SolidStandards. Trainingsmaterialien: Holzhackgut

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1 Anwendung von Normen und Zertifizierungssytemen zur Sicherstellung der Nachhaltigkeit und der Qualität fester Bioenergieträger (EIE/11/218) Trainingsmaterialien: Holzhackgut

2 Das Projekt Hauptziel des Projekts ist die Sicherstellung von Qualität und Nachhaltigkeit fester Bioenergieträger. Vor allem die Entwicklung entsprechender Normen und Zertifizierungssysteme steht im Mittelpunkt des Projektes. Im Projekt werden vor allem Brennstoffproduzenten und andere Industrievertreter aus der Wertschöpfungskette fester Bioenergieträger über neue europäische Normen informiert und in der Anwendung von Normen in der Praxis geschult. Im Rahmen des Projektes werden außerdem Erfahrungen mit der praktischen Anwendung neuer Normen gesammelt und den verantwortlichen Arbeitsgruppen im Normungsprozess zur Verfügung gestellt. Koordination: WIP Renewable Energies Sylvensteinstrasse Munich, Germany Cosette Khawaja & Rainer Janssen cosette.khawaja@wip-munich.de rainer.janssen@wip-munich.de Tel. +49 (0) Über dieses Dokument Dieses Dokument ist Teil der Trainingsunterlagen (Deliverable 2.1) und beinhaltet Informationen über Normen zu n. Dieses Dokument wurde im Dezember 2011 erarbeitet von: Holzforschung Austria VTT Franz Grill-Straße 7 Koivurannantie Wien, Austria Jyväskylä, Finland Monika Steiner Eija Alakangas m.steiner@holzforschung.at eija.alakangas@vtt.fi Tel Tel Deutsche Bearbeitung: Holzforschung Austria Monika Steiner m.steiner@holzforschung.at Intelligent Energy Europe Das Projekt wird von der Europäischen Union im Rahmen des Intelligent Energy Europe Programmes unterstützt (Vertragsnummer EIE/11/218). Die alleinige Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Europäischen Union wider. Weder die EACI noch die Europäische Kommission übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. 1

3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Normative Verweisungen Lieferkette von Waldhackgut Wie werden definiert Relevante Normen Definition (EN 14588) Spezifizierung Spezifikation von Herkunft und Quelle (EN , Tabelle 1) Spezifikation der Eigenschaften (EN oder EN ) Wie wird die Qualität von n gewährleistet Relevante Normen Umsetzung der EN bzw. der EN Allgemeines Verfahrensweise für die Qualitätssicherung Annex 2

4 1. Einleitung 1.1. Normative Verweisungen Dieses Dokument soll die Einführung einer Qualitätssicherung bei der Produktion und beim Transport von gemäß den entsprechenden Teilen der Normenreihen EN und EN unterstützen. Für die Anwendung dieses Dokumentes sind die hier zitierten Normen erforderlich. Für weitere Information kontaktieren Sie bitte Ihr nationales Normungsinstitut Lieferkette von Waldhackgut Die Ernte des Rohmaterials und die produktion können von einer Person bzw. einem Unternehmen durchgeführt werden, es können jedoch ebenso mehrere Unternehmen an dieser Bereitstellungskette beteiligt sein (Abbildung 1 und Abbildung 2). Das Energieholz kann im Gelände gehackt werden, an der Forststraße bzw. direkt beim Verbraucher (z. B. im Heizwerk). Die Produktion von n mit mobilen Hackaggregaten an der Forststraße ist die häufigste Produktionsvariante für kleinere Betriebe. Größere Betriebe, die sich auf die Bereitstellung von Energieholz spezialisiert haben, verfügen meist über größere Maschinen, die die Herstellung und den Transport großer Mengen ermöglichen (Abbildung 3). Abbildung 1: Lieferketten von Waldhackgut 1 (Quelle: VTT) 3

5 Abbildung 2: Lieferketten von Waldhackgut 2 (Quelle: VTT) Abbildung 3: Vollbäume während der Lagerung mit Kraft Papier vor Niederschlag geschützt; mobiler Hacker (Quelle: VTT) 4

