Metodologia Kontakt
Wysoka kępa trzciny olbrzymiej (Arundo donax) w złotym świetle zachodu nad laguną Albufeira w Portugalii.

Badania BMPUprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)jedno badanie (3 próby)

Trzcina olbrzymia (Arundo donax) — BMP: 3 badania, średnia ważona 252 m³ CH₄/t s.m.o.

Trzcina olbrzymia (Arundo donax) to wysoka, wieloletnia trawa o dużym plonie i wysokiej zawartości ligniny. Zestawienie opiera się na jednej pracy z trzema wariantami nawożenia.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Krzysztof Ziarnek, Kenraiz / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
252m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
246–257m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
3jedno badanie (3 próby)
Publikacje
1źródło
Temperatury
—testu

Metan w biogazie

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,2 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (przewaga węglowodanów (brak cech białka i tłuszczu)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

brak oceny — ocena redakcji dla biogazowni

Brak oceny: brak suchej masy lub suchej masy organicznej w danych. Ocenę liczymy, gdy znamy suchą masę i suchą masę organiczną materiału.

Ocena redakcji wg metodyki

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 3 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Trzcina olbrzymia (Arundo donax)Skumulowana produkcja metanu w czasie dla 3 rekordów oraz średnia ważona 252 m³ CH₄/t s.m.o.. 3 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Eller i in. (2020) · 1: 246 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Eller i in. (2020) · 2: 252 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Eller i in. (2020) · 3: 257 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia252

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 (252); 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.		TemperaturaPróbkaKrzywa
Eller i in. (2020) · 1 DOI246—trzcina olbrzymia, nawożenie A (oryg.: „A. donax, fertilization A”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Eller i in. (2020) · 2 DOI252—trzcina olbrzymia, nawożenie B (oryg.: „A. donax, fertilization B”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Eller i in. (2020) · 3 DOI257—trzcina olbrzymia, nawożenie C (oryg.: „A. donax, fertilization C”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona252średnia arytmetyczna 252, SD 5

Właściwości procesowe

  • sezonowy
  • włóknisty
  • wolny rozkład
  • klasyfikacja redakcji

Zalety

  • Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 252 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 252; zakres 246–257; 3 rekordów z 1 źródeł).
  • Arundo donax: w porównaniu z trzciną pospolitą i pałką miał najwyższy wynik (305 L CH4/kg s.m.o. przy wysokim nawożeniu, Eller 2020).

Wady i ryzyka

  • Roślina lignocelulozowa — wymaga rozdrobnienia (Hendriks 2009).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki.

Wymagania praktyczne

  • Rozdrabniać: rozdrobnienie zwiększa powierzchnię dostępną dla rozkładu i przyspiesza go, ale niekoniecznie podnosi końcowy uzysk gazu (FNR 2010, rozdz. 3 „Triturado”).

Źródła danych procesowych

  1. Eller, F.; Ehde, P.M.; Oehmke, C.; Ren, L.; Brix, H.; Sorrell, B.K.; Weisner, S.E.B. (2020) Biomethane Yield from Different European Phragmites australis Genotypes, Compared with Other Herbaceous Wetland Species Grown at Different Fertilization Regimes. Resources 9(5), 57
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  4. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Trzcina olbrzymia (Arundo donax) to wieloletnia trawa osiągająca kilka metrów wysokości, rosnąca naturalnie w strefie śródziemnomorskiej i uprawiana jako roślina energetyczna. Jest odporna na stres wodny i daje duży plon suchej masy. W niektórych regionach świata jest traktowana jako gatunek inwazyjny. W Polsce nie jest uprawą praktyczną z powodów klimatycznych. Zestawienie opiera się na niewielkiej liczbie rekordów z jednej pracy, w której porównano trzy warianty nawożenia, oznaczone A, B i C.

Właściwości istotne dla fermentacji

Łodygi trzciny olbrzymiej są mocno zdrewniałe, z wysokim udziałem celulozy i ligniny, a zawartość białka jest niska. Skutkuje to powolną hydrolizą, wysokim C/N i skłonnością do tworzenia kożucha. W młodszej fazie roślina jest bardziej strawna, ale zbiór w trakcie sezonu zmniejsza plon i może osłabiać plantację. Materiał wymaga dokładnego rozdrobnienia, a zawartość krzemionki zwiększa ścieralność urządzeń. Mieszanie z gnojowicą lub innymi substratami azotowymi poprawia stabilność procesu.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy pochodzą z jednej pracy i różnią się wariantem nawożenia, więc ich zróżnicowanie pokazuje wpływ agrotechniki, a nie niezależnych laboratoriów. Rzeczywiste partie różnią się terminem zbioru, wiekiem plantacji, stanowiskiem i klimatem. Dochodzą rozdrobnienie, forma materiału oraz parametry testu: inokulum, stosunek substratu do inokulum, długość inkubacji. W opisie rekordów nie podano temperatury.

W praktyce biogazowni

Dla polskich biogazowni trzcina olbrzymia nie jest realnym substratem. W krajach śródziemnomorskich bada się ją jako wieloletnią uprawę na gorszych glebach, a w biogazowniach wymaga rozdrobnienia, zakiszenia i łączenia z substratem azotowym. Ze względu na status inwazyjności w niektórych regionach uprawa podlega ograniczeniom, które trzeba sprawdzić lokalnie. Test BMP jest niezbędny przed jakąkolwiek decyzją. W bilansie uprawy trzeba uwzględnić, że plantacje trzciny olbrzymiej są trwałe i trudne do usunięcia, a lokalne przepisy dotyczące gatunków obcych mogą ograniczać ich zakładanie. Ta uwaga ma charakter ogólny i nie zastępuje sprawdzenia przepisów obowiązujących na danym obszarze. Dane z jednej pracy nie pozwalają wyciągać wniosków o wpływie nawożenia na wynik.

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. Eller, F.; Ehde, P.M.; Oehmke, C.; Ren, L.; Brix, H.; Sorrell, B.K.; Weisner, S.E.B. (2020). Biomethane Yield from Different European Phragmites australis Genotypes, Compared with Other Herbaceous Wetland Species Grown at Different Fertilization Regimes. Resources 9(5), 57. DOI: 10.3390/resources9050057 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

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