Prof. Dr. agr. Harald Laser

Forschung

Aktuelle Forschungsprojekte:

BaSiliKOM— Biomasseaufwertung und Silierung lignocellulosereicher Koppelprodukte zur Optimierung der Methanausbeute

Projektleitung
Prof. Dr. agr. Harald Laser
Prof. Dr. Marc Boelhauve
Projektbearbeitung
Dipl.-Ing- Roderich Garmeister (FH SWF Agrarwirtschaft)
Dr. Franz-Ferdinand Gröblinghoff (FH-SWF Agrarwirtschaft)
Dr. Ralf Biernatzki (i.green - Institut für Green Technology & Ländliche Entwicklung)
Dr. Stephanie Wiegand (Abel ReTec GmbH)
Förderung
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe FNR, Hofplatz 1, 18276 Gülzow
Laufzeit
01.02.2016 – 31.05.2018

Das Forschungs- und Entwicklungsvorhaben hat zum Ziel, Koppelprodukte aus der Landwirtschaft für die Nutzung in Biogasanlagen zu optimieren. Diese Optimierung soll in mehreren Stufen entlang der gesamten Prozesskette von der Biomasseentstehung über die bestmögliche Haltbarmachung, bis zur Biogasproduktion und der Nutzung der Reststoffe erfolgen. Dabei werden praxisnahe Maßnahmen entwickelt, die mit möglichst geringen Investitionen für den Biogasanlagenbetreiber in den Produktionsablauf bestehender Anlagen auch kurzfristig integriert werden können. Mäßig bis schlecht vergärbare, aber kostengünstige und mengenmäßig relevante Koppelprodukte der Pflanzenproduktion werden für die Methanproduktion aufgewertet, was die Effizienz landwirtschaftlicher Biogasanlagen und die Ausnutzung der limitierten Nutzfläche erheblich erhöht. Im Zentrum der Systemoptimierung steht das gezielte Mischen von trockenen lignocellulosereichen Koppelprodukten mit energiereicheren, jedoch problematisch nassen Pflanzenmaterialien. Ein anschließendes optimiertes Silierverfahren wird neben der Funktion der Konservierung auch gezielt als biologische Vorstufe zur Biogasproduktion zur chemisch-physikalischen Aufwertung der Mischungen genutzt. Das System soll zu einer deutlich nachhaltigeren Bereitstellung und Nutzung von Biomasse in vorhandenen und zukünftigen Biogasanlagen beitragen. Es sollen kostengünstige und langfristig lagerfähige Substrate entstehen, deren Eigenschaften der Maissilage physikalisch und chemisch nahe kommen. Durch die Verwendung vielfältiger Substratmischungen können auch die Anbaufläche für Silomais zur Biogaserzeugung und damit verbundene Negativeffekte für Landschaft und Umwelt reduziert werden. Durch den höheren Anteil landwirtschaftlicher Recyclingmaterialien im Substratmix soll zusätzlich die Akzeptanz der Biogasproduktion seitens der Bevölkerung wieder erhöht werden.

Bioenergie aus Koppelprodukten und Reststoffen aus der Landwirtschaft durch systematische Biomasseaufwertung (BIO-EKO-LAB)

Projektleitung:
Prof. Dr. Marc Boelhauve
Prof. Dr. Harald Laser
Prof. Dr. Wolf Lorleberg
Prof. Dr. Dieter Ihrig
Prof. Dr. Klaus Stadtlander
Förderung:
Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen
Laufzeit:
01.01.2013 – 31.12.2016
Projektbearbeitung:
N.N.
Veröffentlichungen: Abschlussbericht als PDF zum Download

Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Biomasse für die Energieerzeugung und der zugespitzten Flächenkonkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion wird die Nutzung von Koppelprodukten aus der landwirtschaftlichen Produktion (vor allem Ernterückstände wie Getreidestroh) zunehmend interessant. Nachhaltige Konzepte zur energetischen Nutzung von Stroh sind dabei Aufgrund der hohen Mengenpotentiale besonders interessant. Für die Nutzung in Biogasanlagen spricht die Tatsache, dass im Gegensatz zur Verbrennung ein Gärrest für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit eingesetzt werden kann. Problematisch sind die Vergleichsweise geringen Methanausbeuten durch den hohen Anteil an schwer vergärbarer Ligno-Cellulose.

