Forschungs- und Innovationsprojekt
Expertenteam Energiewende
Zielsetzung
Ziel des Projektes am Institut für Landtechnik und Tierhaltung ist die Unterstützung des Expertenteams Energiewende in den Bereichen Energieeinsparung in der Landwirtschaft sowie Verfahrenstechnik und Effizienzsteigerung von Biogasanlagen.
Diese Ziele finden wir auch im sogenannten Energiedreisprung, der als Symbol für eine nachhaltige Energiewende steht.
Diese Ziele finden wir auch im sogenannten Energiedreisprung, der als Symbol für eine nachhaltige Energiewende steht.
Konkret sollen Beratungshilfen für die gruppen- und einzelbetriebliche Beratung im landwirtschaftlichen Bereich zur Verfügung gestellt werden. Die Erarbeitung der Beratungsaussagen erfolgt auf der Basis von wissenschaftlichen Ergebnissen aus Forschungsprojekten am Institut.
Das Hauptaugenmerk beim Thema Energieeinsparung in der Landwirtschaft liegt darin, vorhandene Einsparpotentiale in der Viehhaltung und im Ackerbau aufzuzeigen und mögliche Verbesserungsvorschläge unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Gesichtspunkte umzusetzen.
Durch verfahrenstechnische und prozessbiologische Verbesserungsmaßnahmen in der Biogasproduktion soll die Auslastung und damit auch die Wirtschaftlichkeit der bestehenden Anlagen verbessert werden (Repowering). Mit Hilfe von sinnvollen Wärmenutzungskonzepten soll der Gesamtwirkungsgrad und die Effizienz der Anlagen gesteigert und gleichzeitig die Akzeptanz in der Bevölkerung sichergestellt werden. Es gilt den Anlagenbetreibern standortangepasste Fruchtfolgesysteme und Alternativen in der Energiepflanzenproduktion aufzuzeigen.
Ziel ist auch die Berater bei der Planung, der durch das novellierte EEG 2012 geförderten Gülleanlagen, zu unterstützen. Hierbei ist zu prüfen, welche Betriebsstrukturen und Standorte für den Neubau von Biogasanlagen geeignet sind und mit welchen Anlagenkonzepten ein wirtschaftlicher Betrieb darstellbar erscheint.
Das Hauptaugenmerk beim Thema Energieeinsparung in der Landwirtschaft liegt darin, vorhandene Einsparpotentiale in der Viehhaltung und im Ackerbau aufzuzeigen und mögliche Verbesserungsvorschläge unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Gesichtspunkte umzusetzen.
Durch verfahrenstechnische und prozessbiologische Verbesserungsmaßnahmen in der Biogasproduktion soll die Auslastung und damit auch die Wirtschaftlichkeit der bestehenden Anlagen verbessert werden (Repowering). Mit Hilfe von sinnvollen Wärmenutzungskonzepten soll der Gesamtwirkungsgrad und die Effizienz der Anlagen gesteigert und gleichzeitig die Akzeptanz in der Bevölkerung sichergestellt werden. Es gilt den Anlagenbetreibern standortangepasste Fruchtfolgesysteme und Alternativen in der Energiepflanzenproduktion aufzuzeigen.
Ziel ist auch die Berater bei der Planung, der durch das novellierte EEG 2012 geförderten Gülleanlagen, zu unterstützen. Hierbei ist zu prüfen, welche Betriebsstrukturen und Standorte für den Neubau von Biogasanlagen geeignet sind und mit welchen Anlagenkonzepten ein wirtschaftlicher Betrieb darstellbar erscheint.
Methode
Durch die Erarbeitung und Bereitstellung von Beratungsunterlagen, EDV-Programmen und fachlichen Grundlagen werden den Energieberatern an den Fachzentren für Diversifizierung und Strukturentwicklung Informationen und Werkzeuge für die tägliche Beratung zur Verfügung gestellt werden. Wissenschaftliche Ergebnisse können somit rasch in die Praxis transferiert werden.
