Brennstoffspezifikationen und -klassen, mehrteilige Norm Beispiel Holzpellets & -hackschnitzel November 2009

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1 Europäische Norm für feste Biobrennstoffe Brennstoffspezifikationen und -klassen, mehrteilige Norm Beispiel Holzpellets & -hackschnitzel November 2009 Eija Alakangas, VTT Einberufer der CEN/TC 335 Arbeitsgruppe 2

2 CEN/TC 335 Normen für feste Biobrennstoffe Brückenbildung (in Arbeit) Heizwert pren Aschegehalt pren Korngrössenverteilung pren15149 Abriebfestigkeit (Pellets & Briquettes) pren Feuchtegehalt pren Schüttdichte pren Partikeldichte pren Verunreinigungen (ausgesetzt) Ascheschmelzverhalten pren Brennstoffspezifikation und -klassen pren (mehrteilig) Brennstoff Qualitätssicherung pren (mehrteilig) Terminologie pren Probensammlung und -aufbereitung pren 14778, 14780

3 Spezifikation and Klassen (pren ) Klassifikation basiert auf Ursprung und Quelle, Hauptprodukte aus dem Handel and Eigenschaften Hierarisches Klassifikationsystem im Tabellenformat: 1 Holzige Biomasse 2 Krautige Biomasse 3 Frucht-Biomasse 4 Biomasse blends und Mischungen blends = gewollt mixtures = ungewollt Teil 1 für alle Anwendergruppen, Teile 2 6 für nichtindustriellen Gebrauch Spezielle Anforderungen an chemisch behandelte Biomasse Chemische Behandlung definiert als jede Behandlung mit Chemikalien anders als Luft, Wärme oder Wasser (z.b. Bindemittel, Farbe) 24/02/2010 3

4 Verwertungskette für feste Biobrennstoffe Ursprung/Quelle Biomasse Brensstoffproduktion Tabellen mit Eigenschaften (pren ) Handelsform (z.b. Pellets) Umwandlung Nutzung Bioenergie Nachweis des Ursprungs (Tabelle 1 in EN ) Brennstoff Qualitätssicherung (pren derzeit inüberatbeitung) fester Biobrennstoff Produktdeklaration (pren 15234) 24/02/2010 4

5 1.2 Kuppelprodukte und Reststoffe der Holzindustrie (Tabelle 1, EN ) Chemically untreated wood residues Chemically treated wood residues, fibres and wood constituents Blends and mixtures Without bark, Broadleaf Without bark, Coniferous With bark, Broadleaf With bark, Coniferous Bark (from industry operations) a Without bark With bark Bark (from industry operations) a Fibres and wood constituents Kork gilt as Rinde Chemisch behandeltes Holz darf keine Schwermetalle oder Halogenverbindungen als Resultat der Behandlung mit Holzschutzmittel oder Beschichtungen beinhalten 24/02/2010 5

6 Beispiele Klassifizierung von typischem Rohmaterial für Pellets Hobelspäne, Sägemehl, Mahlstaub Klasse (Birke) oder Klasse (Fichte, Pinie) Hobelspäne aus der Möbelindustrie (Leim inkludiert) chem. behandelte Holzbiomasse Klasse oder Mischung von Rinde und Hobelspänen Klasse Mischung von chem. behandelter und unbehandelter Holzbiomasse klassifiziert als chemisch behandelte Holzbiomasse, Klasse oder Stroh Stroh 24/02/2010 6

7 Flexible Klassifizierung Teil 1 Klassifizierung ist flexibel, daher kann der Produzent oder Konsument aus jeder Eigenschaftsklasse wählen Die Klassifizierung verbindet verschiedene Charakteristika nicht miteinander Die Brennstoffversorgungskette muss lückelos verfolgbar sein Die Eigenschaftsklassen für die Handelsformen werden in einer Tabelle aufgelistet Beispiel: M10, Durchschnitt Feuchtegehalt 10% 24/02/2010 7

