Wohin mit den Nährstoffen?

Im Fermenter sind Rührwerke installiert, um das Gassubstrat zu homogenisieren und entstehende Gasblasen auszutreiben.

Der Einsatz von Biomasse aus nachwachsenden Rohstoffen in Biogasanlagen hat erheblichen Einfluss auf das zu schaffenden Lagervolumen für die Gärsubstrate.   In veredlungsintensiven Regionen nämlich reicht die bewirtschaftete Fläche zur Aufnahme der Gärsubstrate nicht aus. Über den Einsatz und Absatz von Gärsubstraten aus NawaRo-Anlagen berichtet noch einmal Dr. Ludger Laurenz von der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen.

Von einer guten Silomaisernte mit 50 t/ha Frischmasse bleiben nach Durchwandern des Fermenters etwa 43 m³ Gärsubstrat übrig. Man kann die Größe des Gärsubstratlagers um 10 bis 15 % reduzieren, wenn mit Hilfe einer Pressschnecke die groben Feststoffe aus dem Gärsubstrat abgetrennt werden. Das Abpressen kann zur Verminderung einer starken Schwimmschichtbildung im Endlager oder zum Nährstoffexport genutzt werden. Der Einsatz von flüssigen Gärsubstraten aus NawaRo-Anlagen zur Düngung ist in der Regel unproblematisch. Das dünnflüssige Substrat dringt schnell in den Boden ein und riecht wesentlich weniger als Rohgülle. Die Gefahr von Ammoniakverlusten besteht ebenso wie bei der Ausbringung von Rohgülle. Deshalb sollte man Schleppschlauchausbringungsverfahren nutzen.

In der veredlungsintensiven Region des westlichen Münsterlandes, in der die meisten Biogasanlagen bestehen oder geplant sind, reicht die bewirtschaftete Fläche zur Aufnahme der Gärsubstrate nicht aus. Flächen, auf denen Biomasse für die eigene Biogasanlage erzeugt wird, können im Zuge der Baugenehmigung nicht mehr für die Aufnahme tierischer Ausscheidungen angerechnet werden, weil die Nährstoffe der Biomassepflanzen nach Durchwandern der Biogasanlagen auf die Ackerflächen zurückfließen. An einem Beispiel soll das verdeutlicht werden:

Ein Schweinemastbetrieb mit 80 ha und 1 500 Mastschweineplätzen plant den Bau einer Biogasanlagen mit 100 Kilowattstunden elektrischer Leistung. Bisher wurden die 80 ha vollständig für die Aufnahme der Gülle der Tiere benötigt. In Zukunft sollen 40 ha Silomais für die Biogasproduktion angebaut werden. Durch diese Umstellung muss der Nährstoffanfall von 50 % der Tiere exportiert werden. Nach dem Beurteilungsblatt für Tierhaltungsbetriebe berechnet sich bei mittleren Böden und einer normalen Fruchtfolge ein Exportbedarf von rund 3 500 kg P 2O 5 mit dem dazugehörigen Stickstoff und Kali. Kostet der Nährstoffexport 2 €/kg Phosphat, entstehen zusätzliche Jahresentsorgungskosten von 7 000 €, bei Kosten von 3 €/kg Phosphat kommt ein Betrag von 10 000 € zustande - Beträge, die die Rentabilität einer Biogasanlage erheblich beeinflussen.

Eine weitere Verschärfung der Nährstoffüberschusssituation kann durch den Import von phospatreichem, für die Gasproduktion attraktivem Geflügelkot entstehen. Aus einem zunächst trockenen, transportwürdigen festen Stoff wird ein flüssiges Problem. Zusätzliche Brisanz wird die Nährstoffüberschussproblematik bekommen, sollte in nächsten Jahren die Düngeverordnung verschärft werden.

Nährstoffüberschüsse können je nach Feldentfernung über das gemischte Substrat, über den Export von angereichertem Sinkschlamm oder Feststoffe erfolgen. Immer mehr Biogasanlagen sind oder werden mit Pressschneckenseparatoren ausgerüstet. Die Erwartungen über die Höhe der Nährstoffabscheidegrade dürften nicht zu hoch gesteckt werden. Sporadische Nährstoffanalysen in den abgepressten Feststoffen zeigen, dass der Phosphatgehalt in den abgepressten Feststoffen nur etwa 50 % höher liegt als im flüssigen Ausgangssubstrat, obwohl der abgepresste Feststoff mit etwa 25 % Trockenmasse drei bis vier Mal mehr Trockenmasse enthält als das Gärsubstrat. Die Ursache für die niedrigen P-Gehalte im Feststoff liegen darin, dass die Pressschnecken fast nur Stroh oder Stängel und Faserstoffe der Biomassepflanzen abpressen. Die P-haltigen Feststoffe entweichen dispergiert in der dünnflüssigen Phase durch die Löcher der Pressschneckensiebe.

Eine weitere Konzentration der Nährstoffe in feste Form durch Pressen, Dekantieren, Flocken und Fällen oder andere physikalisch/chemische Aufbereitungsverfahren ist bisher an zu hohen Kosten gescheitert. Ob das in naher Zukunft zu vertretbaren Kosten gelingen wird, ist offen. Ein preiswerterer Weg der Konzentration der Nährstoffe in flüssiger Form könnte in Zukunft die Herstellung von angereichertem Sinkschlamm mit Trockenmassegehalten um 15 % sein. Leider gibt es hierüber bisher zu wenig Praxiserfahrung. In einer vom Land Nordrhein-Westfalen geförderten Biogasanlage soll dieser Weg in den nächsten Monaten überprüft werden.