Um einen einheitlichen Wissensstand zu erreichen, werden Grundlagenschulungen und Rundfahrten zu den Themen Biogas, Energieeffizienz und –einsparung in landwirtschaftlichen Betrieben angeboten. Je nach Beratungsschwerpunkt können die Berater zwischen Anwenderschulungen für verschiedene EDV-Programme (Biogas-Doc, Energie-Check) auswählen. Aufgrund von Rückmeldungen durch die Berater, sollen die Programme für den Praxiseinsatz angepasst und weiterentwickelt werden. Die LfL mit ihren Mitarbeitern unterstützt die Fachzentren für Diversifizierung und Strukturentwicklung bei der Bildung von Arbeitskreisen, bei der Durchführung von Veranstaltungen und als Ansprechpartner bei Fragen zu den genannten Themenbereichen.
Im Gegenzug dazu werden notwendige Daten und Informationen für wissenschaftliche Projekte und Auswertungen (Biogasbetreiberdatenbank, Korrosionen in Biogasanlagen) von den Energieberatern vor Ort gesammelt. Die Mitarbeiter an den Fachzentren tragen aktuelle Fragestellungen aus der Praxis an die Forschungsanstalten zurück und können somit einen Bedarf an notwendigen Informationen aus der Wissenschaft für zukünftige Forschungsvorhaben aufzeigen.
Um einen einheitlichen Wissensstand zu erreichen, werden Grundlagenschulungen und Rundfahrten zu den Themen Biogas, Energieeffizienz und –einsparung in landwirtschaftlichen Betrieben angeboten. Je nach Beratungsschwerpunkt können die Berater zwischen Anwenderschulungen für verschiedene EDV-Programme (Biogas-Doc, Energie-Check) auswählen. Aufgrund von Rückmeldungen durch die Berater, sollen die Programme für den Praxiseinsatz angepasst und weiterentwickelt werden. Die LfL mit ihren Mitarbeitern unterstützt die Fachzentren für Diversifizierung und Strukturentwicklung bei der Bildung von Arbeitskreisen, bei der Durchführung von Veranstaltungen und als Ansprechpartner bei Fragen zu den genannten Themenbereichen.
Im Gegenzug dazu werden notwendige Daten und Informationen für wissenschaftliche Projekte und Auswertungen (Biogasbetreiberdatenbank, Korrosionen in Biogasanlagen) von den Energieberatern vor Ort gesammelt. Die Mitarbeiter an den Fachzentren tragen aktuelle Fragestellungen aus der Praxis an die Forschungsanstalten zurück und können somit einen Bedarf an notwendigen Informationen aus der Wissenschaft für zukünftige Forschungsvorhaben aufzeigen.
Auswertung
Für viele viehhaltende Betriebe stellt sich die Frage, inwiefern eine güllebetonte Biogasanlage als Einkommensalternative für die Entwicklung des landwirtschaftlichen Betriebes geeignet ist. Mit Hilfe einer Bestandsaufnahme durch die Energieberater und der damit verbundenen Potentialabschätzung (Flächenausstattung, Gülleanfall) wurden Bewertungen der vorhandenen Ressourcen durchgeführt. In einem weiteren Schritt wurden mögliche Anlagenkonzepte hinsichtlich Verfahrenstechnik und Wirtschaftlichkeit bewertet. Durch die Vernetzung zwischen Beratern und Fachbehörden erhielten die Betriebsleiter übergreifende neutrale Beratungen von der Projektplanung bis zur -durchführung.
Bereits bestehende Biogasanlagen werden mit Hilfe eines internetbasierten EDV-Programms (Biogas-Doc) hinsichtlich ihrer Effizienz bewertet. Die für die Anlagenkonfiguration benötigten Daten werden zusammen mit dem Anlagenbetreiber erhoben und geprüft. Durch die ermittelten Kennzahlen lassen sich die Anlagen miteinander vergleichen, Schwachpunkte aufzeigen und Verbesserungsvorschläge darstellen.