8 Flexible Klassifizierung Teil 1 Einige Eigenschaften sind normativ (verbindlich) Ursprung und Quelle müssen genannt werden normative Eigenschaften variieren in Abhängigeit vom Ursprung und der Handelsform Feuchtegahalt (M), und Aschegehalt (A) für alle Brennstoffe Einige Eigenschaften sind informativ (freiwillig), aber es wrid empfohlen sie zu nennen 24/02/2010 8

9 Haupthandelsformen pren Briketts (Tabelle 3) Pellets (Tabelle 4) Holzhackschnitzel (Tabelle 5) Abfallbrennstoff (Tabelle 6) Rundholz (Tabelle 7) Sägemehl (Tabelle 8) Späne (Tabelle 9) Rinde (Table 10) Strohballen, Reed Canary Grasballen und Miscanthusballes (Tabelle 11) Energiekorn (Tabelle 12) Olivenrückstände (Tabelle 13) Fruchtkerne (Tabelle 14) Andere (Tabelle 15) 24/02/2010 9

10 Biobrennstoff Pellets pren 14588, Pkt Verdichteter Biobrennstoff aus pulverisierter Biomasse mit oder ohne Presshilfsmittel üblicherweise zylindrische Form, typische Länge 5-40 mm, mit abgebrochenen Enden Rohmaterialtypen für Biobrennstoffpellets Holzige Biomasse, krautige Biomasse, Biomasse von Früchten, oder Biomasse Blends und Mischungen Pellets werden in Matrizen produziert Feuchtegehalt <10 Gew% 24/02/

11 Pellets normative Eigenschaften (Teil 1) Ursprung (Tabelle 1 - Teil 1) Holzbiomasse 1 Krautige Biomasse 2 Biomasse von Früchten 3 Blends und Mischungen 4 D L Dimensionen Klasse Durchmesser (D) Länge (L) D06 6 ± 1,0 mm 3,15 L 40 mm (95 w-%) D08 8 ± 1,0 mm 3,15 L 40 mm (95 w-%) D10 10 ± 1,0 mm 3,15 L 40 mm (95 w-%) D12 12 ± 1,0 mm 3,15 L 50 mm (95 w-%) D25 25 ± 1,0 mm 10 L 50 mm (95 w-%) Maximale Länge der Pellets: 45 mm in den Klassen D06, D08, D10 24/02/

12 Pellets Normative Eigenschaften (Teil 1) Feuchte (M) M10 M15 Aschegehalt (A) 10 % im Lieferzustand 15 % im Lieferzustand A % trocken A % trocken A % trocken A % trocken A % trocken A % trocken A % trocken A % trocken A10.0+ > 10.0 % trocken, Minimalwert muss angegeben werden Trockenschrank, Feuchtegehalt pren Hochtemperaturofen Aschegehalt pren Schüttdichte (BD) (kg/m 3 ) Muss für folgende Klassen angegeben werden BD550, BD600, BD650, BD700 and BD700+ (Minimalwert muss angegeben werden) 24/02/

13 Pellet - Normative Eigenschaften (Teil 1) Feinanteil (F) Wenn verladen oder abgepackt Feinanteil < 3,15 mm F1.0 1,0 w-% F2.0 2,0 w-% F3.0 3,0 w-% F5.0 5,0 w-% F5.0+ > 5,0 w-%, Maximalwert muss angegeben werden Additive 3,15 mm Sieb nach ISO 3310 Korngrössenverteilung pren Typen von Presshilfsmitteln, Schlackeinhibitoren oder jedes andere Additiv müssen angegeben werden Der Gesamtanteil an Additiven soll 20 w-% nicht übersteigen. Bei Anteilen von > 20 w-% spricht man von blended Pellets 24/02/

