BMP-UntersuchungenEnergiepflanzen und Ganzpflanzensilage (GPS)
Giant knotweed (incl. Igniscum) — BMP: 10 Studien, gewichteter Mittelwert 192 m³ CH₄/t oTS
Giant knotweed (incl. Igniscum): 10 Datensätze an BMP-Daten aus 3 Publikationen, gewichteter Mittelwert 192 m³ CH₄/t oTS, Spanne 146–270.
Bewertung: neutralCH₄ ≈ 53 % (Schätzung)
Foto Andrea Moro, Comune di Padova, Orto Botanico, Veneto, Italia / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY-SA 4.0, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt
.jpg){kind=link}
- Gewichteter Mittelwert
- 192m³ CH₄/t oTS
- Spanne
- 146–270m³ CH₄/t oTS
- Datensätze
- 10Studien
- Publikationen
- 3Quellen
- Temperaturen
- 35 °C, 37 °C, 38 °Cdes Tests
Methan im Biogas
Mittlerer Methangehalt · ≈ 5,3 kWh/m³ Biogas
Schätzung anhand der Substratart Die erfassten Studien enthalten keine Messung. Das Intervall ergibt sich aus der ungefähren Zusammensetzung (Protein aus Gesamtstickstoff (N 1,6 % TS × 6,25)) und den Erträgen der Stoffgruppen nach FNR.
Bewertung für Biogasanlagen
neutral — redaktionelle Bewertung für BiogasanlagenKeine klaren Vorteile — für die Annahme sollte eine Gebühr erhoben werden
Potenzial je Tonne Frischmasse: mäßig (34 m³ CH₄/t); keine besonderen Gefahren für die Stabilität. Handhabungskosten: Fasern, Schwimmschicht.
Warum? Bewertungsfaktoren
Potenzial je Tonne +1
- +1Potenzial 34 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 192 × TS 19,4 % × oTS 91,6 %)
Prozessstabilität 0
- 0keine Faktoren
Handhabung und Kosten −0,5
- −0,5Fasern, Schwimmschicht — Zerkleinerung und intensive Durchmischung
Punkte insgesamt: 0,5 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.
Zum Kofermentationsrechner hinzufügen CSV-Daten
BMP-Kurven aus 10 Studien
Gewichteter Mittelwert Einzelne Datensätze
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 (192); 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.
Datensätze und Quellen
CSV herunterladen| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | Temperatur | Probe | Kurve |
|---|---|---|---|---|
| Lehtomaki (2006) · 1 | 170 | 35 °C · mesophil | Giant knotweed | Endpunkt (Modellkurve) |
| Lehtomaki (2006) · 2 | 270 | 35 °C · mesophil | Giant knotweed | Endpunkt (Modellkurve) |
| Mast et al. (2014) · 1 DOI | 146 | 37 °C · mesophil | igniscum | Endpunkt (Modellkurve) |
| Mast et al. (2014) · 2 DOI | 148 | 37 °C · mesophil | igniscum | Endpunkt (Modellkurve) |
| Mast et al. (2014) · 3 DOI | 150 | 37 °C · mesophil | igniscum | Endpunkt (Modellkurve) |
| Mast et al. (2014) · 4 DOI | 158 | 37 °C · mesophil | igniscum | Endpunkt (Modellkurve) |
| Ruf i Emmerling (2018) · 1 DOI | 190 | 38 °C · mesophil | Giant knotweed | Endpunkt (Modellkurve) |
| Ruf i Emmerling (2018) · 2 DOI | 192 | 38 °C · mesophil | Giant knotweed | Endpunkt (Modellkurve) |
| Ruf i Emmerling (2018) · 3 DOI | 220 | 38 °C · mesophil | Giant knotweed | Endpunkt (Modellkurve) |
| Ruf i Emmerling (2018) · 4 DOI | 222 | 38 °C · mesophil | Giant knotweed | Endpunkt (Modellkurve) |
| Gewichteter Mittelwert | 192 | arithmetischer Mittelwert 187, SD 41 | ||
Typische Zusammensetzung
- Trockensubstanz (TS)
- 19,4% (Spanne 13–30,3)
- Organische Trockensubstanz (oTS)
- 91,6 % TS (Spanne 30,3–94)
- Stickstoff
- 1,6 % TS
- C/N-Verhältnis
- 32
Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: CROPGEN D4, MY-D); Trockensubstanz: 10 Bestimmungen, organische Trockensubstanz: 4 Bestimmungen.
Quellen: Lehtomaki (2006); Mast et al. (2014); Ruf et al. (2018).
Die Zusammensetzung des Rohstoffs schwankt zwischen Chargen — für Anlagenberechnungen verwenden Sie die Analyse Ihrer eigenen Probe. Der Rechner trägt typische Werte automatisch ein.
Prozesseigenschaften
Kofermentation — womit kombinieren, worauf achten
- gut kombinierbar
Dosierung
Quellen der Prozessdaten
- Mast, B.; Lemmer, A.; Oechsner, H.; Reinhardt-Hanisch, A.; Claupein, W.; Graeff-Hönninger, S. (2014) Methane yield potential of novel perennial biogas crops influenced by harvest date. Industrial Crops and Products 58, 194–203
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- 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
- Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
- Ruf, T.; Emmerling, C. (2018) Site-adapted production of bioenergy feedstocks on poorly drained cropland through the cultivation of perennial crops. A feasibility study on biomass yield and biochemical methane potential. Biomass and Bioenergy 119, 429–435
Der Kofermentationsrechner bewertet eine konkrete Mischung mit diesem Substrat.
Was die Zusammenstellung zeigt
Die Zusammenstellung umfasst 10 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Giant knotweed (incl. Igniscum)“ aus 3 Publikationen, veröffentlicht 2006–2018. Die Ergebnisse reichen von 146 bis 270 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 192 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 187, Standardabweichung 41).
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 10 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 = 0,085 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.
Literaturverzeichnis
- 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.
- Mast, B.; Lemmer, A.; Oechsner, H.; Reinhardt-Hanisch, A.; Claupein, W.; Graeff-Hönninger, S. (2014). Methane yield potential of novel perennial biogas crops influenced by harvest date. Industrial Crops and Products 58, 194–203. DOI: 10.1016/j.indcrop.2014.04.017 DOI
- Ruf, T.; Emmerling, C. (2018). Site-adapted production of bioenergy feedstocks on poorly drained cropland through the cultivation of perennial crops. A feasibility study on biomass yield and biochemical methane potential. Biomass and Bioenergy 119, 429–435. DOI: 10.1016/j.biombioe.2018.10.007 DOI
Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.
Weitere Substrate in der Gruppe „Energiepflanzen und Ganzpflanzensilage (GPS)“
Reed canary grass — BMP: 12 Studien, gewichteter Mittelwert 290 m³ CH₄/t oTS
290 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 12 Studien
gut — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈53 %
Pennisetum giganteum (Juncao grass) — BMP: 2 Studien, gewichteter Mittelwert 246 m³ CH₄/t oTS
246 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 2 Studien
≈54 %
Switchgrass — BMP: 3 Studien, gewichteter Mittelwert 180 m³ CH₄/t oTS
180 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 3 Studien
≈52 %
Sunflower, whole crop — BMP: 15 Studien, gewichteter Mittelwert 287 m³ CH₄/t oTS
287 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 15 Studien
sehr gut — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈52 %