Kapitel 5: Biomasse, Brennstoffe und Verbrennungsrückstände

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1 Kapitel 5: Biomasse, Brennstoffe und Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die gängigsten Biomassebrennstoffe, deren Herstellung und ihren Einsatz. Inhaltsverzeichnis 5. Biomasse, Brennstoffe und Forstliche Biomasse (Scheitholz, Hackgut) Erzeugung und Qualität Energieinhalt von Holz Holzpresslinge Holzbriketts, Rindenbriketts Holzpellets Industriepellets Versorgungssicherheit Sonstige biogene Festbrennstoffe der Holzverbrennung Spuren- und Nebenelemente Was brannte im Ofen? Verschlackung und Korrosion Sonstige biogene Brennstoffe 26

2 Biomasse, Brennstoffe und 5. Biomasse, Brennstoffe und 5.1 Forstliche Biomasse (Scheitholz, Hackgut) Erzeugung und Qualität Brennholz ist vielfach ein Koppelprodukt bei der Nutzholzerzeugung. Einige Brennholzsortimente werden von der Forstwirtschaft produziert wie z.b. Waldhackgut und Scheitholz, andere Holzbrennstoffe werden in der Holz be- und verarbeitenden Industrie erzeugt wie Industriehackgut, Kapp- und Spreißelholz, Säge- und Hobelspäne oder Holzpellets und -brickets. Die Nutzung von Wäldern zur ausschließlichen Produktion von Energieträgern findet sich in der traditionellen Produktion von Scheitholz insbesondere wenn keine werkstoffliche Nutzung des Holzes möglich ist. Vergleichsweise jung und derzeit auf wenige Produktionsflächen beschränkt ist die Pflanzung von Kurzumtriebswäldern (z.b. Weide und Pappel) die formal der Landwirtschaft zuzurechnen ist. Maßeinheiten für Brennholz 1 Festmeter (fm) 1 m³ feste Holzmasse 1 Raummeter (rm) 1 m³ geschichtete oder geschüttete Holzteile inkl. Luftzwischenräume 1 Schüttraummeter (Srm) 1 m³ geschüttete Holzteile (Stückholz, Hackgut, Sägespäne, usw.) Tab. 1: Umrechnungszahlen gebräuchlicher Brennholzsortimente (vereinfachte Berechnung) Maßeinheit Sortiment fm rm Rundholz Scheitholz rm Srm Srm Srm geschicht et Stückholz geschüttet G 30 fein Hackgut G 50 mittel 1 fm Rundholz 1 1,40 1,20 2,00 2,50 3,00 1 rm Scheitholz, 1 m lang, geschichtet 1 rm Stückholz ofenfertig, geschichtet 1 Srm Stückholz ofenfertig, geschüttet 1 Srm (Wald)-Hackgut G 30 fein 1 Srm (Wald)-Hackgut G 50 mittel 0,70 1 0,80 1,40 (1,75) (2,10) 0,85 1,20 1 1,70 0,50 0,70 0,60 1 0,40 (0,55) 1 1,20 0,33 (0,50) 0, Tonne Hackgut (G 30) entspricht rd. 4 Srm Weichholz (Fichte) bei w = 25 % 3 Srm Hartholz (Buche) Quelle: Energie aus Holz, LLWK NÖ, DI Jonas in Anlehnung an die ÖNORM M 7132 Seite 2

3 28 Biomasse, Brennstoffe und In der Vergangenheit wurden in Österreich von verschiedenen Stellen unterschiedliche Umrechnungsfaktoren verwendet (z.b. Statistik Austria, Energieagentur, Ministerium). Seit März 2007 bestehen empfohlene Faktoren, die österreichweit Anwendung finden. Ein Excel-Berechnungsprogramm und ein Bedienungsmanual sind kostenlos verfügbar: klima:aktiv Programmübersicht Erneuerbare Energie energieholz Downloads Grundlagen [ 1 ]. Beispielhaft wird hier die Umrechnungsmatrix bei Bilanzbetrachtungen für Holzhackgut im Einsatzbereich von Kleinanlagen und mittleren Anlagen bis 500 kw Nennleistung (siehe Tab. 2: Empfohlene Umrechnungsfaktoren für Holzhackgut (Kleinanlagen und mittlere Anlagen bis 500 kw Nennleistung) vorgestellt, die unter folgenden Annahmen erstellt wurde: 35 % mittlerer Wassergehalt Heizwert, Rohdichte und Schwindmaß für Nadelholz- und Laubholzmischsortiment mit Gewichtungsfaktoren aliquot zur Baumartenverteilung der Holznutzung in Österreich laut ÖWI 2000/02 Feinhackgut G30 mit einer Schüttdichte von 0,4 Festmeter pro Schüttraummeter Ist aus der Datenquelle der Einsatzbereich des Holzhackgutes nicht erkennbar (Anlagen bis 500 kw, Anlagen > 500 kw), kann bei Bilanzbetrachtungen vereinfachend - entsprechend der marktüblichen Vorgangsweise wie in Tab. 1 mit der Schüttdichte von Feinhackgut G30 (0,4 Festmeter pro Schüttraummeter bzw. 2,5 Schüttraummeter pro Festmeter) gerechnet werden. Bei der energetischen Bewertung von Holzsortimenten, die in t-atro (Tonnen absolut trockene Holzsubstanz, 0% Wassergehalt) erhoben wurden, müsste bei Anwendung der Umrechnungsmatrix zuerst auf t-lutro zurückgerechnet werden, um eine Überschätzung des tatsächlich vorliegenden Energieinhaltes zu vermeiden. Tab. 2: Empfohlene Umrechnungsfaktoren für Holzhackgut (Kleinanlagen und mittlere Anlagen bis 500 kw Nennleistung) Quelle: : ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik 1 K.P. Nemestothy und B. Lang, Austrain Energy Agency Februar 2007 Seite 3

4 Biomasse, Brennstoffe und Die empfohlene Umrechnungsmatrix für Pellets bei Bilanzbetrachtungen wurde unterfolgenden Annahmen erstellt: - 8 % mittlerer Wassergehalt - Ausgangsmaterial für Pelletierung in Österreich vorwiegend Fichtenholz - 6 mm Pellets mit ca. 650 kg/m³ Schüttdichte Auch bei der energetischen Bewertung von Pelletssortimenten, die in t-atro (Tonnen absolut trockene Holzsubstanz, 0% Wassergehalt) erhoben wurden, müsste bei Anwendung der Umrechnungsmatrix zuerst auf t-lutro zurückgerechnet werden, um eine Überschätzung des tatsächlich vorliegenden Energieinhaltes zu vermeiden. Tab. 3: Empfohlene Umrechnungsfaktoren für Pellets Quelle: : ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Energieinhalt von Holz Der Heizwert von Holz ist abhängig von: - Wassergehalt (%) Masse an Wasser / Gesamtmasse - Dichte (kg/m³) des Holzes baumartenabhängig Tab. 4: Heizwert von Holz in Abhängigkeit des Wassergehaltes Zustand des Holzes Wassergehalt Heizwert (H U ) Waldfrisch % 2,0 kwh / kg über einen Sommer gelagert % 3,4 kwh / kg über mehrere Jahre gelagert % 4,0 kwh / kg Quelle: : ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Seite 4

