Griechenland wird stets mit Olivenbäumen assoziiert. Das wertvolle Öl – einst als Gold der Götter gepriesen - zählt sicherlich zu den wichtigsten Eckpfeilern der medizinischen Grundversorgung der griechischen Bevölkerung, die weltweiter Spitzenkonsument bezüglich Olivenöl ist. Die wertvollen Inhaltsstoffe und deren medizinische Wirkung sind wohl meist bekannt und unumstritten. Weniger weiß man landläufig jedoch über den Wert der lästigen Abfallstoffe aus der Olivenölproduktion, die mit über 80% bezogen auf die Gesamtolivenmenge eine nicht unbedeutende erneuerbare Energieressource darstellen. Wenn man für dessen Nutzung anstelle uneffizienter Verbrennungsmethoden moderne Technologien wie die Biogaserzeugung oder die thermische Vergasung einsetzen würde, könnte aus dem bislang wertlosen Abfall auf ökologisch verträgliche Weise sogar ein erheblicher Profit durch den Verkauf von daraus erzeugtem elektrischen Strom oder auch synthetischem Biotreibstoff (BTL) entstehen. Somit bietet sich für die Olivenbauern ein wesentlich erweitertes Nutzungspotential aus dieser wertvollen Pflanze mit erhöhtem Einkommen und weniger Abhängigkeit von EU-Subventionen.
Der Olivenbaum ist wohl der anmutigste Baum mit längster Geschichte, denn schon vor 7000 Jahren wurde er im vorderen Orient kultiviert und von phönizischen und griechischen Händlern über den ganzen Mittelmeerraum verbreitet. Vor etwa 3000 Jahren gab es auf Kreta bereits große Ölbaumkulturen. Aus den Früchten, den Oliven, wurde ein sehr feines Öl gewonnen, das als Speise-, Salb- und Heilöl verwendet wurde.
Der Olivenbaum liebt das Klima des Mittelmeerraumes mit seinen trockenen Sommern und milden Wintern. Er wächst sehr langsam auf kargen, bevorzugt kalkhaltigen Böden und erst nach 5-7 Jahren blühen die immergrünen Pflanzen das erste Mal. Seine Wildform findet sich häufig in den Plantagen-Gegenden und zeigt mit Stacheln und kleinen Früchten seine ursprüngliche, charakteristische Überlebenskraft und Ausdauer. Uns allen bekannt ist vielmehr die kultivierte Form, welche jährlich aufgrund bestimmter Wachstumsgesetze und zur Ertragssteigerung geschnitten und auch veredelt wird. Wie hoch die Ernte letztlich pro Jahr ausfällt, hängt von vielen Faktoren ab, wobei sicher die Sonneneinstrahlung als primärer Energie-Lieferant die grösste Rolle spielt, denn ein Olivenbaum ist geradezu das beste Beispiel von Umwandlung solarer Energie in gespeicherte Biomasse. Dieser Effekt präsentiert sich uns Menschen am deutlichsten im wertvollen Olivenöl, aber auch in den damit verbundenen mengenreichen Abfallstoffen, deren zeitgemässe Verwertung immer noch als ungelöstes Problem gilt.
Die Ernte ist wohl der aufwendigste Teil der Olivenöl-Gewinnung. In den oft steilen Lagen werden die Oliven von Hand gepflückt. Damit die empfindlichen Früchte nicht den Boden berühren, werden sie in Netzen aufgefangen, die auf dem Boden ausgebreitet werden. Die Olivenernte ist also meistens reine Handarbeit. In Reihenplantagen werden auch schon elektrische Rüttelmaschinen verwendet. Allerdings bleibt auch hier viel Handarbeit nicht aus. Bei der Ernte muss höchste Sorgfalt walten. Zwischen Ernte und Pressung sollen nicht mehr als 3-4 Tage vergehen. Von Blättern und Zweigen getrennt, werden die Oliven gewaschen und dann gemahlen. Durch Mitvermahlung von Blättern und Stengeln wird ein deutlich bitteres Olivenöl erhalten. Der Fruchtbrei wird anschließend mit Zusatz von Warmwasser extrahiert und in einer Zentrifuge getrennt und das so gewonnene naturtrübe Öl noch von Restwasser befreit. Als Rückstand verbleiben große Mengen von belastetem Abwasser und Trester.
Olivenöl ist stets seinen Preis wert. Ein Produkt wie Olivenöl, das einem hohen Anspruch gerecht werden will und unter so großem Aufwand hergestellt wird, kann nicht billig sein. Anbau, Pflege und Ernte fordern letztlich ihren Preis.
Besonders bemerkenswert ist die Geschmacksvielfalt der Olivenöle. Wie beim Wein hängt der Geschmack unmittelbar von der Sorte, dem Anbaugebiet (Boden), der Erntezeit und dem Klima ab. Es gibt eine breite Palette verschiedener Geschmacks- und Geruchssorten, die zwischen erdig oder fruchtig, mandelartig oder apfelartig, süß oder bitter schwanken.
