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Biologische Behandlung von organischen Stoffströmen > Vorlesung 6 > Flashcards

Vorlesung 6 Flashcards

Ökologische Auswirkungen der energetischen Nutzung von NawaRo

1
Q

Wie hoch sind die globale Potenzialschätzungen bis 2050 (Exajoule/Jahr) bei der Anbaubiomasse von Acker- und Weideland?

A
  • 30 bis über 1000 (die meisten neueren Studien schätzen das nachhaltige Potenzia auf unter 200 EJ)
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2
Q

Wie hoch sind die globale Potenzialschätzungen bis 2050 (Exajoule/Jahr) bei Wald (ohne Restholz)?

A
  • bis zu 40
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Q

Wie hoch sind die globale Potenzialschätzungen bis 2050 (Exajoule/Jahr) bei Rest- und Abfallstoffen?

A
  • 40 bis 140
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4
Q

Was sind wichtige Einflussfaktoren bei der Anbaubiomasse von Acker- und Weideland hinsichtlich Biomassenutzung?

A
  • Prognosen zum Nahrungsmittelbedarf (Bevölkerungswachstum, Ernährungsweise)
  • Prognose zu Ertragssteigerungen bei Agrarpflanzen
  • Datenunsicherheit bei Weideland
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5
Q

Was sind wichtige Einflussfaktoren beim Wald?

A
  • ungeklärte Fragen zur Kohlenstoffbilanz
  • Entwicklung der Nachfrage zur stofflichen Nutzung (zum Beispiel Bauholz)
  • Erfolge beim Stopp der weltweiten Entwaldung (gelingt es, weltweit die Entwaldung zu stoppen, geht das Angebot an Holz zukünftig zurück)
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6
Q

Was sind wichtige Einflussfaktoren bei Rest- und Abfallstoffen?

A
  • Annahmen, welcher Anteil an Agrarreststoffen zum Erhalt der Bodenqualität und Kohlenstoffspeicherung auf dem Feld verbleiben sollte
  • Annahmen zur zukünftigen Agrarproduktion
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7
Q

Nenne Beispiele für Energiepflanzen zur Biogaserzeugung.

A
  • Silomais
  • Zuckerrüben
  • Grünroggen
  • Grassilage
  • Getreide GPS
  • Getreidekörner
  • Zuckerhirse
  • Weidelgras
  • Winterweizen
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8
Q

Welche Energiepflanze hat das größte Methanertragspotenzial in Abhängigkeit vom Trockenmasseertrag?

A
  • Mais Ganzpflanze
  • Zuckerhirse
  • Winterweizen grün
  • Grünroggen
  • Weidelgras
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9
Q

Wie hoch ist der Biogasertrag und der Methangehalt von Maissilage?

A
  • 202 Kubikmeter/t FM (Frischmasse)
  • 52 %
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10
Q

Warum ist Mais die überragende Biogas-Kultur?

A
  • höchste Biomasseertrage je Hektar -> höchste Methanerträge
  • weites Sortenspektrum je nach Standort und Fruchtfolgestellung verfügbar -> z.B. etwas spätere Sorten für Biogasnutzung empfohlen (auch als Zweitfrucht nutzbar)
  • bekannte und optimierte Produktionstechnik mit hoher Schlagkraft verfügbar
  • gute Verwertbarkeit von Wirtschaftsdüngern
  • flexible Nutzbarkeit
  • selbstverträglich
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11
Q

Wie viel der Fläche in Deutschland wird landwirtschaftlich genutzt und wie hoch ist der Futter- und Nahrungsmittelanteil, sowie der Energiepflanzenanteil?

A
  • Landwirtschaftlich genutzt Fläche: 16,6 Mio. ha
  • davon 80 % Futter- und Nahrungsmittel und 13 % Energiepflanzen
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12
Q

Wie groß sind die Waldflächen in Deutschland und wie groß Siedlungs-, Verkehrs-, Wasserflächen und Sonstiges?

A
  • Waldfläche: 11,4 Mio. ha
  • Siedlungs-, Verkehrs-, Wasserfläche und Sonstiges: 7,8 Mio. ha
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13
Q

Wie entwickelte sich die Anbaufläche von Silomais in Deutschland?

A

2005 waren es noch um die 1.250.000 ha und 2018 bereits 2.200.000 ha

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14
Q

Wie werden derzeit die NawaRo-Flächen genutzt?

A

Derzeit wird der überwiegende Teil der NawaRo-Flächen für die Biogasproduktion mit Mais bestellt

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15
Q

Was ist der “Maisdeckel” und was bewirkt dieser?