In diesem Projektantrag wird ein innovatives Verfahren entwickelt, das auf dem Zusatz definierter Mengen an extrem leicht vergärbaren Co-Substraten und der anschließenden Silierung des Substratgemisches basiert. Als entsprechendes Co-Substrat eignet sich Biomasse, die über einen hohen Anteil leicht vergärbarer Inhaltsstoffe verfügt, die aber aufgrund hoher Kosten, zu hoher Wassergehalte, zu kurzen Verweilzeiten, mangelnder Lagerungsfähigkeit oder aus anderen prozesstechnischen Gründen nur bedingt als Monosubstrat einsetzbar ist, wie z.B. Algen oder Zuckerrüben. Zunächst soll geprüft werden, inwieweit sich Mischungen aus zerkleinertem Stroh mit entwässerter aber nicht getrockneter Algenbiomasse bzw. aus Stroh und gehäckselten Zuckerrüben hierfür einsetzen lassen. Es soll dabei geprüft werden, ob die gärbiologischen Eigenschaften des Strohs bzw. von Algen durch die Vermischung und die anschließende Silierung wesentlich (hinsichtlich der Hydrolysierung) verbessert werden können. Gleichzeitig bietet das Stroh aufgrund seiner flüssigkeitsspeichernden Eigenschaften die Möglichkeit, Rüben oder Algen trotz niedriger TS-Gehalte ohne Sickersaftverluste über Silierung zu konservieren und über Monate lagerfähig zu machen. Daraus ergibt sich für Biogasanlagenbetreiber eine Möglichkeit, ein Substrat mit gleichbleibenden Eigenschaften ganzjährig einzusetzen, deren Eigenschaften denen der Maissilage ähnelt.

Das Konzept berücksichtigt die gesamte Prozesskette von der Entstehung der Biomasse inklusive der zielgerichteten Beeinflussung der Rohstoffqualität, über die Optimierung der Prozesstechnik bis zur umweltfreundlichen Verwertung biogener Energieträger. Das Leitbild ist dabei ein „Bioraffineriekonzept“, das eine möglichst vollständige kombinierte stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse ermöglicht. In einem möglichst geschlossenen innerbetrieblichen Stoffkreislauf sollen alle sinnvollen Recyclingverfahren in den Gesamtprozess integriert und Energie möglichst effizient genutzt werden.

Angewandte Forschung in der Grünlandwirtschaft in der Mittelgebirgsregion in Nordrhein-Westfalen - Nährstoffeffizienz, Proteinproduktion und diversifizierte Nutzungssysteme.

Projektleitung:
Prof. Dr. Harald Laser
Dr. Franz-Ferdinand Gröblinghoff
Förderung durch:
MUNLV Düsseldorf , LANUF (Projektträger)
Kooperation:
Landwirtschaftskammer NRW
Projektbearbeitung:
Ansprechpartner: MSc. Marc Wolf
Dipl.-Ing. H. Kivelitz (ehemals)
LTA Sabine Bidermann
Projektzeitraum:
2008 - 2017

Projektziel:
In Anbetracht einer abnehmenden Ressourcenverfügbarkeit in den Grünlandregionen Nordrhein-Westfalens konzentrieren die Landwirtschaftskammer NRW und der Fachbereich Agrarwirtschaft der FH Südwestfalen in Soest ihre Versuchs- und Forschungsaktivitäten in allen Fragen der Grünlandbewirtschaftung. Ziel dieser Kooperation ist es, mit Effizienzsteigerungen in der Futterproduktion auch in Zukunft eine nachhaltige Entwicklung von Grünlandbetrieben zu gewährleisten. Entsprechend führen die Kooperationspartner Landwirtschaftskammer NRW und FH Südwestfalen die Versuchsvorhaben zur Lösung von Beratungsaufgaben gemeinsam durch. Zusätzlich sollen Projekte in der angewandten Forschung gezielt innovative Entwicklungen forcieren. Die Bearbeitung spezieller Fragestellungen mit umweltrelevanten Aspekten oder förderpolitischen Hintergründen stellt dabei Datenmaterial für die Politikberatung zur Verfügung.
Ausdruck dieser Kooperation ist die Grünlandversuchsstation in Remblinghausen, bei Meschede im Sauerland. Ein seit vielen Jahren durch die Mitwirkung in verschiedenen Projektvorhaben ausgewiesener, landwirtschaftlicher Betrieb stellt dafür Flächen langfristig zur Verfügung und hat am Aufbau der Versuchsstation mitgewirkt.
Das Forschungs- und Personalkonzept ist mit dem Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz abgestimmt.