5 28 Biomasse, Brennstoffe und Abb. 1: Heizwert von Holz (in Abhängigkeit des Wassergehaltes) Quelle: : ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Abb. 2: Heizwert von einem Raummeter Holz bei einem Wassergehalt von 20 % in Abhängigkeit von der Baumart in kwh Pappel Fichte Tanne Erle Weide Kiefer Lärche Ahorn Birke Buche Esche Eiche Robinie Quelle: : ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Seite 5

6 Biomasse, Brennstoffe und Stückholz Stückholz und Scheitholz sind in den ÖNormen M 7104 und M 7132 definiert. Die Versorgung mit Stückholz wird zum überwiegenden Teil von kleinen land- und forstwirtschaftlichen Betrieben bzw. durch Eigenproduktion sichergestellt. Unterschieden wird zwischen Hart- und Weichholz und andererseits nach der Stückgröße. Stückholz ist für die unmittelbare Verwendung zerkleinertes Brennholz ( ofenfertiges Holz). Die häufigste Längen sind: 25 cm, 33 cm, 50 cm, 100 cm. Als Meterholz werden ein Meter lange Abschnitte von Ästen und Stämmen bezeichnet. Der Verkauf von Meterholz erfolgt in Raummetern. Ein Schichtraummeter (rm) ist ein Stapel von 1 m x 1 m x 1 m aufgeschichtetem Holz und entspricht 0,7 Festmeter (fm). Ein Festmeter ist ein Kubikmeter Holzsubstanz. Ein Raummeter lufttrockenes Laubholz (meist Hartholz) hat je nach Holzart ein Gewicht von 450 bis 550 kg, bei lufttrockenem Nadelholz (Weichholz) liegt der Wert bei etwa 350 bis 450 kg. Dies entspricht, abhängig vom Wirkungsgrad der Feuerung, einer Heizölmenge zwischen 190 und 230 l bei Laubholz und 160 bis 200 l bei Nadelholz. Neben der Stückgröße und der Holzart ist die Feuchtigkeit das wesentlichste Qualitätsmerkmal. Frisch eingeschnittenes Holz wird üblicherweise in Meterscheitern mit guter Durchlüftung gestapelt und getrocknet. Nach einer Lagerzeit von 1-2 Jahren erreicht es den Zustand lufttrocken mit einem Wassergehalt von % (Hartholz trocknet langsamer als Nadelholz, besonders lange ist die Trocknungsdauer von Eichenholz). Aus Qualitätsgründen sollte Brennholz mindestens zwei Jahre an einem sonnigen, gut durchlüfteten Platz gelagert werden. Die Verbrennung von frisch eingeschnittenem bzw. feuchtem Holz in Kleinfeuerungsanlagen liefert eine geringe Energiemenge und kann der Heizanlage Schäden zufügen! Hackgut Unter Hackgut oder Holzschnitzel bezeichnet man maschinell zerkleinertes Holz mit und ohne Rinde, in der Regel bis zu einer Stücklänge von 15 cm. Üblicherweise versteht man unter Hackgut etwa streichholzschachtelgroße Holzstücke die mit speziellen Hackmaschinen aus Schwachholz (Holz mit geringem Durchmesser z.b. Durchforstungsmaterial, Äste, Kronen) oder aus sonstigen Hölzern erzeugt werden. Hackgut, das als Sägenebenprodukt anfällt, wird als Industriehackgut bezeichnet. Die Maßeinheit bei Hackgut ist der Schüttraummeter (Srm). Ein Schüttraummeter entspricht, je nach Holzart, Stückigkeit und Feuchte einer Menge von kg. Der Energieinhalt bei 40 % Feuchte liegt zwischen 2,5 und 4,0 GJ/ Srm. Hackschnitzel haben gegenüber Stückholz folgende Vorteile: - Die Aufarbeitung und das Manipulieren ist durch die maschinelle Verarbeitung erheblich erleichtert. Seite 6

7 28 Biomasse, Brennstoffe und - Transport, Lagerung und Beschickung der Feuerung werden durch die (teilweise) gegebene Rieselfähigkeit des Hackgutes und durch automatische Transportsysteme erleichtert. - Die Brennstoffzufuhr vom Lagerraum in die Feuerungsanlage kann vollautomatisiert werden die Wärmeproduktion lässt sich bedarfsgerecht automatisch steuern. - Hackgut kann feuchter als Stückholz verfeuert werden (bis zu 60 % Holzfeuchtigkeit). Dies gilt jedoch nur für entsprechend ausgelegte Feuerungsanlagen und üblicherweise für mittlere und größere Anlagen wie z.b. Fernheizwerke. Hackschnitzel haben gegenüber Stückholz folgende Nachteile: - Die Arbeitsleistung bei der Brennstoffproduktion erfordert eine maschinelle Ausstattung und kann in der Regel nur vom Brennstoffproduzenten geleistet werden d.h. eine Eigenleistungen des privaten Endverbrauchers ist praktisch nicht möglich. - Feuchtes Hackgut kann in Lagerräumen zu biologischen Abbauprozessen und Schimmelbildung führen neben einer Geruchsbelästigung sind in Extremfällen gesundheitliche Schäden möglich. Deshalb sollte für Kleinfeuerungsanlagen nur trockenes, qualitativ hochwertiges Hackgut verwendet werden. Bei Großanlagen wird dieser Gefahr durch einen großen Durchsatz und/oder durch entsprechende Lagertechnik wie Aufschüttung in mehrere Meter hohe Haufen und Verdichtung entgegen gewirkt. Eine Klassifizierung ist nach der europäischen Technischen Spezifikation CEN/TS möglich, diese Spezifikation erfordert neben den Angaben zu Brennstoffkenngrößen und der Handelsform auch Angaben zur Herkunft des Holzes. In Österreich etabliert und in der Praxis angewendet ist die Klassifizierung von Hackgut nach der ÖNORM M Die Klassifizierung erfolgt hier über die Parameter Größe, Wassergehalt, Schüttdichte und Aschegehalt gemäß 5. Tab. 5: Klassifizierung von Hackgut lt. ÖNORM M 7133 Hackgutklasse Beschreibung Größenverteilung 1 Maximalgrößen einzelner Stücke G 30 G 50 G 100 Feinhackgut mit einer Nennlänge von 30 mm Mittelhackgut mit einer Nennlänge von 50 mm Grobhackgut mit einer Nennlänge von 100 mm Maximal je 20 % kleiner als 2,8 mm bzw. größer als 16 mm Maximal je 20 % kleiner als 5,6 mm bzw. größer als 31,5 mm Maximal je 20 % kleiner als 11,2 mm bzw. größer als 63 mm Querschnitt von 3 cm. Länge von 8,5 cm Querschnitt von 5 cm. Länge von 12 cm Querschnitt von 10 cm. Länge von 25 cm Seite 7