14 Pellets Normative Eigenschaften (Teil 1) Heizwert im Anlieferungszustand (Q) Minimalwert muss angegeben werden (in die Berechnung fließen die gewählte Feuchtekategorie und die typische Änderung des Heizwerts für trockene Biomasse bei konstantem Druck ein) ar q p, net, ar = q p, net,d ( ) 0, q p,net,ar M Heizwert im Anlieferungszustand, (MJ/kg) q p,net,d Heizwert (konst. Druck) trocken (MJ/kg) M ar Feuchtegehalt (w-%) 0,02443 Korrekturfaktor durch Verdampfung von Wasser bei 25 C (p=konst) [MJ/kg per 1 w-% of moisture] Berechnungsformel ist in EN angegeben 24/02/ M ar Bombenkalorimeter pren 14918, Foto: ENAS Oy

15 Pellets Normative Eigenschaften (Teil 1) Mechanische Beständigkeit / Abreibsfestigkeit (DU) DU % Pellets nach dem Testen DU % Pellets nach dem Testen Test Menge 500 ± 10 g 50 ± 2 rpm für 500 Umdrehungen DU % Pellets nach dem Testen DU95.0- < 95.0 % Pellets nach dem Testen, Minimalwert muss angegeben werden Analysegerät für die Abriebfestigkeit nach pren /02/

16 Normative/informative Eigenschaften für Pellets (Teil 1) Schwefel (S) Schwefel ist nur für chem. behandelte biomasse normativ (1.2.2, 1.3.2, 2.2.2,3.2.2) oder wenn schwefelhaltig Additive verwendet wurden S w-% trocken S w-% trocken S w-% trocken S w-% trocken S w-% trocken S0.20+ > 0.20 w-% trocken, Maximalwert mus angegeben werden Analysegerät für S, C nach pren /02/

17 Normative/informative Eigenschaften für Pellets (Teil 1) Stickstoff (N) Stickstoff ist nur für chem. behandelte Biomasse normativ (1.2.2, 1.3.2, 2.2.2,3.2.2) N w-% trocken N w-% trocken N w-% trocken N w-% trocken N w-% trocken N3.0+ >3.0 % w-% trocken Maximalwert muss angegeben werden CHN- Analysegerät nach pren /02/

18 Normative/informative Eigenschaften für Pellets (Teil 1) Chlor (Cl) Chlor ist nur für chem. behandelte Biomasse normativ (1.2.2, 1.3.2, 2.2.2,3.2.2) Cl 0.02 < 0.02 w-% trocken Cl 0.03 < 0.03 w-% trocken Cl 0.07 < 0.07 w-% trocken Cl 0.10 < 0.10 w-% trocken Cl 0.10+> 0.10 w-% trocken Maximalwert muss angegeben werden Analysemethode nach pren (total S, Cl) Fotos: ofi & ENAS Oy 24/02/

19 Holzpellets (EN ) Feinanteil (< 3,15mm) < 1 w-% Pelletslänge, 3,15 40 mm > 95 w-% Maximallänge, 45 mm < 5 w-%

20 Produkt Normen Teile 2, 3, 4, 5 & 6 Separate Produkt Normen für Teil 2 Holzpellets für den nicht-industriellen Gebrauch Teil 3 - Holzbriketts für den nicht-industriellen Gebrauch Teil 4 Holthackschnitzel für den nicht-industriellen Gebrauch Teil 5 Feuerholz für den nicht-industriellen Gebrauch Teil 6 nicht holzartige Pellets für den nicht-industriellen Gebrauch Nicht-industrieller Gebrauch - Verwendung in Kleinanlagen wie im Haushalt, Kleingewerbe und öffentlichen Gebäuden In Produktnormen sind die Eigenschaften in Klassen zusammengefasst, alle Eigenschaften sind normativ 24/02/