Wie bei vielen anderen Lebensmitteln muss man auch hier zwischen erwünschten Aromen und unerwünschten Geschmackskomponenten (Fehlern) unterscheiden. Oliven werden je nach Anbaugebiet und Reifegrad zwischen November und Februar geerntet. Im Verlauf ihres Reifungsprozesses ändert die Olive ihre Farbe von dunkelgrün über grüngelb zu gelb mit roten Flecken, dann über violett zu schwarz. Bei erntereifen Oliven sollte die Schale schwarz und das Fruchtfleisch noch violett sein. Bei überreifen Oliven ist dann auch das Fruchtfleisch schwarz. Parallel zum Reifegrad ändert sich das Aroma des aus diesen Oliven gewonnenen Olivenöls. Mit dem Reifegrad nimmt auch der Ölgehalt der Oliven noch deutlich zu, jedoch steigt auch der Gehalt an gesättigten Fettsäuren durch Oxidation bereits wieder an. Im Endeffekt muss aber jeder Bauer selbst den geeigneten Reifegrad bestimmen, der notwendig für die Qualität und Quantität des Olivenöls ist, das er gerne produzieren mochte.
Die Qualität eines nativen Olivenöles wird in erster Linie durch sein fruchtiges Aroma bestimmt und sollte in Geruch und Geschmack an frische, gesunde und erntereife Oliven erinnern. Bei der Pressung vollreifer, gesunder Oliven tritt dieses fruchtige Aroma besonders intensiv auf und wird meistens von einem süßen Geschmack begleitet. Bei der Verwendung unreifer, grüner Oliven zur Ölherstellung wird das fruchtig-reife Aroma durch einen typischen grünen Geruch und Geschmack ersetzt. Einige Olivenöle weisen zudem ein grasiges Aroma auf, welches an frisch gemähtes Gras erinnert. Gerade grüne, bittere und scharfe Öle sind bei der Bevölkerung in vielen Anbauregionen besonders beliebt und eigenen sich hervorragend für Salate und die kalte Küche.
Medizinische Wirkung der Oliven-Inhaltsstoffe
Olivenöl enthält neben den wichtigen ungesättigten Fettsäuren eine Reihe von Begleitstoffen, die nachweislich eine vielfältige positive Wirkung auf die menschliche Gesundheit haben.
Olivenöl besteht zu 55-80% aus einfach ungesättigten Fettsäuren, hauptsächlich Oleinsäure (Ölsäure), die schützend gegen koronare Herzerkrankungen wirken, indem sie zur Hormonbildung beitragen, welche die Herzmuskeldurchblutung, den Blutdruck, den Herzrhythmus und die Blutgerinnung regulieren und der Ablagerung von "schädlichem" LDL-Cholesterin vorbeugen. Auch die Aufnahme von Calcium und Vitamin D3 wird durch die Oleinsäure verbessert. Ferner besitzt Olivenöl noch bis zu 21% mehrfach ungesättigte Fettsäuren, wie Linol- und Linolensäure (n-3 Fettsäuren) mit ähnlicher Wirkung. Daß jedoch andererseits gerade diese ungesättigten Fettsäuren aufgrund ihrer Fähigkeit zur Radikalbildung im Körper kein Gesundheitsrisiko bewirken, ist wichtigen Antioxidantien im Olivenöl zu verdanken, nämlich den Vitaminen E (?-,?-Tocopherol), A, ?-Carotin, Polyphenole, Flavonoide, Phytosterole und Squalen, welche auch eine erhebliche krebshemmende Wirkung besitzen. Hinzu kommen wertvolle Mineralien wie Kalium, Calcium, Magnesium und Phosphor sowie Spurenelemente (Eisen, Selen).
Ein bislang noch wenig beachteter gesundheitlicher Aspekt liegt in weiteren medizinischen Wirkstoffen des Olivenbaums, nämlich den sogenannten Iridoiden, die in den Oliven und in den Blättern vorhanden sind und eine stark antibiotische Wirkung haben. Diese zu den Polyphenolen zählenden Bitterstoffe, von denen das sog. Oleuporein das wichtigste ist, bewirken im Reifeprozess durch einen Fermentationsvorgang (Diphenoloxidase) schließlich auch die schwarze Farbe der Oliven, mit Aminosäuren bilden die labilen Oleuporeine Alkaloide. In ihrer Wirkung sind diese bitteren Glykoside äußerst antibakteriell und hemmen sowohl im menschlichen Organismus ein Aufkommen pathogener Keime und entzündlicher Erkrankungen und zeigen auch bei der mikrobiologischen Aufbereitung der bei der Olivenverarbeitung entstehenden Abfallstoffe eine stark hemmende Wirkung (Inhibitor-Eigenschaften).