Bereits bestehende Biogasanlagen werden mit Hilfe eines internetbasierten EDV-Programms (Biogas-Doc) hinsichtlich ihrer Effizienz bewertet. Die für die Anlagenkonfiguration benötigten Daten werden zusammen mit dem Anlagenbetreiber erhoben und geprüft. Durch die ermittelten Kennzahlen lassen sich die Anlagen miteinander vergleichen, Schwachpunkte aufzeigen und Verbesserungsvorschläge darstellen.
Biogas Doc
Der Biogas Doc ist eine webbasierte Anwendung zur Bewertung und Optimierung von Biogasanlagen. Mit Hilfe einer Methodik, die auf Fuzzy Logic und Expertenwissen basiert sowie auf vorhandene Datensätze der Bayerischen Biogas-Pilotanlagen zurückgreift, werden Schwachstellen analysiert, Verbesserungen vorgeschlagen und Anlagen vergleichend bewertet.
Unter Verwendung eines vorgefertigten Fragebogens, werden die notwendigen Daten auf der Anlage erfasst und ins Programm eingetragen, so dass für jede Anlage eine individuelle Konfiguration erfolgen kann.
Der Aufbau des Biogas Doc gliedert sich in drei Module:
Unter Verwendung eines vorgefertigten Fragebogens, werden die notwendigen Daten auf der Anlage erfasst und ins Programm eingetragen, so dass für jede Anlage eine individuelle Konfiguration erfolgen kann.
Der Aufbau des Biogas Doc gliedert sich in drei Module:
Anlagenreport
Im Anschluss an die Erfassung der Anlagendaten erfolgt die Berechnung der anlagenspezifischen Kennzahlen sowie die Darstellung und Interpretation der Gärsubstrat- und Gasanalysen mit Hilfe von sogenannten Cockpits. Anhand von Farbskalierungen wird der Anlagenbetreiber sofort auf mögliche Problembereiche hingewiesen. Darüber hinaus werden die Kennzahlen durch qualitative Bewertungen ergänzt.
Effizienzbewertung
Es wird eine einzelbetriebliche Bewertung der Effizienz der Biogasanlage im Vergleich zum Stand der Technik vorgenommen. Die Bewertung erfolgt für die Kategorien Biogasproduktion, Biogasverwertung und Technik insgesamt. In jeder Kategorie wird die Anlage einer von vier Effizienzklassen zugeordnet, angelehnt an die Schulnoten „sehr gut“, „gut“, „ausreichend“ und „ungenügend“. Somit erhält der Betreiber eine übersichtliche Darstellung über die Möglichkeiten bzw. die Notwendigkeit von Verbesserungen.
Zusätzlich werden für die drei Kategorien sogenannte „Effizienzwerte“ (zwischen 0 und 100) ausgegeben. Anhand dieser Effizienzwerte können Anlagen direkt miteinander verglichen und in eine Rangfolge gebracht werden.
Zusätzlich werden für die drei Kategorien sogenannte „Effizienzwerte“ (zwischen 0 und 100) ausgegeben. Anhand dieser Effizienzwerte können Anlagen direkt miteinander verglichen und in eine Rangfolge gebracht werden.
Ursachenforschung
Dieses Modul soll den Nutzer des Biogas Doc bei der Behandlung von Problemen im Anlagenbetrieb und bei der Beseitigung von Schwachstellen unterstützen. Dazu werden die Ergebnisse der Effizienzbewertung sowie zusätzliche Angaben zur Biogasanlage ausgewertet. Es werden die wahrscheinlichsten Ursachen für die gefundenen Defizite genannt und konkrete Maßnahmen zu deren Beseitigung vorgeschlagen. Das Modul befindet sich derzeit noch in der Entwicklung.
Mit dem Biogas Doc unterstützen die Berater aus den Fachzentren für Diversifizierung und Strukturentwicklung an den Ämtern für Ernährung Landwirtschaft und Forsten sowie das Institut für Landtechnik und Tierhaltung Sie gerne bei der Bewertung und Optimierung Ihrer Biogasanlage und erarbeiten mit Ihnen im Beratungsgespräch mögliche Verbesserungsmaßnahmen.
