblick auf Verbrennungseigenschaften und Nährstofftransfer
Im Projekt wird die Elementarzusammensetzung der im Heizwerk Malchin im Rahmen der Praxisversuche verfeuerten Biomassen (Landschaftspflegeheu: Seggen, Rohrglanzgras; Schilf; Stroh; Holzhackschnitzel) bestimmt. Die jahreszeitliche Veränderung der Elementkonzentrationen, der Einfluss der Artenzusammensetzung sowie der Aufbereitungsform (Heu, Silage), werden auf den Flächen des Landwirtschaftsbetriebes Voigt untersucht.
AP 3: Evaluierung und Optimierung der thermischen Verwertung
Im Projekt werden die Praxisversuche im Heizwerk Malchin wissenschaftlich begleitet und Empfehlungen für die Praxis erarbeitet (siehe Beschreibung Praxisversuche). Darüber hinaus werden systematisch Laboruntersuchungen durchgeführt, und Empfehlungen für die Übertragbarkeit ausgearbeitet. Hierdurch können Potentiale bei der Verwertung neuer Energiepflanzen von nassen Moorstandorten erschlossen werden.
AP 4: Ökonomische & ökobilanzielle Bewertung
Im Arbeitspaket werden die betriebswirtschaftlichen Wärmebereitstellungskosten und Umweltauswirkungen der verschiedenen im Projekt untersuchten Brennstoff-Bereitstellungsketten ermittelt und analysiert. Für die Nutzungsumstellung von entwässerungsbasierten auf nasse Bewirtschaftungsverfahren werden Optimierungspotentiale identifiziert und Opportunitätskosten analysiert. Außerdem erfolgt eine volkswirtschaftliche Betrachtung des Bioenergiesystems, d.h. eine Bewertung unter Berücksichtigung von externen Kosten und Nutzen.
Verbundpartner:innen
- Arbeitsgruppe Moorkunde und Paläoökologie, Institut für Botanik und Landschaftsökologie, Universität Greifswald (Dr. Wendelin Wichtmann), Arbeitspaket 1 & 2
- Lehrstuhl für AVWL und Landschaftsökonomie, Universität Greifswald (Pro. Dr. Volker Beckmann), Arbeitspaket 4
- Fachbereich Umwelttechnik/Regenerative Energien, Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
(Prof. Dr.- Ing. Mirko Barz), Arbeitspaket 2
Feldtag "Heuwerbung auf nassen Moorstandorten für die Wärmeproduktion"
Feldtag in Neukalen und Malchin am 15.10.2021
Die für die Heuwerbung genutzten wiedervernässten Niedermoorflächen bei Neukalen am Kummerower See und an der Peene werden vorgestellt. Außerdem besteht die Möglichkeit, die vom Landwirtschaftsbetrieb H. Voigt eingesetzte Ernte‐ und Transporttechnik sowie das Heizwerk in Malchin zu besichtigen. Auf >300 ha wirbt der Betrieb jährlich ca. 1.000 t Rohrglanzgras, Schilf und Seggen‐Heu als Energiebiomasse. Neben der technischen Ausstattung für die Heuwerbung wird auch ein moorgängiger Ballenladewagen mit Bordkran gezeigt, der im Projekt Hotspot 29 „Schatz an der Küste“, entwickelt und konstruiert wurde, um nasse und schwierige Standorte bodenschonend beräumen zu können.
Projektaktivitäten
Kick off BonaMoor
Einen Blick direkt in die Flammen des Heizkessels im Heizwerk Malchin konnten die Teilnehmer des Kick-off-Meetings von BonaMoor Mitte Dezember werfen – mitten hinein in die thermische Verwertung der Biomasse von Niedermooren, die das Projekt koordiniert von Dr. Wendelin Wichtmann (Uni Greifswald) untersucht. Am Projekt beteiligt sind auch der Landwirtschaftsbetrieb Voigt und das Heizwerk Malchin. Auswirkungen der Ernte auf das Moor und den Rohstoff für thermische Verwertung sowie eine ökonomisch und finanzielle Bewertung erforschen die Moorkundler und Landschaftsökonomen der Universität Greifswald. Eine Evaluierung und Optimierung der thermischen Verwertung nimmt das Fachgebiet Regenerative Energien der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin vor. Die Forschungsergebnisse aus BonaMoor sollen in einem Praxishandbuch zusammengefasst werden und ermöglichen, die thermische Verwertung der Niedermoor-Biomasse in die weitere Umsetzung zu bringen.
Erste Messungen in BOnaMoor
Erste Messungen bei der Verbrennung von Biomasse aus Niedermoor haben Prof. Ing. Mirko Barz und Dipl.-Ing. Guy Kabengele Mitte Januar 2019 im Heizwerk Malchin vorgenommen. Das Ergebnis: Sehr stabile Basisdaten bei der kontinuierlichen Zuführung und Verbrennung ausschließlich von Pellets aus Rohrglanzgras. Die Ingenieure testeten die Leistung sowohl eines teilweise aber auch eines voll beladenen Kessels und variierten dabei die Luftzahl des Primär und Sekundärkreislaufs, um den optimierten Betrieb zu ermitteln. Alle Abgasgrenzwerte nach Bundes-Immissionsschutzverordnungen (BImSchV) wurden dabei eingehalten. Spannend dabei bleibt, ob diese Werte auch bei der Verbrennung von Halmgut erreicht werden können.
Daten zu angepasster Grünlandtechnik
Zu zwei Ernteverfahren mit angepasster Grünlandtechnik wurden im September und Oktober Arbeitszeitstudien durchgeführt. Am Bodensee wurden Schilfmahd und -ernte durch den Landschaftspflegedienst Fischer mit Grünlandtechnik mit Deltaketten begleitet. Die späte Ernte der Versuchsbiomasse auf den Seggen- und Rohrglanzgradflächen bei Neukalen erfolgte Ende Oktober mit angepasster Technik mit Breitreifen. Erfasst wurden im Rahmen der Arbeitszeitstudie Daten zu Flächenleistung, Biomasseproduktivität, Wassergehalt und auf Energiebedarf sowie Treibhausgasemissionen.
Versuchsplots beprobt
Insgesamt vier Plots von 10x8 m mit verschiedenen Vegetationstypen waren im Arbeitspaket 2 im Frühjahr eingerichtet worden, um den optimalen Erntezeitpunkt in Bezug auf die Verbrennungseigenschaften der Biomasse zu ermitteln. Beprobt wurden die Flächen nun im Juni, Juli, August und September. Auch im November werden noch Proben genommen. Jetzt werden Element-, Asche-, Schwermetall sowie Rohproteinanalysen aufbereitet für die Laboruntersuchungen