Ein weiterer besonderer Wirkstoff namens Oleocanthal zeigt eine nachgewiesene Schmerz- und Entzündungshemmung durch seine Wirkung auf das sogenannte Prostaglandin-System des menschlichen Organismus. Eine vereinfachte Übersicht über den Wert aller Inhaltsstoffe eines reinen, hochwertigen Olivenöl zeigt die nachfolgende Tabelle:
Gesundheitsfördernde Eigenschaften des Olivenöls Wirkstoffe im Olivenöl / Wirkmechanismen
Verringerung des Risikos für Arteriosklerose und Thrombose (Herz-Kreislauferkrankungen) Oleinsäure (einfach ungesättigte Fettsäure) bewirkt Senkung des LDL-Cholesterins und reduziert Aktivierung der Endothelzellen,
Sterole, Polyphenole, Flavonoide (Gerinnungshemmung, Erhöhung der Gefässelastizität, antioxidative Wirkung)
Senkung von erhöhtem Blutdruck
Vorbeugung gegen Diabetes (Typ 2) positive Wirkung von Oleinsäure
Reduktion des Insulinbedarfs bei Altersdiabetes
Förderung des Knochenwachstums Oleinsäure verbessert Aufnahme von Ca und Vitamin D3
Vorbeugung gegen Osteoporose
Verbesserung der Verdauung
Linderung bei Magen- und Darmgeschwüren
Stärkung und Reinigung der Leber
Wirkung gegen Obstipation einfach ungesättigte Fettsäuren (Oleinsäure) regen Gallenfluss an
Schutz vor Krebs (insbes. Brust-, Darm- und Prostatakrebs)
Stärkung des Immunsystems Oleinsäure senkt Aktivität des Gens Her-2/neu (verantwortlich für aggressive Tumore) und hilft beim Zellaufbau
Antioxidantien (Vitamine E, A, Tocopherol, Squalen, Polyphenole) und Flavonoide wirken als Radikalfänger, Zellmembrane werden stabiler und weniger anfällig gegen die Zerstörung durch "Freie Radikale" (wirksame Unterbrechung der sog. Lipid-Peroxidation)
Mineralstoffe und Spurenelemente
Minderung der Hautalterung Verringerung der Zelloxidation durch Antioxidantien, Phenole, Squalen
Fettsäurezusammensetzung ist ähnlich dem Unterhautfettgewebe,
Vitamin E fördert die Elastizität und Belastbarkeit der Haut
Anregung der Muskeltätigkeit und der Schleimhäute, Lösung von Verhärtungen und Durchwärmungseffekt
Schmerz- und Entzündungshemmung Hemmung der Enzyme COX-1/2 bei der für die Schmerzübertragung verantwortlichen Prostaglandin-Bildung im Körper durch Oleocanthal,
Wirkung der Oleinsäure bei der sog.Eicosanoid-Synthese,
n-3 Fettsäuren reduzieren Entzündungs- u.Immunreaktionen
Linderung bei Rheuma
Ausgleich bei Mangel an weiblichem Sexualhormon Östron Nach der Menopause von Bedeutung, wenn die Eierstöcke kaum mehr Östradiol produzieren (im Olivenkern enthaltenes Östron)
Sehr entscheidend ist bei der Wirksamkeit der in hochwertigem Olivenöl enthaltenen Komponenten stets ihr spezifisches Zusammenwirken untereinander sowie auch mit anderen Wertstoffen aus natürlicher, gesunder Grundernährung (Fisch, Gemüse etc.).
Man sollte deshalb neben der fundamental entscheidenden Herkunftsqualität auch auf eine typische bittere Geschmacksnote sowohl bei den Ess-Oliven als auch im Öl Wert legen, um diese phyto-pharmazeutischen Wirkstoffe zur eigenen Gesundheit nutzen zu können. Wie fade und ausgelaugt schmecken oft käufliche Oliven, denen jegliche Wertstoffe durch eine chemische Behandlung entzogen wurden.
Leider haben jüngst durchgeführte objektive Tests auch bewiesen, dass mit Olivenöl nicht unbedingt ein guter gesundheitlicher Wert garantiert wird. Vielfach ist leider auch in Griechenland festzustellen, dass der Wunsch nach Quantität (Ölausbeute) überwiegt und somit überwiegend Missbrauch mit chemischen Pflanzenschutzmitteln betrieben wird, welche sich meist im Produkt wiederfinden (Phthalate, Benzoapyrene, Pestizidrückstände etc.). Hat nicht gerade der Olivenbaum über Jahrtausende selbst bewiesen, dass er mit seinem natürlichen Gehalt an Polyphenolen eine eigene Abwehr gegen Schädlingsbefall (v.a.Pilze) besitzt. Eigene Erfahrungen mit über 25-jährigem biologischem Anbau beweisen, dass diese modernen Mittel nicht erforderlich sind und dem Ruf des hochwertigen Olivenöls großen Schaden zufügen. Vielmehr bewirkt der Pestizideinsatz eine empfindliche Schwächung der mannigfaltigen Ökosysteme und auch der pflanzeneigenen Abwehrsysteme und somit einen irreversiblen Dauerschaden in der Pflanze. Nur wenige griechische Olivenbauern praktizieren biologischen Anbau, da er viel Geduld und Kenntnis natürlicher Mechanismen und Kreisläufe erfordert.
