Metodologia Kontakt
Polna droga między łąką a łanem kwitnącego rzepaku w Westfalii – zielona masa rzepaku w pełni kwitnienia.

Badania BMPUprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)

Rzepak – zielona masa (cała roślina, liście) — BMP: 4 badania, średnia ważona 367 m³ CH₄/t s.m.o.

Rzepak jako zielona masa (cała roślina lub liście) to biomasa z poplonów i upraw pastewnych, bogata w związki siarki. Zestawienie obejmuje kilka rekordów z różnych prac.

ocena: dobryCH₄ 66 %

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Dietmar Rabich / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
367m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
330–432m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
4badania
Publikacje
3źródła
Temperatury
35 °C, 38 °C, 40 °Ctestu

Metan w biogazie

Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,5 kWh/m³ biogazu

pomiar średnia z 3 badań BMP, zakres 60,4–72 %; w teście okresowym udział CH₄ bywa wyższy niż w instalacji.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

dobry — ocena redakcji dla biogazowniStabilny, zwykle przyjmowany bez opłat

Potencjał na tonę masy świeżej wysoki (60 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Bez dodatkowych wymagań obsługi.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +2

  • +2potencjał 60 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 367 × s.m. 18,2 % × s.m.o. 90,6 %)

Stabilność procesu 0

  • 0brak czynników

Obsługa i koszty 0

  • 0brak czynników

Suma punktów: 2 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.

Ocena redakcji wg metodyki · pewność oceny: średnia · bez cen rynkowych

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 4 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Rzepak – zielona masa (cała roślina, liście)Skumulowana produkcja metanu w czasie dla 4 rekordów oraz średnia ważona 367 m³ CH₄/t s.m.o.. 4 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003004005000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Pouech (b.r.): 336 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Zubr (1986) · 1: 330 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Zubr (1986) · 2: 334 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Lallement i in. (2023): 432 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia367

Linie przerywane to przebieg modelowy (kinetyka I rzędu, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); z publikacji pochodzi punkt końcowy. Wszystkie krzywe są modelowe.

Skumulowana produkcja metanu w czasie testu [m³ CH₄/t s.m.o.]. Gruba linia to średnia ważona wszystkich rekordów (367); kropki oznaczają wartości końcowe podane w publikacjach. Wskaż wykres, aby odczytać wartości; kliknij pozycję legendy, aby ukryć lub pokazać rekord.

Rekordy i źródła

Pobierz CSV
ŹródłoBMP
m³ CH₄/t s.m.o.		CH₄ w biogazie
% obj., pomiar		TemperaturaPróbkaKrzywa
Pouech (b.r.)33660,4 %40 °C · mezofilowycała roślina (oryg.: „Rapeseed”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Zubr (1986) · 1 DOI33072,0 %35 °C · mezofilowyczęści nadziemne (oryg.: „Rape”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.punkt końcowy (krzywa modelowa)
Zubr (1986) · 2 DOI33469,5 %35 °C · mezofilowyczęści nadziemne (oryg.: „Rape”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) DOI432—38 °C · mezofilowycała roślina (zielona masa) (oryg.: „Rapeseed”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona36765,6 %średnia arytmetyczna 358, SD 50

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
18,2% (zakres 10,8–21,5)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
90,6 % s.m. (zakres 78–94)
Azot
1,2 % s.m.
Stosunek C/N
42

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4, MY-D); sucha masa: 3 oznaczenia, sucha masa organiczna: 3 oznaczenia. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for…; Zubr (1986); Lallement i in. (2023).

Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.

Właściwości procesowe

  • sezonowy
  • rozcieńcza wsad (mała s.m.)
  • klasyfikacja redakcji

Niska pewność: opis oparty na ogólnych cechach grupy substratów, a nie na badaniach tego materiału. Traktuj go jako wskazówkę do weryfikacji.

Zalety

  • Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 367 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 335; zakres 330–432; 4 rekordów z 3 źródeł).

Wady i ryzyka

  • Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 50 przy średniej 358 m³ CH₄/t s.m.o. (4 rekordów z 3 źródeł).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki.

Wprowadzaj stopniowo, zaczynając od małej dawki i obserwując proces (np. FOS/TAC, pH, skład gazu).

Wymagania praktyczne

  • Zakiszanie umożliwia magazynowanie biomasy sezonowej; prawidłowo zakiszone rośliny (w badaniu kukurydza, sorgo, żyto pastewne, pszenżyto) można przechowywać do roku bez strat produkcji metanu (Herrmann i in. 2011).

Źródła danych procesowych

  1. Zubr, J. (1986) Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H. (None) Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165
  4. Lallement, A.; Peyrelasse, C.; Lagnet, C.; Barakat, A.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2023) A Detailed Database of the Chemical Properties and Methane Potential of Biomasses Covering a Large Range of Common Agricultural Biogas Plant Feedstocks. Waste 1(1), 195–227
  5. Herrmann i in. (2011). Effects of ensiling, silage additives and storage period on methane formation of biogas crops. Bioresour. Technol.