21 Produkt Normen nicht-industrielle Holzpellets (Teil 2) beschlossen Nov 2009 (Entwurf) Eigenschaft A1 A2 B Ursprung 1.1 und und , 1.2, 1.3 Dimension D06, D08 (+ 1 mm) 3,15< L <40 mm D06, D08(+ 1 mm) 3,15< L <40 mm D06, D08(+ 1 mm) 3,15< L <40 mm Max. 45 mm (1w-%) Max. 45 mm (1w-%) Max. 45 mm (1w-%) Feuchte, M < 10 w-% < 10 w-% < 10 w-% Aschegehalt, trocken 0.7 w-% 1.5 w-% 3.0 w-% Schüttdichte, BD > 600 kg/m 3 > 600 kg/m 3 > 600 kg/m 3 Abriebsfestigkeit, DU > 97.5 w-% > 97.5 w-% > 96.5 w-% Heizwert im Lieferzustand, Q > 16.5 MJ/kg [4.6 kwh/kg] > 16.5 MJ/kg [4.6 kwh/kg] > 16.0 MJ/kg [4.4 kwh/kg] Feinanteil, F (< 3,15 mm) Der Feinanteil sollte sowohl bei der Verladung, als auch beim Verlassen des Firmengeländes 1% sein (ausgenommen es existiert eine gesonderte Vereinbarung zw. Produzent und Konsument). Additive < 2w-% (Trockenmasse), Type (z.b. Stärke, Kornmehl, Planzenöl) und Menge müssen angegeben werden. 24/02/

22 Produkt Normen nicht-industrielle Holzpellets und -briketts (Teil 2, 3) beschlossen Nov 2009 Eigenschaften A1 A2 B Schwefel, S trocken S0.05 S0.05 S0.05 Stickstoff, N trocken N0.3 N0.5 N1.0 Chlor, Cl, trocken Cl0.02 Cl0.03 Cl0.03 Ascheschmelzverhalten, DT o C* > > > Arsen, As mg/kg trocken < 1 < 1 < 1 Cadmium, Cd, mg/kg trocken ** < 0.5 < 0.5 < 0.5 Chrom, Cr mg/kg trocken ** < 10 < 10 < 10 Kupfer, Cu, mg/kg trocken ** < 10 < 10 < 10 Blei, Pb, mg/kg trocken ** < 10 < 10 < 10 Quecksilber, Hg, mg/kg trocken ** < 0.05 < 0.05 < 0.05 Nickel, Ni, mg/kg trocken y** < 10 < 10 < 10 Zink, Zn, mg/kg trocken ** < 100 < 100 < 100 * Nicht für Briketts, DT = Deformationstemperatur (Analyse EN ) ** 1000 mg/kg = 1000 ppm = 0,1%, Analyse pren Nebenelemente Werte in Rot werden im März 2010 beschlossen 24/02/

23 Holzhackschnitzel und Altholz pren14588 Holzhackschnitzel Holzbiomasse in stückiger Form mit definierter Korngröße durch mech. Zerkleinerung mit scharfem Equipment produziert Holzhackschnitzel haben nicht-rechtwinckelige Form mit typischen Längen von 5-50 mm und einer geringen Dicke im Vergleich zu den anderen Dimensionen. Hobelspäne, Waldhackgut, frisches Hackgut, stemwood chips, and whole-tree chips. Altholz Altholz in verschieden großen, stückigen Formen, zerkleinert mit stumpfem Equipment wie Rollen, Hämmer oder Flegel 24/02/