Deutsche Forschungen haben bewiesen, dass die natürlichen phytotoxisch wirkenden, amphiphilen Polyphenole (v.a. Oleuporein) - gewonnen aus dem Oliventrester - sich bestens als ökologisches Pflanzenschutzmittel eignen und erntevernichtenden Schimmelpilzen wie dem Grauschimmel (Butrytis cinerae) bei Tomaten und Äpfel oder dem Getreideschädling Fusarium culmorum als auch der Kartoffelfäule (Phytophthora infestans, Alternaria solani) wirksam Einhalt gebieten können. Vielleicht verdrängen diese natürlichen Spritzmittel eines Tages auch die ökologisch bedenklichen Spritzbrühen aus Kupfersulfat und Netzschwefel („Bordialos boltos“), die in Griechenland vielfach im Einsatz bei Gemüse, Obst und Weinbau sind und zunehmend den Boden und das Grundwasser (Kupfer als nicht abbaubares Schwermetall !) belasten und auch in den Früchten giftige Rückstände hinterlassen.
Energie-Erzeugung aus Oliven-Reststoffen mittels Biogas
Ein stattlicher Olivenbaum liefert etwa 40 +/-20 kg Oliven pro Erntesaison. Reife Oliven enthalten im Mittel 22% Öl, 28% Trockensubstanz und 50% Vegetationswasser. Hieraus lässt sich je nach Sorte und Anbaulage Olivenöl im Verhältnis 1 : 5 gewinnen, also im Mittel 8 +/-4 kg Öl pro Baum. Der Wert dieses Öls ist unbestritten, jedoch hängt der Erlös für die Bauern auch von der Gesamterntemenge und Qualität ab, er liegt im Mittel bei 2,4 +/-0,5 €/kg, das ist der Preis, den die Genossenschaften gegenwärtig den Bauern zahlen. Auf dem freien Markt wird Olivenöl je nach Güteklasse zwischen 4 und 30 € pro kg gehandelt.
Ein bislang noch relativ unbeachteter Wert schlummert noch in den Abfallstoffen der Olivenauf-bereitung, nämlich dem Oliventrester, dem Abwasser und auch im Schnittholz , welches jährlich in beträchtlicher Menge anfällt. Weltweit werden jährlich bei einer Gesamtproduktion von ca.2,4 Mio t Olivenöl ca.30 Mio m³ fester und flüssiger Abfall mit hohem Energieinhalt erzeugt.
Der feuchte Oliventrester, der immerhin noch 80% der ursprünglichen Erntemenge beträgt, besteht aus den Rückständen der Olivenmühlen und setzt sich zusammen aus dem abgepressten Fruchtfleisch, den vermahlenen Kernen und Restwasser. Diese Masse enthält nach der Entwässerung noch etwa 44% Wasser, 4% Rest-Öl, 32% organische Reststoffe, 20% anorganische, mineralische Bestandteile. Das Olivenabwasser aus der Fest-Flüssig-Trennung und dem Waschprozess ist ebenso organisch hoch belastet und hat einen bis zu 200-fachen Sauerstoffbedarf (CSB-Wert) gegenüber kommunalem Abwasser. Im Gesamtabfall treten bis zu 1% Polyphenole auf. Je nach Ölgewinnungsprozess beträgt die Abwassermenge 0,3 – 1,2 Liter pro kg Oliven. In Griechenland fallen bei der vorwiegenden 3-Phasenabtrennung etwa 0,8 l/kg Oliven entsprechend ca.1,3 m³ Abwasser pro t Abfalltrester an.
Was lässt sich mit diesen grossen Mengen an energiereichen Abfallstoffen noch anfangen?
Im Zeitalter der regenerativen Energieerzeugung gewinnen diese als Abfall deklarierten „nachwachsenden Rohstoffe“ ein hohes Ansehen.
Viele Ölmühlen verwerten einen Teil des Tresters bislang durch direkte Verbrennung zur Beheizung des Wasch- und Extraktionswassers. Dies ist jedoch keine wegweisende Lösung des Abfallproblems, da die erzeugten Abgase Schadstoffe enthalten und auch nur ein Teil der Abfallmenge hierfür in Frage kommt. Auch das Konzept der Pelleterzeugung (unter dem Tarnbegriff „Biomasse-Raffinerie“) stellt keine ökologisch sinnvoll Lösung dar, wenn der Abfall letztlich wieder direkt verbrannt wird.
Versuche, aus dem Trester zusammen mit Molasse aus Zuckerfabriken durch Fermentation eine Proteinbildung zu erreichen und das Produkt als Tiernahrung zu vermarkten, können nur eine Sonderlösung sein, die das Abfallproblem jedoch nicht durchschlagend behebt.
Ebenso als noch nicht marktfähig sind Verwertungskonzepte zu betrachten, die den Olivenabfall als Ersatz für fossile Phenole zur PU-und Phenoplast-Erzeugung einsetzen wollen.
Eine sinnvolle Verwertung der biologisch abbaubaren Substanzen (Trester und Abwasser) wird nur durch eine innovative anaerobe Vergärung (Biogas-Erzeugung) gewährleistet. Hierbei wird durch mikrobiellen Abbau der kohlenstoffhaltigen Reststoffe Biogas erzeugt, welches zu 70% aus Methan (Erdgas) besteht. Jedoch bietet der Abbau von Oliventrester das spezifische Problem der antibiotischen Phenole (Hydroxytyrosol, Tyrosol, Lignane) und Polyphenole (Oleuporein), die die Aktivität der Mikroorganismen in einer Biogasanlage stark einschränken können. Nur über geschickte Substrat-Komposition durch Beigabe von geeigneten Co-Substraten oder auch durch chemische oder physikalische Vorbehandlung der Inhibitorstoffe gelingt es, diese Abfallstoffe in ein abbaufähiges Material umzuwandeln, welches auch gute Methanausbeuten aufgrund der hohen organischen Inhalte gewährleistet.