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Rzepak (Brassica napus) jest najważniejszą rośliną oleistą w Polsce, uprawianą na nasiona. Zielona masa rzepaku pojawia się, gdy uprawia się go jako poplon, roślinę pastewną lub zbiera jako całą roślinę przed dojrzewaniem. Może to być także odpad z liści lub ich pozostałości. Zestawienie obejmuje kilka rekordów z kilku źródeł: całą roślinę z bazy CROPGEN, rekordy dla części nadziemnych ze starszej pracy oraz zieloną masę rzepaku z kolejnej publikacji, w warunkach mezofilowych.

Właściwości istotne dla fermentacji

Zielona masa rzepaku ma wysoką wilgotność i umiarkowaną zawartość włókna, a młode rośliny są dobrze strawne. Jako roślina kapustowata zawiera dużo siarki (glukozynolany), z której w fermentorze powstaje siarkowodór. Prowadzi to do pogorszenia jakości biogazu, korozji i konieczności odsiarczania. Zawartość białka jest wyższa niż w trawach, więc rośnie ryzyko amoniaku przy dużym udziale. Zakiszanie jest możliwe, najlepiej z przewiędnięciem lub w mieszance z roślinami o wyższej zawartości cukrów.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy opisują różny materiał: całą roślinę, części nadziemne i zieloną masę, zbierane w różnych fazach. Różnice dotyczą też odmiany, nawożenia siarką i azotem, terminu zbioru, formy materiału i przygotowania próbki. Dodatkowo protokoły testu (inokulum, stosunek S/I, temperatura od 35 do 40 °C) są odmienne. Zestawienie ma więc charakter przeglądowy i nie opisuje jednego konkretnego materiału.

W praktyce biogazowni

Zielona masa rzepaku jest raczej okazjonalnym substratem, związanym z poplonami lub nadwyżkami paszowymi. W miksie należy ograniczyć udział, monitorować zawartość H₂S w biogazie i mieć sprawne odsiarczanie. Materiał trzeba zakisić lub szybko użyć. Należy też unikać pomylenia z nasionami rzepaku lub makuchem, które mają zupełnie inne właściwości. Wydajność warto potwierdzić testem BMP własnej partii. Dobrze jest przy tym pamiętać, że rzepak uprawiany na nasiona i rzepak jako zielonka to dwie różne sytuacje agronomiczne. W pierwszej odpadem jest słoma, w drugiej cała roślina z wysoką wilgotnością, dlatego nie należy mieszać wyników z obu opisów w jednym bilansie.

Metodyka w skrócie

BMP to ilość metanu uzyskana z suchej masy organicznej (s.m.o., ang. VS) w teście okresowym, podawana w m³ CH₄ na tonę s.m.o. (liczbowo tyle samo co NmL CH₄/g VS w publikacjach) i przeliczona na warunki normalne (0 °C, 101,325 kPa). Średnia ważona daje każdej publikacji łączną wagę 1, dzieloną po równo między jej wyniki dla danego substratu — praca z dwudziestoma odmianami nie przeważa pracy z jedną próbką. W programach międzylaboratoryjnych jednostką jest laboratorium (łączna waga 1), a w jego obrębie waga testu rośnie z liczbą butelek (powtórzeń). Wyniki po obróbce wstępnej (np. termicznej, chemicznej, enzymatycznej) pokazujemy osobno i nie wliczamy ich do średniej.

Linie ciągłe to krzywe zmierzone w testach. Gdy publikacja podaje tylko wynik końcowy, rysujemy przebieg modelowy kinetyki pierwszego rzędu, B(t) = B₀·(1 − e−kt): z publikacji pochodzi wyłącznie punkt końcowy, a kształt krzywej służy jedynie wizualizacji — nie odczytuj z niego produkcji w konkretnym dniu. Dla tego substratu przyjęto k = 0,085 d−1 (mediana z: stałe k podane w źródłach: Tong i in. (1990): 1× (mediana 0.090 d⁻¹); Chynoweth i in. (1993): 36× (mediana 0.085 d⁻¹); Deren i in. (1991): 3× (mediana 0.080 d⁻¹)).

Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

  1. Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165.
  2. Zubr, J. (1986). Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171. DOI: 10.1016/0144-4565(86)90064-8 DOI
  3. Lallement, A.; Peyrelasse, C.; Lagnet, C.; Barakat, A.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2023). A Detailed Database of the Chemical Properties and Methane Potential of Biomasses Covering a Large Range of Common Agricultural Biogas Plant Feedstocks. Waste 1(1), 195–227. DOI: 10.3390/waste1010014 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Uprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)”