Energiemais

Als Energiemais wird Mais bezeichnet, der zur Energieerzeugung in Biogasanlagen genutzt wird. Da Mais als C4-Pflanze einen geringen Wasserbedarf hat und nur mäßige Ansprüche an den Boden stellt, ist sie in Deutschland eine verbreitete Kulturpflanze mit hohen Erträgen an Trockenmasse pro Fläche. Durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wurde die Biogaserzeugung gefördert und damit der Maisanbau ausgeweitet.

Mais (Zea mays)

Energiemais unterschied sich in Anbau und Sorte zunächst nicht von anderem Silomais, der vor allem als Viehfutter dient. Der Begriff wurde geprägt, um zwischen der Verwendung zur Futter- oder Nahrungsmittelproduktion einerseits und zur Energieerzeugung andererseits zu differenzieren. Zunehmend unterscheiden sich aber auch der Anbau und die verwendeten Sorten vom konventionellen Futtermais.

Unterscheidung zwischen Energie- und Futtermais

In Mitteleuropa wird Mais vorwiegend als Silomais angebaut. Die oberirdischen Pflanzenteile werden gehäckselt, siliert und als Futtermittel (Maissilage) in der Rinderhaltung oder als Biogassubstrat verwendet. Eine Unterscheidung ist anhand der Verwendung, des Anbaus und der Sorte möglich.

Verwendung

Herkömmlicher Silomais ist für die Verwendung als Futtermittel züchterisch optimiert und erfüllt Eigenschaften wie hohe Erträge an Trockenmasse pro Fläche, gut im Rinderpansen zugängliche Nährstoffe sowie gute Silierbarkeit, um eine längerfristige Lagerung und somit eine ganzjährige Verfügbarkeit zu gewährleisten. Die hohen Hektarerträge und die vorhandene und erprobte Erntetechnik und die gute Konservierbarkeit (Silierung) machen Mais zum Hauptsubstrat in Biogasanlagen. Grundsätzlich ist Silomais immer auch zur Verwendung in Biogasanlagen geeignet. Wird die Entscheidung über die Verwendung des Ernteguts bereits beim Anbau getroffen, so kann über Sortenwahl und Anpassung der Anbau- und Ernteverfahren die Energiemaiserzeugung optimiert werden.

Anbau

Silageproduktion

Die Ansprüche an Silomais zur Rinderhaltung und zur Biogaserzeugung unterscheiden sich. Die aus dem Futtermaisanbau übernommen Parameter werden bei Energiemaisanbau zunehmend modifiziert, um den Methanertrag pro Anbaufläche zu erhöhen:

• Eine höhere Saatstärke kann den Hektarertrag erhöhen. Der erhöhte Nährstoffentzug muss durch eine erhöhte Düngung kompensiert werden.
• Eine frühere Ernte bei einem geringeren Verholzungsgrad kann die Verdaulichkeit der Maissilage erhöhen. Silomais reift üblicherweise bis zu einem Trockensubstanzgehalt (TS-Gehalt) von etwa 32 bis 33 % ab, um Substanzverluste bei der Silierung durch Sickersaft zu verhindern und gleichzeitig die Energiedichte zu erhöhen. Ist ein wesentlich höherer TS-Gehalt mit einem stärkeren Verholzen der Pflanze verbunden, verringert dies die Abbaubarkeit in der Biogasanlage. Bei der Silierung durch den höheren Wassergehalt im Erntegut möglicherweise auftretende, organisch belastete Sickersäfte sind in der Biogasanlage vergärbar.
• Maissorten mit höheren Reifezahlen eignen sich unter den in Deutschland vorherrschenden Klimabedingungen wegen ihrer späten Abreifung nicht für den Anbau zur Futtersilageherstellung. Die geringeren Ansprüche an die Abreifung bei der Verwertung in Biogasanlagen ermöglichen jedoch den Anbau dieser ertragreicheren Sorten zur Nutzung als Energiemais. Durch die bessere Ausnutzung der Vegetationsperiode können sie höhere Erträge liefern.
• Bei der Ernte von trockenerem, reiferem Material wird die Häcksellänge verringert, um die Angrifffläche für den enzymatischen Abbau im Fermenter der Biogasanlage zu erhöhen und damit zu beschleunigen und zu verbessern.

