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@MASTERSTHESIS{Kollmann:190190,
      author       = {Kollmann, Tobias},
      title        = {{E}nergetische {N}utzung von {B}iomasse aus {S}ida
                      hermaphrodita},
      school       = {FH Aachen Campus Jülich Fachbereich 10: Energietechnik},
      type         = {MS},
      address      = {Jülich},
      publisher    = {Forschungszentrum},
      reportid     = {FZJ-2015-03116},
      pages        = {62 p.},
      year         = {2015},
      note         = {FH Aachen Campus Jülich Fachbereich 10: Energietechnik,
                      Masterarbeit, 2015},
      abstract     = {In dieser Arbeit wurde die Pflanze Sida (Sida
                      hermaphrodita) auf Ihre energetischen Nutzungspotenziale hin
                      betrachtet. Mit Hilfe von zwei Feldversuchen wurde die
                      pflanzliche Entwicklung über eine ganze Wachstumsperiode
                      lang analysiert und eine Erprobung von verschiedenen
                      Anbauvarianten durchgeführt. Zur Beurteilung der
                      energetischen Nutzungsmöglichkeiten wurden Verfahren zur
                      Bestimmung des Brennwertes, des Biogasbildungspotentials,
                      des Ascheschmelzverhaltens sowie der elementaren
                      Zusammensetzung verwendet. Die Ergebnisse dieser
                      Untersuchungen spiegeln besonders das große Potenzial der
                      Pflanze als Festbrennstoff wieder. Eine Energiemenge von bis
                      zu 439.266 MJ pro Hektar und Jahr ist möglich. Mit einem
                      Brennwert von 19,03 - 19,88 MJ/kg sowie einem Heizwert von
                      16,46 – 17,20 MJ/kg besitzt Sida direkt nach der Ernte
                      gute Eigenschaften für die Nutzung als Festbrennstoff. Im
                      Rahmen der Eingruppierung nach DIN EN ISO 17225-1 2014-09
                      kann Sida in die Gruppe 2.1.6.2 („Halmgutartige
                      Biomasse“, „Halmgutartige Biomasse aus Landwirtschaft
                      und Gartenbau“, „Blumen“, „Stängel und Blätter“)
                      eingeordnet und als „Halmgutartige Biomasse“ bewertet
                      werden. Dadurch ergeben sich Vorgaben für die
                      „Klassifizierung von nicht-holzartigen Briketts“ (DIN EN
                      ISO 17225-7:2014-09) für Biogene Festbrennstoffe.
                      Sida-Biomasse konnte die Vorgaben aus dieser DIN erfüllen,
                      die Rohdichte von Sida-Briketts wurde jedoch in dieser
                      Arbeit nicht untersucht. Weiterhin besitzt Sida-Biomasse
                      eine Ascheschmelztemperatur von über 1500 °C. Dieser Wert
                      unterstreicht die guten Brennstoffeigenschaften.Auch für
                      die Nutzung als Biogassubstrat eignet sich Sida gut. Bei
                      einer Einschnitt-Variante kann ein Methanertrag von 2.367,1
                      ± 117,5 Normkubikmeter (m³N) pro Hektar (ha), und bei
                      einer Zweischnitt-Variante 3.777,7 ± 292,1 m³N/ha gewonnen
                      werden. Die spezifischen Methanausbeuten variieren, in
                      Abhängigkeit vom Erntezeitpunkt, zwischen 204,23 ± 16,28
                      m³N/kgoTS und 124,78 ± 6,19 m³N/kgoTS. Mit den
                      Ergebnissen des Methanertrages steht Sida mit den Erträgen
                      der Durchwachsene Silphie, Sudangras und Grünland (Gras als
                      Dauerkultur) auf einer Ebene. Im Vergleich zu den hohen
                      Methanerträgen von Silomais, Zuckerrüben und Getreide-GPS
                      sind die Ergebisse von Sida-Biomasse jedoch etwas geringer.