A

Maisanteil in Biogasanlagen rückläufig durch geänderte Förderbedingungen (=”Maisdeckel”), die einen höheren Anteil aus Reststoffen (insbesondere Gülle) erfordern.

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16
Q

Nenne Beispiele für die Nutzungskonkurrenz.

A
  • Landwirtschaft <-> Naturschutz
  • Nahrungsmittel <-> Energiepflanzen (Teller-Tank-Diskussion)
17
Q

Welche positiven Auswirkungen können aus naturschutzfachlicher Sicht auftreten?

A
  • CO2-neutrale energetische Nutzung
  • Reduzierung des Einsatzes von mineralischen Düngern und Pflanzenschutzmitteln
  • Sinnvolle energetiche Verwertung von Materialien (wie Grünlandaufwuchs, Heckenschnitt) aus der Landschafts- und Biotoppflege
  • Erhöhung der Vielfalt bei den Fruchtfolgen und Flächennutzungen (z.B. durch Anbau alter Kultursorten, wie Flachs, Lein; Erhalt artenreichen Grünlandes, Anbau von Mischkulturen wie Sonnenblumen und Mais)
18
Q

Welche möglichen nachteiligen Auswirkungen des Anbaus nachwachsender Rohstoffe gibt es (Erhöhtes Risiko)?

A

Erhöhung des Risikos von:
- Bodenstrukturschäden
- Bodenabtrag
- negative Humusbilanz
- Nährstoffeintrag in Gewässer
- Reduzierung der Biodiversität und der Vielfalt der Kulturlandschaft durch die Ausdehnung der Anbauflächen, insbesondere von Mais
- eine weitere Intensivierung der Nutzung

19
Q

Welche weiteren nachteilige Auswirkungen des Anbaus nachwachsender Rohstoffe gibt es?

A
  • Rückgang der Artenvielfalt durch die Intensivierung von landwirtschaftlichen Flächen, z.B. durch Umwidmung von Stilllegungsflächen, Grünlandumbruch und den Verlust von Kleinstrukturen in der landwirtschaftlichen Flur
  • Beanspruchung naturschutzfachlich bedeutsamer Lebensräume z.B. durch den Energiepflanzenanbau
  • Monotonisierung des Landschaftsbildes durch große Flächen mit NawaRo, z.B. Mais
  • Überprägung von traditionellen Kulturlandschaften
  • Beeinträchtigung der Erholungsfunktion der Landwirtschaft
20
Q

Was fällt unter Potenziale, Nachfrage und Ziele/Restriktionen?

  • Futter-/Lebensmittel
  • Natur-/Klimaschutz
  • Kraftstoffe
  • Biomasse-Anbau
  • Versorgungssicherheit
  • biogene Reststoffe
  • Strom/Wärme
  • Rohstoffe
  • Beschäftigung/Kosten
A

Potenziale:
- Biomasse-Anbau
- biogene Reststoffe

Nachfrage:
- Strom/Wärme
- Kraftstoffe
- Futter-/Lebensmittel
- Rohstoffe

Restriktionen:
- Natur-/Klimaschutz
- Versorgungssicherheit
- Beschäftigung, Kosten

21
Q

Aktuell stehen in Deutschland noch ausreichend Flächen zur Futter- und Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung. Was sind aber zukünftige Herausforderungen?

A
  • Global existiert schon eine starke Nutzungskonkurrenz
  • Der Bedarf an Nahrungsmitteln wird sich aufgrund der Zunahme der Weltbevölkerung vervielfachen
22
Q

Was hat der Biogas-Boom zur Folge?

A

Der Biogas-Boom hat unter anderem zur folge, dass vermehrt Mais für die Biogaserzeugung angebaut wird

23
Q

In einigen belegten Fällen wurde für den Maisanbau auch Dauergrünland zu Ackerflächen umgebrochen. Dies ist aus Natur- und Umweltschutzsicht problematisch. Warum?

A
  • Ökologisch wertvolle Flächen werden ackerbaulich genutzt
  • Umwandlung in Ackerland führt zur Freisetzung von Bodenkohlenstoff, der nach dem Umbruch in einigen Jahren bis Jahrzehnten zu Kohlendioxid umgesetzt wird
  • Stickstoffhaushalt des Bodens wird verändert; Ackerland kann eine gegenüber Grünland erhöhte Nitratauswaschung aufweisen
24
Q

Was versteht man unter Energieeinsparung (MJ Primärenergie)?

