Exploring the Potential of Perennial Nectar‐Producing Wild Plants for Pellet Combustion
Source abstract
Abstract
Abstract Perennial nectar‐producing wild plant species (WPS) cultivation for biogas production helps improve ecosystem services such as habitat functioning, erosion mitigation, groundwater protection, and carbon sequestration. These ecosystem services could be improved when WPS are harvested in late winter to produce pellets and briquettes as solid energy carriers for heat production. This study aims for gaining first insights into the use of WPS biomass as resource for pellet and briquette combustion with focus on two perennial WPS common tansy (Tanacetum vulgare L.) and mugwort (Artemisia vulgaris L.), and two biennial WPS yellow melilot (Melilotus officinalis L.) and wild teasel (Dipsacus fullonum L.). All WPS are found economically viable for pellet combustion. The main drivers are i) low cultivation costs, ii) subsidies, and iii) low pellet production costs due to low moisture contents. However, high ash contents in WPS biomass justify the need of i) blending with woody‐biomass or ii) supplementing with additives to attain international standards for household stoves. This approach appears technically feasible providing a research field with significant potential impacts. As 70% of the pellet market is demanded as household level, public concern about the legal framework of alternative plant biomass pellets must be overcome to develop this market.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Bioenergy crop production and management · Thermochemical Biomass Conversion Processes · Forest Biomass Utilization and Management
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Biobased Resources in the Bioeconomy (340b) Institute of Crop Science University of Hohenheim 70599 Stuttgart Germany
Institute of Bio‐ and Geosciences IBG‐2: Plant Sciences Forschungszentrum Jülich GmbH 52425 Jülich Germany
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1016/j.ecoser.2012.07.00510.1016/j.ecoser.2012.07.005 ↗
2. 10.1016/j.ecoser.2021.10138310.1016/j.ecoser.2021.101383 ↗
3. M. E. A. Millennium ecosystem assessment · 2005
4. TEEB Measuring What Matters in Agriculture and Food Systems: A Synthesis of the Results and Recommendations of TEEB for Agriculture and Food's Scientific and Economic Foundations Report UN Environment Geneva Switzerland2018.
5. 10.1111/gcbb.1291110.1111/gcbb.12911 ↗
6. 10.1098/rstb.2010.014310.1098/rstb.2010.0143 ↗
7. 10.1126/science.111177210.1126/science.1111772 ↗
8. 10.1016/j.gfs.2015.10.00110.1016/j.gfs.2015.10.001 ↗
9. 10.1002/gch2.20220022510.1002/gch2.202200225 ↗
10. 10.1039/C7EE02342A10.1039/C7EE02342A ↗
11. 10.1111/gcbb.1303010.1111/gcbb.13030 ↗
12. 10.1016/j.rser.2022.11281410.1016/j.rser.2022.112814 ↗
13. 10.3390/en1512434810.3390/en15124348 ↗
14. 10.1111/gcbb.1262610.1111/gcbb.12626 ↗
15. 10.1126/science.117797010.1126/science.1177970 ↗
16. 10.1111/gcbb.1293510.1111/gcbb.12935 ↗
17. 10.1111/gcbb.1303810.1111/gcbb.13038 ↗
18. 10.1111/j.1469-8137.2008.02432.x10.1111/j.1469-8137.2008.02432.x ↗
19. 10.3390/agronomy910060510.3390/agronomy9100605 ↗
20. IAE A 10‐Point Plan to Reduce the European Union's Reliance on Russian Natural Gas IAE Paris 2022.
21. 10.1016/j.erss.2023.10303610.1016/j.erss.2023.103036 ↗
22. 10.3390/en1514493910.3390/en15144939 ↗
23. 10.1399/NuL.2021.02.0110.1399/NuL.2021.02.01 ↗
24. 10.1111/gcbb.1305310.1111/gcbb.13053 ↗
25. 10.1016/j.biombioe.2019.01.04310.1016/j.biombioe.2019.01.043 ↗
26. NABU “Wildpflanzen als Ergänzung zu Biogas‐Mais” https://baden‐wuerttemberg.nabu.de/natur‐und‐landschaft/landwirtschaft/biogas/index.html(accessed: 2019).
27. Feldflur L. · Biogas Aus Wildpflanzen · 2022
28. LWG “Energie aus Wildpflanzen: Wild bunt stark! ” https://www.lwg.bayern.de/landespflege/natur_landschaft/089725/index.php(accessed: 2023).
29. 10.1002/adsu.20200019110.1002/adsu.202000191 ↗
30. B.Vollrath A.Werner M.Degenbeck I.Illies J.Zeller K.Marzini Energetische Verwertung von kräuterreichen Ansaaten in der Agrarlandschaft und im Siedlungsbereich – eine ökologische und wirtschaftliche Alternative bei der Biogasproduktion Bayerische Landesanstalt Für Weinbau Und Gartenbau Veitshöchheim 2012.