8 Biomasse, Brennstoffe und Wassergehalt 2 Klassengrenzen Erläuterung W 20 W 20% Lufttrockenes Holzhackgut W 30 20% < w 30% Lagerbeständiges Holzhackgut W 35 30% < w 35% Beschränkt lagerbeständiges Holzhackgut W 40 35% < w 40% Feuchtes Holzhackgut W 50 40% < w 50% Erntefrisches Holzhackgut Schüttdichte 3 Klassengrenzen Erläuterung S 160 < 160 kg/m³ Geringe Schüttdichte S kg/m³ Mittlere Schüttdichte S 250 > 200 kg/m³ hohe Schüttdichte Aschegehalt Klassengrenzen Erläuterung A 1 0,5 % Holzhackgut mit geringem Rindenanteil A 2 0,5 % < a 2 % Holzhackgut mit erhöhtem Rindenanteil Quelle: ÖNORM M Größen beziehen sich auf die Nenn-Maschenweite der Analysensiebe 2, 3... Angaben für wasserfreien Zustand Gemäß ÖNORM M 7133 darf der Feinanteil (< 1mm) für alle Größenklassen maximal 4 % betragen, d.h. Sägespäne, Schleifstaub u.ä. dürfen keinem Hackgutsortiment zugegeben werden und sollten in Hackschnitzelfeuerungsanlagen außer bei entsprechender Eignung - nicht verbrannt werden. In größeren Anlagen bis hin zu Fernwärmeheizwerken sowie in gewerblichen Feuerungsanlagen ist, abhängig von Anlagentyp und Genehmigungsbescheid, der Einsatz bzw. die Verwertung weiterer Holzsortimente wie Sägespäne, sonstiger Restholzsortimente mit und ohne Klebstoffe und Beschichtung, geschreddertes Altholz, Rinde und sehr feuchtes Hackgut aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll und üblich. Ist die Feuerungsanlage für die entsprechenden Brennstoffe geeignet, sind keine schädlichen Emissionen in umweltrelevantem Ausmaß zu erwarten. Energieinhalt von Hackgut (W 30, G 30) volumsbezogen 1 Srm Fichte / Tanne 750 kwh 1 Srm Lärche 960 kwh 1 Srm Kiefer 879 kwh 1 Srm Buch / Eiche 1057 kwh Seite 8

9 28 Biomasse, Brennstoffe und 1 rm Holz 1,75 Srm Hackgut 1 fm Holz 2,50 Srm Hackgut Heizwertäquivalente Öl Holz: Liter Heizöl entsprechen: ca. 5 6 rm Laubholz (Hartholz) ca. 7 8 rm Nadelholz (Weichholz) ca Srm Hackgut 5.2 Holzpresslinge Unter Holzpresslingen werden Holzpellets und Holzbriketts verstanden. Sie sind durch Verdichtung von Holzspänen erzeugte Brennstoffe unterschiedlicher Größe und Form. Die Produkteigenschaften und Qualitätsanforderungen werden in der ÖNORM M 7135 bzw. in der europäischen Technischen Spezifikation CEN/TS 14961, Anhang A für Pellets für Kleinfeuerungsanlagen, spezifiziert. Die Produktion von Holzpresslingen erfolgt im industriellen Maßstab. Holzpresslinge unterscheiden sich von traditionellen Holzbrennstoffen (Stückholz und Hackgut) primär durch: - Geringem Wassergehalt - Hoher Dichte - Geringem Aschegehalt (Ausnahme Rindenpresslinge) - Großer Energiedichte Holzpellets sollten nur in dafür geeigneten Feuerungsanlagen verbrannt werden! Holzbriketts, Rindenbriketts Abb. 3: Einlagerung von attraktivem Brennstoff Briketts Holzbriketts sind auf dem österreichischen Markt etabliert und werden vom Brennstoffhandel aber auch in Supermärkten, Lagerhäusern und Bauhäusern angeboten. Derzeit ist allgemein eine Marktsättigung zu verzeichnen. Holzbriketts eignen sich besonders für kleine bzw. nur unregelmäßig beheizte Feuerstätten wie Kaminöfen, Saunaöfen, Kachelöfen u.ä. Durch ihren hohen Seite 9

10 Biomasse, Brennstoffe und Energieinhalt sowohl bezogen auf das Volumen (hohe Dichte über 1 kg/dm³) als auch bezogen auf das Gewicht (Feuchte unter 10 %) und durch das attraktive Erscheinungsbild werden die vergleichsweise hohen Kosten von den Kunden akzeptiert. Quelle: Firma Umdasch Holzbriketts sind vor Verwendung in Stücke zu brechen. Sie dürfen auf keinen Fall den Brennraum vertikal komplett ausfüllen, da sie sich bei der Erhitzung/Verbrennung ausdehnen und so die Brennkammer schädigen können. Bei Holzbriketts sind sehr unterschiedliche Qualitäten auf dem Markt erhältlich. Gute Briketts erkennt man an: - Sie sind geprüft nach ÖNORM M 7135 (bei nicht geprüften Produkten besteht unter anderem die Gefahr chemischer und sonstiger Verunreinigungen mit den entsprechenden umweltrelevanten Gefahren). - Besitzen ein Loch in der Mitte (deutliche Verbesserung des Abbrandverhaltens). - Neigen nicht zum Zerbröseln. Rindenbriketts eignen sich aufgrund der langen Abbranddauer besonders als Gluthalter (Ersatz für Kohlebriketts) Holzpellets Holzpellets sind der jüngste und innovativste Holzbrennstoff, der seit 1997 eine rasante Verbreitung erfährt. Pellets werden aus reinem, unbehandelten Holz ohne Zusatz von synthetischen Bindemitteln aus Nebenprodukten der Holzindustrie und Forstwirtschaft gepresst. In Österreich wird zu über 90% Fichtenholz für die Pelletierung verwendet. Seite 10

