Energiemais mit Vorteilen

Die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage wird nicht nur durch den technischen bereich der Anlage selbst beeinflusst, sondern in hohem Maß durch den pflanzenbaulich geprägten vorgelagerten Bereich der Biomassebeschaffung und den nachgelagerten Bereich der Gärsubstratverwertung. Über die Aspekte bei der Beschaffung von nachwachsenden Rohstoffen für Biogasanlagen berichtet Dr. Ludger Laurenz von der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen.

Bei der derzeitigen Einspeisevergütung beträgt der Erlös aus dem Verkauf der elektrischen Energie aus qualitativ gutem Silomais etwa 55 €/t Frischmasse (bei 28 % Trockenmassegehalt), je dt Getreide rund 19,- € und je dt Corn-Cob-Mix etwa 13,- €. Die Veredlung der Ernteprodukte über eine Biogasanlage scheint im ersten Augenblick verlockend, gäbe es da nicht Faktoren, die den rentablen Betrieb einer Biogasanlage auf der Basis nachwachsender Rohstoffe gefährden. Risikofaktoren können die Biogasanlage selbst betreffen. Der technische Bereich der Anlage soll in diesem Artikel aber bewusst ausgeklammert werden. Im Vordergrund steht der pflanzenbaulich geprägte vorgelagerte Bereich der Energiepflanzenbeschaffung und der nachgelagerte Bereich der Gärsubstratverwertung und –entsorgung.

Beschaffung der Biomasse

Energiemais für Biogasanlagen ist in günstigen Maisanbauregionen wegen seines hohen Ertragspotenzials, der guten Technisierbarkeit von Anbau und Ernte und guter Vergärbarkeit anderen Früchten überlegen. Mit dem Silomaisertrag von 1 ha kann im Jahresmittel etwa 2-3 KWh elektrische Leistung erzeugt werden, je nach Ertrag und Qualität. Aus 1 kg organischer Substanz bekommt man beim Mais etwa 300 l Methangas. An die Energiemaisproduktion werden folgende Ansprüche gestellt: Ziel sind möglichst hohe Trockenmasseerträge mit relativ niedrigen Trockenmassegehalten von etwa 28 % TM. Wer den Bau von Lagerraum für Energiemais plant, sollte für ausreichenden Gärsaftspeicherraum sorgen. Die Bedeutung des Stärkegehaltes ist deutlich niedriger als in der Rindviehfütterung. Die relativ niedrigen Trockenmassegehalte sollten nicht durch frühere Ernte, sondern durch den Anbau spätreifender Sorten angestrebt werden. Unter spätreif sind in kühleren Maisanbauregionen von NRW Siloreifezahlen von 250 bis 280 zu verstehen, in den wärmeren Landesteilen, wie dem Rheinland, Reifezahlen zwischen 300 und 350. Bisher stammen die späten Energiemaissorten aus Südfrankreich oder Italien - mit relativ hoher Kälteempfindlichkeit in der Jugend. Wegen dieser Kälteempfindlichkeit haben diese Sorten gegenüber einheimischen Sorten bis Juli einen Wachstumsrückstand, der erst im August und September über den riesigen Blattapparat überkompensiert wird, vorrausgesetzt, der Spätsommer ist warm und feucht genug.

In den nächsten Jahren werden spätreife Energiemaissorten mit deutlich verbesserter Jugendentwicklung auf den Markt kommen, die nachhaltig höhere Energiemaiserträge bringen, wenn genug Wasser da ist und optimale Anbaubedingungen erfüllt werden. Sortenunterschiede in der Verdaulichkeit für die Methangasbildung sind vorhanden. Wegen der hohen Untersuchungskosten und der dadurch bedingten relativ geringen Untersuchungszahlen gibt es zur Zeit keinen zuverlässigen Überblick über die spezifischen Gasausbeuten der auf dem Energiemaismarkt angebotenen Sorten.