                      Durch eine Optimierung im Bereich des Anbaus und der
                      Prozesstechnik ist allerdings für Sida eine Steigerung der
                      Ausbeute zu erwarten. Da die Biogasausbeute von Sida sehr
                      stark vom Entwicklungsstadium der Pflanze abhängt, ist bei
                      einem Vergleich die Angabe des Entwicklungsstadiums
                      unumgänglich. Der speziell für die Pflanze Sida
                      hermaphrodita, im Rahmen dieser Arbeit entwickelte BBCH
                      Code, präzisiert und erleichtert diese Bestimmung
                      deutlich.Bei der Nutzung von Sida-Biomasse als
                      Biogassubstrat sind einige Besonderheiten zu
                      berücksichtigen. Auf der einen Seite ist ein möglichst
                      maximaler Biomasseertrag anzustreben, auf der anderen Seite
                      jedoch eine Verholzung der Pflanze zu vermeiden, was eine
                      Verringerung der Biogasausbeute verursachen würde. Aus den
                      gewonnenen Ergebnissen dieser Arbeit lassen sich folgende
                      Empfehlungen ableiten. Für eine Einschnitt-Variante ist
                      eine Ernte zwischen den Entwicklungsstadien BBCH 65 – 75
                      zu empfehlen. Unterschungen ergaben zu diesem Zeitpunkt
                      Erträge von über 75 tFM/ha mit einem TS-Gehalt von 25 –
                      32 $\%.$ Für eine Zweischnitt-Variante wird eine erste
                      Ernte im Stadium BBCH 55 empfohlen und eine zweite Ernte des
                      Wiederaufwuchses im Stadium BBCH 65-75. Zu diesen
                      Zeitpunkten befinden sich die Pflanzen noch im Wachstum und
                      der maximale Biomassertrag ist noch nicht erreicht. Auf
                      Grund des besseren Biogasbildungpotentials ist jedoch eine
                      in Summe höhere Methanausbeute zuerwarten.
                      Frischmasseerträge in Summe von über 120 t/ha können mit
                      dieser Zweischnitt-Variante gewonnen werden.Unter
                      Berücksichtigung der pflanzenbaulichen Erkenntnisse ist
                      jedoch bei einer Einschnitt-Variante mit einer Ernte im
                      Entwicklungsstadium 65 – 75 die Gefahr einer Auswinterung
                      vorhanden. Daher wird für die Nutzung als Biogassubstrat
                      eine Zweischnitt-Variante klar bevorzugt. Zur
                      Festbrennstoffnutzung empfiehlt sich eine Ernte kurz vor dem
                      Wiederaustrieb im Entwicklungsstadium BBCH 99.Ein Vergleich
                      von vier Anbauvarianten zeigt deutlich, dass eine Nutzung
                      der Pflanze als sogenannte Flex-Pflanze möglich ist. Das
                      bedeutet, dass Sida sowohl als Biogassubstrat, als
                      Festbrennstoff und auch als eine Kombination aus beidem
                      genutzt werden kann.Eine Beurteilung der Energiebilanz
                      brachte durchweg positive Ergebnisse. Unter
                      Berücksichtigung der erzielten Energie im Verhältnis zu
                      der eingesetzten Energie für die Düngung, Pflege, Ernte,
                      sowie für den Transport, konnten „pflanzlich/energetische
                      Wirkungsgrade“ von 8 - 43 ermittelt werden. Dieser Faktor
                      für das Output-Input-Verhältnis liegt im Vergleich zu
                      anderen Energiepflanzen wie Miscanthus (18,7), Mais (10,5)
                      oder Weiden (23,9) auf einem sehr hohen Niveau.Mit einem
                      kalkulierten Kostenfaktor von 0,0106 €/kWh kann, basierend
                      auf Ergebnissen dieser Arbeit, ein sehr wirtschaftlicher
                      Energieträger für die Nutzung als Festbrennstoff erzeugt
                      werden. Die Kosten für die Erzeugung eines Biogassubstrats
                      aus Sida liegen bei der in dieser Arbeit zugrunde liegenden
                      Berechnungen zwischen 0,0384 und 0,0545 €/kWh.},
      keywords     = {Unveröffentlichte Hochschulschrift (GND)},
      cin          = {IBG-2},
      cid          = {I:(DE-Juel1)IBG-2-20101118},
      pnm          = {582 - Plant Science (POF3-582)},
      pid          = {G:(DE-HGF)POF3-582},
      typ          = {PUB:(DE-HGF)19},
      url          = {https://juser.fz-juelich.de/record/190190},
}