11 28 Biomasse, Brennstoffe und Rohstoffe für die Pelletierung - Hobelspäne aus der Verarbeitung von unbehandeltem Holz, geringer Wassergehalt von ca. 10 % - Sägespäne aus der Verarbeitung rindenfreien Stammholzes - Sonstige rindenarme Sägenebenprodukte - Presshilfsmittel auf reiner Biomassebasis wie zb Stärke, Roggenmehl, Maisgries, laut ÖNORM M 7135 ist die Zugabe bis zu max. 2 % zulässig - Wasser bzw. Wasserdampf Die Produktion Derzeit sind in den ca. 25 größeren österreichischen Produktionsstandorten Kapazitäten von rund Jahrestonnen verfügbar, tatsächlich werden 2007 ca t Pellets produziert werden (Stand Juni 2007). Durch die in Österreich bestehenden Produktionskapazitäten ist einerseits die Versorgung mit hochwertigen, geprüften Qualitätspellets gesichert, andererseits gewährleistet die Vielzahl der voneinander unabhängigen Produzenten langfristig eine marktgerechte Preisentwicklung. Abb. 4: Produktion und Verbrauch in Österreich Quelle: propellets Austria, Juni 2007 Seite 11

12 Biomasse, Brennstoffe und Obwohl die Produktionsanlagen in Details sehr unterschiedlich ausgeführt sind, ist der Aufbau aller Anlagen ähnlich und besteht aus folgenden Teilen: - Lager für Rohstoff (Spänesilos, Hallen mit Schubböden oder sonstigen automatischen Fördereinrichtungen) - Trocknungsanlage (Band- oder Trommeltrockner, nur bei der Verarbeitung von Sägespänen notwendig) - Zerkleinerung (Hammermühlen, Schraubenmühlen u.ä.) - Metallabscheidung - Dosiereinrichtung für Presshilfsmittel - Konditionierung (Wasserzugabe) und Mischer - Presse (Flach- oder Ringmatritzenpressen, siehe Abb. 5; in Österreich herrschen Ringmatritzenpressen vor Abb. 5) - Kühlung (und Trocknung) - Siebung/Entstaubung - Produktlager Abb. 5: Fließbild einer Pelletieranlage und Schnitt durch eine handelsübliche Flachmatritzenpresse Quelle: Fa Kahl Seite 12

13 28 Biomasse, Brennstoffe und Der Aufbau einer typischen Anlage (Fließbild) und ein Schnittbild einer handelsüblichen Flachmatritzenpresse sind in Abb. 5 dargestellt. Die Pelletierungstechnik stammt ursprünglich aus der Mischfutterproduktion. Da die Pelletierung von Holz deutlich schwieriger ist als die Pelletierung von Mischfutter, konnten anfänglich häufig nur Pellets minderer Qualität mit teilweise sehr hohem Feinanteil erzeugt werden. Intensive Entwicklungsarbeit und die Qualitätsforderungen der Kunden und Heizgerätehersteller führten zu einer signifikanten Weiterentwicklung und Verbesserung der Presstechnik. Die Produktionskosten Die Pelletsproduktion erfolgt im industriellen Maßstab, die Kosten werden von zahlreichen Parametern mit einer unterschiedlichen Schwankungsbreite bestimmt, siehe Abb. 6. Den Berechnungen wurden Produktionskosten von 73,5 bis 94,6 /t für Anlagen mit Trocknung und 52,2 bis 81,3 /t für Anlagen ohne Trocknung zugrunde gelegt. Abb. 6: Durchschnittliche Zusammensetzung der Pelletsproduktionskosten für Produktionsanlagen mit und ohne Trocknung Quelle: Gerold Thek, Salzburg 2001 Wesentliche Faktoren für die Wirtschaftlichkeit von Pelletieranlagen sind die Anlagenauslastung (siehe Abb. 7) und die Anlagengröße. Pelletieranlagen mit einer Jahreskapazität unter t sind nur unter ganz spezifischen Rahmenbedingungen wirtschaftlich, der Trend bzw. die Bedienung des Gesamtmarktes wird in Zukunft überwiegend von großen Anlagen erfolgen. Die Anlagengröße ist nach oben begrenzt, da die wirtschaftliche Rohstoffverfügbarkeit durch die Kapazität der Sägewerke und/oder das Einzugsgebiet festgelegt ist sowie die Transportkosten zu den Abnehmern mit der Entfernung steigen. Seite 13

14 Biomasse, Brennstoffe und Abb. 7: Abhängigkeit der Produktionskosten von den jährlichen Betriebsstunden Quelle: Gerold Thek, Salzburg 2001 Charakteristika von Pellets für Kleinfeuerungsanlagen - Das Pellet hat einen Durchmesser von ca. 6 mm bei einer Länge von 1 3 cm. - Durch den einheitlichen Wassergehalt von ca. 8 % ist eine problemlose Lagerung in geschlossenen, trockenen Räumen gewährleistet. - Pellets haben eine Dichte von ca. 1,2 kg/dm³ mit einem Energiegehalt von rund 4,8 kwh/kg bei 8 % Wassergehalt. - Das Schüttgewicht beträgt rund 650 kg/m 3, d.h kg entsprechen ca. 1,5 m³. - Ascheanfall kleiner als 0,5 %. - Umfassende Qualitätsrichtlinien und Normen sind vorhanden, in Österreich sollten ausschließlich Pellets geprüft nach ÖNORM M 7135 ge- bzw. verkauft werden. Ein durchschnittlicher Pellets Jahresbedarf für ein Einfamilienhaus in Österreich sind 5500 kg, das sind rund 8,3 m³ Pellets. Diese Menge entspricht ca. 37 Srm Hackgut, 2820 m³ Gas oder 2700 l Heizöl. Seite 14