Folgende Versuche werden derzeit von der FH SWF eingebracht:

Versuch zur Derogationsregelung

Eine langjährige, praxisnahe Untersuchung der Ausbringung von 230 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr aus Viehdung bei intensiver Grünlandbewirtschaftung und die damit einhergehenden Nitratauswaschungen und Stickstoffnutzungseffizienz.

Weidesimulationsversuch

Ein Modellversuch zur intensiven Kurzrasenweide im unmittelbaren Systemvergleich mit Nutzungsalternativen, mit dem Ziel Kurzrasenweidebestände, bezogen auf die futterbauliche Leistung, Narbenqualität und N-Effizienz, langfristig zu optimieren.

Ammoniakemissionen nach Biogasgülleapplikation

Der Vergleich von Nährstoffeffizienz und Emissionsverhalten nach der Ausbringung von Biogasgülle auf Grünland, in Abhängigkeit von der Ausbringungsmenge und verschiedenen pflanzenbaulichen Maßnahmen um Ammoniakverluste zu reduzieren.

Frässaat zur Etablierung von Leguminosen im Grünland

Die Entwicklung eines „Hybridsystems“ zur Steigerung der Produktion von Futterprotein zur Silagenutzung mittels erhöhter Leguminosenanteile von Grünland, sowie der Einfluss von Maßnahmen zur Leguminosenförderung auf die Leistung der gesäten Arten.

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Klimaorientierte Anpassungsstrategien in der Landwirtschaft -optimierter Klimabetrieb

Projektleitung:
Prof. Dr. Bernhard C. Schäfer
Prof. Dr. Thomas Weyer
Prof. Dr. Harald Laser
Prof. Dr. Jürgen Braun
Förderung durch:
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
Ministerium für Klimaschutz, Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz NRW
Kooperation:
Julius Kühn-Institut, Pflanzenbau und Bodenkunde, Prof. Dr. J. Greef, Braunschweig
Von Thünen-Institut, Agrartechnologie und Biosystemtechnik, Dr. J. Brunotte Braunschweig
Projektbearbeitung:
M.Sc.agr. Sarah Lütke Börding
M.Sc.agr. Paul Schattschneider
Projektzeitraum:
01.10.2010 - 30.09.2013
Projektziel:
Die landwirtschaftlichen Betriebe sind sowohl Betroffene als auch Mitverursacher des Klima-wandels. Im landwirtschaftlichen Sektor sind Klimaanpassungsstrategien und Klimaschutz eng verzahnt. Risiken und Schäden gegenwärtiger und zukünftiger Klimaveränderungen müssen aufgefangen werden durch gezielte Anpassungen der Produktionstechnik.

Auf der anderen Seite werden durch die landwirtschaftliche Produktion von Nahrungsmitteln und nachwachsenden Rohstoffen auch Klima wirksame Gase emittiert. Die Emission von Spurengasen muss minimiert werden

Vor diesem Hintergrund werden die am Fachbereich Agrarwirtschaft und anderen Institutionen entwickelten pflanzenbaulichen Verfahren im Sinne einer Hightech-Strategie zum pflanzenbaulichen Gesamtkonzept einer ‚Klimafarm‘ zusammengeführt.

Tagungsband

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Einsatz mobiler Automatischer Melksysteme und angepasster Strategien der Milchviehbeweidung unter den Aspekten Tiergesundheit, Hygiene, Milchqualität und Ressourcenoptimierung

Projektleitung:
Prof'in. Dr. Margit Wittmann
Prof. Dr. Harald Laser
Förderung durch:
Landwirtschaftliche Rentenbank
Projektbearbeitung:
Dr. agr. Gudrun Plesch
Projektzeitraum:
01.10.2010 - 31.08.2013

Der Verbleib der Milchviehhaltung in Grünlandregionen durch eine rentable Milchproduktion (maximale Milcherzeugung aus der Weide) wird angestrebt. Um die körperliche Belastung bei der Melkarbeit zu reduzieren und größere Flexibilität zu erlangen, wird die Weide mit dem Melkroboter kombiniert. Am Fachbereich Agrarwirtschaft der Fachhochschule Südwestfalen wurde das Projekt ‚Einsatz mobiler Automatischer Melksysteme (AMS) und angepasster Strategien der Milchviehbeweidung unter den Aspekten Tiergesundheit, Hygiene, Milchqualität und Ressourcenoptimierung‘ von Oktober 2010 bis August 2013 bearbeitet.
Die Ergebnisse als pdf-Datei >