Teil 2: Hintergründe und Fakten zum Maisanbau
Entwicklung des Maisanbaus in Bayern
Die Maisanbaufläche hat vor allem in den Jahren 1960 bis 1985 durch den Anstieg der Viehhaltung und die Nutzung von Mais in der Tierfütterung stark zugenommen (Abbildung 1). Nach einem leichten Anbaurückgang beim Silomais ab 1985 stieg er 2004 durch die vermehrte Nutzung als Biogassubstrat wieder etwas an. Spätestens seit dem Jahr 2014 sind die Anbauflächen nahezu konstant geblieben bzw. ist ein leichter Rückgang zu verzeichnen. Aktuell wird mit 78 % vorrangig Silomais angebaut. Der Anteil an Körnermais beträgt 22 %. Insgesamt werden drei Viertel der Maisanbauflächen (Silo- und Körnermais) in Bayern zur Produktion von Tierfutter verwendet. Auf die Erzeugung als Biogassubstrat entfallen dagegen nur ein Viertel der Flächen.
Nach Angaben des Bayerischen Pflanzenbauspiegels sind in Bayern im Jahr 2021 insgesamt 548.486 ha unter Maisanbau gewesen. Bezogen auf die in Bayern vorhandene landwirtschaftliche Nutzfläche von ca. 3,1 Mio. ha, waren im Jahr 2021 ca. 14 % mit Silomais bestellt. Betrachtet man den Silomais für die Biogasnutzung, wurden ca. 4,2 % der gesamten bayerischen landwirtschaftlichen Nutzfläche dafür verwendet.
Energie- und CO2-Bilanz des Maisanbaus zur Biogasgewinnung
Der Anbau von Silomais spielt für die Gewinnung von Biogas eine wichtige Rolle. Innerhalb der Energiepflanzen ist Mais mit 72 % das meistgenutzte Biogassubstrat.
Der wichtigste Grund für die vorrangige Nutzung liegt im hohen Energieertrag je Hektar. Silomais hat im Vergleich zu den anderen Energiepflanzen den höchsten Methanhektarertrag. Dies liegt in der Kombination von hohen Biomasseerträgen pro Fläche und hoher Biogasausbeute. Eine Studie der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) und des Wissenschaftszentrums Weihenstephan der TU München kommt zu dem Ergebnis, dass durchschnittlich mit einem Primärenergieaufwand von 11 GJ pro Hektar 435 GJ an Energie in Form von vergärbarer Biomasse erzeugt werden können. Auf Feldebene, also ohne Ernte, Abfuhr, und Silierung, entspricht dies dem Faktor 39. Diesen hohen Faktor erreicht keine andere Energiepflanze. Die Ergebnisse beruhen auf einem zweijährigen Feldversuch in Bayern. Die Maiserträge lagen dabei im Mittel bei 24 Tonnen Trockenmasse pro Hektar und Jahr. Dieser Ertrag ist sicher hoch und kann in Abhängigkeit von der Sorte, dem Jahr sowie regional schwanken. Andere Studienergebnisse, die einen Substratmix von Biogasanlagen untersucht haben, bei dem Mais mit 69 % das Hauptsubstrat in der Rationsgestaltung war, kommen auf ein Verhältnis von Input zu Output von 1:18, was immer noch sehr hoch ist. Betrachtet man den weiteren Prozess der Biogasgewinnung und -nutzung, liegt das Verhältnis von Energieaufwand zu Energiegewinn bei ca. 1:6 bis 1:10.
Von allen Energiepflanzen hat Mais die beste Energiebilanz.
Der überwiegende Teil der Biogasanlagen nutzt das produzierte Gas, um in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) Strom und Wärme zu erzeugen. Der Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Die entstehende Wärme kann vielfältig genutzt werden. Nach Abzug der Wärme, die die Biogasanlage selbst benötigt, z. B. zum Beheizen des Fermenters, kann die Wärme über Nahwärmenetze Ortschaften mit nachhaltiger Wärme versorgen. Neben öffentlichen Gebäuden können auch Privatpersonen an diese Netze angeschlossen werden. Beides, also die Strom- und Wärmenutzung spart fossile Energieträger ein und reduziert klimarelevante Emissionen. Biogasstrom ersetzt zu 70 % Strom aus fossilem Erdgas und zu 30 % Strom aus Steinkohle. So kann pro Hektar Silomais im Saldo eine Einsparung von 8.463 kg CO2-Äquivalente bzw. 55 % erreicht werden. Pro Hektar Energiemais werden bei angenommener Stromkennzahl von 1 außerdem ca. 20.217 kWh Wärme erzeugt, was 1.909 Liter Heizöl ersetzen könnte.
Beim Maisanbau wird in der Biomasse mehr CO2 eingespeichert als aufgrund des Anbaus (Maschineneinsatz, Düngemittelherstellung) freigesetzt wird. Im Vergleich mit anderen Nutzpflanzen bindet Mais als C4-Pflanze und durch die hohen Biomasseerträge CO2 besonders gut. Um das in der Biomasse gebundene CO2 auch langfristig zu binden bzw. zu speichern, sollten bei der nachgelagerten Biogasproduktion CO2-Emissionen minimiert werden, z. B. durch eine ganzheitliche Nutzung der entstehenden Energie sowie der Vermeidung von Methanschlupf. Für eine langfristige CO2-Fixierung ist es wichtig, das beim weiteren Prozess freiwerdende CO2 abzufangen und z. B. für stoffliche Nutzungspfade zu nutzen.
Zum Nachlesen finden Sie hier die anderen Teile der Serie:
| Teil | Thema |
| 1 | Einführung ins Thema |
| 2 | Hintergründe und Fakten zum Maisanbau: Entwicklung, Energie- und CO2-Bilanz des Maisanbaus zur Biogasgewinnung |
| 3 | Nachhaltigkeit und Herausforderung von landwirtschaftlichen Betrieben mit Maisanbau? |
| 4 | Biodiversität, Fruchtfolge, EU-Regelungen |
| 5 | Humusbilanz |
| 6 | Erosionen |
| 7 | Organische Düngung |
| 8 | Pflanzenschutz |
| 9 | Erntetransport |
| 10 | Maisanbau im ökologischen Landbau und Fazit |