Entscheidend ist hierbei, den Prozess genau nach seinen physikalisch-chemischen Erfordernissen stufenweise ablaufen zu lassen und die Mikroorganismen der einzelnen Reaktorstufen mit hoher Zelldichte und hoher Aktivität bereitzustellen. Diese Anforderungen werden derzeit nur von innovativen Biogas-Technologien erfüllt, welche mit immobilisierten Zellkulturen arbeiten und eine prozessgerechte Konstruktion des Bioreaktors realisieren. In Griechenland wird derzeit das innovative System BIOCONVEX, welches diesen hohen Anforderungen entspricht, in Kooperation mit den nationalen Universitäten NTUA Athen und AUTH Thessaloniki propagiert. Alle anderen Verfahren sind in der Regel mit hohen Vermischungseffekten und geringer Zellkonzentration behaftet und aufgrund ihrer „Eintopf-Charakteristik“ wenig erfolgreich bei der Behandlung von Olivenabfall. Nur das sehr innovative BIOCONVEX-Verfahren vermag diese Forderung aufgrund seiner Reaktorkonzeption (Multistage-Prinzip) und einer gezielten Vorbehandlung und Abtrennung der hemmend wirkenden Polyphenole (sogar mit Rückgewinnung) vor der eigentlichen Vergärung zu realisieren. Bei speziell abgestimmter Substratzusammensetzung und Einsatz bestimmter Mikroorganismen aus überreifen, verschimmelten Oliven an der richtigen Abbausequenz ist mit diesem System auch ein restloser mikrobieller Abbau von Polyphenolen möglich.
Eine derartige BIOCONVEX-Anlage kann bei einem Input von 1 t/h Oliventrester etwa 166 m³ Biogas (70% Methan) stündlich liefern, woraus sich mit einem Gasmotor (BHKW) oder einer Micro-Gasturbine insgesamt mindestens 1100 kW Gesamtleistung erzeugen lässt. Hieraus kann im BHKW etwa 380 kW elektrische Leistung und 580 kW thermisch verwertbare Energie gewonnen werden, wobei der Eigenbedarf und der Systemverlust schon abgezogen sind. Immerhin lassen sich netto noch 2700 MWh jährlich in das öffentliche Stromnetz einspeisen, bzw. damit gut 800 Haushalte mit Strom versorgen, ferner stehen 5000 MWh thermische Energie für weitere Zwecke zur Verfügung (z.B. Trocknung von Obst, Gemüse aber auch Kühlung über Wärmepumpe). Zuguterletzt bietet dieses ausgereifte Biogas-Konzept noch eine Einnahmequelle über den Verkauf von hochwertigem Mineraldünger in der Zusammensetzung der ursprünglichen Biomasse bei einem mittleren Preis von 350 €/t org.Trockensubstanz. Da ferner das Betreiben einer BIOCONVEX-Anlage meist durch Privat-Investoren erfolgt, ist ein weiterer Erlös durch eine Abfallgebühr von etwa 20-50 €/t gerechtfertigt, was etwa nur 1,7 - 4 €-Ct pro kg Oliven bzw. 7 – 18 €-Ct pro kg Öl entspricht.
Alle diese Erlösquellen stellen eine BIOCONVEX-Anlage sehr wirtschaftlich dar und bedeuten bereits ohne Fördermittel eine Kapitalrückflussdauer von 3,4 – 2,2 Jahre (bzgl.Ganzjahresbetrieb) je nach Annahmegebühr (20-50 €/t). Eine mögliche nationale als auch EU-finanzierte Förderung senkt den Investitionsbedarf von ca.1,5 Mio € um bis zu 45%, ferner sind national auch Steuervergünstigungen bis 100% möglich.
Eine Biogasanlage Typ BIOCONVEX mit 1t/h Input benötigt saisonal etwa den Trester-Abfall von rund 3200 t Oliven aus etwa 80000 Bäumen, entsprechend einem Anbaugebiet von 3200 Stremata (1 Strema = 1000 m²).
Zusammen mit dem immensen Anfall von nassem Abfalltrester bei der Olivenöl-Herstellung lässt sich gleichzeitig auch das hochbelastete Olivenabwasser in einer Biogasanlage gut verwerten, da diese Anlagen optimal nur mit max.10% organischer Trockensubstanz laufen, also belastetes Abwasser ein ideales Substrat ist und bei Abwassereinsatz auch sogenanntes Rücklaufwasser eingespart wird. Eine 1t/h BIOCONVEX-Anlage für kombinierten Trester/Abwasser-Eintrag (= 1t Gesamtabfall/h) rechnet sich bei 50 €/t Abgabegebühr schon nach 1,7 Jahren (bzgl.Ganzjahresbetrieb). Bei einer installierten elektrischen Leistung von 200 kW beträgt der jährliche Gewinn 460 000 € vor Steuer bei einer Investition von 860 000 € für eine derartige Anlage, die auf eine Anbaufläche von 1400 Stremata mit ca.35000 Bäumen (1400 t Oliven pro Ernte = 900 t Trester + 1200 t Abwasser) bezogen ist.