15 28 Biomasse, Brennstoffe und Qualitätssicherung und Anforderungen Warum ist insbesondere für Pellets die Qualität besonders wichtig? - Pellets sind Konkurrenz zu etablierten Brennstoffen, die seit Jahren ein konstantes, hohes Qualitätsniveau besitzen (insb. Heizöl und Gas) - Pellets sind ein Industrieprodukt, bei mangelhafter Qualität treten viele Störfälle gleichzeitig auf - Pellets sprechen teilweise ein anderes Kundensegment an, als traditionelle Holzbrennstoffe (nicht nur im ländlich-bäuerlichem Bereich bzw. als Nischenprodukt für sehr umweltbewusste Gruppen) - Pelletskunden sind umweltbewusst (auch zur Rechtfertigung der höheren Investitionskosten): Schadstoffhältige Brennstoffe sind besonders negativ und Emissionen von Heizanlagen müssen im praktischen Einsatz vergleichbar mit den am Prüfstand bestimmten Werten sein, das ist nur mit einem in möglichst engen Grenzen variierenden, standardisierten Brennstoff möglich - Qualität musste von Beginn an hoch sein um negatives Image zu vermeiden negatives Image bleibt über Jahre (siehe zb. Qualitätsprobleme bei Hackschnitzel in den 70er Jahren) - Pelletierer und Heizungshersteller müssen den Kunden in ihrem eigenen Interesse die Notwendigkeit geprüfter Ware erklären Holzpellets werden international über verschiedenen Normen und Güterichtlinien spezifiziert: Abb. 8: Normen für und gebräuchliche Gütezeichen für Pellets Holzpellets Spezifikationen Normen nationale Standards nationale Gütezeichen ÖNORM M 7135 DIN skand. Normen ASTM E 870 UZ 38 DINplus seit 2006 CEN-Normen Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Seite 15

16 Biomasse, Brennstoffe und Tab. 6: physikalische und chemische Anforderungen an Holzpellets DIN HP5 ÖNORM M 7135, UZ 38 HP 1 diameter mm 4 D 10 4 D 10 4 D 10 length mm < 50 5*D (1) 5*D (1) gross density kg/dm³ 1 X 1,4 1,12 ± 0,2 1,12 ± 0,2 moisture contend % ash contend % 1,5 0,5 0,5 calorific value (wf) MJ/kg 17,5 X 19, sulphur contend % 0,08 0,04 0,04 nitrogen contend % 0,30 0,30 0,30 chlorine contend % 0,03 0,02 0,02 abrasion % 2,3 ± 0,2 2,3 ± 0,2 additives % keine < 2 < 2 fines % heavy metals mg/kg verschied. Cr, Cu (1) max. 20 Gew-% dürfen Längen bis 7,5*D aufweisen (2) max. 20 Gew% bis 45 mm Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Zusätzlich zur Produktnorm für Holzpellets gibt es in Österreich Richtlinien für Logistik und Zwischenlagerung, die Lagerraumgestaltung sowie Anforderungen an Heizgeräte, die gesamt ein umfassenden Gütesicherungssystemen ermöglichen: Logistik und Zwischenlagerung (siehe Kapitel 6). - ÖNORM M 7136 Lagerraumgestaltung (siehe Kapitel 6). - ÖNORM M BVS-Merkblatt Nr. 29 Qualitätssicherung - ÖNORM CEN/TS Feste Biobrennstoffe - Qualitätssicherung von Brennstoffen Seite 16

17 28 Biomasse, Brennstoffe und Industriepellets Industriepellets sind für den Einsatz in gewerblichen Feuerungsanlagen bzw. für die Beheizung größerer Objekte bestimmt. Sie unterscheiden sich in Größe und Qualitätsanforderungen von 6 mm Pellets, die für Kleinfeuerungsanlagen verwendet werden und sollten in keinem Fall in Heizanlagen unter 100 kw eingesetzt werden. Bei den Anforderungen wird die ÖNORM M 7135 weitgehend berücksichtigt. Falls Industriepellets als Önorm-konform bezeichnet werden bzw. als geprüfte Ware verkauft werden, sind die Anforderungen der Norm, Klasse HP2, einzuhalten. Auch für die Produktion von Industriepellets darf ausschließlich unbehandelte Biomasse verwendet werden Versorgungssicherheit Die benötigte Menge Holzpellets kann über die installierten Anlagen und deren Leistung verhältnismäßig gut abgeschätzt werden. Seit 2002 werden Überproduktionen auch vermehrt nach Deutschland und Italien verkauft, wo sich eigene Kapazitäten gerade im Aufbau befinden. Wesentlich für die langfristige Versorgungssicherheit ist die Verfügbarkeit des Rohstoffs. Primär eignen sich Hobel- und Sägespäne der großen holzverarbeitenden Betriebe für die Pelletierung. Insgesamt sind in Österreich rund 1 Mio. Tonnen Hobel- und Sägespäne verfügbar. Dieses Potential ist mittlerweile durch die Produktion von Pellets und Briketts sowie durch andere Verwendungen weitgehend ausgeschöpft. Grundsätzlich sind alle unbehandelten, weitgehend rindenfreien Sägenebenprodukte bzw. Holzsortimente zur Produktion von Holzpellets geeignet und werden bereits in einigen größeren Pelletierwerken eingesetzt. In diesem Fall muss die Produktion zusätzlich Zerkleinerungs- und Trocknungsaggretgate aufweisen. Langfristig steht der gesamte, derzeit nicht genutzte jährliche Zuwachs der österreichischen Wälder von rund 10 Mio. t zur Verfügung, d.h. es ist Rohstoff für gut Einfamilienhäuser mit einem Brennstoffbedarf von je 6t Holzpellets pro Jahr vorhanden ohne die nachhaltige Nutzung des österreichischen Waldes zu gefährden Sonstige biogene Festbrennstoffe In den europäischen Regionen werden traditionell unterschiedliche biogene Festbrennstoffe zur energetischen Nutzung herangezogen. Während in Nord- und Mitteleuropa traditionell Holzbrennstoffe vorherschen, werden in Südeuropa Rückstände aus der Landwirtschaft als Brennstoffe verwendet z.b. Olivenpressrückstände und Olivenkerne in Spanien, Italien und Griechenland, in Dänemark wird Stroh in Fernheizwerken verbrannt und in belgischen und niederländischen Kraftwerken werden importierte Palmkernschalen u.ä. mitverbrannt. Um den unterschiedlichen Anforderungen gercht zu werden, gleiche Rahmenbedingungen für ganz Europa zu schaffen, Handelshemnisse zu reduzieren und den Gebrauch von Biobrennstoffen zu forcieren hat die EU-Komission die CEN (europ. Normungsinstitut) mit der Normung von Biomassebrennstoffen beauftragt (mandatierte). Im Mandat ist der Seite 17