Energiecheck
Das Einsparen von Energie und die Verbesserung der Effizienz der Energienutzung sind die besten Möglichkeiten zur Vermeidung von Klimabelastungen und zur Senkung der Energiekosten angesichts deutlich gestiegener Preise für Diesel, Heizöl, Gas und Strom. Voraussetzung hierfür sind einerseits optimale technische und bauliche Lösungen und andererseits auch ein abgestimmtes betriebliches Management.
Zielsetzung
Um die Projektmitarbeiter LandSchafftEnergie in ihrer einzelbetrieblichen Beratungsarbeit zum Themenschwerpunkt „Energieeinsparung und Energieeffizienz in der Landwirtschaft“ zu unterstützen, wurden am Institut für Landtechnik und Tierhaltung Beratungskonzepte und –werkzeuge erstellt, die es ermöglichen, Energieeinsparpotentiale auf landwirtschaftlichen Betrieben zu erkennen, abzuschätzen und zu bewerten.
Methode
Mit dem Energie Schnell-Check kann der Berater den einzelbetrieblichen Energieverbrauch erfassen und beurteilen. Bisher bietet er Auswertemöglichkeiten für Betriebe mit Milchviehhaltung, Ferkelerzeugung, Schweinemast und der Außenwirtschaft. Im Ergebnis können horizontale Betriebsvergleiche mit der Entwicklung des Verbrauchs und der Kosten und vertikale Betriebsvergleiche mit der Bewertung und Einschätzung der Höhe des Stromverbrauchs im Vergleich zu anderen gleichgelagerten Betrieben nach Betriebsgrößenklassen durchgeführt werden.
Um Energieeinsparpotentiale auf dem Einzelbetrieb ableiten zu können ist es notwendig, landwirtschaftlichen Unternehmen bestimmte Betriebstypen zuzuordnen. Zunächst werden allgemeine Betriebsangaben (z. B. Betriebsgröße, Betriebstyp, Standort, Tierbestände, Flächen) und der Elektroenergiebedarf bzw. der Bedarf anderer Energieträger erhoben. Durch die im Vorfeld ermittelten Referenz- und Richtwerte wird erkennbar, ob der Betrieb einen niedrigen oder hohen Energieverbrauch hat und ob generell Beratungsbedarf besteht.
Datengrundlage für die Darstellung in den einzelnen Entwicklungsdiagrammen (vertikaler Betriebsvergleich) sind die Verbrauchs- und Preisdaten aus den Stromrechnungen der Energieversorgungsunternehmen, der Dieselrechnungen oder der Agrardieselrückerstattung und den Heizkostenabrechnungen des untersuchten landwirtschaftlichen Betriebes.
Um Energieeinsparpotentiale auf dem Einzelbetrieb ableiten zu können ist es notwendig, landwirtschaftlichen Unternehmen bestimmte Betriebstypen zuzuordnen. Zunächst werden allgemeine Betriebsangaben (z. B. Betriebsgröße, Betriebstyp, Standort, Tierbestände, Flächen) und der Elektroenergiebedarf bzw. der Bedarf anderer Energieträger erhoben. Durch die im Vorfeld ermittelten Referenz- und Richtwerte wird erkennbar, ob der Betrieb einen niedrigen oder hohen Energieverbrauch hat und ob generell Beratungsbedarf besteht.
Datengrundlage für die Darstellung in den einzelnen Entwicklungsdiagrammen (vertikaler Betriebsvergleich) sind die Verbrauchs- und Preisdaten aus den Stromrechnungen der Energieversorgungsunternehmen, der Dieselrechnungen oder der Agrardieselrückerstattung und den Heizkostenabrechnungen des untersuchten landwirtschaftlichen Betriebes.
