Dieses Projekt wurde von der Europäischen Union, von Bund und Land Kärnten kofinanziert

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1 EUROPÄISCHE GEMEINSCHAFT Dieses Projekt wurde von der Europäischen Union, von Bund und Land Kärnten kofinanziert University of Natural Resources and Applied Life Sciences, Vienna Department of Forest- and Soil Sciences

2 Region Mittelkärnten Schlossallee St. Georgen am Längsee Tel /34133 Fax 04213/ office@region-mittelkaernten.at Institut für Waldwachstumsforschung

3 Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis iii viii 1 Einleitung Problemstellung Zielsetzung Grundlagen Grundlagen - Definitionen Begriffsdefinitionen und Abkürzungen Wassergehalt, Heizwert Einspeisetarife Forstliche Umrechnungsmaße Rahmenbedingungen und Bereitstellungsketten Schlagrücklass - Baumverfahren Schlagrücklass Sortimentsverfahren Energieholz - Sortimentsverfahren Energieholz Baumverfahren Kritische Betrachtung der Literaturstudie Methodische Vorgangsweise Energieholzpotenzial Aufkommensarten für Energieholz Nutzungseinschränkungen Volumsbestimmung Entnahmen Nutzungsstrategien Zuwachsberechnung Bereitstellungsketten Heizwerke Lagerplätze Ablauf der Optimierung Szenarien und Varianten Problemformulierung - Datenfluss i

4 Inhaltsverzeichnis Routenoptimierung - GIS Netzwerkanalyse Optimierung mittels Tabellenkalkulation Ergebnisse Energieholzpotenzial Aktuelles Nutzungsverhalten (Szenario 1) Abbau der Pflegerückstände in 10 Jahren (Szenario 2) Abbau der Pflegerückstände in 20 Jahren (Szenario 3) Aktuelle Nutzungsstatistiken Energieholz Vergleich der Ergebnisse Bereitstellungsketten System 1: Fallstudie Direktbeladung mit Vorkonzentration System 2: Selbstbeladung mit Vorkonzentration System 3: Rundholztransport mit Vorkonzentration System 4: Rundholztransport ohne Vorkonzentration Vergleich der Bereitstellungsketten Einsatzempfehlungen Heizwerkerhebung Erfassung der Biomasseanlagen - Eckdaten Energieholzsorten, Entstehung, Bedarf und Ort der Verwendung Brennstoffversorgung Qualität der Brennstoffe Brennstofflagerung Ausstattung der Lagerflächen - Zufuhrbedingungen Übernahme der Brennstoffe, Liefer- und Abnahmegarantie Zukünftige Erweiterung und Ausbau der Biomasseanlagen Lagerplätze Vorschriften, Richtlinien und Kosten zur Errichtung von Lagerplätzen Anforderungen an einen Lagerplatz Finanzierungsvariante und Kostenstruktur eines Lagerplatz Bestehende Lagerplätze Versorgungsszenarien für die Region Szenario I Szenario II Ausbau Szenario III Ausbau der geplanten Werke Vergleich der Szenarien und Varianten Zusammenfassung 127 ii

5 Abbildungsverzeichnis 2.1 Zusammenhang zwischen Heizwert (Hu), Wassergehalt (w) und Holzfeuchtigkeit (u) (ÖNORM M 7132) Waldausstattung der Kärntner BFI-Bezirke laut ÖWI 2000/ Waldflächenanteile nach Betriebsarten in Mittelkärnten laut ÖWI 2000/ Nadelholzanteil in der Region Mittelkärnten laut ÖWI 2000/ Verfahren zur Bereitstellung von Waldhackgut Darstellung des Feldversuchs Kramsach Darstellung des Feldversuchs Energieholzbündel Hacken auf der Fläche, Schlagrücklass aus Endnutzungen (Hakkila, 2004) Produktion von Bündel aus Schlagrücklass nach Endnutzung und Hacken im Werk (Hakkila, 2004) Hacken auf zentralem Lagerplatz an der Forststraße, Schlagrücklass aus Endnutzungen, Hacker auf Lkw (Hakkila, 2004) Hacken von Schlagrücklass aus Endnutzungen auf der Forststraße Hacker auf Transport-Lkw montiert (Hakkila, 2004) Bereitstellungskette Energieholz-Sortiment, Hacken auf der Forststraße Darstellung der Bereitstellungskette Energieholz-Sortimentsverfahren, Hacken im Werk mit den Produktivitäten und Kosten aus den Feldversuchen Darstellung des Feldversuchs Wolkersdorf Darstellung der Bereitstellungskette Hackschnitzel-Harvester Darstellung des Feldversuchs Klosterneuburg Darstellung des Feldversuchs Wilfersdorf Hacken von Energieholz auf zentralem Lagerplatz an der Forststraße aus Erstdurchforstungen, Hacker auf Lkw (Hakkila, 2004) Darstellung des Feldversuchs Eibiswald Darstellung des Feldversuchs Tamsweg Kosten für die Bereitstellung von Waldhackgut frei Werk bei den dargestellten Feldversuchen Produktivität eines mittleren Hackers (Stampfer, 1997) Kalkulation der Transportkosten auf Basis eines Transportmodells und Literaturangaben (Friedl et al., 2004) Darstellung der Teilprozesse und die jeweilige Datenquelle Ablauf vier kalkulierter Bereitstellungsketten für Waldhackgut iii

6 Abbildungsverzeichnis 3.3 Bereitstellungsvarianten von Energierohholz bzw. Waldhackgut vom Waldort zum Werk bei unterschiedlicher Nutzung von Lagerkapazitäten Datenherkunft, Datenfluss und eingesetzte Methoden in der statischen Simulation bzw. Optimierung Schematische Darstellung der Quellen und Senken, wobei die Quellen als Raster mit 1x1 km Abstand angelegt werden. Die Senken werden aus den Erhebungen entnommen Waldfläche gegliedert nach Eigentumsarten in der Region Mittelkärnten Waldausstattung, Zuwachs und Nutzung in den Bezirksforstinspektionen Kärntens laut ÖWI 2000/ Waldfläche nach Betriebsarten in Mittelkärnten (Daten: ÖWI 00/02) Vorratverteilung in Prozent getrennt nach Baumarten in der Region Mittelkärnten (Daten: ÖWI 00/02) Prozentuelle Verteilung der Aufkommensarten für Energieholz aufgrund des aktuellen Nutzungsverhaltens in Mittelkärnten Potenziell nutzbares Holz zur energetischen Verwertung für verschiedene Kategorien - Szenario Vorratsentwicklung beim Szenario Potenziell nutzbares Holz zur energetischen Verwertung für verschiedene Kategorien bei einem Abbau der Pflegerückstände über 10 Jahre Entwicklung des stehenden Vorrates bei einem Abbau der Pflegerückstände in 10 Jahren Potenziell nutzbares Energieholz pro Hektar und Jahr beim Szenario Entwicklung des stehenden Gesamtvolumens nach 10 und 20 Jahren für das Szenario Jährlich nutzbares Volumen an Holz zur energetischen Verwertung bei unterschiedlichen Nutzungsszenarien in Mittelkärnten Jährlich anfallendes Volumen pro Hektar an Nadelholz bei verschiedenen Nutzungsszenarien Verteilung der Sortimente der Testbetriebe aus dem Jahr 2002 (Prem, 2004) Anfall an Sortimenten beim aktuellen Nutzungsverhalten welche für die energetische Verwertung in Frage kommen Geschätzte verfügbare Menge an Energieholz in Mittelkärnten beim aktuellen Nutzungsverhalten Entwicklung des Holzeinschlages in Kärnten von 1968 bis 2004 (Holzeinschlagsmeldung des BMLFUW) System 1 Direktbeladung mit Vorkonzentration Hacker und Transport-Lkw müssen aufgrund der geringen Auswurfweite des Hackers parallel aufgestellt werden Aufteilung der Arbeitszeit des Hackers Aufteilung der Transportzeit System 1 Direktbeladung Stärken- und Schwächen des Transportfahrzeuges für System System 2: Selbstbeladung mit Vorkonzentration iv

