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BMP-UntersuchungenStroh und Ernterückstände

Beet leaves and tops — BMP: 18 Studien, gewichteter Mittelwert 308 m³ CH₄/t oTS

Beet leaves and tops: 18 Datensätze an BMP-Daten aus 7 Publikationen, gewichteter Mittelwert 308 m³ CH₄/t oTS, Spanne 210–470.

Bewertung: neutralCH₄ 68 %

Veröffentlicht Aktualisiert 2 Min. LesezeitRedaktion FeedstockData

Foto Gilles San Martin from Namur, Belgium / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY-SA 2.0, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt

Gewichteter Mittelwert
308m³ CH₄/t oTS
Spanne
210–470m³ CH₄/t oTS
Datensätze
18Studien
Publikationen
7Quellen
Temperaturen
35 °C, 37 °C, 38 °Cdes Tests

Methan im Biogas

Hoher Methangehalt · ≈ 6,8 kWh/m³ Biogas

gemessen Mittelwert aus 2 Studien BMP, Spanne 66,4–68,9 %; im Batch-Test fällt der CH₄-Anteil tendenziell höher aus als in einer Anlage.

Wie wir rechnen und was die Zonen bedeuten

Bewertung für Biogasanlagen

neutral — redaktionelle Bewertung für BiogasanlagenKeine klaren Vorteile — für die Annahme sollte eine Gebühr erhoben werden

Potenzial je Tonne Frischmasse: mäßig (39 m³ CH₄/t); Prozessrisiko: Versäuerung. Handhabungskosten: Sand, Steine, Schalen.

Warum? Bewertungsfaktoren

Potenzial je Tonne +1

  • +1Potenzial 39 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 308 × TS 14 % × oTS 89,9 %)

Prozessstabilität −0,5

  • −0,5Versäuerung: schneller Abbau / saurer pH-Wert, Risiko der Anreicherung flüchtiger Fettsäuren (FOS), erfordert Pufferung

Handhabung und Kosten −0,5

  • −0,5Sand, Steine, Schalen — Sedimentation im Fermenter

Punkte insgesamt: 0 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.

Redaktionelle Bewertung gemäß der Methodik · Zuverlässigkeit der Bewertung: hoch · ohne Marktpreise

Zum Kofermentationsrechner hinzufügen CSV-Daten

BMP-Kurven aus 18 Studien

Gewichteter Mittelwert Einzelne Datensätze

BMP-Kurven: Beet leaves and topsKumulierte Methanproduktion im Zeitverlauf für 18 Datensätze und den gewichteten Mittelwert von 308 m³ CH₄/t oTS. 18 der Kurven sind Modellkurven (Kinetik erster Ordnung).0200400600051015202530Zeit [d]m³ CH₄/t oTSAmon et al. (2007): 210 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Lehtomaki (2005) · 1: 310 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Lehtomaki (2005) · 2: 360 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Lehtomaki (2005) · 3: 430 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Lehtomaki (2005) · 4: 470 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Lehtomaki (2006): 340 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Lehtomaki (2004): 310 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Zubr (1986) · 1: 360 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Zubr (1986) · 2: 381 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Gunaseelan (2004): 231 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 1: 216 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 2: 268 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 3: 292 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 4: 296 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 5: 298 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 6: 328 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 7: 344 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Kaiser (2007) · 8: 355 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Mittelwert308

Gestrichelte Linien sind eine Modellkurve (Kinetik erster Ordnung, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); der Endpunkt stammt aus der Publikation. Alle Kurven sind Modellkurven.

Kumulierte Methanproduktion im Testverlauf [m³ CH₄/t oTS]. Die dicke Linie ist der gewichtete Mittelwert aller Datensätze (308); Punkte markieren die in den Publikationen angegebenen Endwerte. Fahren Sie mit der Maus über das Diagramm, um Werte abzulesen; ein Klick auf einen Legendeneintrag blendet einen Datensatz aus oder ein.