31. B.Vollrath A.Werner M.Degenbeck K.Marzini Energetische Verwertung von kräuterreichen Ansaaten in der Agrarlandschaft – eine ökologische und wirtschaftliche Alternative bei der Biogasproduktion (Phase II) Bayerische Landesanstalt Für Weinbau Und Gartenbau Veitshöchheim 2016.
32. W.Kuhn J.Zeller N.Bretschneider‐Herrmann K.Drenckhahn Energy from Wild Plants – Practical Tips for the Cultivation of Wild Plants to Create Biomass for Biogas Generation Plants Berlin 2014.
33. 10.1016/j.rser.2021.11125710.1016/j.rser.2021.111257 ↗
34. 10.1016/B978-0-323-95482-2.00017-110.1016/B978-0-323-95482-2.00017-1 ↗
35. 10.1016/j.biortech.2021.12572410.1016/j.biortech.2021.125724 ↗
36. 10.1111/gcbb.1271510.1111/gcbb.12715 ↗
37. 10.1111/gcbb.1264010.1111/gcbb.12640 ↗
38. 10.1039/C6GC02335E10.1039/C6GC02335E ↗
39. P. L.Spath D. C.Dayton Preliminary Screening – Technical and Economic Assessment of Synthesis Gas to Fuels and Chemicals with Emphasis on the Potential for Biomass‐Derived Syngas 2003.10.2172/1216404 ↗
40. X.Zhang R. C.Brown inThermochemical Processing of Biomass(Ed:C. R.Brown) John Wiley & Sons Ltd Chichester UK2019 pp.1–16.
41. 10.3390/su1403106810.3390/su14031068 ↗
42. 10.1016/j.indcrop.2008.02.00910.1016/j.indcrop.2008.02.009 ↗
43. 10.3389/fpls.2017.0072710.3389/fpls.2017.00727 ↗
44. 10.1002/9781119990840.ch210.1002/9781119990840.ch2 ↗
45. 10.1016/j.enconman.2022.11627110.1016/j.enconman.2022.116271 ↗
46. 10.1016/j.eja.2016.05.00610.1016/j.eja.2016.05.006 ↗
47. 10.3390/ma1613468910.3390/ma16134689 ↗
48. 10.3390/en1311293710.3390/en13112937 ↗
49. 10.3390/pr1107209710.3390/pr11072097 ↗
50. 10.1016/j.jclepro.2022.13240910.1016/j.jclepro.2022.132409 ↗
51. 10.4324/978184977304110.4324/9781849773041 ↗
52. MIDAS Marginal land industrial crops and innovative biobased value chains Horizon Europe Innovation Action https://www.midas‐bioeconomy.eu 2023.
53. 10.1016/j.indcrop.2023.11722010.1016/j.indcrop.2023.117220 ↗
54. 10.1016/j.enpol.2012.10.06110.1016/j.enpol.2012.10.061 ↗
55. BASE “Der Atomausstieg in Deutschland (transl.: The nuclear phase‐out in Germany) ” https://www.base.bund.de/DE/themen/kt/ausstieg‐atomkraft/ausstieg_node.html (accessed: 2023).
56. BDEW Erneuerbare Energien Und Das EEG: Zahlen Fakten Grafiken: Anlagen Installierte Leistung Stromerzeugung EEG‐Auszahlungen Marktintegration Der Erneuerbaren Energien Und Regionale Verteilung Der EEG‐Anlagen Berlin 2016.
57. S.Gößwein S.Hiendlmeier H.Borchert Energieholzmarkt Bayern 2018: Untersuchung Des Energieholzmarktes in Bayern Hinsichtlich Aufkommen Und Verbrauch Freising 2020.
58. D.Pelletinstitut “DEPV‐Pelletpreis für Lieferverträge ” https://depi.de/p/30b557ad‐9a08‐42d3‐9937‐a89fe942569f (accessed: 2022).
59. 10.1016/j.fuproc.2018.09.02110.1016/j.fuproc.2018.09.021 ↗
60. 10.3390/en1408226310.3390/en14082263 ↗
61. 10.1016/j.rser.2018.03.06010.1016/j.rser.2018.03.060 ↗
62. J.Truog “Pelletofen‐Verbrauch: So berechnen Sie richtig ” https://www.ofen.de/blog/pelletofen‐verbrauch.html#:~:text=Die%20meisten%20Pellet%C3%B6fen%20kommen%20mit Leistung%204%20m2%20angesetzt (accessed: 2015).