7 Abbildungsverzeichnis 4.24 Schüttgut-Lkw mit Schalengreifer beim Warten auf die Übernahme Berechnete Aufteilung der Transportzeit System 2 Selbstbeladung Stärken- und Schwächenprofil des Transportfahrzeuges für System System 3 Rundholztransport mit Vorkonzentration Berechnete Aufteilung der Transportzeit System 3 Rundholztransport Stärken- und Schwächenprofil des Transportfahrzeuges System 4 Rundholztransport ohne Vorkonzentration Kostenvergleich der 4 Bereitstellungsketten (Herzog, 2006) Transportkosten in Abhängigkeit von der Transportdistanz Abhängigkeit der Transportkosten für Waldhackgut von der Distanz und dem Wassergehalt Empfehlungen für die Optimierung der Bereitstellungsketten Anteil der Anlagen an der Energieproduktion Anteil der verwendeten Brennstoffe Anteil der Verwendung von Sägenebenprodukten nach Anlagenkategorien Anteil des Einsatzes von Waldhackgut nach Anlagenkategorien Verteilung, Leistung und Brennstoffeinsatz ausgewählter Heizwerke in der Region Mittelkärnten (GIS-Basisdaten WIGeoGIS & Teleatlas) Maximaler Versorgungszeitraum in Tagen unter Spitzenlast aufgrund der Lagerkapazität Nennleistung der geplanten Werksvergrößerungen Bedarf an WHG und SNP aktuell und zukünftig Verteilung, Leistung und Brennstoffeinsatz ausgewählter Lagerplatzgestaltung - Einhaltung von Mindestabständen, um einen reibungslosen Ablauf der Bereitstellung zu gewährleisten Stärken und Schwächen eines Lagerplatz klein Stärken und Schwächen eines Lagerplatzes groß Beispiele für erhobene Lagerplätze Mögliche Lagerplätze in der Region - Erhoben in Zusammenarbeit mit den WWG Mögliche Standorte für Lagerplätze unter Einhaltung von festgelegten Mindestabständen zum Wald, zu Siedlungen und Gewässern (GIS-Basisdaten WIGeoGIS & Teleatlas) Jahresverbrauch an Waldhackgut für die einzelnen Heizwerke (Szenario I Variante 1) Kosten für direkten Transport von Rundholz zum Werk inklusive Hacken für die bei der Datenerhebung derzeit in Betrieb befindlichen Heizwerke (Szenario I Variante 1) Umschlag an Hackgut je Lager bei optimaler Versorgung der Werke (Szenario I Variante 2) Kosten pro Schüttraummeter für Transport zum Lagerplatz und Hacken getrennt nach Lagerplätzen (Szenario I Variante 2) Durchschnittliche Kosten für die Prozesse Transportieren und Hacken, wobei 50% der Menge über Lagerplätze umgeschlagen wird (Szenario I Variante 2). 109 v

8 Abbildungsverzeichnis 4.55 Optimaler Jahresumschlag an Waldhackgut für die gegebenen Lagerplätze, wenn der gesamte Bedarf über Lägerplätze gedeckt wird (Szenario I Variante 3) Aus der Optimierung berechnete Kosten für Waldhackgut am Lagerplatz (Szenario I Variante 3) Entstehende Kosten je Werk für Hacken und Transport, wenn die gesamte Menge über Lagerplätze abgewickelt wird (Szenario I Variante 3) Abwicklung des gesamten Umsatzes über Lagerplätze unter der Annahme, dass die gesamte Kapazität des Standortes 7 voll ausgenutzt werden soll (Szenario I Variante 3) Entstehende Kosten am Lagerplatz für den Energierohholztransport und das Hacken vor Ort (Szenario I Variante 3) Transport- und Hackkosten bei den Heizwerken, wenn die Versorgung von einem großen Lagerplatz aus erfolgt (Szenario I Variante 3) Szenario II - Variante 1 Bedarf der Heizwerke unter Berücksichtigung des geplanten Ausbaus Szenario II - Variante 1 Transport- und Hackkosten als Ergebnis des höheren Bedarfs in der Region Idealer Jahresumschlag je Lagerplatz beim Szenario II - Variante 2 mit einem Gesamtumschlag von Srm/a über Lagerplätze Szenario II - Variante 2 Kosten für Transport und Hacken getrennt für jeden Lagerplatz Szenario II - Variante 2 Transport und Hackkosten bei den Werken inklusive der Kosten für die Lagerung Szenario II - Variante 3 Optimale Mengen je Lagerplatz aus Sicht der einzelnen Heizwerke, wenn der Waldhackgutbedarf zu 100% über Lagerplätze gedeckt wird Szenario II - Variante 3 - bis zum Lagerplatz entstehende Tranport- und Hackkosten Szenario II - Variante 3 - Kosten für Transport, Hacken und Lager für das jeweilige Heizwerk Bedarf der einzelnen Werke unter Berücksichtigung der in Planung befindlichen Werke (Szenario III Variante 1) Kosten für Transport und Hacken getrennt nach den Werken (Szenario III Variante 1) Jährlicher Umschlag je Lagerplatz unter Einbeziehung des zukünftigen Bedarfes (Szenario III Variante 2) Am Lagerplatz entstehende Kosten für Transport und Hacken für die einzelnen Standorte (Szenario III Variante 2) Berechnete durchschnittliche Kosten aus 50% Direkttransport und 50% Umschlag über Lager Bedarf bzw. bereitgestellte Menge mittels der Kette Schüttgut-Lkw mit Ladekran je Werk Kosten für das Hacken und Transportieren mittels der Bereitstellungskette Schüttgut- Lkw mit Ladekran vi