  • Übrige Datensätze in der Legende anzeigen (6)

Datensätze und Quellen

CSV herunterladen
QuelleBMP
m³ CH₄/t oTS		CH₄ im Biogas
Vol.-%, gemessen		TemperaturProbeKurve
Amon et al. (2007) DOI210—38 °C · mesophilsugar beat LeavesEndpunkt (Modellkurve)
Lehtomaki (2005) · 1310—35 °C · mesophilSugar beet (tops)Endpunkt (Modellkurve)
Lehtomaki (2005) · 2360—35 °C · mesophilSugar beet (tops)Endpunkt (Modellkurve)
Lehtomaki (2005) · 3430—35 °C · mesophilSugar beet (tops)Endpunkt (Modellkurve)
Lehtomaki (2005) · 4470—35 °C · mesophilSugar beet (tops)Endpunkt (Modellkurve)
Lehtomaki (2006)340—35 °C · mesophilSugar beet (tops (residue))Endpunkt (Modellkurve)
Lehtomaki (2004)310—35 °C · mesophilSugar beet (tops)Endpunkt (Modellkurve)
Zubr (1986) · 1 DOI36066,4 %35 °C · mesophilSugar beetEndpunkt (Modellkurve)
Zubr (1986) · 2 DOI38168,9 %35 °C · mesophilSugar beet · Vorbehandlung: Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.Endpunkt (Modellkurve)
Gunaseelan (2004) DOI231—35 °C · mesophilgarden Beet LeavesEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 1216—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 2268—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 3292—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 4296—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 5298—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 6328—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 7344—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Kaiser (2007) · 8355—37 °C · mesophilBeets leafs silageEndpunkt (Modellkurve)
Gewichteter Mittelwert30867,7 %arithmetischer Mittelwert 322, SD 68

Typische Zusammensetzung

Trockensubstanz (TS)
14% (Spanne 8,4–30,5)
Organische Trockensubstanz (oTS)
89,9 % TS (Spanne 73,6–94,9)
Stickstoff
2,8 % TS
C/N-Verhältnis
17

Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: CROPGEN D4, MY-D); Trockensubstanz: 15 Bestimmungen, organische Trockensubstanz: 10 Bestimmungen.

Quellen: Lehtomaki (2005); Lehtomaki (2006); Lehtomaki (2004); Zubr (1986); Gunaseelan (2004); Kaiser (2007).

Die Zusammensetzung des Rohstoffs schwankt zwischen Chargen — für Anlagenberechnungen verwenden Sie die Analyse Ihrer eigenen Probe. Der Rechner trägt typische Werte automatisch ein.

Prozesseigenschaften

  • saisonal
  • Sand und Sedimente
  • leicht abbaubar
  • verdünnt die Einsatzstoffe (niedrige TS)
  • schwankende Zusammensetzung
  • redaktionelle Einstufung

Kofermentation — womit kombinieren, worauf achten

Dosierung

Schrittweise einführen, mit einer kleinen Dosis beginnen und den Prozess überwachen (z. B. FOS/TAC, pH-Wert, Gaszusammensetzung).

Quellen der Prozessdaten

  1. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  2. Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007) Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212
  3. Kaiser, F.L. (2007) Einfluss der stofflichen Zusammensetzung auf die Verdaulichkeit nachwachsender Rohstoffe beim anaeroben Abbau in Biogasreaktoren. Dissertation, Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan
  4. Chen, Y.; Cheng, J.J.; Creamer, K.S. (2008) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology
  5. Lehtomaki, A. Ronkainen, O.M. Rintala, J.A. (2005) Developing storage methods for optimised methane production from energy crops in northern conditions. ADSW 2005 Conference Proceedings Vol 1. 101-108
  6. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006) Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy
  7. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Ronkainen, O.M. Alen, R. Rintala, J.A. (2004) Effect of pretreatments on methane production potential of energy crops and crop residues. Proceedings Anaerobic Digestion Conference 1016-1021
  8. Zubr, J. (1986) Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171
  9. Gunaseelan, V. (2004) Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399
  10. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)
  11. Herrmann et al. (2011). Effects of ensiling, silage additives and storage period on methane formation of biogas crops. Bioresour. Technol.

Der Kofermentationsrechner bewertet eine konkrete Mischung mit diesem Substrat.

Was die Zusammenstellung zeigt

Die Zusammenstellung umfasst 18 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Beet leaves and tops“ aus 7 Publikationen, veröffentlicht 1986–2007. Die Ergebnisse reichen von 210 bis 470 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 308 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 322, Standardabweichung 68).

Die Tests wurden bei 35, 37, 38 °C (Temperaturbereich: mesophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.

