BMP-UntersuchungenLeitfaden

Wie man einen BMP-Prüfbericht liest: Checkliste für den Auftraggeber

Was ein glaubwürdiger BMP-Bericht enthalten muss, wie Cellulose-Kontrolle und Blindprobe zu bewerten sind, worauf bei den Kurven zu achten ist und wann ein Test wiederholt werden sollte.

Veröffentlicht 4 Min. LesezeitRedaktion FeedstockData

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Chromatograf gazowy na stole laboratoryjnym z komputerem.
Foto Sarka Na kopci / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY-SA 4.0, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt

Einen BMP-Prüfbericht liest man am besten wie ein Qualitätskontrolldokument: zuerst prüfen, ob der Test glaubwürdig war (Kontrollen, Wiederholungen, Parameter), und erst danach das Ergebnis betrachten. Ein BMP-Wert ohne Angaben zu Inokulum, I/S-Verhältnis, Cellulose-Kontrolle und Streuung der Wiederholungen eignet sich weder für Vergleiche noch für Wirtschaftlichkeitsrechnungen.

Obligatorische Elemente

Element Was zu prüfen ist
Probenbeschreibung Herkunft, Entnahmedatum, Lagerung, Aufbereitung (Zerkleinerung)
TS und VS Werte, Methode, ggf. Korrektur für Flüchtiges
Inokulum Herkunft, Temperatur, Dauer der Entgasung, TS/VS, Aktivität (Blindprobe)
I/S Wert in g VS/g VS (üblicherweise ≥ 2 gemäß Literaturempfehlungen)
Bedingungen Temperatur, Dauer, Durchmischung, Flaschenvolumen
Wiederholungen mindestens 3 für Probe und Kontrolle
Positivkontrolle mikrokristalline Cellulose (Ergebnis und Bereich)
Blindprobe Produktion aus dem Inokulum allein (wird abgezogen)
Gasmessung Methode, Umrechnung auf Normbedingungen
Ergebnis Mittelwert ± SD, Einheit (NmL CH₄/g VS), Dauer

Cellulose-Kontrolle

Mikrokristalline Cellulose ist ein Referenzsubstrat: Ihr Abbau in einem gut funktionierenden Test sollte ein Ergebnis nahe dem theoretischen liefern. Die aktuellen Validierungskriterien (Hafner u. a. 2020; Holliger u. a. 2021) verlangen, dass der mittlere BMP der Cellulose im Bereich von 340–395 NmL CH₄/g VS liegt (der theoretische Wert beträgt ca. 415 NmL CH₄/g VS) und die relative Standardabweichung der Ergebnisse 6% nicht überschreitet. Außerhalb dieses Bereichs gilt der Test nicht als validiert und erfordert eine Klärung (Inokulum mit schwacher Aktivität, Hemmung, Messfehler).

Blindprobe

Das Inokulum erzeugt Methan aus seiner eigenen organischen Substanz. Dieser Beitrag wird von der Produktion in den Proben abgezogen. Macht die Blindprobe einen sehr großen Anteil der Probenproduktion aus (z. B. mehr als einige Dutzend Prozent), steigt die Unsicherheit des Ergebnisses. Der Bericht sollte den Wert der Blindprobe angeben.

Kumulierte Kurve

Das Diagramm der Methanproduktion über die Zeit zeigt:

  • Lag-Phase (Verzögerung) — Anpassung oder Hemmung,
  • Geschwindigkeit — Leichtigkeit des Abbaus,
  • Plateau — Ende des Abbaus; der Test wurde zu früh beendet, wenn die Kurve noch steigt,
  • Störungen — plötzliche Sprünge oder Einbrüche weisen auf einen Messfehler hin.

Standardmäßig endet der Test, wenn die tägliche Produktion über mehrere aufeinanderfolgende Tage unter 1% der kumulierten liegt (ein in der Literatur häufig genanntes Kriterium).