9 Abbildungsverzeichnis 4.76 Berechnete Einzugsgebiete für die Versorgung mit WHG aus Schlagrücklass für vier Heizwerke bei einem Potenzial von 0,18 fmr/ha/a (GIS-Basisdaten WI- GeoGIS & Teleatlas) Aufgrund der Analyse ergeben sich je Heizwerk ideale Einzugsgebiete für Heizwerke mit einem Waldhackgutverbrauch größer Srm/a - Stand 2005 (GIS- Basisdaten WIGeoGIS & Teleatlas) Aus der Analyse ermittelte Einzugsgebiete für bestehende und geplante Anlagen mit einem Jahresbedarf an Waldhackgut von mindestens Srm (GIS- Basisdaten WIGeoGIS & Teleatlas) Durchschnittliche Transport- und Hackkosten für unterschiedliche Varianten und Szenarien in der Region auf Basis der Simulationen vii

10 Tabellenverzeichnis 2.1 Mittlere Umrechnungswerte (Richtwerte) von Raummeter und Schüttraummeter in Festmeter handelsüblicher Brennstoffsortimente (ÖNORM M 7132) Bewertung des Feldversuchs Kramsach Bewertung des Feldversuchs Energieholzbündel im Gebirge Bewertung der Bereitstellungskette Hacken auf der Fläche Bewertung der Bereitstellungskette Bündel Bewertung mobiler Großhacker und Transport-Lkw Bewertung Hacker auf Transport-Lkw Bewertung Energieholz-Sortimentsverfahren, Hacken auf der Forststraße Bewertung der Bereitstellungskette Energieholz-Sortimentsverfahren, Hacken im Werk Bewertung des Feldversuchs Wolkersdorf Bewertung Bereitstellungskette Hackschnitzel-Harvester Bewertung des Feldversuchs Klosterneuburg Bewertung des Feldversuchs Wilfersdorf Bewertung Energieholz aus Erstdurchforstungen Bewertung des Feldversuchs Eibiswald Bewertung des Feldversuchs Tamsweg Verfügbarkeit von Produktivitätsdaten und -modellen Eingangsdaten für die Kostensimulation Ladedichten von verschiedenen Materialien (Frey, 1996) Szenarien und Varianten im Überblick Datenbasis für die Kostenoptimierung in Form einer Transportkostenmatrix Berechnungsgrundlagen Anfallmenge und Lagerkapazität Bedarf Waldhackgut der einzelnen Heizwerke und Kapazitäten der Lagerplätze Berechnungsgrundlagen der Bereitstellungsketten für Waldhackgut Eigentumsarten welche bei der ÖWI erfasst werden Streuungsprozente für die berechneten Volumina für die Eigentumsarten Jährlicher Mengenanfall an Energieholz in Mittelkärnten beim aktuellen Einschlag Mengenanfall Energieholz in Kärnten beim Szenario Mengenanfall an Energieholz in Mittelkärnten beim Szenario Jährliches Aufkommen an Nadelnutzholz in fm mit Rinde bei verschiedenen Szenarien in der Region Mittelkärnten viii

11 Tabellenverzeichnis 4.7 Daten der Holzeinschlagsmeldungen für Kärnten von 2000 bis Darstellung der Teilprozesse System 1 - Produktivität und Systemkosten Darstellung der Teilprozesse System 2, Produktivität und Systemkosten Darstellung der Teilprozesse System 3 - Produktivität und Systemkosten Darstellung der Teilprozesse System 4, Produktivität und Systemkosten Eingangsdaten für die Kostenrechnung zum Transport Auslastung des lichten Transportvolumens bei unterschiedlichen Schüttdichten Stückgutgrößen und Wassergehalt von SNP Übernahmeverfahren der Brennstoffe Kostenkalkulation Lagerplatz klein (Herzog, 2006) Kostenkalkulation Lagerplatz groß (Herzog, 2006) Dokumentierte Lagerplätze und deren Fläche ix

12 Kurzfassung Die Förderung der Stromerzeugung aus fester Biomasse durch das Ökostromgesetz 2002 hat einen Boom bei der Errichtung von Kraft-Wärme-Kopplungen ausgelöst. Im Zuge der Planung von Großanlagen, welche einen hohen Bedarf an Brennstoff benötigen, stellt sich die Frage wie und wie viel Energieholz aus dem Wald bereitgestellt werden kann. Diese Studie zeigt an Hand der Region Mittelkärnten, welches Potenzial im Wald vorhanden ist und als nutzbar gesehen wird. In Summe ergeben sich über die Aufkommensarten minderwertige Qualitäten inklusive schwacher Dimensionen, Wipfel- und Astmaterial sowie Laubholz ca Festmeter pro Jahr bzw. 2,3 fmr pro Hektar und Jahr. Es wird geschätzt, dass 60% davon nutzbar sind. Die Schätzung beruht auf den Stichprobendaten der Österreichischen Waldinventur, wobei die Berechnung punktweise erfolgte. Sensible Standorte wurden bei der Nutzung von Ast- und Wipfelmaterial ausgeschlossen. Die durchgeführte Datenerhebung bei den Heizwerken ergab einen Bedarf von Schüttraummeter Waldhackgut pro Jahr. Der geplante Ausbau würde die Nachfrage auf ca Schüttraummeter ansteigen lassen. Das größte in Planung befindliche Werk würde alleine 2/3 dieser Menge benötigen. Der steigende Bedarf stellt hohe Anforderungen an die Bereitstellung. Bisher wurden die Werke meist direkt beliefert und das Energieholz beim Werk gehackt. Um eine kontinuierliche Versorgung durch die Forstwirtschaft sicherzustellen bedarf es einerseits optimierter Verfahren und andererseits geeigneter Zwischenlager. Die durchgeführten Fallstudien und Kalkulationen zeigen auf, wo die Probleme liegen. So wirken sich ein hoher Wassergehalt und eine geringe Ladedichte besonders negativ auf die Transportkosten aus. Geschlossene Arbeitsketten erfordern ein hohes Ausmaß an Organisation, da Standzeiten des Hackers hohe Kosten verursachen. Hier stellt das System Schüttgut-Lkw mit Ladekran eine Alternative dar. Die Unabhängigkeit des Transportes vom Hacken erleichtert die Organisation und erhöht die Flexibilität. Eine reine Optimierung der Verfahren reicht bei weitem nicht aus, vielmehr muss die gesamte Versorgung in einer Region optimiert werden. Um den Akteuren eine Entscheidungshilfe zu geben, wurden optimierte Szenarien der Versorgung von Heizwerken unter Einbeziehung von möglichen Zwischenlagerplätzen in der Region erstellt. Die Szenarien wurden auf Basis einer Routenoptimierung mit Hilfe eines geografischen Informationssystems (GIS) und einer anschließenden linearen Programmierung entworfen. Als Ergebnis stehen für jedes Heizwerk und jeden Lagerplatz Kosten für Transport und Hacken zur Verfügung. x

