Ökobilanzen einer Wärmebereitstellung aus Getreideganzpflanzen: Einfluß von Getreideart und Stickstoff-Düngung an zwei Standorten
Ziel der Untersuchungen war es, den Einfluß der Getreideart (Winterweizen, -roggen und -triticale) und der Stickstoff (N)-Düngung an zwei verschiedenen Standorten auf den Energieertrag, die Qualität der Biomasse, die Entstehung von Treibhausgasemissionen (CO2-Äquivalente) und Emissionen mit versauernder Wirkung (SO2-Äquivalente) zu untersuchen. Hierzu wurden Feldversuche angelegt und der Ganzpflanzenertrag sowie die Biomassequalität gemessen. Die CO2- und SO2-Äquivalente wurden anhand einer Ökobilanz ermittelt. Die meisten CO2-Äquivalente waren der Phase der Pflanzenproduktion zuzurechnen. Ein wesentlicher Beitrag resultierte hier aus der N-Düngemittelproduktion. Demgegenüber wurden die SO2-Äquivalente primär in der Phase der Verbrennung gebildet und waren auf die Konzentrationen der Elemente N, Chlor (Cl) und Schwefel (S) in der Biomasse zurückzuführen. Grundsätzlich führte die Erhöhung der N-Düngung zum Ansteigen der auf die bereitgestellte Nutzenergie bezogenen Emissionen an CO2- und SO2-Äquivalenten, gleichzeitig nahmen jedoch die flächenbezogenen Nettoenergieerträge sowie die flächenbezogenen CO2-Äquivalente, die durch Verbrennung von Wintergetreideganzpflanzen anstatt von Heizöl eingespart werden könnten, zu. Bezüglich der CO2- Äquivalente wurde für jede Variante eine Umweltentlastung im Vergleich zur Nutzung fossiler Energieträger ermittelt. Bei den SO2-Äquivalenten kann dagegen die Verbrennung von Winterweizen, der intensiv mit N gedüngt wurden, zu einer Mehremission an SO2-Äquivalenten gegenüber der fossilen Referenz Heizöl führen. Aufgrund seines hohen Ganzpflanzenertragspotentials und der niedrigen N- und Cl-Konzentrationen erwies sich Wintertriticale in den vorliegenden Versuchen als das günstigste Energiegetreide.
The objective of the study was to determine the effect of cereal species (winter wheat, winter rye and winter triticale) and nitrogen (N) fertilisation at two locations on energy yield, biomass quality, formation of greenhouse gas emissions (CO2 equivalents) and emissions with acidifying effects (SO2 equivalents). Therefore field experiments were performed and biomass yield and quality assessed. The CO2 and SO2 equivalents were calculated using an ecobalance. The largest share of CO2 equivalents was determined for the phase of plant production. Here a substantial contribution resulted from the production of the N fertilisers. SO2 equivalents were released primarily during the phase of combustion. The amount depended on the contents of N, chlorine (Cl) and sulphur (S) in the biomass. In general, emissions of CO2 and SO2 equivalents, determined relative to utilisable energy, increased with increasing level of N fertilisation. However, at the same time net energy yields and the CO2 saving potentials increased on a per hectare basis. In terms of CO2 equivalents each experimental treatment implied an environmental benefit in comparison to fuel oil (the reference fossil fuel). In contrast, in some variants emission of SO2 equivalents from whole grain crops were equal to or exceeded those from fuel oil when N-rich biomass was combusted. High N concentrations in the biomass were related to intensive N fertilisation particularly in the case of winter wheat. In the present trials winter triticale proved to be the most favourable energy crop due to its high whole crop yield potential and its low N and Cl concentrations.
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