Das als Chinaschilf bekannte Miscanthus-Gras ist eine robuste und anspruchslose Pflanze. Einmal aufs Feld gebracht, wächst sie jahrzehntelang – selbst auf kontaminierten und aufgegebenen Böden. Zudem produziert die hochwachsende Pflanze viel Biomasse, die sowohl zur Herstellung von nachhaltigen Chemikalien sowie Bau- und Dämmstoffen geeignet ist, aber auch zur energetischen Nutzung. Die Verwendung von Miscanthus zur Bioenergieerzeugung stand im Fokus eines Projektes, an dem Forschende der Universität Hohenheim in Stuttgart, des Forschungszentrums Jülich und der Hunan Agricultural University in China beteiligt waren. Das Team untersuchte, welchen Einfluss der Anbau bestimmter einheimischer, mehrjähriger Wildpflanzenarten auf Verbrennungseigenschaften und Heizwert von Miscanthus bei der Energieerzeugung hat.

Positiver Effekt für Artenvielfalt in der Landwirtschaft

Im Rahmen der Studie wurden Rohstoffproben von Miscanthus sowie von vier heimischen Wildpflanzenarten verwendet, die sich bereits in Voruntersuchungen wegen ihres Biomasseertrags und Blühangebots als vielversprechend erwiesen haben: Rainfarn, Beifuß, Wilde Karde und Gelber Steinklee. „Die Integration dieser heimischen Blühpflanzen in mehrjährige Anbausysteme zur Biomasseerzeugung für die energetische Verwertung könnte sich positiv auf Artenvielfalt und die Resilienz in nachhaltigen Agrarsystemen auswirken“, sagt Moritz von Cossel, leitender Wissenschaftler der Studie der Universität Hohenheim.

Effizienzsteigerung und Kostenersparnis

In der Studie konnte nun der Nachweis erbracht werden, dass die Beimischung der Wildpflanzen bei der Energieerzeugung tatsächlich einen positiven Effekt hat. Ab einer Beimischung von 30 % Wildpflanzen zur Miscanthus-Biomasse erhöhte sich demnach die Ascheschmelztemperatur um 20 % von 1.000 auf 1.200 Grad Celsius signifikant. Im Vergleich zu reinem Miscanthus verbesserten sich durch die Beimischung die Verbrennungseigenschaften und das Ascheschmelzverhalten – und das bei ähnlich hohen Heizwerten von 16,3–17,5 Megajoule pro Kilogramm (MJ/kg). Der Heizwert von Holzpellets liegt bei 18 MJ/kg. „Die Mischung von Wildpflanzen und Miscanthus verbessert also die Verbrennungsqualität. Das führt zu einer Effizienzsteigerung und einer Kostenreduzierung im Betrieb der Anlage“, erklärt Nicolai David Jablonowski, Co-Autor der Studie vom Institut für Pflanzenwissenschaften am Forschungszentrum Jülich.

Langzeitstudie geplant

Der Grund für das bessere Ascheschmelzverhalten: Wildpflanzen enthalten höhere Anteile von Kalzium und Magnesium. Bei der Verbrennung mit Miscanthus-Aschebestandteilen kommt es zu Mischphasen, was wiederum zu einer höheren Schmelztemperatur führt als bei reiner Miscanthus-Asche. In einem nächsten Schritt wollen die Forschenden nun in Langzeitstudien belegen, dass der gemeinsame Anbau von Miscanthus und Wildpflanzen in größerem Umfang nicht nur die Artenvielfalt in der Landwirtschaft fördert, sondern auch im Sinne einer ganzheitlich nachhaltigen Bioökonomie wirtschaftlich ist.

bb