13 Abstract The promotion of the electric energy production based on solid biomass by the Austrian government induced a boom in the installation of new combined heat and power plants (CHP). In the course of planning CHP s with a high demand, the fuel availability and the design of the supply chains must be taken into consideration. This study shows for a sample region in Austria whats the possible amount of forest fuel in the forest. A expert based estimation is given about how much is gainable. Over all defined fuel wood assortments like low qualitiy wood, tops and branches of softwood and hardwood are aproximatly m 3 per year availiable in the forest (means 2.3 m 3 per year per hectar). Maybe 60% of that amount are technical and economical availiable for forest fuel production. The total demand of forest chips in the region for energy purposes stays now at m 3 of lose volumne per year. At the current staged of planning the demand will increase up to m 3 of lose volumne per year. The biggest planed CHP will consume two third of that volumne. The increasing use of forest chips calls for high developed supply chains. Until now the forest fuel is mostly transportet as roundwood to the plant, stored there and afterwards chip at the plant. Alternativly to direct transport of solid fuel a hot chain (eg. one chiper and two or more trucks) can be used. As the chipper or crusher is the most expensive part, the idle time has to be a minimum. To gain this target a high organisational effort is required. Nevertheless the risk of machine breakage and other delay time causing factors still exists. As alternative this study show a system where the comminution and transport can be done separatly using a selfloading truck. This system does not depend on the chipper, because the chipper works indepent blowing the chips on a pile beside the landing. The advantage is the higher flexibilität and that each component can work to capacity. Optimization focused on a single system is not enough sufficient, furthermore the supply chains have to be tailored according to the needs. To give the decision-makers a base for the further development, different scenarios of supply for 9 and accordingly 16 plants were designed. The scenarios were developed using a combination of a geographic information system and lineare programming. For every scenario the transport and chipping costs were calculated seperatly for each plant. Direct transport of solid fuel wood is in each case the cheapest way. Regarding the increasing demand and the requirement of a continous supply by the forestry, it is necessary to optimize the supply chain including temporary storage places. But using storage places and increasing demand leads to higher logistic costs. Nevertheless the possiblity to buffer and dry the fuel gives a higher value enhancement than the increase of the costs. xi

14 Vorwort Die Sicherung der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit zählt zu den zentralen Faktoren in der Entwicklung der Branche erneuerbare Energie in Kärnten. Der diesbezügliche Brückenschlag zwischen Wissenschaft und Wirtschaft sichert einerseits direkt Unternehmungen und damit Arbeitsplätze und andererseits die nachhaltige Versorgung unserer Volkswirtschaft mit Energie als Grundlage jeglichen wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Handelns. Allein in Kärnten ist die Bioenergiebranche eine der wachstumsstärksten Branchen der Kärntner Wirtschaft. In Kärnten arbeiten mehr als 5000 Mitarbeiter in Unternehmen, die sich u.a. mit erneuerbarer Energie beschäftigen. Mehr als 130 Betriebe in der Kärntner Bioenergiebranche produzieren rund 1,3 Mrd. C Umsatz jährlich. Umfangreich vorhandene Kompetenz bei den Firmen im Bereich Biomasse, Biogas, Biodiesel, Solarenergie und Wasserkraft in Kärnten führen in Anbetracht der Endlichkeit der fossilen Energieträger und der einhergehenden Verknappung und Verteuerung von Erdöl und Erdgas u.a. auch zur Reduktion von Treibhausgasemissionen, zur Stärkung von ländlichen Regionen durch die Erzeugung von Bioenergie im ländlichen Raum. Mit 84 Biomasseheizanlagen in Kärnten und 250 kw pro Einwohner liegt Kärnten eindeutig vor dem Burgenland mit 198 kw und der Steiermark mit 174 kw in Front, gefolgt von den Bundesländern Niederösterreich, Tirol, Oberösterreich und Vorarlberg. Für die Produktion von Biomassekraft-Wärme-Kopplungen ist eine Steigerung bis 2007 von 1350 auf 1760 Gigawattstunden jährlich bereits mit Jahresbeginn behördlich genehmigt worden. Projektleiter DI Christoph Aste Entwicklungsagentur Kärnten Klagenfurt, März 2006 Projektpartner ARGE Biomasselogistik Mittelkärnten Regionalverband Mittelkärnten Waldverband Kärnten Entwicklungsagentur Kärnten Zentrum für Innovation und Technologie Netzwerk Holz Kärnten Universität für Bodenkultur Wien Diese Projekt wurde gefördert durch die Europäische Union im Rahmen des Interreg IIIA Programms. xii

15 Danksagung In 1½ Jahren Arbeit haben sich mehrere Zwischenberichte und Präsentationen angesammelt, welche wir, nun in einem Bericht aggregiert haben. Das vorliegende Werk spiegelt auch den Umfang unsere Arbeit wieder, welche durch die Unterstützung der Projektpartner zustande gekommen ist. Unser Dank gilt besonders DI Christoph Aste und DI Gerald Kropfitsch für die Initierung und die gute Zusammenarbeit. Sie haben den notwendigen inhaltlichen und zeitlichen Freiraum für die Bearbeitung gegeben. Mag. Karl Kurath und Maximilian Gruber haben die Aufnahmen tatkräftig vor Ort unterstützt, sowie Daten zu den Bereitstellungsketten zur Verfügung gestellt. Ein weiteres Dankeschön gilt jenen Heizwerkbetreibern, welche an der Datenerhebung teilgenommen und uns die erforderlichen Daten zur Verfügung gestellt haben. Christian Kanzian Institut für Forsttechnik Wien, April 2006 Beteiligte Unternehmen Bistum Gurk Gruber Transporte Hochegger Transport GmbH Steinkellner xiii