Es liegt also längst auf der Hand, aus dem lästigen stinkenden Bioabfall der Olivenverwertung gute Gewinne zu machen, wenn man in die richtige innovative Technologie investiert. Eine reine Abwasserverwertung durch aerobe Behandlung bringt keine Energie und es bleibt der problematische Restschlamm. Nur eine ausgefeilte anaerobe Technologie – wie es z.B. das BIOCONVEX-Verfahren darstellt – bereitet den Gesamtabfall Trester und Abwasser effektiv mit Energiegewinnung und Düngerproduktion und ggf. noch Wertstoffrückgewinnung (Polyphenole) auf. Eine Abwasseranlage wird aufgrund der internen aeroben Nachbehandlung nicht mehr benötigt, lediglich ein nachgeschaltetes Biotop zur ökologischen Endreinigung durch Pflanzen und Kleinlebewesen (Reed-Bed-System) ist erforderlich, falls das gereinigte keimfreie Abwasser nicht direkt zur Bewässerung verwendet wird.
Da das Oliven-Abfallproblem sich jedoch auf die Erntekampagne bezieht, die im Mittel 3 Monate dauert, muss überlegt werden, wie man die Restzeit für den ganzjährigen wirtschaftlichen Betrieb der Biogaslage gestaltet. Es bieten sich immer andere Substrate aus der Landwirtschaft an wie etwa Grünschnitt, Stroh und auch Energiepflanzen (z.B. Raps, Sonnenblumen), aber auch kommunale organische Abfälle aus Gastronomie, Tierhaltung (Gülle, Kot) etc. an, um eine Biogasanlage ganzjährig nutzen zu können. Aber selbst wenn man eine Biogasanlage nur für die Olivenkampagne betreiben will, wäre eine etwa 4-fache Kapitalrückflusszeit von 6 Jahren bzw. 3.5 Jahren bei Inanspruchnahme von Fördermitteln immer noch akzeptabel.
Erdgas oder Strom aus der Biomasse-Konvertierung
Da bei der Olivenwirtschaft neben den Abfallstoffen aus der Olivenverarbeitung auch jährlich große Schnittmengen an energiereichem Holz anfallen, muss dieser Anteil auch in einem umfassenden Energieerzeugungskonzept berücksichtigt werden. Wie sinnlos ist doch die reine Verbrennung des Schnittholzes in weiten Landesteilen verbunden mit enormer CO2-Belastung und Luftverschmutzung. Es fallen im Schnitt pro Olivenbaum mindestens 60 kg Abfallholz jährlich an, woraus sich etwa 950 MJ (=264 kWh) Energie pro Baum errechnen.
Da jedoch das Ziel einer zeitgemäßen Energieerzeugung aus Umweltschutzgründen und ökonomischen Erwägungen nicht die reine Verbrennung des Rohstoffes Holz sein darf, sollte dieser wertvolle Abfallstoff zuerst zu einem sog. Synthesegas umgewandelt bzw. aufgewertet werden, welches sich dann aber sauber in einer hochwirksamen Gasturbine verbrennen lässt, um direkt Strom bei hohem Wirkungsgrad zu gewinnen. Eine direkte Verbrennung setzt ferner eine Holz-Restfeuchte von kleiner als 20% voraus. Da Frischholz meist ca.40% Feuchte besitzt, muss dieses mindestens 1-2 Jahre luftgetrocknet werden.
Eine besonders geeignete Technologie für ein solches Gesamtkonzept zur Olivenabfall-Nutzung bietet die sog. Niedertemperatur-Konvertierung (LTC = Low Temperature Conversion), welche die organischen und auch lignin-reichen Einsatzstoffe des Olivenbaums über eine thermo-katalytische Umwandlung zu einem Synthesegas bewirkt und sogar die primäre Holzfeuchte für die sog. Reformierungsreaktion bestens nutzen kann.
Dieses anaerobe katalytische Verfahren entspricht einer spezifischen Kombination aus Pyrolyse und Vergasung, es enthält also keine Verbrennungsstufe für den ursprünglichen Einsatzstoff Biomasse (Abfalltrester und Holz). Nach der Schwelgas-Produktion wird die durch Konvertierung (thermochemische Umwandlung) der Biomasse gebildete Kohle mit Wasserdampf vergast. Beide Gasqualitäten werden anschließend in einem Reformer zusammengeführt und zu Methan CH4 (Erdgas) veredelt. Dieses synthetische Erdgas ist speicherfähig und kann aufgrund seiner hohen Qualität direkt für thermische Energieerzeugung verwendet werden oder in ein vorhandenes Erdgasnetz eingespeist werden. Falls beide Möglichkeiten nicht in Frage kommen, kann das Gas ohne Schadstoffbildung in einer Gasturbinenbrennkammer zur Stromerzeugung verbrannt werden. Etwaige Schadstoffe werden bereits vor der Verbrennung über intensive Gaswäsche ausgetragen und gelangen somit nicht ins Abgas sondern werden über das Abwasser in konzentrierter Form rückgewonnen. Alle genannten Alternativen sind für Griechenland von großer Bedeutung, da der Energiemarkt mittlerweile liberalisiert ist und jeder Privatmann Energie erzeugen und in jeder Form gegen Entgelt nach entsprechender Genehmigung (Energiebehörde RAE) in das öffentliche Netz (Strom oder Gas) einspeisen kann.
