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Forschungen an neuem Biomasse-Lieferant

Die Staude Sida hermaphrodita ("Sida") wird seit 2012 intensiv am Jülicher Institut für Pflanzenwissenschaften erforscht. Die mehrjährige Pflanze wächst auch auf schlechten Böden, wird bis zu vier Meter hoch und entwickelt bis zu einem Drittel mehr Biomasse als Mais. Das zeigt unter anderem ihr großes Potenzial als alternativer Biomasse-Lieferant in einer Bioökonomie der Zukunft.

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Blick von oben in eine Sida-Staude: Die grünen Stängel verholzen im Herbst und Winter und können dann "geerntet" und ohne Trocknung weiterverarbeitet werden. Copyright: Forschungszentrum Jülich / Nicolai David Jablonowski
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In welcher Form sich Sida nachhaltig und effizient als Heizmaterial nutzen lässt, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Dr. Nicolai D. Jablonowski in einem Projekt untersucht. Beteiligt waren dabei Forschende des Jülicher Instituts für Systemforschung und Technologische Entwicklung, des Instituts für Werkstoffstruktur und -eigenschaften sowie des Fraunhofer Instituts UMSICHT. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt im renommierten Fachmagazin „Global Change Biology – Bioenergy“ vorgestellt. Sie lassen sich möglicherweise auch für das geplante Bioökonomie-Revier Rheinland nutzen.

Sida ist extrem frosttolerant und überlebt Temperaturen bis zu -30 Grad Celsius, die verholzten Triebe können im Winter geerntet und ohne weitere Trocknung verarbeitet werden. Eine Staude kann mehr als 20 Jahre lang Biomasse liefern, mit bis zu 25 Tonnen Trockengewicht je nach Bodenbeschaffenheit und Düngung. Der Einsatz von Herbiziden ist nach einer erfolgreichen Etablierung der Pflanzen nicht notwendig.

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Für die aktuelle Studie untersuchten die Jülicher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf Versuchsfeldern in Titz bei Jülich, in welcher Pflanzdichte Sida am effizientesten und wirtschaftlich sinnvollsten angebaut werden muss. Bei der Kosten-/Nutzen-Analyse zeigte es sich, dass das beste Ergebnis bei zwei Pflanzen pro Quadratmeter Boden liegt. „Die Kosten beim Anbau von vier Pflanzen verdoppeln sich, das wiegt den gemessenen Mehrertrag nicht auf“, bewertet Nicolai D. Jablonowski das Ergebnis.

Für die Untersuchung des Brennverhaltens von Sida wurde die Biomasse zu Festbrennstoff in Form von Chips, Pellets und Briketts verarbeitet. In Pellet-Form brannte Sida vergleichsweise am besten aus, die Verschlackung der Öfen war bei allen Brennstoffformen aufgrund des hohen Ascheschmelzpunktes von Sida sehr gering. „Nimmt man dazu noch Aspekte wie Verarbeitung, Lagerfähigkeit und Frischwasserverbrauch, so erwiesen sich die Pellets in der Umweltbilanz als ökologisch sinnvollste Form von Sida als Heizmaterial. Insgesamt zeigt die Studie, dass Sida in puncto Nachhaltigkeit und bei den Emissionen gut mithalten kann, wenn es um alternative Energiepflanzen geht. Zudem lässt sich die Biomasse im Vergleich zu Holz jedes Jahr ernten“, so Jablonowski.

Die Ergebnisse der Forschungen über einen Zeitraum von fünf Jahren ebnen den Weg zum Anbau von Sida im Pilotmaßstab. Jablonowski sieht dazu Möglichkeiten im Rahmen der laufenden Entwicklung des Rheinischen Braunkohlereviers hin zu einem „Bioökonomie-Revier“. „Wir könnten Sida hier großskalig unter Einsatz besonderer Dünge- und Pflanzstrategien auf nährstoffarme, marginale Böden wie den Braunkohle-Terrassen ausbringen.“ Dabei gehe es nicht nur darum, Sida als Energielieferant zu nutzen: „Spannend und sinnvoll wäre es zu untersuchen, ob sich Sida-Biomasse beispielsweise auch für Isoliermaterialien, in der Papierindustrie oder sogar als Rohstofflieferant für Plattformchemikalien nutzen lässt.“

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