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17 1 Einleitung 1.1 Problemstellung Der Bedarf an fester Biomasse wird in den nächsten Jahren sprunghaft zunehmen. Grund dafür ist das Ökostromgesetz 2002, welches einen Einspeisetarif bis zu 16 /kwh bei Verwendung von fester Biomasse vorsieht. Dies hat einen Boom bei der Planung und Errichtung von Kraft- Wärme-Kopplungs-Anlagen ausgelöst, welche feste Biomasse in Form von Hackgut einsetzen. Bis ins Jahr 2008 wird nach Schätzungen ein zusätzlicher Bedarf an Energieholz in Österreich von rund 2 Mio. fm entstehen (Lechner et al., 2003). Die Heizwerkerhebung der Landes-Landwirtschaftskammer Niederösterreich weist für Kärnten eine installierte Kesselleistung von rund 430 MW aus (Jonas und Haneder, 2003). Wird je MW Kesselleistung ein jährlicher Brennstoffbedarf von fm unterstellt, liegt der Jahresbedarf an fester Biomasse bei fm. Eine Schätzung des voraussichtlichen Brennstoffbedarfes ab 2006 für die einzelnen Bundesländer liegt derzeit noch nicht vor. Angesichts dieser Entwicklungen stellt sich die Frage, ob die Forstwirtschaft in der Lage ist die steigende Nachfrage zu erfüllen. Eine Schätzung des nutzbaren Potenzials an Waldhackgut wurde für die Bundesländer Salzburg und Niederösterreich durchgeführt, wobei als Basis die Ergebnisse der österreichischen Waldinventur (ÖWI) verwendet wurden (Jonas, 2003). Erste Richtwerte für das mögliche Energieholzaufkommen in Kärnten liegen bei ca. 2 Mio. fm, wovon allerdings nur ca fm als nutzbar gesehen werden (Lechner et al., 2003). Diese Zahlen wurden mit Hilfe von Zu- und Abschlägen zu den ÖWI-Ergebnissen ermittelt. Eine Bestätigung dieser Zahlen durch eine detaillierte Analyse ist ausständig. Neben der Frage des Potenzials beschäftigt die Abnehmer vor allem das Problem der kontinuierlichen Versorgung mit Hackgut in entsprechender Qualität. Die Lagerung beim Werk wird zunehmend problematischer. Platzmangel, Staub- und Lärmbelästigung der Anrainer verhindern oftmals die Lagerung von großen Mengen beim Werk. Dabei gilt es nicht nur Großanlagen zu beliefern, sondern auch im Sinne der Nachhaltigkeit die regionale Bereitstellung zu sichern. Im Zuge von verschiedenen Projekten wurde bereits eine beachtliche Zahl an Bereitstellungsketten in Österreich dokumentiert. Hervorzuheben sind dabei die Studien von Jonas (2004) sowie von Rohrmoser und Stampfer (2003), welche sich eingehend mit der Thematik der Bereitstellung beschäftigten. Die beschriebenen Ketten sehen keine Vorkonzentration bzw. Zwischenlagerung von Energieholz in größeren Mengen vor, welche aus Sicht einer kontinuierlichen Bereitstellung notwendig erscheint. Logistikkonzepte für bestimmte Werke bzw. Regionen in Österreich sind noch keine bekannt bzw. publiziert worden. Derzeit versorgen sich die Heizwerke in der Region großteils selbständig mit Waldhackgut. Im Hinblick auf den steigenden Bedarf an Waldhackgut, bestehen allerdings Bedenken hinsichtlich der Versorgungssicherheit von Seiten der Betreiber. Konkrete Verbrauchsmengen an Waldhackgut in der Region Mittelkärnten bei Nah- und Fernwärmeanlagen liegen nicht vor. Lagerplätze für Energieholz in größeren Mengen existieren nicht. 1

18 1 Einleitung 1.2 Zielsetzung Ziel ist die Erstellung eines regionalen Bereitstellungskonzeptes für Energieholz in der Region Mittelkärnten. Die Sicherstellung einer kontinuierlichen Versorgung mit Energieholz und die Schaffung von positiven Deckungsbeiträgen sind vorrangige Primärziele. Im Detail sollen folgende Fragen geklärt werden: 1. Welches Energieholzpotenzial gibt es in der Region Mittelkärnten? 2. Welche Bereitstellungsverfahren sind besonders kosteneffizient? 3. Wie soll die Bereitstellungskette logistisch gestaltet werden? 4. In welchen Abständen und mit welcher Kapazität sind Lagerplätze sinnvoll? 5. Wie muss die Infrastruktur dieser Lagerplätze gestaltet sein? 6. Wie groß ist der Energieholzbedarf in der Region Mittelkärnten? 2

19 2 Grundlagen 2.1 Grundlagen - Definitionen Innerhalb der Literatur im Energieholzbereich gibt es häufig Begriffe, Berechnungen und Einschätzungen, die oft voneinander abweichen. Aus diesem Grund Bedarf es einer klaren Definition der verwendeten Begriffe, Faktoren und Funktionen. Das Naturprodukt Holz, gewachsen auf verschiedenen Standorten und daher sehr inhomogen, hat bezüglich der Holzeigenschaften eine breite Streuung. Für Energieberechnungen ist neben der Dichte vor allem der Wassergehalt von Bedeutung. Die angeführten Begriffe und Abbildungen sind aus der ÖNORM M 7132 Energiewirtschaftliche Nutzung von Holz und Rinde und der ÖNORM M 7133 Energiehackgut und Prüfbestimmungen entnommen. Zusätzliche in dieser Arbeit verwendete Begriffe, die in der Literatur nicht definiert sind, werden gekennzeichnet (*) Begriffsdefinitionen und Abkürzungen Biomasse: Biomasse ist die Gesamtheit aller lebenden, toten und zersetzten Organismen und der von ihnen stammenden Substanz ((Brockhaus, 1997); (Kramer, 1988)). Biomasse stellt gespeicherte Sonnenenergie dar, die im Zuge der Photosynthese von Pflanzen erzeugt wurde. Einschlag: Holzmenge, die im Abrechnungszeitraum erfolgswirksam genutzt wurde [fm, m 3 ]. Energiehackgut: Hackgut, das zur energetischen Nutzung bestimmt ist. Energieholz: Holz, das zur Energieerzeugung (Wärme und elektrischer Strom) thermisch verwertet wird. Die Unterscheidung erfolgt in Energierohholz und Schlagrücklass. Energierohholz: Gefälltes, entwipfeltes und entastetes Holz, mit oder ohne Rinde, auch abgelängt und gespalten, jedoch nicht weiter bearbeitet und behandelt, zum Zweck der Energieerzeugung bereitgestellt. Festmeter (fm): Maßeinheit für einen Kubikmeter fester Holzmasse. Festmeter in Rinde (fmr): Maßeinheit für einen Kubikmeter fester Holzmasse mit Rinde. Freies Wasser Fasersättigungspunkt: Freies Wasser befindet sich in den Zellhohlräumen, gebundenes in den Zellwänden. Der Fasersättigungspunkt ist jene Holzfeuchte bei der Holztrocknung, ab welche das zu trocknende Holz kein freies Wasser sondern nur noch gebundenes Wasser enthält. 3