Bewertungsbeispiel

Der Bericht gibt den BMP von Maissilage mit 330 ± 12 NmL/g VS an (n = 3), I/S = 2, 38 °C, 35 Tage, Cellulose 380 NmL/g VS (ca. 92% des theoretischen Wertes), Blindprobe 25 NmL/g VS Inokulum. Bewertung: Die Kontrolle liegt im Bereich, die Streuung beträgt ca. 3,6% (SD/Mittelwert), die Bedingungen sind klar beschrieben — das Ergebnis ist glaubwürdig. Hätte die Cellulose 300 NmL/g VS ergeben, sollte man das Labor nach der Ursache fragen und eine Wiederholung erwägen.

Warnsignale

  1. Fehlende Cellulose-Kontrolle oder Blindprobe.
  2. Wiederholungen mit großer Streuung (CV über etwa zehn Prozent) ohne Erklärung.
  3. Ergebnis über dem theoretischen Potenzial.
  4. Fehlende Angaben zu TS/VS und zur Umrechnungsweise.
  5. Testdauer zu kurz (z. B. einige Tage) für faserhaltiges Substrat.
  6. Fehlende ausdrückliche Angabe der Normbedingungen.

Wie das Ergebnis zu verwenden ist

  • Zum Vergleich von Substraten — nur bei gleichem Verfahren.
  • Für Bilanzrechnungen einer Biogasanlage — mit Vorsicht: BMP ist ein Maximalwert, und der Betrieb einer technischen Anlage (HRT, Durchmischung) liefert üblicherweise weniger.
  • Für Verträge — Verfahren und Akzeptanzbereich der Kontrolle festhalten.

Wenn der Bericht unvollständig ist

Bitten Sie das Labor um Ergänzungen: Rohdaten (kumulierte Tabelle), Beschreibung der Kalibrierung, Ergebnisse der Kontrolle. Ein seriöses Labor liefert sie problemlos. Hängt die Investitionsentscheidung vom Ergebnis ab, beauftragen Sie eine Wiederholung in einem zweiten Labor und vergleichen Sie.

Fragen an das Labor

  • Können Sie die kumulierten Rohdaten für jede Flasche bereitstellen?
  • Wie hoch war die Aktivität des Inokulums, und wie wurde es vorbereitet (Entgasung, Lagerung)?
  • Hat der Test die internen Validierungskriterien erfüllt? Welche?
  • Wie hoch ist die erweiterte Unsicherheit des Ergebnisses?
  • Wurde die Probe für eine eventuelle Wiederholung aufbewahrt?

Vorsicht bei der Verwendung des Ergebnisses

BMP beantwortet die Frage „wie viel Methan das Material unter den Testbedingungen höchstens liefern kann“. Für die Prognose der Anlagenproduktion wird ein Abminderungsfaktor angesetzt, der sich aus der kürzeren Verweilzeit, unvollkommener Durchmischung und Verlusten ergibt. Daher haben Unterschiede in der Größenordnung weniger Prozent zwischen zwei Berichten selten praktische Bedeutung, Unterschiede von einigen zehn Prozent erfordern dagegen immer eine Klärung.

Kurzer Spickzettel zum Bericht

Bevor Sie einen Bericht akzeptieren, gehen Sie fünf Fragen durch: Kenne ich das Verfahren, liegt die Cellulose-Kontrolle im Bereich, sind die Wiederholungen konsistent, haben die Kurven das Plateau erreicht, und sind Einheiten sowie Normbedingungen ausdrücklich angegeben. Lautet die Antwort auf alle fünf „ja“, kann das Ergebnis als glaubwürdiger Bezugspunkt für das jeweilige Material und die jeweilige Charge gelten. Denken Sie daran, dass es sich nur auf diese Charge bezieht: Die nächste Lieferung Silage kann einen anderen Wert ergeben, daher empfiehlt es sich bei Verträgen, Untersuchungen regelmäßig zu beauftragen.

Quellen

  1. Holliger C. u. a. (2016), Towards a standardization of biomethane potential tests
  2. Hafner S.D., Fruteau de Laclos H., Koch K., Holliger C. (2020), Improving Inter-Laboratory Reproducibility in Measurement of Biochemical Methane Potential (BMP), Water 12(6), 1752
  3. Holliger C. u. a. (2021), Towards a standardization of biomethane potential tests: a commentary, Water Sci. Technol. 83(1), 247–250