18 Biomasse, Brennstoffe und Umfang der zu erstellenden Normen definiert. Im CEN wurde ein eigener Fachnormenausschuss (TC 335) mit 5 Arbeitsgruppen gegründet, die intensiv an der Erstellung eines umfassenden Regelwerkes arbeiten (insgesamt ca. 28 Normen) erschienen die ersten technical specifications, TS, seit 2006 steht der Großteil des Normensystems zur Verfügung, siehe Abb. 8. Die technical specifications die den Charakter von Vornormen haben, werden vorerst die österreichischen Normen ergänzen aber nicht ersetzten. Derzeit werden die Normen überarbeitet und sollen ab 2008 als EN erscheinen. Ab diesem Zeitpunkt werden teilweise österreichische Normen zurück gezogen werden. Tab. 7: europäische Normen für feste Biobrennstoffe ÖNORM CEN/TS Feste Biobrennstoffe - Terminologie, Definitionen und Beschreibungen ÖNORM CEN/TS Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts - Teil 1 ÖNORM CEN/TS Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts - Teil 2 ÖNORM CEN/TS Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts - Teil 3 ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Aschegehalts Feste Biobrennstoffe - Probenahme (Teil 1: Verfahren zur Probenahme) Feste Biobrennstoffe - Probenahme (Teil 2: Verfahren zur Probenahme von Materialien...) Feste Biobrennstoffe - Probenahme (Verfahren zur Erstellung von Probenahmeplänen...) Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Probenherstellung Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Heizwertes Feste Biobrennstoffe - Brennstoffspezifikationen und -klassen Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung der Schüttdichte Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes an C, H und N (...) Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur bestimmung des wasserlösliches Gehaltes an Cl, Na, K Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes an flüchtigen Substanzen Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung der Teilchengrößenverteilung - Teil 1 Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung der Teilchengrößenverteilung - Teil 2 Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung der Teilchengrößenverteilung - Teil 3 Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung der Teilchendichte Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung der mechanischen Festigkeit von Pellets... Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung der mechanischen Festigkeit von Pellets... Feste Biobrennstoffe - Qualitätssicherung von Brennstoffen Feste Biobrennstoffe - Bestimmung des Gesamtgehaltes an Schwefel und Chlor Feste Biobrennstoffe - Bestimmung von Hauptelementen Seite 18

19 28 Biomasse, Brennstoffe und ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS ÖNORM CEN/TS Feste Biobrennstoffe - Analysenberechnung auf unterschiedliche Bezugsbasen Feste Biobrennstoffe - Bestimmung von Spurenelementen Feste Biobrennstoffe - Verfahren zur Bestimmung des Schmelzverhaltens der Asche - Teil 1 prcen/tr (Final Draft) Solid biofuels - A guide for a quality assurance system Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Die in Österreich spezifizierten Holzpellets für Kleinfeuerungsanlagen (ÖNORM M 7135) finden sich im europäischen Normungssystem zur Zeit im Anhang A der ÖNORM CEN/TS 14961: Feste Biobrennstoffe - Brennstoffspezifikationen und klassen. 5.3 der Holzverbrennung Ein Großteil der Masse des Brennstoffs entweicht in Form gasförmiger Komponenten durch den Kamin (CO 2 und Wasser). In der Feuerungsanlage bleiben zurück: - Asche (Rostasche und Flugasche) - teilweise Schlacke - nicht brennbare Verunreinigungen Holzasche aus Stückholz- und Hackschnitzelfeuerungen ist meist hellgrau bis dunkelgrau, siehe Abb. 9. Asche von Pellets ist meist bräunlich bis dunkelgrau. Bei allen Holzfeuerungen finden sich vereinzelt unverbrannte Anteile (Kohlestückchen), diese fallen primär in der Anheizphase und beim Ausgehen des Feuers an. Im stationären Betrieb z.b. bei Volllast sollte der Ausbrand vollständig sein, üblicherweise sollte der Glühverlust der Asche kleiner 5% sein. Während bei einem vollständigen Ausbrand von Rinde bis über 5 % nicht brennbare Rückstände überbleiben fällt bei der Verbrennung von Holzpresslingen wenig Asche an (ca. 0,3 %). In Holzaschen sind wertvolle Nährstoffe konzentriert, die die Bäume während des Wachstums dem Boden entzogen haben. Eine Rückführung als natürliche Nährstoffquelle muss in Betracht gezogen werden (siehe Kapitel Aschenutzung). Die können folgende Komponenten enthalten: - Verunreinigungen wie Mineralien (Sand und Erde) sind bei Stückholz, Hackschnitzeln und vor allem bei der Verbrennung von Rinde üblich, Metalle (Nägel, Heftklammern u.ä.) treten bei der Verbrennung von Altholz auf. - Gerüstbildende Elemente wie Silikate und Aluminiumverbindungen - Metalloxide, die durch Oxidation von Metallionen im Verbrennungsprozess entstehen. Sie sind für die physiologischen Vorgänge in Pflanzen essentiell z.b. Calzium, Magnesium, Eisen, Kalium und Natrium Seite 19

20 Biomasse, Brennstoffe und - Spurenelemente und Schwermetalle, teilweise essentiell, teilweise unerwünschte Anreicherung von nicht benötigten Elementen wie Cd, Hg, Pb - In Carbonaten gebundener Kohlenstoff und Sulfatschwefel - Phosphate Die einzelnen Elemente liegen im Brennstoff in meist nicht näher bekannten Verbindungen und Bindungsarten vor, nach der Verbrennung liegen sie in der Asche als Oxide, vereinzelt als Phosphate, Sulfate und Carbonate vor (siehe Tab. 8). Tab. 8: typische chemische Zusammensetzung von Holzaschen, Werte von verschiedenen Quellen in [%] Fichte Holz naturbela. Rindenasche Fichtenrinde Hackgutasche Sägespäneasche CaO 42,2 55,1 31,9-42,2 44, ,5 K 2 O 5,1 6,8 7,3-13,5 6,7 5,5-7,6 7,1 MgO 6,5 2,8 2,4-3,9 4,8 1,8-3,1 5,7 MnO 1,5 1,7 0,4-0,8 2,6 Na 2 O 0,8 0,1 0,2-0,3 0,6 0,7 0,5 SiO 2 2,9 8,5-21,9 Al 2 O 3 7,1 0,6 0,6-1,0 4,6 2,3 P 2 O 5 1,7 2,4 2,2-2,4 3,6 2,5 Fe 2 O 3 3,5 0,4 0,7-0,8 2,3 3,7 Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Beim Vergleich von Analyseergebnissen sind die Randbedingungen bzw. Analyseparameter zu beachten. Es werden für die Herstellung von Aschen im Labor unterschiedliche Veraschungstemperaturen zwischen 550 C und 900 C angewendet. Die Analysenergebnisse sind oft nicht vergleichbar weil, nicht auf Carbonatfreiheit normiert wurde, nicht alle relevanten Elemente bestimmt wurden usw. Seite 20