20 2 Grundlagen Hackgut: Maschinell zerkleinertes Holz mit oder ohne Rinde, unterteilt in Fein-, Mittel- und Grobhackgut. Hackholz: In manipulierbare Längen eingekürztes, (grob-)entastetes Derb- und/oder Reisholz, das zur Hackguterzeugung bestimmt ist. Hobelspäne: Anfallende Späne bei spanabhebender Bearbeitung von Holz (Hobeln, Fräsen). Kappholz: Kurze Holzstücke (mit oder ohne Rinde), die beim Abschneiden der Enden von Rund- oder Schnittholz anfallen. Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Anlage: Energiewandlungsanlage, die durch chemische oder physikalische Umwandlung von Energieträgern Wärme und elektrische Energie erzeugt. Kreuzlage: Kreuzweise übereinander geschichtetes Rundholz zum Zweck der Erstellung eines Lagerpodestes. Kuppelprodukt: Produkt, dass neben dem primär angestrebten Produkt zwangsläufig, planmäßig oder unplanmäßig, bei der Produktion anfällt. Die gemeinsame bzw. simultane Herstellung mehrerer Produkte bei einem betrieblichen Prozess. Produktive Systemstunde (PSH 15 ): Produktive Systemzeiten inklusive Unterbrechungen kleiner 15 Minuten [h] (Stampfer, 2002). Quelle: Herkunftsort des Energieholzes bei der Routensuche und Optimierung (Wald, Lagerplätze). Rinde: Organisches Zellgewebe, das von höheren Pflanzen (Bäumen, Sträuchern) an der Außenseite der Zuwachszone (Kambium) als Ummantelung des Holzkörpers gebildet wird. Rundholz: Auf bestimmte Längen quer zur Faser mittels Trennschnitt gesägte Holzstämme. Sägehackgut: Hackgut das aus Holz mit oder ohne Rinde mit Hackmaschinen oder Zerspanern vorwiegend aus den äußeren Rundholzzonen meist in Sägewerken oder holzverarbeitenden Betrieben erzeugt wurde. Sägenebenprodukte (SNP)*: Gesamtheit von Schwarten, Spreißel, Kappholz, Sägehackgut, Sägespäne, Hobelspäne. Sägespäne: Späne die beim Sägen von Holz anfallen. Schaftholz: Oberirdisches Holz des Baumes vom Stammanlauf bis zum Baumwipfel. Schlagrücklass: Im Zuge der Holzernte anfallendes Ast- und Wipfelmaterial sowie Waldrestholz. Schüttdichte: Quotient aus der Masse eines lose gefüllten Schüttraummeters und seinem Volumen einschließlich aller Hohlräume, bezogen auf einen bestimmten Wassergehalt. 4

21 2.1 Grundlagen - Definitionen Schüttraummeter (Srm): In der Forst- und Holzwirtschaft übliche Benennung für 1 m 3 geschütteter Holzteile (z.b.: Hackgut, Stückgut). Schwarten: Beim Einschneiden von Rundholz in den Randzonen anfallende Teile, deren eine Seite ganz oder teilweise Baumwalze mit oder ohne Rinde aufweist. Senke: Zielort des Energieholzes bei der Routensuche und Optimierung (Heizwerk, Lagerplatz). Spreißel: Beim Besäumen von Schnittholz anfallende Teile, die Reste der Rundholzoberfläche mit oder ohne Rinde zeigen. Vegetationsperiode: Teil des Jahres, in der im jeweiligen Gebiet die Pflanzen, beziehungsweise ein großer oder der größere Teil der dort vorkommenden Pflanzen, wachsen und sich entfalten. Verschmutzungsgrad: Anteil der manipulationsbedingten Fremdstoffe, angegeben in Prozent der Gesamtmasse (Holz- und/oder Rindenmasse). Vorkonzentration: Transport von Energierohholz zu einem Zwischenlager zum Zwecke der Mengenkonzentration. Waldhackgut (WHG): Hackgut das aus Hackholz mit Hackmaschinen meist im Wald erzeugt wurde Wassergehalt, Heizwert Wassergehalt und Holzfeuchtigkeit sind mit den Formeln (2.1) und (2.2) ineinander umzurechnen. w = 100 u u u = 100 w 100 w (2.1) (2.2) w... Wassergehalt in Prozent der Masse u... Holzfeuchtigkeit in Prozent der Masse Während die holzbe- und verarbeitende Industrie häufig mit Holzfeuchteangaben arbeitet, wird für Energieholz überwiegend der Wassergehalt verwendet. Die Önorm M 7133 unterteilt Energiehackgut nach dem Wassergehalt in 5 Klassen: W 20: Wassergehalt 20 % (lufttrockenes Holzhackgut) W 30: Wassergehalt 20 % < w 30 % (lagerbeständiges Holzhackgut) W 35: Wassergehalt 30 % < w 35 % (beschränkt lagerbeständiges Holzhackgut) 5

22 2 Grundlagen W 40: Wassergehalt 35 % < w 40 % (feuchtes Holzhackgut) W 50: Wassergehalt 40 % < w 50 % (erntefrisches Holzhackgut) Der Heizwert der feuchten Gesamtsubstanz mit einem Wassergehalt (w) ist mit der Formel (2.3) zu berechnen: H u,w = H u,w f (100 w) 2,44 w 100 H u,w... Heizwert in MJ/kg bei einem Wassergehalt von w H u,w f... Heizwert der wasserfreien Substanz in MJ/kg 2,44... Konstante Verdampfungswärme des Wassers in MJ/kg, bezogen auf 25 C (2.3) Die Abhängigkeit der mittleren Heizwerte von Nadel- und Laubhölzern vom Wassergehalt (w) bzw. von der Holzfeuchtigkeit (u) ist in Abbildung 2.1 dargestellt. Je niedriger der Wassergehalt bzw. die Holzfeuchtigkeit, desto höher ist der Heizwert von Hackgut. Abbildung 2.1: Zusammenhang zwischen Heizwert (Hu), Wassergehalt (w) und Holzfeuchtigkeit (u) (ÖNORM M 7132) Einspeisetarife Ökostrom im Sinne des 5 des Ökostromgesetzes ist jener Strom, der die Abnahmepflicht der Ökobilanzgruppenverantwortlichen zu den gemäß 18 genehmigten Allgemeinen Bedingungen und gemäß 7 festgesetzten Preisen begründet (Hauer, 2003). 7. (1) Als Preise für die Abnahme elektrischer Energie aus Stromerzeugungsanlagen (Neuanlagen), die unter ausschließlicher Verwendung des Energieträgers feste Biomasse (z.b. Waldhackgut) betrieben werden, werden folgende Beträge festgesetzt: 6

23 2.2 Rahmenbedingungen und Bereitstellungsketten 1. bis zu einer Engpassleistung von 2 MW 16,00 /kwh 2. bei einer Engpassleistung über 2 MW bis einschließlich 5 MW 15,00 /kwh 3. bei einer Engpassleistung über 5 MW bis einschließlich 10 MW 13,00 /kwh 4. bei einer Engpassleistung von mehr als 10 MW 10,20 /kwh Forstliche Umrechnungsmaße Die gängigen Umrechnungsmaße von fm auf rm oder Srm werden in der ÖNORM M 7132 definiert (Tabelle 2.1). Tabelle 2.1: Mittlere Umrechnungswerte (Richtwerte) von Raummeter und Schüttraummeter in Festmeter handelsüblicher Brennstoffsortimente (ÖNORM M 7132) 2.2 Rahmenbedingungen und Bereitstellungsketten Die Auswahl geeigneter Bereitstellungsketten für Waldhackgut hängt von den bestehenden Rahmenbedingungen ab. Aus Sicht der regionalen Versorgung erscheinen folgende Punkte für den Einsatz bestimmter Verfahren von Bedeutung: Topografische und örtliche Verhältnisse Technologie Verfügbarkeit in der Region (Unternehmer,... ) Mengenerfordernisse (zeitlich und örtlich) 7