Sorten

Bisher werden in der Regel die im Silomaisanbau bewährten Sorten angebaut. Vorteile herkömmlicher Sorten gegenüber spät abreifenden Energiemaissorten liegen in der früheren Ernte, z.B. vor der Aussaat von Wintergetreide, sowie in der flexibleren Verwendbarkeit. Durch die besonderen Ansprüche an Energiemais eröffnen sich allerdings auch neue züchterische Möglichkeiten. So konnten in einem Verbundprojekt der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), der KWS SAAT AG, der Universität Hohenheim und der bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft innerhalb von fünf Jahren Steigerungen des Ertragspotenzials von rund 20 bis 25 % (um 40 bis 50 dt Trockensubstanz/ha) erreicht werden. Ziel des Projektes war es, Gene, die den Trockenmasseertrag und die Kältetoleranz erhöhen und die Kurztagadaptation verbessern, in einer Pflanze zu vereinen, um die Erträge zu verdoppeln.

Wirtschaftlichkeit

Maissilage gilt in der Regel als das wirtschaftlichste Biogassubstrat, gemessen am Vergleich der Erzeugungskosten mit dem Energieertrag aus dem Gas. Abhängig vom Verhältnis der Marktpreise möglicher Einsatzstoffe und von betrieblichen Bedingungen wie Klima- und Bodenverhältnissen, Fruchtfolge, Anlagentechnik und Verfügbarkeit kostenloser Substrate können jedoch auch mit der Nutzung anderer Substrate (z.B: Grassilage, Gülle, Geflügelmist, Getreide) ähnliche oder höhere Gewinne erzielt werden.

Kritik

Durch den Maiseinsatz in Biogasanlagen wurde der Maisanbau in den letzten Jahren stark ausgeweitet. In 2007 machte der Energiemais 12,8% der Maisanbaufläche und 2,0 % der Ackerfläche in der BRD aus . Die Förderung der Biogaserzeugung durch das EEG läßt weitere deutliche Steigerungen dieser Anteile erwarten. Die Veränderung des Landschaftsbildes durch den verstärkten Maisanbau und landschaftliche sowie ökologische Folgen von Grünlandumbruch werden kritisiert. Aktuell oft auf den Maisanbau zur Energieerzeugung fokussiert, jedoch nicht auf diesen beschränkt ist die Kritik an intensiven Wirtschaftsweisen im Ackerbau. Daneben gibt es generelle Kritik am Anbau von Energiepflanzen, da eine zunehmende Flächenkonkurrenz beispielsweise zur Nahrungs- und Futtermittelerzeugung besteht.

Alternativen und Ergänzungen zum Maisanbau

Um Maismonokulturen zu vermeiden, wird versucht, auch andere Feldfrüchte wie Sonnenblumen und Zuckerrüben für die Biogaserzeugung nutzbar zu machen. Da Mais als wärmebedürftige Pflanze erst spät gesät werden kann, wird versucht, die Vegetationsperiode, beispielsweise mit Grünroggen als Zwischenfrucht zur Erzeugung von Ganzpflanzensilage (GPS) besser auszunutzen und so höhere Erträge pro Fläche und Jahr zu erzielen. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die winterliche Bodenbedeckung Nährstoffverluste und Erosion verringert werden. Auch Untersaaten sind möglich, beispielsweise um die Bodentragfähigkeit zu erhöhen und um Unkräuter zu unterdrücken. Seit 2005 werden ökologische und ökonomische Aspekte des Energiepflanzenanbaus werden seit 2005 in einem Verbundprojekt untersucht. In sechs typischen Anbauregionen Deutschlands werden verschiedene Energiepflanzen-Fruchtfolgen getestet, darunter sowohl die heute gängigen Kulturen als auch mögliche Alternativen..

Rechtliche Unterscheidung zwischen Energie- und Futtermais

Da für Energiemais bis 2009 eine Anbauprämie (Energiepflanzenprämie) gezahlt wird, ist eine Unterscheidung zum Silomais zur Verwendung als Futtermittel notwendig. Die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung erfasst den Mais prämienberechtigter Anbauflächen, der in Biogasanlagen verwertet wird und regelt die Prämienzahlung.

Literatur

• Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR): Handreichung Biogasgewinnung und -nutzung, 3. Auflage (2006), 232 S. ISBN 3-00-014333-5 (pdf-Dokument)

Weblinks

• Mais für Biogasanlagen (Sortenversuche)