Silphium perfoliatum L. und Sida hermaphrodita: ihr Potenzial als Energiepflanzen für die Produktion von Biogas und Bioethanol

Silphium perfoliatum L. und Sida hermaphrodita sind zwei aus Nordamerika stammende blühende Energiepflanzen mit einem großen Potenzial als Energiepflanzen. Diese beiden Pflanzen sollen als Alternative zu den bisher verwendeten Ausgangssubstraten für Biogasanlagen und zur Gewinnung von Ethanol getestet werden. In dieser Arbeit wurde das Potenzial von Silphium für die Biogas- und Bioethanolproduktion ermittelt und vorläufige Untersuchungen zum Biogaspotenzial von Sida durchgeführt. Die verschiedenen Standorte und Düngevarianten hatten einen signifikanten Effekt auf den Methanertrag von Silphium. Vor allem die Standorte Grabenegg und Schönfeld brachten deutlich höhere Erträge als die Standorte Hirschstetten und Strem. Einen deutlichen Einfluss hat der Schnittzeitpunkt auf den spezifischen Methanertrag. Dieser variierte zwischen 304 Nl/kg oTS bei der früheren Ernte und 158 Nl/kg oTS beim späteren Erntezeitpunkt. Da bei der späteren Silphiumernte die Methanerträge niedrig waren, wurden verschiedene Vorbehandlungen durchgeführt um den Methanertrag zu steigern. Obwohl die thermochemische Vorbehandlung einen Einfluss auf den Gehalt der Zucker und der thermischen Nebenprodukte hatte, hatten weder die thermochemische noch die mechanische Vorbehandlung einen Effekt auf den spezifischen Methanertrag der Silphiumproben. Für die Produktion von Ethanol aus Silphium besitzt diese Pflanze nur ein sehr geringes Potenzial. Im Vergleich zu den Ergebnissen von Maisstroh liefert Silphium bei der Vorbehandlungstemperatur von 200 C etwa die Hälfte des Ethanolertrages. Die Nutzung von Sida als Substrat für die Verwertung im Biogasprozess zeigt ein höheres Potential als jenes von Silphium. Die Pflanze liefert deutlich höhere Methanerträge und kann in Zukunft eine Alternative zu Mais als Substrat in Biogasanlagen sein. Dieses sind aber nur vorläufige Ergebnisse dieses Projektes.Because fossil resources are finite, we need new possibilities for the production of energy. Silphium and Sida are two flowering energy crops from North America with a high potential as an energy crop in Europe. These two crops were be tested as an alternative biogas substrate and for the production of bioethanol. To do this, Silphium was planted 2012 at four locations and Sida was planted once in 2010 in Großweikersdorf and once in 2014 in Grabenegg. The aim of this work was to test the potential of Silphium as a biogas and bioethanol substrate and do the first tests of Sida for the biogas process. The different locations and varieties of fertilisation have a significant influence of the methane yield of Silphium. The locations Grabenegg and Schönfeld deliver higher methane yields then Hirschstetten and Strem. The harvest date has an effect of the methane yield. The methane yield varied between 304 Nl/kg oDM at the earlier harvest date and 158 Nl/kg oDM at the later harvest date. Because of the low methane yield at the later harvest dates, different pre-treatment methods to enhance the methane yield were tested. Although the thermochemical pre-treatment has an influence on the sugar amount and the thermal by-products, no higher methane yields were achieved with the mechanical or thermochemical pre-treatment. Silphium has a low potential for the production of ethanol. The plant achieved only fifty percent of the ethanol yield of maize straw after a pre-treatment temperature of 200 C. The utilization of Sida as a biogas substrate has a higher potential than Silphium. The plant delivers higher methane yields and can be an alternative in the future instead of maize. However, these are preliminary results based on few samples.vorgelegt von Raphael SchramelMit englischer ZusammenfassungUniversität für Bodenkultur Wien, Masterarbeit, 2015(VLID)193580