Maisertrages und Wirtschaftlichkeit

Energiemais muss für maximale Photosyntheseleistungen möglichst früh Mitte Juni die Reihen schließen. Das kann man nur durch eine frühe Aussaat erreichen. Wer Ende April bei der Saat zwei warme Woche verpasst, muss mit etwa zwei Wochen späterem Reihenschluss rechnen. Zwei Wochen späterer Reihenschluss kann bei guter Wasserversorgung rund 4 t/ha Trockenmasse oder 14 t/ha Frischmasse kosten. Beim Erlös an elektrischer Energie verliert man dabei nach Abzug der variablen Kosten rund 500 €/ha! Die Schaffung einer optimalen Bodenstruktur ist für die Energiemaisproduktion ebenso bedeutsam wie bei den anderen Nutzungsrichtungen. Durch die Erzeugung von schädliche Bodenverdichtungen können schnell 500 €/ha Energieertrag verschenkt werden.

Die alleinige Angabe von Frischmasseerträgen sorgt für viel Verwirrung, wenn nicht gleichzeitig der Trockenmassegehalt bekannt ist. In 50 t/ha Frischmasse sind bei 28 % TM 20 % weniger Ertrag und schließlich auch Energieertrag als bei 35 % TM. In einer anderen Betrachtung bilden 15 t/ha Trockenmasseertrag bei 28 % Trockenmasse 54 t/ha Frischmasse, bei 35 % Trockenmasse aber nur 43 t/ha Frischmasse. Im Folgenden wird bei der Angabe von Frischmasseerträgen von 28 % Trockenmasse ausgegangen. Die Ertragsspanne liegt unter praktischen Anbauverhältnissen in Westfalen-Lippe je nach Standort zwischen 50 und 65 t/ha Frischmasse. Das entspricht 14 bis 18 t/ha Trockenmasse. Hiermit ist über den Verkauf von elektrischer Energie ein Erlös von etwa 2 750 bis 3 575 €/ha zu erzielen. Der Differenzbetrag von 825 €/ha verdeutlicht den hohen Einfluss der Ertrages auf Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage.

Wasser und Wärme

Wasser ist der wichtigste ertragsbegrenzende Faktor. Auf Sandböden ohne Grundwasseranschluss muss man unter den klimatischen Bedingungen des Münsterlandes froh sein, wenn im Schnitt der Jahre 50 t/ha Frischmasse oder 14 t/ha Trockenmasse geerntet werden. Die letzten zehn auch auf Sandböden sehr guten Maisjahre können nicht ungeschehen machen, dass der Mais in den 80er Jahren bis 1995 praktisch jedes zweite Jahr durch Trockenheit massiv geschädigt wurde. Solche Perioden werden sich wiederholen. Mit 50 t/ha Silomais kann man einen Ertrag an elektrischer Energie von rund 2 750 €/ha erzielen. Zieht man von diesem Betrag die Kosten für Anbau, Ernte und Lagerung von etwa 1 100 €/ha ab, bleiben 1 650 €/ha. Dass davon nichts übrig bleibt, wenn hohe Pachtkosten und Transportkosten anfallen und wenn mit diesem Betrag die variablen und festen Kosten der Biogasanlage gedeckt werden müssen, kann sich jeder selbst ausrechnen. Die reinen Straßentransportkosten für den Mais und den Rücktransport des Gärsubstrates betragen bei 10 km Feldentfernung etwa 150 €/ha, bei 20 km etwa 250 €/ha.

Auf besseren Böden von Westfalen-Lippe (auch Sandböden mit Grundwasseranschluss) sind im Mittel der Jahre 65 t/ha Frischmasse (18 t/ha Trockenmasse) zu realisieren, auf den guten Böden des Rheinlandes sind auch 70 t/ha Frischmasse mit 20 t/ha Trockenmasse drin, erst recht, wenn man das Ertragspotenzial spätreifer Silomaissorten nutzt. Sehr vielversprechend sind die derzeitigen Züchtungsaktivitäten für spätreife Energiemaissorten, im Reifezahlenbereich zwischen 300 und 350. Es ist damit zu rechnen, dass in den nächsten Jahren kältetolerante, spätreife Maissorten auf den Markt kommen, mit denen man auf guten, warmen und wasserhaltenden Standorten 70 bis 80 t Frischmasse mit gut 20 t Trockenmasseertrag erzielen kann -   nochmals betont: Wenn genug Wasser und Wärme zur Verfügung stehen.  