63. 10.1136/bmj.n7110.1136/bmj.n71 ↗
64. 10.1038/s41586-023-06083-810.1038/s41586-023-06083-8 ↗
65. 10.1038/d41586-023-01979-x10.1038/d41586-023-01979-x ↗
66. 10.3390/agronomy1109171010.3390/agronomy11091710 ↗
67. Wiehe J. · Naturschutz und Landschaftsplanung · 2009 · 41 · 107
68. 10.1016/j.tree.2021.06.01010.1016/j.tree.2021.06.010 ↗
69. 10.1016/j.biocon.2023.11012810.1016/j.biocon.2023.110128 ↗
70. 10.1007/s10531-022-02500-y10.1007/s10531-022-02500-y ↗
71. A.Kinser “Unterstützung bei Forschungsfragen zu Bunter Biomasse ”2022.
72. 10.1016/j.ecoser.2023.10152910.1016/j.ecoser.2023.101529 ↗
73. 10.1016/j.biombioe.2021.10596610.1016/j.biombioe.2021.105966 ↗
74. K.Rühl Massnahmen zur Stärkung der Biodiversität Freiburg Germany 2022 https://uni-freiburg.cloud.panopto.eu/Panopto/Pages/Viewer.aspx?id=bf4d29af-bcb8-441a-9042-ad6500948c52.
75. A.Stief M.Wuthenau Die Gemeinsame Agrarpolitik ab 2023: Ackerbau (in Südbaden) unter neuen (Umwelt) Vorzeichen 2022.
76. E.Commission “Enhancing agricultural biodiversity ” https://agriculture.ec.europa.eu/sustainability/environmental‐sustainability/biodiversity_en (accessed: 2022).
77. 10.1016/j.agee.2023.10861410.1016/j.agee.2023.108614 ↗
78. 10.1016/j.cropro.2022.10596210.1016/j.cropro.2022.105962 ↗
79. 10.1016/j.baae.2022.04.00310.1016/j.baae.2022.04.003 ↗
80. 10.1127/entomologia/2022/154510.1127/entomologia/2022/1545 ↗
81. 10.1016/j.biocontrol.2019.04.01710.1016/j.biocontrol.2019.04.017 ↗
82. 10.1016/j.agee.2021.10757010.1016/j.agee.2021.107570 ↗
83. S. Z.GmbH “Biogas Saatgut Energie aus Wildpflanzen ” underhttps://www.saaten‐zeller.de/landwirtschaft/biogas‐i#bg (accessed: 2022).
84. Wurth W. · Jahrestagung Der AGGF in Aulendorf, Tagungsband · 2015 · 59 · 101
85. J.Hahn F.De Mol J.Müller M.Knipping R.Minderlen B.Gerowitt Wildpflanzen‐Samen in Der Biogas‐Prozesskette – Eintrags‐ Und Überlebensrisiko Unter Dem Einfluss von Prozessparametern University of Rostock Rostock Germany 2018.
86. P.Günner S.Paltrinieri M.Meyer T.Buttschardt 2018.
87. 10.3389/fagro.2021.70885110.3389/fagro.2021.708851 ↗
88. Wildbienenwelt Eugen Ulmer KG “Melilotus officinalis :: Wildbienen im Garten ‐: Melilotus officinalis ” https://www.wildbienenwelt.de/Wildbienen‐im‐Garten/Wildbienenpflanzen‐Finder/article‐6516355‐190896/melilotus‐officinalis‐.html?HPARAMS=B78E16E99FCF7A15A7CCF49867EB2571EDE77287B99F8CDFE748E3A29AACB78F0A589198CDBEC55655F4D465CFB6059EBCE8FEFBE97EF623F8641D9AEBA386DA1676EC9516F16A6BD85C4EC5EB33748A6561106750BEC9308F3C9A26008120237388286D956DEDB56E8BCB2EFE9870959AEDA3F8F78B703246D249AC307563C88AC7D9A64AFD8BE820E20C9A961A738F1B (accessed: 2022).
89. Mol F. · Julius‐Kühn‐Archiv · 2018 · 458 · 238
90. W.Kuhn 2022.
91. T.Buttschardt Wildpflanzenmischungen Zum Erhalt Der Biodiversität 2020.
92. Lewandowski I. · Ökologie und Bioökonomie · 2019 · 48 · 14
93. F.Netzwerk Lebensraum “Willkommen beim ‘Netzwerk Lebensraum Feldflur ” https://lebensraum‐brache.de/ (accessed: 2019).
94. 10.1016/j.agee.2018.04.00710.1016/j.agee.2018.04.007 ↗
95. 10.3390/su912226710.3390/su9122267 ↗
96. 10.1111/gcbb.1237310.1111/gcbb.12373 ↗
97. 10.1016/j.apsoil.2011.06.00110.1016/j.apsoil.2011.06.001 ↗
98. 10.1002/jpln.20170016210.1002/jpln.201700162 ↗
99. M.Frick G.Pfender 2019.
100. J.Messner W.Wurth S.Weisenburger Was leisten alternative Kulturen im Vergleich zu Energiemais LAZBW Aulendorf Germany2018.