Eine derartige LTC-Anlage zur Verwertung von 1 t/h Oliventrester erzeugt etwa 180 m³ Syngas pro t Trester bei einer Gesamtleistung 1,8 MW, woraus über ein sog.GuD-Kraftwerk (Kombination von Gas- und Dampfturbine) 1,0 MW elektrische Leistung realisiert werden. Bei einer Stromnetzeinspeisung von fast 7800 MWh jährlich amortisiert sich eine derartige Oliventrester-LTC-Anlage bei einer Investitionssumme von 6,5 Mio € nach etwa 7Jahren, wenn man auch eine Annahmegebühr von max.50 €/t in Rechnung stellt.
Innovative Technologien für Olivenabfallstoff-Verwertung
Auch der anorganische, mineralische Rückstand aus der Konvertierung kann als hochwertiger Dünger verkauft werden. Nimmt man auch noch das ligninreiche und für Biogasanlagen nicht geeignete Schnittholz sowie sonstige verfügbare Biomassen (Abfälle aus Baumwollproduktion, Stroh) in die Bilanz, so gelingt es, eine LTC-Anlage auch außerhalb der Olivenkampagne (November bis Januar) mit guter Auslastung zu betreiben, denn das Schnittholz wie auch Stroh und Baumwollabfall ist überall verfügbar, lagerfähig und verdirbt nicht.
Somit könnten mit einer 1t/h-LTC-Anlage zur Olivenabfallverwertung gut 2300 Haushalte mit elektrischem Strom versorgt werden, also eine fast 3-fache Versorgungsleistung gegenüber der vorgenannten Biogastechnologie. Die benötigte Agrarfläche entspricht – wie schon genannt - etwa einem Baumbestand von gut 80000 Stück auf etwa 3200 Stremata mit einem Ertrag von 3200 t Oliven pro Saison.
Im Vergleich amortisiert sich zwar die Biogasanlage Typ BIOCONVEX etwa schon nach einem Drittel der Zeit, jedoch bietet die LTC-Technologie bei zwar höherem Investitionsbedarf 250% mehr Energiegewinn aus dem Gesamtspektrum Biomasse (incl. lignin- und cellulosehaltige Einsatzstoffe), was an der fast 100% Verwertung der organischen Stoffe bei hohem Wirkungsgrad liegt. Auch der Betrieb einer LTC-Anlage ist für den Betreiber bequemer, da die Produktion jederzeit unterbrechbar ist und kurzfristig wieder auf Vollast gefahren werden kann. Der biologische Abbau organischer Substanzen zu Biogas wird in technischen Anlagen nie bis zum völligen Zerfall betrieben, sondern aus Leistungsgründen meist bei 65% Abbaugrad abgebrochen. Eine Biogasanlage erfordert im Betrieb ferner große Aufmerksamkeit und erreicht nach einer betrieblichen Störung (z.B. geänderte Substratzusammensetzung, Einwirkung von Giftstoffen etc.) erst nach Wochen wieder ihre volle Leistung.
Diese Gedanken sind bei der Entscheidungsfindung für das richtige Verfahren von Bedeutung. Es müssen alle Einflussgrößen wie Rohstoffverfügbarkeit, Logistik, Absatzmarkt (Gas, Strom oder Treibstoff), Anlageverfügbarkeit, Produktionsmenge usw. genau geklärt sein, bevor man ein derartiges Konzept realisiert.
Bio-Sprit aus der Biomasse-Konvertierung
Ökologische Treibstoffe aus Biomasse – sog. BTL (=biomas to fuel) - sind die innovative Alternative für
einen Ölpreis über 60 US-Dollar pro Barrel,
die wirtschaftliche Abhängigkeit von Ölförderländern und
die CO2-Umweltproblematik durch fossile Energieträger
Saubere Bio-Kohlenwasserstoffe sind als Benzin und Diesel, in gleichwertiger Qualität und Leistung wie Erdöl-Destillate, im direkten Systemvergleich kurzfristig, wirtschaftlich und in ausreichenden Mengen nur mit der Konvertierungstechnologie erreichbar.
Als Input-Material zur Bio-Sprit-Herstellung dienen Mischungen aus mikrobiell aktivem Erntegut und Kohlenstoffträgern, aus welchen im Konvertierungsverfahren Kohlenmonoxid und Wasserstoff erzeugt werden, die dann thermolytisch-katalytisch und drucklos zu Bio-Kohlenwasserstoffen veredelt werden. Mittels einer modifizierten Synthol-Verfahrensintegration werden innerhalb von wenigen Minuten qualitativ höchstwertige Benzine und Dieselöle erzeugt, die im Einsatz wesentlich umweltfreundlicher sind als ihre fossilen Originale. Olivenabfall insgesamt ist bestens geeignet für die BTF-Gewinnung, da er noch bis zu 5% Restöle enthalten kann und auch die Belastung durch teerbildende Substanzen wesentlich geringer ist als bei sonstigen Biomassen.