Ergebnisse
Von den Projektmitarbeitern des Expertenteams an den Ämtern für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten wurden bisher die Ergebnisse von 71 durchgeführten Energie Schnell-Checks an die Arbeitsgruppe ILT 2b übermittelt. Bei 70 der untersuchten Betriebe stand die Milchviehhaltung im Vordergrund. Es liegen Betriebsergebnisse zum Energieverbrauch aus dem Allgäu, aus Schwaben, aus Oberbayern, aus Mittelfranken und aus der Oberpfalz vor. Die Auswertung der Betriebsdaten ergab dass große regionale Unterschiede in den Anbauverfahren, der Betriebsgrößenstruktur und in den produktionstechnischen Leistungsdaten vorliegen. Welche auch entsprechende Auswirkung auf den einzelbetrieblichen Energieverbrauch haben.
Stromverbrauch
Zoombild vorhanden
Bewertung des Stromverbrauchs der Milchviehbetrieb
Der durchschnittliche Stromverbrauch der 70 ausgewerteten Milchviehbetriebe lag bei 520 kWh/Milchkuh/Jahr. Ein Betrieb mit 85 Milchkühen hatte den geringsten Stromverbrauch von 114 kWh/Milchkuh/Jahr. Aber auch Verbrauchswerte von über 800 bis 1000 kWh/Milchkuh/Jahr gingen aus der Auswertung hervor. Über alle Betriebe errechnete sich ein Mehrverbrauch an elektrischer Energie von immerhin 5% gegenüber dem Vorjahr, wobei durchaus Betriebe den Stromverbrauch reduzieren konnten. Eine Preissteigerung für den vom Netz bezogenen Strom konnte bei allen Betrieben aufgezeichnet werden. In Abbildung "Bewertung des Stromverbrauchs der Milchviehbetrieb" ist die Einstufung des Stromverbrauchs der 70 ausgewerteten Milchviehbetriebe zur entsprechenden Betriebsgrößenklasse dargestellt. Über 70 % der Betriebe haben einen durchschnittlichen bis sehr hohen Verbrauch. Daraus lässt sich ableiten, dass durchaus Einsparpotentiale vorhanden sind und Handlungsbedarf besteht.
Kraftstoffverbrauch
Zoombild vorhanden
Abweichung des Kraftstoffverbrauchs von Standardwerten
Bei 50 Rückläufen der Energiedatenauswertung wurde der Kraftstoffeinsatz der Außenwirtschaft ausgewiesen. Der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch lag bei 132 l/ha. Der Verbrauch lag bei den überwiegend Grünland dominierten Regionen, wie z.B. im Allgäu mit einem Anteil der Dauergrünlandfläche von 95 %, wovon 15 % Heu- und 85 % Grassilage ausmachen, bei einem Verbrauch von 102 l/ha. In Gebieten mit überwiegend Ackerfutterbau, im Durchschnitt 69 % Ackerflächenanteil und davon etwa 35 % Silomaisanbau (31 % Dauergrünlandfläche, davon 5% Heu und 95 % Grassilage) lag der durchschnittliche Verbrauch bei 147 l/ha. Der Dieselmehrverbrauch im Vergleich zum Vorjahr betrug 4 % bei einer Preissteigerung von ca. 12 %. In Abbildung "Abweichung des Kraftstoffverbrauchs von Standardwerten" sind die Mengenabweichungen der einzelnen Betriebe zu den Standardwerten dargestellt.
Mit dem Energie Schnell-Check unterstützen die Berater aus den Fachzentren für Diversifizierung und Strukturentwicklung an den Ämtern für Ernährung Landwirtschaft und Forsten sowie das Institut für Landtechnik und Tierhaltung Sie gerne bei der Effizienzsteigerung und Energieeinsparung in ihrem landwirtschaftlichen Betrieb und erarbeiten mit Ihnen im Beratungsgespräch mögliche Verbesserungsmaßnahmen.
Projektinformation
Projektleitung: Dr. Stefan Neser
Laufzeit: 2012-2021
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: EW/12/16
Projektleitung: Dr. Stefan Neser
Laufzeit: 2012-2021
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: EW/12/16