6 2. Wie werden definiert 2.1. Relevante Normen EN :2010 Feste Biobrennstoffe Brennstoffspezifikationen und-klassen. Teil 1: Allgemeine Anforderungen Die Klassifizierung ist flexibel, es werden keine Qualitätsklassen gebildet. Manche Eigenschaften sind normativ (verpflichtende Angabe), manche sind informativ (freiwillige Angabe). EN :2011 Feste Biobrennstoffe Brennstoffspezifikationen und-klassen. Teil 4: für nichtindustrielle Verwendung Diese Produktnorm stellt Vorgaben für zum Einsatz als Brennstoff für die nichtindustrielle Verwendung in Geräten 500 kw (z. B. in Haushalten sowie kleinen Gebäuden des gewerblichen und öffentlichen Sektors). Alle Eigenschaften sind normativ und bilden Qualitätsklassen (z. B. A1) Definition (EN 14588) sind gehackte holzartige Biomasse in Form von Stücken mit einer festgelegten Partikelgröße, hergestellt durch mechanische Behandlung mit scharfen Werkzeugen, wie z.b. Messern. Schredderholz ist zerkleinertes/geschreddertes Holz in Form von Stücken unterschiedlicher Größe und Gestalt, hergestellt durch Zerkleinern mit stumpfen Werkzeugen, wie z.b. Walzen, Hämmern und Schlegeln Spezifizierung Spezifikation von Herkunft und Quelle (EN , Tabelle 1) Die Norm EN enthält eine Klassifizierung beruhend auf Herkunft und Quelle des Biobrennstoffes. Im hierarchischen Klassifizierungssystem gibt es vier auf der Herkunft beruhende Hauptgruppen von festen Biobrennstoffen: holzartige Biomasse, halmgutartige Biomasse, Biomasse von Früchten und definierte und undefinierte Mischungen. Die 2. Ebene beschreibt die Quelle der festen Biomasse, 3. und 4. Ebene dienen zur näheren Definition. In der 4. Ebene gibt es insgesamt 115 Rohmaterialklassen. Anforderungen an die Herkunft von n gemäß EN Holzartige Biomasse 1 Anforderungen an die Herkunft von n für nichtindustrielle Verwertung gemäß EN Klasse: A1, A2 Klasse: B1 Klasse: B2 Vollbäume ohne Wurzeln Stammholz Waldrestholz, trocken, Laubbaumholz Chemisch unbehandelte Holzrückstände Wald- und Plantagenholz sowie anderes erntefrisches Holz (mit Ausnahme der Klassen Stümpfe/Wurzeln und Rinde) Chemisch unbehandelte Holzrückstände Industrierestholz (kann auch chemisch behandeltes Material enthalten z.b. verleimtes, beschichtetes, gestrichenes Holz) 1, Gebrauchtholz Beinhaltet nicht halogenierte organische Verbindungen oder Schwermetalle 5

7 Spezifikation der Eigenschaften (EN oder EN ) Klassen gemäß EN In Tabelle 5 der EN werden für Allgemeine Anforderungen durch folgende Eigenschaftsklassen definiert: - normative Eigenschaften (verpflichtende Angabe) Partikelgröße Analyse gemäß EN Klassen: P16A, P16B, P45A, P45B, P63, P100 (Beschreibung der Klassifizierung im Annex) Abbildung 4: Siebe gemäß Methode EN () Wassergehalt, M (m-% im Anlieferungszustand) Analyse gemäß EN , Klassen: M10, M15, M20, M25, M30, M35, M40, M45, M50, M55, M55+ (Höchstwert ist anzugeben) (Beschreibung der Analyse im Annex) Aschegehalt, A (m-% wasserfrei) Analyse gemäß EN Klassen: A0.5, A0.7, A1.0, A1.5, A2.0, A3.0, A5.0, A7.0, A10.0, A10.0+ (Höchstwert ist anzugeben) Typische Werte für den Aschegehalt von reinem Holz ohne Rinde sollten unter 0.7 % liegen. Mögliche Gründe für höhere Werte: Verunreinigung mit Boden/Sand Höherer Gehalt an Rinde Anorganische Additive Chemische Behandlung, wie z.b. Anstrichstoff, Holzschutzmittel Probleme bezüglich Asche: Entsorgung; Gefahr der Verschlackung Abbildung 5: Hochtemperatur-Ofen gemäß EN (Quelle: VTT) - normative Eigenschaften (verpflichtende Angabe nur für chemische behandelte Biomasse (1.2.2; 1.3.2) oder - informative Eigenschaften (für alle andere Biomasse) Stickstoff, N (m-% wasserfrei) Analyse gemäß EN Klassen: N0.3, N0.5, N1.0, N2.0, N3.0, N3.0+ (Höchstwert ist anzugeben) Typische Werte für Stickstoff N in reinem Holz ohne Rinde sollten bei 0,1 % liegen. Mögliche Gründe für höhere Werte: Hoher Gehalt an Rinde/Nadeln (ca. 0.5 % bei Waldrestholz) Klebstoffe (z. B. stickstoffhaltige Polymere, UF) Kunststoff (Laminate) Probleme mit N: Umwandlung in stickstoffhaltige Gase während der Verbrennung. Abbildung 6: CHN-Analyse gemäß EN (Quelle: VTT) 6