21 28 Biomasse, Brennstoffe und Spuren- und Nebenelemente Tab. 9: Gehalt von Spurenelementen in naturbelassenem Holz und in Kohle in mg/kg Trockengewicht Element Holz Kohle Arsen < 0, Blei 0, Chlor > 1000 Chrom < 0, Fluor 0, Kupfer < 0, Quecksilber < 0,5 0,5-1 Schwefel Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Holz enthält wie alle Organismen geringe Mengen an verschiedenen Spurenelementen, darunter auch Schwermetalle, einige davon sind für den Organismus essentiell. Der Großteil der Schwermetalle bleibt in der Asche zurück. Nur Cd, Zn und Pb sind teilweise flüchtig und finden sich infolge von Rekondensation an Flugaschepartikeln (z.b. im Wärmetauscher oder im Kamin) wieder, bzw. entweichen mit Feinflugasche (Staub) bzw. als Feinstaub über den Kamin in die Atmosphäre. Die Schwermetallgehalte in naturbelassenem Holz sind in der Regel gering. Vergleicht man den Gehalt von ökologisch relevanten Spurenstoffen von Holz mit dem von Kohle, dann ist naturbelassenes Holz (Tab. 9) ein vergleichsweise sauberer Brennstoff. Woher stammen Schwermetalle in naturbelassenem Holz? Der Eintrag von Schwermetallen in naturbelassene Hölzer kann auf folgende Arten erfolgen: - Niederschlag - Aufnahme mit dem Wasser (insbesondere in grundwasserverseuchten Gebieten) - Trockendeposition (z.b. an Autobahnen, in der Nähe von Schwerindustriebetrieben u.ä.) - Düngung (Mineraldünger, Kompost, Klärschlamm u.ä.) Forstgesetz beachten Durch die langen Umtriebszeiten (bis über 100 Jahre) haben zahlreiche Baumbestände die gesamten Emissionen der industriellen Entwicklung des letzten Jahrhunderts mit den zum Teil hohen Emissionen in den 50iger bis 80iger Jahren buchstäblich über sich ergehen lassen müssen und haben die Schadstoffe, abhängig von der Exposition, gespeichert. Somit ist es möglich, dass selbst völlig naturbelassene Hölzer in Ausnahmefällen einen hohen Schwermetallgehalt besitzen. Insbesondere bei Importhölzern aus osteuropäischen Staaten sind vereinzelt Schwermetallanreicherungen feststellbar. Seite 21

22 Biomasse, Brennstoffe und Ascheverwertung - Rechtliche Situation Asche aus der Verbrennung naturbelassener Hölzer gilt als wertvoller Dünger und wird traditionell im Garten ausgebracht bzw. dem Kompost beigegeben. Wird Asche als Dünger verwendet, stellt es ein Wirtschaftsgut dar und ist somit nicht dem Abfallregime zuzuordnen. Die gesetzlichen Regelungen für die Zuordnung als Dünger sind in Österreich in den einzelnen Bundesländern verschieden, in Tab. 10 sind Grenzwertvorschläge zusammengestellt. Aus der Tab. ist auch ersichtlich, dass in der Fachwelt keine Einigkeit über zulässige Konzentrationen herrscht. Um die lokal derzeit gültige Regelung zu erhalten, muss bei der entsprechenden Landesbehörde rückgefragt werden. Auf europ. Ebene, insbesondere in Skandinavien, gibt es zahlreiche Bestrebungen, Holzasche vermehrt als Dünger dem Boden zurück zu führen; in Österreich sind zu diesem Thema Forschungsprojekte in Arbeit. Kann oder darf aus rechtlichen Gründen die Asche nicht als Dünger verwendet werden, ist sie grundsätzlich als Abfallprodukt des Verbrennungsprozesses einzustufen und muss somit umweltverträglich entsorgt werden (siehe österr. Abfallrecht, Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetz in D und EU-Richtlinien). Holzaschen müssen, wie alle anderen Abfälle auch, einer Schlüsselnummer zuordenbar sein: In Ö: 31306, Holzasche gemäß ÖNORM S2100 In D: 31306, Holzasche gemäß Abfallkatalog der LAGA EU: Rost- und Kesselasche gemäß Europ. Abfallkatalog. Seite 22

23 28 Biomasse, Brennstoffe und Tab. 10: Einige Grenzwertvorschläge für Schwermetallkonzentrationen in Aschen [mg/kg TS], die als Düngemittel geeignet sind. 2 Vorgeschlagene Grenzwerte in Ö Klasse II, Vorschlag in Salzburg Vorgeschlagener Richtwert Schweiz Zn Cu Cr Pb V 100 Co Ni Mo As Cd PCDD/F 100 ng TE/kg TS Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik In allen Fällen ist Asche als nicht besonders überwachungsbedürftig eingestuft und kann deponiert werden. Sowohl in Deutschland als auch in Österreich sind Aschen entsprechend ihrem organischem Anteil (je besser der Ausbrand umso geringer der organische Anteil) und Eluationsverhalten als Inertstoff oder Baurestmasse einzustufen und selten auf Reststoffdeponien abzulagern. Bei der Verbrennung schadstoffhaltiger Brennstoffe wie behandelter Hölzer, Span- und Faserplatten, Altpapier oder Abfall in dafür nicht geeigneten Kleinfeuerungsanlagen werden gesundheits- und umweltgefährdende Mengen an Schadstoffen freigesetzt. Weiters führt die Verbrennung dieser Stoffe zu Schäden an den Verbrennungsanlagen. Die Verbrennung dieser Sortimente ist daher unbedingt zu vermeiden und gesetzeswidrig. Bei Anzeichen für die Verbrennung nicht geeigneter Brennstoffe sind die Kunden zu informieren und zu beraten. Wird eine Feststoffverbrennungsanlage offensichtlich zur Abfallverbrennung bzw. zur Entsorgung gefährlicher Abfälle verwendet, ist entsprechend Anzeige zu erstatten (Ansprechpartner: Polizei, Umweltpolizei, Umweltanwaltschaft eventuell Umweltberatung) Was brannte im Ofen? Damit Rauchfangkehrer (und/oder Behörden) ihrer Verantwortung gemäß kontrollieren können, ob ausschließlich zulässige Holzbrennstoffe in der überprüftem Feuerungs- 2 Literatur siehe: Der Sachgerechte Einsatz von Pflanzenaschen im Wald, Bundesamt und Forschungszentrum für Landwirtschaft, Wien Der Sachgerechte Einsatz von Pflanzenaschen in Acker- und Grünland, Bundesamt und Forschungszentrum für Landwirtschaft, Wien D. Gierer in Nachwachsende Rohstoffe Nr. 17, 2000 und Der fortschrittliche Landwirt 24, Seite 23