Eine LTC-Anlage zur Herstellung von BTL-Fuel kann bei einer Leistung von 3 t/h Input (Trester + Holz mit einem mittleren Heizwert von 17.5 MJ/kg) etwa netto 3400 t Sprit (Dieselqualität mit Heizwert 42 MJ/kg) pro Jahr liefern. Hierfür wäre der Gesamtabfall von etwa 500.000 Olivenbäumen aus einer Anbaufläche von 20.000 Stremata (20.000 t Oliven) erforderlich. Kalkuliert man einen Verkaufspreis von 0,9 €/l , so rechnet sich die Investition von 15 Mio € bei jährlichen Einnahmen von über 6,3 Mio € durch Spritverkauf über freie Tankstellen schon nach 5 Jahren. Dieser Kraftstoff unterliegt noch keiner Besteuerung wie etwa Biodiesel (RME) und erfordert einen wesentlich geringeren Aufwand als die Herstellung von Bio-Ethanol. In Bezug auf die sehr unsichere Ölpreisentwicklung der Zukunft eröffnen sich mit dieser Technologie beste Chancen für Investoren.
Olivenbäume haben also nicht nur ihren wohlbekannten Wert durch das vielgepriesene Öl, welches zweifellos zu den wichtigsten Eckpfeilern der mediterranen Gesundheitsphilosophie zählt und dessen Inhaltsstoffe in ihrer Wirkung durch die moderne Medizin längst bestätigt sind. Der größte Teil der von der Sonne produzierten Biomasse eines Olivenbaums liegt im Oliventrester, dem hochbelasteten Abwasser und im Schnittholz, was bisher als wertloser und schwer entsorgbarer Abfall betrachtet wurde. Aufgrund der besonders gehaltvollen Biomasse aus der Olivenölproduktion gewinnen mittlerweile weiterentwickelte Biomasse-Verwertungsverfahren nach dem Prinzip der anaeroben Vergärung zur Biogaserzeugung und darüberhinaus auch anaerobe Vergasungsverfahren zur Herstellung von Synthesegas große Bedeutung für diese riesigen Abfallmengen. Auf diese Weise lassen sich sowohl die damit verbundenen Abfallbeseitigungsprobleme in den meist touristisch geprägten Olivenanbauländern wirksam lösen, ebenso können geschickte Unternehmer oder auch Olivengenossenschaften mit diesen Technologien zusätzlich gute Gewinne durch Energieerzeugung, Düngerverkauf und ggf. auch Wertstoffgewinnung erzielen. Der Gewinn für den Olivenbauern ließe sich gegenüber dem reinen Ölverkauf durch Biogaserzeugung um 12% und bei Anwendung der Vergasung nach LTC-Prinzip um 20% steigern.
Nur durch ein Gesamtkonzept, welches sowohl die Produktion hochwertiger, ökologischer Olivenöle und eine gleichzeitige effiziente, energetische Abfallverwertung beinhaltet, wird der moderne Olivenbauer langfristig erfolgreich sein und sein Produkt „Olivenöl“ auch mit entsprechenden Eigenmitteln zur höchsten Qualitätsstufe entfalten. Der Olivenbauer als Energiewirt kann ferner mit großer Unterstützung seitens der EU-Kommission rechnen, da das Thema der regenerativen, nachhaltigen Energieerzeugung mit „bestens verfügbaren Technologien“ an höchster Stelle steht und auch das damit verbundene flächendeckende Abfallproblem ökologisch im Sinne der Kreislaufwirtschaft optimal gelöst wäre. Es stecken also in 1 t Oliven nicht nur 200 kg Olivenöl, sondern noch weitere 200 l (=170 kg) echter Biodiesel oder stattdessen bis zu 2 Monate elektrischer Strom für einen Haushalt als auch bis zu 3,9 GJ (entsprechend 110 l Heizöl) nutzbarer Wärmeenergie, wenn man die bei der Ölproduktion entstandenen Abfälle sinnvoll nutzt und auch die Olivenbäume bekämen über den wertvollen eigenproduzierten Dünger die notwendigen Mineralien in idealer Zusammensetzung für ihr Wachstum wieder voll zurück, ohne mit Schwermetallen aus chemischem Kunstdünger belastet zu werden.
Dr.Leo Schulz hat sich bemüht für die Einführung innovativer Technologien zur Lösung der aktuellen Abfallprobleme und gleichzeitig nachhaltigen regenerativen Energieerzeugung in Griechenland und Zypern. Seine Publikationen in Fotopedia sollen zur Meinungsbildung beitragen und potentiellen Investoren eine Chance bieten, ihre Entscheidung für die richtige Technologie in dem für die Zukunft wichtigen Wirtschaftssektor der regenerativen Energieerzeugung aus Abfallstoffen zu erleichtern. Als industrieerfahrener Verfahrensingenieur obliegt ihm eine sehr objektive Sichtweise der Probleme und deren Lösungsmöglichkeiten.