24 2 Grundlagen Energieholzpotenzial Qualitätsanforderung an das Hackgut (ÖNORM M7133,... ) Transport- und Lagermöglichkeiten (Distanzen, Lagerplätze, Hackplätze,... ) Ökologische Gesichtspunkte (Nährstoffentzug,... ) Die Waldausstattung der Region lässt sich auf Basis der Österreichischen Waldinventur (ÖWI) charakterisieren. Die Auswertung der Inventurdaten ist für die einzelnen Bezirksforstinspektionen (BFIs) Österreichs verfügbar. Die Region Mittelkärnten umfasst die Bezirke Feldkirchen und St. Veit an der Glan, wobei sich der Bezirk St. Veit in zwei BFI aufteilt. Der BFI-Bezirk Friesach weist in Kärnten mit 74% den höchsten Waldanteil auf (dunkelgrün). In Feldkirchen und St. Veit liegt der Anteil mit 62 und 65% immer noch über dem österreichischen Durchschnitt von 47% (Abbildung 2.2). Spittal Friesach St. Veit Wolfsberg Feldkirchen Hermagor Legende Bezirksforstinspektionen ± Anteil Waldfläche je BFI-Bezirk 0,50-0,60 0,61-0,70 0,71-0,80 Villach Klagenfurt Völkermarkt Abbildung 2.2: Waldausstattung der Kärntner BFI-Bezirke laut ÖWI 2000/02. Die Region Mittelkärnten zeichnet sich durch einen hohen Anteil an Wirtschaftswald aus. Nur ca. 7% der Waldfläche werden bei der Inventur als Schutzwald ausgewiesen. Im Vergleich dazu liegt der Schutzwaldanteil an der gesamten Waldfläche Kärntens bei ca. 17% (Abbildung 2.3). Der Nadelholzanteil in dieser Region beträgt knapp 90% und liegt somit um 10% höher als im gesamten Bundesland (Abbildung 2.4). Die Hauptaufgabe der Hackschnitzellogistik liegt in der Bereitstellung des Brennstoffes in ausreichender Menge, adäquater Qualität und zu einem bestimmten Zeitpunkt. Logistik selbst definiert sich als die Gesamtheit aller Aktivitäten (Planung, Gestaltung und Steuerung) eines Unternehmens, welche die Beschaffung, Lagerung und den Transport von Materialien und Zwischenprodukten sowie Auslieferung von Fertigprodukten betreffen (Jünemann, 1989). 8

25 2.2 Rahmenbedingungen und Bereitstellungsketten 88% Wirtschaftswald Schutzwald im Ertrag Schutzwald außer Ertrag Holzboden außer Ertrag Ausschlagwald Gesamt 4% 2% 5% 1% Abbildung 2.3: Waldflächenanteile nach Betriebsarten in Mittelkärnten laut ÖWI 2000/02. 88% Nadelholz Laubholz Abbildung 2.4: Nadelholzanteil in der Region Mittelkärnten laut ÖWI 2000/02. 12% 9

26 2 Grundlagen Oberstes Ziel der Unternehmenslogistik ist die Raum- und Zeitüberbrückung von Objekten. Der Materialfluss ist die Verkettung aller Vorgänge bei Produktion, Be- und Verarbeitung sowie die Verteilung von Gütern innerhalb vorgegebener Bereiche. Hinsichtlich der Qualität spielt neben Stückgutgröße und Wassergehalt auch die Verunreinigung des Hackgutes eine Rolle. Der Energiegehalt des Waldhackgutes wird durch Holzart und Wassergehalt determiniert. Neben diesen Qualitätsstandards, die durch Art und Größe der Feuerungsanlage vorgegeben werden, müssen weitere Vorgaben wie Nutzung des öffentlichen Verkehrsnetzes, Transportentfernungen, Lagerkapazitäten und vorhandener Maschinenpark berücksichtigt werden. Die Mobilisierung von Waldhackgut ist keine Mengenfrage, sondern eine Frage der Kosten (Haneder und Jonas, 2004). Die Entscheidung des Mechanisierungsgrades wird maßgeblich durch die Topografie bedingt. Das Hackmaterial wird differenziert in Schlagrücklass (Äste, Wipfelstücke, Stammabschnitte) und Energierohholz (Sortiment, Baumverfahren). Der Schlagrücklass stellt immer ein Koppelprodukt der Holzernte dar. Das Energierohholz wird hingegen lediglich zum Zweck der thermischen Verwertung genutzt. Sowohl Schlagrücklass als auch Energierohholz können im Sortiments- und Baumverfahren geerntet werden. Der Hackort und das daraus abgeleitete Transportmittel müssen kostenoptimiert entschieden werden. Aus dieser Kombination ergeben sich vier Kategorien (Abbildung 2.5). Diese werden anschließend nach dem Ort des Aufbereitens bzw. Hackens unterteilt, wobei vier mögliche Hackorte in Frage kommen. Bereitstellung von Waldhackgut Schlagrücklass Baumverfahren Schlagrücklass Sortimentsverfahren Energieholz Sortimentsverfahren Energieholz Baumverfahren Hacken auf der Forststraße Hacken auf der Fläche Hacken auf der Forststraße Hacken auf der Fläche Bündeln auf der Forststraße Hacken im Werk Bündeln auf der Fläche Hacken im Werk Transportieren von Energieholz Hacken im Werk Hacken auf der Forststraße Transportieren von Schlagrücklass Hacken im Werk Hacken auf der Forststraße Transportieren von Energieholz Hacken im Werk Transportieren von Energieholz Hacken am Lagerplatz Transportieren von Schlagrücklass Hacken am Lagerplatz Transportieren von Energieholz Hacken im Werk Abbildung 2.5: Verfahren zur Bereitstellung von Waldhackgut. 10