Für 18 Datensätze gibt die Publikation nur den Endwert an. Die Linie im Diagramm ist dann eine Modellkurve (Kinetik erster Ordnung) und dient nur dem Vergleich der Kurvenformen — nur der Endpunkt stammt aus der Publikation.

So nutzen Sie diese Daten

BMP beschreibt das Potenzial, das im Batch-Test unter Laborbedingungen erzielt wird. In einer großtechnischen Anlage hängt der Ertrag zusätzlich von Verweilzeit, Fermenterbelastung, Durchmischung und Zusammensetzung der Einsatzstoffe ab. Für Vorberechnungen empfiehlt sich der gewichtete Mittelwert, für die Risikobewertung die gesamte Spanne der Ergebnisse. Bei der Planung eines konkreten Einsatzstoffs lohnt es sich, einen eigenen BMP-Test an einer repräsentativen Probe zu beauftragen.

Methodik in Kürze

BMP ist die Methanmenge, die im Batch-Test aus der organischen Trockensubstanz (oTS) gewonnen wird, angegeben in m³ CH₄ pro Tonne oTS (numerisch identisch mit NmL CH₄/g oTS in den Publikationen) und auf Normbedingungen (0 °C, 101,325 kPa) umgerechnet. Der gewichtete Mittelwert gibt jeder Publikation ein Gesamtgewicht von 1, das gleichmäßig auf ihre Ergebnisse für das Substrat verteilt wird — eine Arbeit, die zwanzig Sorten testet, wiegt also nicht schwerer als eine Arbeit mit einer einzigen Probe. Bei Ringversuchen ist die Einheit das Labor (Gesamtgewicht 1), und innerhalb des Labors steigt das Gewicht eines Tests mit der Zahl der Flaschen (Replikate). Ergebnisse nach einer Vorbehandlung (z. B. thermisch, chemisch, enzymatisch) werden gesondert ausgewiesen und gehen nicht in den Mittelwert ein.

Durchgezogene Linien sind in den Tests gemessene Kurven. Gibt eine Publikation nur das Endergebnis an, zeichnen wir ein kinetisches Modell erster Ordnung, B(t) = B₀·(1 − e−kt): Nur der Endpunkt stammt aus der Publikation, die Kurvenform dient ausschließlich der Visualisierung — die Produktion an einem bestimmten Tag lässt sich daraus nicht ablesen. Für dieses Substrat wurde k = 0,136 d−1 angenommen (Median der in den Quellen angegebenen und/oder an die mittleren gemessenen Kurven angepassten Geschwindigkeitskonstanten k).

Die Statistiken beschreiben die Streuung veröffentlichter Ergebnisse — eine deskriptive Zusammenstellung, keine Metaanalyse und keine Garantie für den Anlagenertrag.

Vollständige Methodik und Korrekturpolitik

Ergebnisse nach Vorbehandlung (38) — vom Mittelwert ausgeschlossen
QuelleBMP
m³ CH₄/t oTS		VorbehandlungProbe
Lehtomaki (2005)440—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)410—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)250—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)380—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)510—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)450—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)250—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)260—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)220—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)110—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)180—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)200—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)230—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)190—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)140—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)280—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)340—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)190—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)270—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)160—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)230—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)190—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)260—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)130—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)250—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)180—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)240—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)150—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)290—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)330—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)520—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)370—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)280—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)380—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)430—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)360—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)270—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)320—Sugar beet (tops)

Literaturverzeichnis

  1. Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007). Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.07.007 DOI
  2. Lehtomaki, A. Ronkainen, O.M. Rintala, J.A. (2005). Developing storage methods for optimised methane production from energy crops in northern conditions. ADSW 2005 Conference Proceedings Vol 1. 101-108.
  3. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006). Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy.
  4. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Ronkainen, O.M. Alen, R. Rintala, J.A. (2004). Effect of pretreatments on methane production potential of energy crops and crop residues. Proceedings Anaerobic Digestion Conference 1016-1021.
  5. Zubr, J. (1986). Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171. DOI: 10.1016/0144-4565(86)90064-8 DOI
  6. Gunaseelan, V. (2004). Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399. DOI: 10.1016/j.biombioe.2003.08.006 DOI
  7. Kaiser, F.L. (2007). Einfluss der stofflichen Zusammensetzung auf die Verdaulichkeit nachwachsender Rohstoffe beim anaeroben Abbau in Biogasreaktoren. Dissertation, Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan. https://mediatum.ub.tum.de/631394 Quelle

Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.

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