A

Energeieverbrauch bzw. -einsparung ist ein Indikator der Ressourcenbeanspruchung

25
Q

Was ist der Treibhauseffekt (kg CO2-Äquivalente)?

A

Bezeichnet die Erwärmung der Atmosphäre in Folge der vom Menschen verursachten Freisetzung von klimawirksamen Gasen

26
Q

Was ist der Nährstoffeintrag (g PO4-Äquivalente)?

A

Einbringung von einem Übermaß an Nährstoffen in Böden (terrestrische Eutrophierung) über die Luftschadstoffe Stickoxide und Ammoniak.

27
Q

Was ist Versauerung (g SO2-Äquivalente)?

A

Verschiebung des Säuregleichgewichts in Böden und Gewässern durch den Eintrag der Säure bildenden Luftschadstoffe Schwefeldioxid, Stickoxide, Ammoniak und Chlorwasserstoff in Böden und Gewässern (stichwort “saurer Regen”)

28
Q

Wie viel Energie wird durch den Einsatz von Anbaubiomasse, Gülle und Co-Substrate eingespart?

A

Um die - 0,75 MJ PE/MJ Biogas

29
Q

Wie viel CO2-Äquivalente werden durch den Einsatz von Anbaubiomasse, Gülle und Co-Substrate eingespart?

A

Anbaubiomasse:
- ca. 0,04 kg CO2-Äquivalente/MJ Biomasse

Gülle:
- ca. 0,125 kg CO2-Äquivalente/MJ Biogas

Co-Substrate:
- ca. 0,09 kg CO2-Äquivalente/MJ Biogas

30
Q

Wie unterscheiden sich Maissilage und Rindergülle bezüglich des Treibhauseffekts?

A

Bei der Gülle ist die Aufwendung durch das Vergleichssystem der Düngegutschrift und der Gärrestausbringung größer, aber dafür ist die Gutschrift durch das Vergleichssystem Gülleemission deutlich größer. Insgesamt ist der Vorteil bei Biogas aus Rindergülle größer als bei Biogas aus Mais.

31
Q

Wie unterscheiden sich Maissilage und Rindergülle hinsichtlich des Nährstoffeintrags?

A

Hier ist die Gutschrift bei Biogas aus Mais im Vergleich zu Rindergülle deutlich geringer. Bezüglich des Nährstoffeintrages hat Mais auch einen kleinen Nachteil im Vergleich zur Rindergülle.

32
Q

Wie unterscheiden sich Maissilage und Rindergülle insgesamt bei der Energieeinsparung, dem Treibhauseffekt, dem Nährstoffeintrag und der Versauerung?

A

Energieeinsparung:
- beide ungefähr gleich gut (Gülle ein Ticken besser)

Treibhauseffekt:
- liegen beide im Vorteil, aber Gülle deutlich besser als Mais

Nährstoffeintrag:
- hier ist Gülle im Vorteil, währen Mais im Nachteil liegt

Versauerung:
- hier ist Gülle im Vorteil, während Mais im Nachteil liegt

33
Q

Wie unterscheiden sich Mais und Gülle insgesamt?

A
  • Der Einsatz von Rindergülle ist dem Einsatz von Maissilage aus ökologischer Sicht vorzuziehen
  • Die durch die Biogaserzeugung und -nutzung verursachten Emissionen bei Rindergülle werden durch die vermiedenen Emissionen bei der Gülledirektausbringung aufgewogen -> Damit ist die Vergärung von Gülle zu empfehlen
34
Q

Was macht man, wenn eine Monovergärung der Rindergülle aus wirtschaftlichen Gründen nicht tragbar ist?

A

Sollt eine Monovergärung aus wirtschaftlichen Gründen (hohe Transportkosten) nicht tragbar sein, ist eine Co-Fermentation mit Anbaubiomasse zu empfehlen.

35
Q

Welche Auswirkungen hat die Monovergärung reiner Anbaubiomasse?

A
  • trägt dagegen nur in geringerem Umfang zur Reduzierung des Treibhauseffektes bei
  • Wie die Co-Fermentation von Rindergülle und Festmist wirkt sie sich nachhaltig auf die Versauerung und den Nährstoffeintrag aus
36
Q

Was wird in den meisten Biogasanlagen eingebracht?

A
  • NawaRo: 93 %
  • Kofermente: 4 %
  • Gülle-Anlage: 3 %

Biologische Behandlung von organischen Stoffströmen (10 decks)

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