Grünroggen vor Silomais

Der Anbau von Grünroggen vor Silomais bietet Chancen, aber auch noch mehr Risiken. Auf der Grünroggenfläche können schon im Februar sinnvoll Gärsubstrate ausgebracht werden. Das entspannt die Lagerraumsituation. Bei der Ernte Ende April, kurz vor dem Ährenschieben, kann der frei gewordene Silomaislagerraum preiswert genutzt werden. Grünroggensilage ergänzt das Nahrungsangebot und kann zur Stabilisierung des Gärprozesses beitragen. Leidet allerdings der Maisertrag unter dem vorausgegangenen Grünroggenanbau, wird die Rentabilität des Winterzwischenfruchtanbaus schnell in Frage gestellt. Der Maisertrag kann aufgrund schlechter Saatbettbedingungen und durch Saatzeitverzögerungen leiden. Auf allen mittleren und schweren Böden besteht das Risiko, dass durch den Raddruck bei der Grünroggenernte Bodenstrukturschäden entstehen oder dass bei Trockenheit und hartem Boden ein zu grobes Saatbett die Maiskeimung behindert. Nur Sandböden mit einem Einzelkorngefüge liefern nach der Grünroggenernte und anschließender Pflugfurche oder tiefem Grubbern eine relativ hohe Gewähr für einen guten Feldaufgang und eine zügige Jugendentwicklung der Maispflanzen. Das Hauptproblem des Grünroggenanbaus besteht in der drohenden Aussaatverzögerung. für den nachfolgenden Mais. Spätreife, ertragreiche Energiemaissorten können ihr Ertragspotenzial nur dann ausschöpfen, wenn sie relativ früh gesät werden.  

Alternativen zu Energiemais

Silomais lässt sich aufgrund von Bodenstrukturverschlechterungen und Entwicklung spezifischer Unkrautfluren auf Dauer nicht in Monokulturen anbauen. Die Fruchtfolgegrenzen liegen auf sandigen Böden bei etwa 66 %, auf mittleren Böden bei 50 % und auf schweren strukturempfindlichen Lehm- und Tönböden bei etwa 33 %. Besondere Gefahren drohen hohen Maisanteilen in der Fruchtfolge, wenn bei uns in den nächsten zehn Jahren der amerikanische Maiswurzelbohrer Einzug hält. Konflikte mit den Fruchtfolgegrenzen aus Cross Compliance lassen sich meist mit Hilfe von Humusbilanzen oder Untersuchungen des Humusgehaltes vermeiden.

Andere Früchte haben es schwer, sich gegen den Ertragsvorteil und die günstige Kostenstruktur von Energiemais zu behaupten. In umfangreichen Fruchtfolgeversuchen wird zurzeit bundesweit geprüft, welche Alternativen es zum Energiemais gibt. Für die klimatisch benachteiligten Maisregionen zeichnet sich ab, dass Zweitfruchtanbausysteme sinnvoll werden könnten, zum Beispiel mit GPS-Getreide oder GPS-Raps vorweg und Sonnenblumen oder anderen Zwischenfrüchte hinterher. Körnerraps, in noch grünem Zustand bei halb gefüllten Körnern als GPS geerntet, kann sehr hohe Energieerträge liefern, bringt gleichzeitig aber erhebliche unerwünschte Schwefelmengen in die Biogasanlage. Es ist zu hoffen, dass die bundesweit laufenden Fruchtfolgeversuche Alternativen zum Energiemais aufzeigen, um die Fruchtfolgeanteile von Mais in Grenzen zu halten.