Badania BMPUprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)
Żyto – cała roślina (GPS) — BMP: 8 badań, średnia ważona 313 m³ CH₄/t s.m.o.
Żyto jako cała roślina (GPS) to zielonka zbierana przed dojrzałością ziarna, uprawiana na słabszych glebach i w chłodniejszym klimacie. Rekordy obejmują różne fazy zbioru.
Fot. W.carter / Wikimedia Commons, licencja CC0 1.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie
- Średnia ważona
- 313m³ CH₄/t s.m.o.
- Zakres
- 140–492m³ CH₄/t s.m.o.
- Rekordy
- 8badań
- Publikacje
- 2źródła
- Temperatury
- 35 °C, 38 °Ctestu
Metan w biogazie
Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,3 kWh/m³ biogazu
pomiar średnia z 5 badań BMP, zakres 61–64 %; w teście okresowym udział CH₄ bywa wyższy niż w instalacji.
Ocena dla biogazowni
dobry — ocena redakcji dla biogazowniStabilny, zwykle przyjmowany bez opłat
Potencjał na tonę masy świeżej wysoki (96 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: włókna, kożuch.
Dlaczego? Czynniki oceny
Potencjał na tonę +2
- +2potencjał 96 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 313 × s.m. 32,9 % × s.m.o. 93,2 %)
Stabilność procesu 0
- 0brak czynników
Obsługa i koszty −0,5
- −0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie
Suma punktów: 1,5 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.
Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV
Krzywe BMP z 8 badań
Średnia ważona Pojedyncze rekordy
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 (313); 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| Źródło | BMP m³ CH₄/t s.m.o. | CH₄ w biogazie % obj., pomiar | Temperatura | Próbka | Krzywa |
|---|---|---|---|---|---|
| Amon i in. (2007) · 1 DOI | 140 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Rye”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 2 DOI | 243 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Rye”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 3 DOI | 275 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Rye”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Heiermann (2002) · 1 | 283 | 61,0 % | 35 °C · mezofilowy | cała roślina, różne fazy (oryg.: „Rye”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Heiermann (2002) · 2 | 370 | 64,0 % | 35 °C · mezofilowy | cała roślina, różne fazy (oryg.: „Rye”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Heiermann (2002) · 3 | 410 | 63,0 % | 35 °C · mezofilowy | cała roślina, różne fazy (oryg.: „Rye”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Heiermann (2002) · 4 | 476 | 64,0 % | 35 °C · mezofilowy | cała roślina, różne fazy (oryg.: „Rye”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Silage in 1L glass vessels packed and sealed for 3 month period | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Heiermann (2002) · 5 | 492 | 64,0 % | 35 °C · mezofilowy | cała roślina, różne fazy (oryg.: „Rye”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Silage in 1L glass vessels packed and sealed for 3 month period | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Średnia ważona | 313 | 63,2 % | średnia arytmetyczna 336, SD 122 | ||
Typowy skład
- Sucha masa (s.m.)
- 32,9% (zakres 25–61)
- Sucha masa organiczna (s.m.o.)
- 93,2 % s.m. (zakres 91,4–95)
Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4); sucha masa: 5 oznaczeń, sucha masa organiczna: 5 oznaczeń.
Źródła: Heiermann (2002).
Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.
Właściwości procesowe
Zalety
- Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 313 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 326; zakres 140–492; 8 rekordów z 2 źródeł).
Wady i ryzyka
- Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 122 przy średniej 336 m³ CH₄/t s.m.o. (8 rekordów z 2 źródeł).
Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać
- dobrze łączyć
grupa: Odchody zwierzęce (gnojowica, obornik, pomiot)
Współfermentacja z odchodami (gnojowica/obornik) to standardowy układ dla biomasy roślinnej: dostarczają zasadowości i mikroflory.[1][2]
Dawkowanie
Brak źródłowych limitów dawki.
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
- Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007) Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- Heiermann, M. Plöchl, M. Linke, B. Schelle, H. (2002) Preliminary evaluation of some cereals as energy crops for biogas production. World Renewable Energy Congress VII
- Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
- 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
Żyto jest w Polsce tradycyjnym zbożem uprawianym na glebach lżejszych. Zbierane w całości przed dojrzałością ziarna (GPS, whole crop silage) służy do produkcji kiszonki. Ponieważ żyto rozwija się wcześnie wiosną, można je zebrać wcześniej niż kukurydzę i wysiać po nim następną uprawę. W zestawieniu znajduje się kilka rekordów z kilku prac: z doświadczenia w płodozmianie energetycznym oraz z badania obejmującego różne fazy rozwojowe, w warunkach 35 i 38 °C.
Właściwości istotne dla fermentacji
Wraz z dojrzewaniem w życie rośnie udział skrobi w ziarnie, ale też zdrewniałej słomy, a spada zawartość białka i łatwo dostępnych związków. Wczesny zbiór daje materiał lepiej strawny, ale z mniejszym plonem. Słoma żytnia jest długa i sztywna, więc dokładne rozdrobnienie jest ważne. Zakiszanie jest zwykle możliwe, o ile sucha masa jest odpowiednia. Stosunek C do N jest korzystniejszy niż w słomie, ale mniej niż w roślinach bobowatych, co sprzyja kofermentacji z gnojowicą.
Jak czytać rozrzut wyników
Największy wpływ ma faza rozwojowa w chwili zbioru, a następnie odmiana (żyto populacyjne i mieszańcowe), nawożenie, rok i stanowisko. Dodatkowo wpływają rozdrobnienie, forma materiału, inokulum, stosunek substratu do inokulum i długość testu. Zestawienie łączy kilka serii badań, więc rekordy z jednej serii nie są niezależne. Wynik dotyczy konkretnej fazy i warunków, a nie całej kategorii.
W praktyce biogazowni
GPS z żyta może być uzupełnieniem kiszonki kukurydzy, szczególnie w gospodarstwach na lżejszych glebach. Zbiór sieczkarnią w optymalnej fazie, szybkie ubicie i szczelne przykrycie ograniczają straty. W dawce zachowuje się jak inne kiszonki zbożowe. Opłacalność zależy od plonu i kosztów, a wydajność warto potwierdzić testem BMP, zapisując fazę rozwojową w chwili koszenia. Warto pamiętać o terminach: żyto zbierane na GPS dojrzewa wcześnie, co pozwala rozłożyć prace żniwne w czasie i wykorzystać sprzęt zanim rozpocznie się zbiór kukurydzy. Ten argument organizacyjny bywa równie ważny jak sam potencjał gazowy surowca.
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.
Bibliografia
- Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007). Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.07.007 DOI
- Heiermann, M. Plöchl, M. Linke, B. Schelle, H. (2002). Preliminary evaluation of some cereals as energy crops for biogas production. World Renewable Energy Congress VII.
Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.
Inne substraty z grupy „Uprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)”
Pszenżyto – cała roślina (GPS) — BMP: 19 badań, średnia ważona 315 m³ CH₄/t s.m.o.
315 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 19 badań
bardzo dobry — ocena redakcji dla biogazowni64 %
Rzepak – zielona masa (cała roślina, liście) — BMP: 4 badania, średnia ważona 367 m³ CH₄/t s.m.o.
367 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 4 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni66 %
Szczaw energetyczny (Rumex, odm. Uteusza) — BMP: 5 badań, średnia ważona 271 m³ CH₄/t s.m.o.
271 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 5 badań
≈52 %
Rożnik przerośnięty (Silphium perfoliatum) — BMP: 8 badań, średnia ważona 257 m³ CH₄/t s.m.o.
257 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 8 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni≈52 %