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Der Energiebauer

Welchen Ertrag bringt der Anbau verschiedener Nutzpflanzen für die Energieversorgung? Wie viel Biogas lässt sich mit Kuhmist, Gülle und Gras produzieren? Schlüpfe in die Rolle eines Energiebauers und bewirtschafte einen Hof! Nicht nur der eigene Hof, sondern auch das Dorf in der Nähe will mit Wärme, Strom und Biodiesel versorgt sein. 

Energiebauer-Simulation starten

In dieser Szenerie hat man sich für eine Gesamtfläche von 10 Hektar entschieden. Die verschiedenen Flächen wurden folgendermaßen bewirtschaftet: 1,2 Hektar Wald; 1,3 Hektar Raps; 2 Hektar Mais und eine Weidefläche von 4,5 Hektar. Auf diesem Weideland lassen sich neun Rinder halten.

Bio gibt Gas - Energie aus biologischen Rohstoffen

Der Versuch "Der Energiebauer simuliert die Energieerträge, die ein Landwirt durch den Anbau verschiedener Nutzpflanzen auf einer Fläche von 1, 10 oder 100 Hektar oder durch andere Nutzung erzielen kann.

Funktionsweise der Interaktivität - Willkommen auf dem Biohof!


Flächenanteile wählen

Im Versuch kann man die Fläche bewalden, das Holz zum Heizen nutzen, Raps und Mais anbauen und Rinder halten. Eine Biogasanlage nutzt den anfallenden Kuhmist, angebauten Mais und das überschüssige Gras zur Biogasproduktion. Das Biogas liefert Energie zur Wärme- und Stromversorgung. Die Rapssamen dienen als Rohstoff für die Herstellung von Biodiesel.

Die Anteile werden mit den Schiebereglern (links) gewählt. Die Summe aller Fläche ist kleiner oder gleich der gewählten Nutzfläche (Auswahl rechts oben).

Wald

Detailansicht der Energiebauer-Simulation: Einstellen der Waldfläche

Nur sehr große Wälder ermöglichen langfristig gleich bleibende Holzerträge, denn die Bäume brauchen viele Jahre, ehe sie geschlagen werden können. Ein Hektar Wald liefert ungefähr 4,5 bis 6,5 Kubikmeter Holz pro Jahr. Davon ist ein Teil als Nutzholz verwendbar. Der Rest steht für die Verbrennung zur Verfügung. Heute werden viele Holzreste noch nicht zur Energiegewinnung genutzt. Die Nutzung von heimischem Holz als Energieträger ist ausbaufähig.

Raps

Detailansicht der Energiebauer-Simulation: Einstellen der Rapsanbaufläche

Raps ist in unseren Breitengraden die bevorzugte Pflanze zur Herstellung von Biodiesel. Der Ertrag von einem Hektar Raps reicht, um ca. 1.250 Liter Biodiesel herzustellen. Je nach Boden und Düngung kann die Ausbeute aber geringer oder auch höher sein.

Durch Pressen wird das Rapsöl freigesetzt. Das Rapsöl muss anschließend chemisch aufbereitet werden, um Biodiesel zu erhalten. Die Pressreste finden als hochwertiges Viehfutter Verwendung. Raps kann jedoch nicht jedes Jahr auf demselben Acker angebaut werden. Üblich ist ein Wechsel mit anderen Getreidesorten oder Rüben. Die Produktionskosten von Biodiesel sind vergleichsweise hoch. Nur weil Biodiesel von steuerlichen Abgaben befreit ist, ist dieser Treibstoff derzeit konkurrenzfähig.

Mais

Detailansicht der Energiebauer-Simulation: Einstellen der Maisanbaufläche

Maisanbau ist sehr ertragreich. Düngung und Pflanzenschutzmittel sind aber notwendig, um große Erträge zu erzielen. Ohne Pflanzenschutzmittel ist die Maisernte vom starken Schädlingsbefall bedroht. Mais dient häufig als Futtermittel. Die gesamte Pflanze kann aber auch in der Biogasanlage genutzt werden. Weil Mais eine energiereiche Pflanze ist, entsteht bei der Vergärung eine große Menge Biogas.