24 Holzhackschnitzel EN Klasse Minimum 75-w% in Hauptfraktion, mm a Feinanteil, w-% (<3,15 mm) Grobfraktion, w-% P16A P16 B 3,15< P < 16 mm 3,15< P < 16 mm < 12 % < 12 % <3% >16 mm und alle 30 mm c <3% >45 mm und alle 120mm c P45A P45B 8 < P < 45 mm 8 < P < 45 mm < 8 % b < 8 % b < 6% >63 mm, und max. 3,5 % > 100 mm, alle <120 mm, < 6% > 63 mm, und max. 3,5 % > 100 mm alle <350 mm P63 8 < P < 63 mm < 6 % b < 6% > 100 mm, und alle < 350 mm P < P < 100 mm a Die Werte (P-Klasse) für die Dimensionen referenzieren zur Partikelgröße, die durch ein Sieb nach pren passt. b Hauptfraktion für P45B is 3,15< P < 45 mm, für P63 is 3,15< P < 63 mm und für P100 is 3,15< P < 100 mm und weiters darf der Feinanteil 25-Gew.% nicht überschreiten, wenn das Ausgangsmaterial Reststoff aus der Schlägerung ist, welches Zweige, Nadeln oder Blätter enthält. c Der Querschnitt der übergroßen Partikel darf für P16<1 cm², für P45 < 5 cm², für P63< 10 cm² und 24/02/ für P100 < 10 cm² sein. < 4 % b < 6% > 200 mm, und alle < 350 mm

25 Partikelgröße P 16 P16A All <31,5 mm P16B All <120 mm <3% 30 <3% >75% >75% 8 8 3,15 3,15 <12% <12% Die zahlenmäßigen Werte (P-Klasse) der Dimensionen beziehen sich auf die Partikelgrößen, die durch das genannte Rundlochsieb nach pren passen. Der Querschnitt der übergroßen Partikel soll bei P16<1 cm² sein. 24/02/

26 Partikelgröße P45 P45A P45B <3,5 % <3,5 % All < 120 mm All < 350 mm <6% < 100 mm <6% < 100 mm >75% >75% 8 8 3,15 3,15 <8 % <8 % Die zahlenmäßigen Werte (P-Klasse) der Dimensionen beziehen sich auf die Partikelgrößen, die durch das genannte Rundlochsieb nach pren passen. Die Hauptfraktion für P45B liegt im Bereich 3,15< P < 45 mm, weiters darf der Feinanteil 25-Gew.% nicht überschreiten, wenn das Ausgangsmaterial Reststoff aus der Schlägerung ist, welches Zweige, Nadeln oder Blätter enthält. Der Querschnitt der übergroßen Partikel soll für P45 < 5 cm² sein. 24/02/

27 Partikelgröße P63 und P100 P63 All < 350 mm <6% >200 mm P100 All < 350 mm <6% 100 < 100 mm >75% 63 >75% ,15 3,15 <6 % <4 % Die zahlenmäßigen Werte (P-Klasse) der Dimensionen beziehen sich auf die Partikelgrößen, die durch das genannte Rundlochsieb nach pren passen. Die Hauptfraktion für P63 liegt im Bereich 3,15< P < 63 mm, und für P100 zwischen 3,15< P < 100 mm weiters darf der Feinanteil 25-Gew.% nicht überschreiten, wenn das Ausgangsmaterial Reststoff aus der Schlägerung ist, welches Zweige, Nadeln oder Blätter enthält. Der Querschnitt der übergroßen Partikel soll für P63< 10 cm² und für P100 < 10 cm² sein. 24/02/

28 Holzhackschnitzel normativ (EN ) Feuchte, M von M10 bis M55 (5 %-Schritte), M55+ (Maximalwert muss genannt werden) Asche, A Klassen A0.5, A0.7, A1.0, A1.5, A3.0, A5.0, A6.0 and A6.0+ (Maximalwert muss genannt werden) Holzhackschnitzel normativ oder informativ (EN ) Stickstoff, N, N0.3, N0.5, N1.0, N2.0, N3.0, N3.0+ (Maximalwert muss genannt werden) Chlor, Cl, Cl0.02, Cl0.03, Cl0.07,Cl0.1, Cl0.1+ (Maximalwert muss genannt werden) Stickstoff und Chlor sind normativ nur für die Klassen (1.2.2; ), chemisch behandeltes Holz 24/02/