27 2.2 Rahmenbedingungen und Bereitstellungsketten Der folgende Überblick beschränkt sich hauptsächlich auf hoch und- und vollmechanisierte Verfahren, da hier das größte Potenzial für eine kostengünstige Bereitstellung gesehen wird. Die Mechanisierung stellt eine wichtige Grundlage zur Kosteneinsparung dar, wobei ein hoher Auslastungsgrad eine zentrale Rolle spielt. Um diesen zu garantieren, bedarf es idealer Weise hoher Mengen in einem möglichst kleinen Einzugsbereich. Die Gründung von Kooperationen zur Bereitstellung von Waldhackgut scheint im Zusammenspiel mit der Holzernte sinnvoll. Durch gemeinschaftliche Maßnahmen steigert sich der Grad der Maschinenauslastung und die Überstellungskosten der an der Logistikkette beteiligten Maschinen reduzieren sich (Friedl et al., 2004). Eine Zusammenarbeit von Energieholzproduzenten, Transportunternehmen und Heizwerkbetreibern ist für eine effiziente Bereitstellung von Waldhackgut die Voraussetzung, um qualitätsorientierte und verwendungsgerechte Produktion von Waldhackgut zu ermöglichen. Im optimalen Fall werden bereits im Vorfeld der Neuprojektierung von Biomasseanlagen akkordierte und angepasste Lösungen gesucht, um eine möglichst hohe Wertschöpfung für den Einzelnen zu erreichen (Herzog, 2006) Schlagrücklass - Baumverfahren Hacken auf der Forststraße Feldversuch Kramsach (Rohrmoser und Stampfer, 2003) Die Fällung erfolgte motormanuell im Bestand. Die anschließende Rückung und Aufarbeitung wurde mit dem Seilgerät kombiniert mit einem Prozessor durchgeführt. Das Hacken des Schlagrücklasses (Holzabschnitte, Kronenteile) erfolgt bei dieser Bereitstellungskette mit einem Hacker auf der Forststraße direkt in Wechselcontainer. Diese werden mit Lkw in Wechselfahrweise zum Werk transportiert (Abbildung 2.6). Die Nutzung des zurückbleibenden Schlagrücklasses beim Baumverfahren im Seilgelände ermöglicht eine zusätzliche Wertschöpfung. Durch das Hacken direkt in Container vor Ort entsteht kein zusätzlicher Manipulationsaufwand und die Ladedichte für den Transport kann erhöht werden. Die Organisation der Abfuhr erfordert ein hohes Maß an zeitlicher Disposition, um Wartezeiten der Lkw zu vermeiden. Infolge der Nutzung des gesamten Schlagrücklasses kommt es zu einem erhöhten Nährstoffentzug (Tabelle 2.2). Bündeln auf der Forststraße Hacken im Werk Feldversuch Energieholzbündel im Gebirge (Kanzian, 2005) Das Bündelverfahren wurde in Skandinavien entwickelt und wird derzeit v. a. in Finnland erfolgreich eingesetzt. Der Schlagrücklass wird mit einer Maschine zu kompakten zylindrischen Bündeln gepresst. Die Bündel wiegen bei einem Durchmesser von 70 cm und einer Länge von 3 m rund 500 kg. Die Bündellänge kann variabel gewählt werden. In der Praxis zeigt sich, dass die Länge nach oben hin aufgrund von Stabilitätsüberlegungen begrenzt ist. Die Bündel werden entweder im Wald oder beim Werk gelagert. Beim Verfahren im Gebirge wird der anfallende Schlagrücklass an der Forstraße nach der Nutzung im Baumverfahren im Seilgelände gebündelt. Das in Österreich getestete Bündelaggregat ist im Gegensatz zur Serienmaschine auf einem Lkw aufgebaut. Dadurch soll eine kos- 11

28 2 Grundlagen Prozess Ort Bestand Wald Forststraße Heizwerk [ /Srm] Anmerkungen Fällen Motormanuell Fällen Rücken Baumverfahren Aufarbeiten Aufarbeiten mit Prozessor Hacken 50 [Srm/PSH15] 4,0 Hacken auf der Forststraße Transportieren 20 [Srm/PSH15] 3,2 Transportieren mit Container-LKW in Wechselfahrweise Summe 7,2 Abbildung 2.6: Darstellung des Feldversuchs Kramsach. Tabelle 2.2: Bewertung des Feldversuchs Kramsach. Hochmechanisiertes Verfahren Stärken Geringer Manipulationsaufwand - Schlagrücklass wird direkt gehackt Schwächen Ladedichte steigt durch Zerkleinerung der sonst sperrigen Äste Hoher Organisationsaufwand für eine optimale Abfuhr, um Wartezeiten des Hackers niedrig zu halten Geringe Nutzlast des LKWs mit Wechselcontainer Geringe Nutzungsmengen je Einsatzort und damit hohe Überstellungskosten Stehzeit des LKWs während des Hackens Forststraße muss für LKW mit Wechselcontainer befahrbar sein Chancen Zusätzliche Wertschöpfung durch Nutzung des Schlagrücklasses Risiken Verstärkter Nährstoffentzug durch zusätzliche Nutzung des Astmaterials Abstimmung von LKW auf Hacker 12

29 2.2 Rahmenbedingungen und Bereitstellungsketten tengünstige Selbstüberstellung der Maschine möglich sein (Abbildung 2.7). Die Produktivität der Bündelmaschine lag im Erstversuch bei 9 bis 13 Bündel pro PSH 15 (Kanzian, 2005). Probleme bereitet vielfach die Verschmutzung des Schlagrücklasses mit Steinen und Erde, wodurch die Sägekette der Kappsäge einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist. Die Verunreinigung der Bündel macht den Einsatz von Schreddern zur Zerkleinerung notwendig, wobei im Versuch Produktivitäten von 60 bis 80 Srm pro PSH 15 ermittelt wurden. Beim Transport der Bündel bereiteten sich lösende Holzteile Probleme, weshalb ein gesicherter bzw. geschlossener Transport der Bündel empfohlen wird (Tabelle 2.3). Die Lagerung der Bündel in abgedecktem Zustand brachte eine wesentliche Steigerung des Trockengehaltes mit sich, wobei über den auftretenden Energieverlust durch die Trocknung keine Zahlen vorliegen. Der Vorteil der Lagerfähigkeit der Bündel und die Veränderung des Trockengehaltes wurden nicht bewertet. Die anfallenden Mengen an Hackgut belaufen sich nach Schätzungen auf Basis des Versuchs auf 20 bis 35 Srm pro 100 fm Rundholz (Kanzian, 2005). Prozess Ort Bestand Wald Forststraße Heizwerk [ /Srm] Anmerkungen Fällen Fällung motormanuell Rücken Baumverfahren Aufarbeiten Ausformung Sortimente mittels Prozessor Bündeln [Srm/PSH15] 10,9-13,7 Bündelung mit dem LKW- Energieholzbündler Transportieren [Srm/h] 3,6 bzw. 6,2 Transport zum Werk bzw. Lagerplatz (Trocknung) bei 25 km und 100 km Distanz Hacken [Srm/PSH15] 1,6-3,0 Großhacker/-schredder im Werk Summe 16,0-23,0 Abbildung 2.7: Darstellung des Feldversuchs Energieholzbündel. Transportieren von Schlagrücklass Hacken im Werk Bei diesem Verfahren wird der Transport von Schlagrücklass zu einem zentralen Lagerplatz bzw. zum Abnehmer durchgeführt. In Österreich erfolgt dies mit gewöhnlichen Rundholz-Lkw mit einsetzbaren Bordwänden. Aufgrund der niedrigen Ladedichte von Schlagrücklass, ergibt sich eine geringe Auslastung der Transportkapazität. Produktivitäten und Kosten für dieses Verfahren wurden bis jetzt noch nicht veröffentlicht. 13