24 Biomasse, Brennstoffe und anlagen verbrannt wurden, hat die EMPA (Eidgenössische Materialprüfanstalt, Schweiz) ein schnelles und kostengünstiges Verfahren entwickelt den Ascheschnelltest. Mit etwas Routine ist eine ganze Untersuchung in rund 30 Minuten abgeschlossen. Der Ascheschnelltest kann als Präventions- und Erkennungsinstrument von Brennstoffmissbrauch, bei Immissionsklagen sowie zur Qualitätsprüfung von Holzaschen aus Holzfeuerungen, die als Dünger verwendet werden sollen, eingesetzt werden. Konzept des Schnelltests: - Visuelle Kontrolle des Holzvorrates (unerlaubte Brennstoffe geben einen Hinweis auf einen allfälligen Brennstoffmissbrauch) - Visuelle Begutachtung der Feuerraum- bzw. Rostasche (Nägel, Schrauben, Kunststoff- oder Papierreste oder Alufolien beweisen einen Brennstoffmissbrauch) - Ascheschnelltest: spezielles chemisches Schnelltestset mit einer einfachen Anleitung für chemisch nicht ausgebildete Personen. Aufgrund von Erfahrungswerten kann mittels der Analysen der Elemente Chlor, Zink und Blei in der Regel beurteilt werden, ob ausschließlich zulässige Brennstoffe verfeuert wurden. Informationen (auch Kurse): EMPA St. Gallen, Abteilung Chemie, Lerchenfeldstr. 5, CH St. Gallen, Tel: (Dominik Noger) Bei zweifelhaften Ergebnissen oder bei Strafanzeige sollte unbedingt eine chemische Analyse in einem anerkannten (akkreditierten) Laboratorium durchgeführt werden. 3 Fotobeispiele für Aschen aus Stückholzfeuerungen: Abb. 9: Asche aus der Verbrennung von naturbelassenem Holz Abb. 10: Asche mit viel Papier und Karton 3 z.b. Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik, Franz Grill Str Wien, Tel.: Seite 24

25 28 Biomasse, Brennstoffe und Abb. 11: Asche nach Mitverbrennung von Hausmüll Abb. 12: Mitverbrennung von Spanplatten (fasrige Aschestruktur) Abb. 13: Mitverbrennung von Rest- und Altholz Quelle: EMPA Verschlackung und Korrosion Verschlackung und Korrosion sind im Bereich Feuerraum und Wärmetauscher bei Kleinfeuerungsanlagen wenig untersuchte Schadensbilder. Insbesondere bei modernen Feuerungssystemen für sind das Langzeitverhalten der Materialien und die Standzeiten vieler technischer Komponenten teilweise unbekannt. Werden Anzeichen von Korrosion bei der Routineüberprüfung durch den Rauchfangkehrer gefunden, muss in erster Linie der Servicetechniker der Herstellerfirma informiert werden. Seite 25

26 Biomasse, Brennstoffe und Beispiele für Schadensbilder bei Holzpelletsfeuerungen Leicht bis mäßig erhöhter Aschegehalt der Holzpellets und Sandkörner in poröser, schwarzer Schlacke. Mögliche Ursache: mineralische Verunreinigungen (Sand), die im Glutbett erweichen und mit Ascheteilchen zu Schlackeklumpen sintern. Abb. 14 und 15: Beispiel für Verschlackung durch mineralische Verunreinigungen Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Dunkle, schwarze harte Schlacke, die an der Oberfläche ähnlich Anthrazit glänzt deutet auf Verkokung des Brennstoffs durch Luftmangel hin. Eine mögliche Ursache ist eine falsche Luftführung bzw. verlegte Luftzufuhr, verstellte Steuerung u.ä. Abb. 16: Verschlackung durch verkokten Brennstoff Quelle: ofi Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Im Zweifelsfall kann die Befragung von Experten langfristige Kundenzufriedenheit sichern! 5.4 Sonstige biogene Brennstoffe Zur Zeit sind sonstige biogene Brennstoffe für Kleifeuerunganlagen in Österreich nicht zugelassen, da für diese Anlagen eine Typprüfung vorliegen muss und diese Typprüfung gemäß Art. 15 a B-VG derzeit auf Holzbrennstoffe beschränkt ist. Seite 26

27 28 Biomasse, Brennstoffe und Bereits im Jahr 1992 wurde vom Bundesministerium für Umwelt Jugend und Familie (BMUJF) zu einem Fachgespräch Bundeseinheitliche Typenprüfung für Feuerungsanlagen eingeladen. Das Bundesministerium für wirtschaftliche Angelegenheiten (BMWA) arbeitete einen Entwurf zur Reduktion der Emissionen in Feuerungsanlagen des Hausbrandes aus. Dieser Entwurf sollte als Bundesgesetz das Inverkehrbringen und den Nachweis durch die Typenprüfung von Feuerungsanlagen regeln. Da die Begrenzung der Emissionen und der Wirkungsgrade auch in die Kompetenz der Länder fällt, mussten die Bundesregierung und die österreichischen Bundesländer das Inverkehrbringen von Feuerungen über die im 90. Bundesverfassungsgesetz festgelegten Vereinbarungen gemäß Art. 15 a B-VG regeln. Derzeit wird diese Vereinbarung überarbeitet und soll für weitere biogene Brennstoffe erweitert werden. Voraussetzung sind standardisierte biogene Brennstoffe um eine Typprüfung zu ermöglichen. Für gewerbliche Betriebsanlagen wurde die 331. Verordnung (Feuerungsanlagen- Verordnung FAV) des Bundesministeriums für wirtschaftliche Angelegenheiten über die Bauart, die Betriebsweise, die Ausstattung und das zulässige Ausmaß der Emission von Anlagen zur Verfeuerung fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe am 18. November 1997 ausgegeben. In diesen Anlagen sind alle Brennstoffe zulässig, die im Genehmigungsbescheid erfasst sind. Für Energiekorn wurde die VORNORM ÖNORM M 7139 erstellt, die Anforderungen an Getreide für die energetische Nutzung definiert. Getreide ist ein Schüttgut, das aufgrund seines geringen Wassergehaltes eine hohe Lagerfähigkeit und Energiedichte aufweist. Die VORNORM ÖNORM gilt als nationale Ergänzung zur ÖNORM CEN/TS Für den Einsatz von Energiekorn als Brennstoff sind in Anlehnung an EN geprüfte Heizkessel einzusetzen. Die gesetzlichen Grenzwerte für Emissionen müssen eingehalten werden. Die Anforderungen an Energiekorn sind in Tab. 11 zusammengefasst (Auszug aus der Norm). Eine ähnlich aufgebaute Norm, die VORNORM ÖNORM C 4000 für Miscantuspresslinge wird im Herbst 2007 erscheinen. Seite 27

28 Biomasse, Brennstoffe und Tab. 11: Anforderungen an Energiekorn Quelle: Auszug aus der ÖNORM M 7139 Seite 28