In Biogasanlagen kann man alle möglichen organischen Stoffe wie Gülle, Kuhmist oder auch Pflanzen verwenden. Derzeit sind Biogasanlagen, die mit Mais arbeiten, stark im Kommen. Hierbei ist die Gasausbeute viel größer als bei vielen anderen organischen Stoffen.

Weidefläche

Detailansicht der Energiebauer-Simulation: Einstellen der Weidefläche

Für die Freilandhaltung von Kühen ist eine entsprechend große Weidefläche notwendig. Ein Hektar Weideland kann ungefähr zwei Kühe ernähren. Gras hat den Vorteil gegenüber dem Anbau von Getreide, das es nicht gedüngt werden muss und keine Pflanzenschutzmittel notwendig sind. Allerdings ist Gras nicht so energieintensiv wie andere Pflanzen, zum Beispiel Mais. Gras kann in der Biogasanlage vergoren werden. Dabei entsteht Biogas.

Rinder

Detailansicht der Energiebauer-Simulation: Einstellen der Rinderherde

Auf einem Hektar Weideland wächst genug Gras, um zwei Rinder zu ernähren. Je nach Bodenqualität, Jahreszeit und klimatischen Bedingungen finden etwas mehr oder auch weniger Rinder Nahrung auf einer solchen Fläche. Im Herbst und Winter ist zusätzliches Futter notwendig.

Werden zu viele Kühe auf einer zu kleinen Fläche gehalten, sind auch im Sommer weitere Futtermittel notwendig. Der Fleischertrag pro Rind und Jahr beträgt ungefähr 250 kg.

In der heutigen Landwirtschaft gibt es viele Großbetriebe, in denen die Rinder ausschließlich im Stall gehalten werden und nicht mehr auf die Weide kommt. Der Kuhmist und die Gülle sind dabei vor allem ein Abfallprodukt. Sie können aber auch in einer Biogasanlage zur Herstellung von Biogas genutzt werden. Die zurückbleibende Masse ist außerdem ein guter Dünger.

Flächenverteilung

Der Button "Flächenverteilung" (links oben) zeigt die gewählte Nutzfläche (1, 10 oder 100 Hektar) im Vergleich zur Größe von Fußballfeldern an.

Detailansicht der Energiebauer-Simulation: Flächenvergleich

Mit dem Button "Flächenverteilung" kann man sich als Größenvergleich die Abmessungen von Fußballfeldern einblenden lassen.

Optimale Ereignisse

Die Erträge der Landwirtschaft hängen stark von äußeren Bedingungen ab. Zufällige Ereignisse wie Schädlingsbefall oder Sturmschäden können die Erträge einschränken. Die außergewöhnlichen Ereignisse lassen sich bei dem Versuch auch mit dem Button "Optimale Beträge" ausschalten.

Außerdem muss der Nutzer entscheiden, ob Pestizide eingesetzt werden sollen oder nicht. Ohne den Einsatz von Pestiziden sinkt der Ertrag auf den Anbauflächen um 30%. Trockenheit senkt den Ertrag um 40% und Schädlingsbefall führt zu deutlichen Ernteverlusten.

Auswertung der Energiebauer-Simulation

Als Resultat erhält man bei diesem Versuch den Energieertrag in kWh und eine Veranschaulichung der jeweiligen Ergebnisse. Veranschaulicht wird zum Beispiel, wie viele Häuser mit der gewonnenen Energie beheizbar sind oder wie viele Male ein Lkw mit dem erzeugten Biodiesel die Erde umrunden kann. Für die Berechnung der Erträge wurden realistische Durchschnittswerte zugrunde gelegt.

Preisgekrönte Projekte
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