29 Holzhackschnitzel informativ (freiwillig)-en Heizwert Q (MJ/kg im Lieferzustand) oder Energiedichte, E (kwh/schüttmeter), Minimalwert muss angegeben werden Kann aus dem Feuchtegehalt und dem Heizwert (trocken, gemessen oder Literaturwert) berechnet werden. Ascheschmelzverhalten Deformationstemperatur (DT, o C) muss angegeben werden 24/02/

30 Holzhackschnitzel informativ (freiwillig)-en Schüttdichte, BD (kg/m 3 ) Klassen BD150; BD200; BD250; BD300; BD350; BD400 and BD450+ (Maximalwert muss angegeben werden) ist empfohlen, wenn das Produkt auf Volumsbasis gehandelt wird. Analyse der Schüttdichte nach pren /02/

31 Verwendung der Klassifizierung Kesselhersteller wählen Brennstoffeigenschaftsklassen für ihr Produkt Diese Klassen weden auf dem Kessel angegeben Hersteller Output Brennstoff Ariterm Oy 200 kw EN303-5 Holzhackschnitzel EN (A2) Bei verpackter Ware muss die Information an der Verpackung angebracht werden Bei Schüttgut: es muss die Produktdeklaration verwendet werden 24/02/

32 Beispiel Produktdeklaration nach Teil 1 Schüttgutlieferung Industriepellets EN Normative Informative Producer EAA Biofuels Pellet factory Jyväskylä, Finland Origin (Sawdust, pine) Traded form Pellets Dimensions D08 Moisture, w-% M 10 Ash, w-% dry A0.7 Mechanical durability, w-% pellets DU97.5 after testing Amount of fines, w-% (< 3,15 mm) F1.0 Additives, w-% of pressing mass 0.5 w-% starch Bulk density, kg/m 3 BD 650 Net calorific value as received, Q4.7 kwh/kg Sulphur, w-% dry basis 0.05 Nitrogen, w-% dry basis N0.3 Chlorine, w-% dry basis Cl /02/

33 Beispiel Produktdeklaration für Holzhackschnitzel EN Normative Informative Producer EAA Biofuels Location Jyväskylä, Finland Origin and (Whole tree) Traded form Wood chips Dimensions P45A Moisture, w-% M35 Ash, w-% dry A1.5 Bulk density, kg/m 3 BD250 Net calorific value as received, MJ/kg Q11.5 Sulphur, w-% dry basis 0.05 Nitrogen, w-% dry basis N0.3 Chlorine, w-% dry basis Cl /02/

34 Beispiel Produktdeklaration Holzpellets Sackware Produzent Ursprung: Handelsform: Country of origin Normativ (EN ) Dimensionen Durchmesser (D), Länge (L) Feuchte (w-% Lieferzustand) EAA Biofuels P.O. Box 1603, FI Jyväskylä Tel Koniferenholz ohne Rinde Pellets Klasse A1 Jyväskylä, Finnland D08 (D= 8+1 mm, and 3,15 < L < 40 (95%) Maximum 45 mm M10 ( < 10 %) Asche (w-% trocken) Abreibsfestigkeit (w-% der pellets nach Test) Feinanteil (w-%, < 3.15 mm) Heizwert, Q Additive (w-% der verpressten Masse) 3 Schüttdichte im Lieferzustand (kg/m 3 ) A0.7 < 0,7% DU97.5 < 97,5% F1.0 < 1% Q > 4,7 kwh/kg Starch < 1 w-% DB600 > 600 kg/m 3 Chemische zusammensetzung (w-% trocken) N0,3, S0,05, Cl0,02 Ascheschmelzverhalten, (DT o C) > geringe Elements (mg/kg dry basis) As 1, Cd 0,5, Cr 10, Cu 10, Pb 10, Hg 0.05, Ni 10, Zn /02/

35 BIOENERGY STATION LOG WOOD A I A II TAKE A PACK 20kg 20kg Eija Alakangas Mehr Informationen: Eija Alakangas, VTT, convenor WG2/CEN/TC 335 eija.alakangas@vtt.fi, Tel /02/