8 Chlor, Cl (m-% auf wasserfreier Bezugsbasis) Analyse gemäß EN Klassen: Cl0.02, Cl0.03, Cl0.07, Cl0.10, Cl0.10+ (Höchstwert ist anzugeben) Typische Werte für Chlor Cl in reinem Holz ohne Rinde sollten bei 0,01 % liegen. Mögliche Gründe für höhere Werte: Hoher Gehalt an Rinde Herkunft von küstennahen Gebieten (dem Meerwasser ausgesetzt), Verunreinigung bei der Lagerung/dem Transport durch Streusalz Holzschutzmittel Probleme mit Cl: Umwandlung in HCl (Salzsäure), Dioxine und Furane während der Verbrennung. Kondensation der Abgase können zu Korrosion der Feuerungsanlage führen. Cl ermöglicht die Bildung von Aerosolen, was zu höheren Staubemissionen führt. - informative Eigenschaften (freiwillige Angabe) Abbildung 7: Cl Analyse gemäß EN (Quelle: VTT) Heizwert, Q (MJ/kg oder kwh/kg im Anlieferungszustand) Analyse gemäß EN Kleinster Wert ist anzugeben (Rechenbeispiel im Annex) Typische Werte für den Heizwert in reinem Holz ohne Rinde (wasserfrei) sollten bei 19,1 MJ/kg liegen. Mögliche Gründe für einen niedrigeren Heizwert : Hoher Wassergehalt Hoher Aschegehalt Anteil an brennbarem Material mit geringem Energiegehalt (z. B. Klebstoffe) Mögliche Gründe für einen höheren Heizwert : Gehalt an brennbarem Material mit höherem Energiegehalt (z. B. Harz, Pflanzenöl, Mineralöl, Kunststoff) Schüttdichte, BD (kg/m³ im Anlieferungszustand) Analyse gemäß EN Abbildung 8: Kalorimeter gemäß EN () Klassen: BD150, BD200, BD250, BD300, BD350, BD400, BD450, BD450+ (Kleinster Wert ist anzugeben) (Beschreibung der Analyse im Annex) Ascheschmelzverhalten ( C) Analyse gemäß CEN/TS Erweichungstemperatur DT sollte angegeben werden Abbildung 9: Ascheschmelzverhalten (Quelle: CEN/TS ) 7

9 In Tabelle 6 der EN werden Eigenschaftsklassen für Schredderholz definiert. Es bestehen Unterschiede zur Spezifizierung von bei der Partikelgröße und der Feingutanteil und der Heizwert (kleinster Wert ist anzugeben) sind normative Eigenschaften. Für Schredderholz gibt es keine Produktnorm. - Normative Eigenschaften (verpflichtende Angabe) Maße (mm) - Analyse gemäß EN Klassen: P16, P45, P63, P100, P125, P200, P300 Feingutanteil, F (m-%, < 3,15 mm) Analyse gemäß EN Klassen: F06, F10, F12, F15, F20, F25 Klassen gemäß EN für nichtindustrielle Verwendung können als Qualitätsklasse A1, A2 oder B1, B2 spezifiziert werden, wenn sie mit der jeweiligen Qualitätsklasse in Tabelle 2 von EN übereinstimmen: - normative Eigenschaften Partikelgröße - Analyse gemäß EN A1, A2, B1, B2: - ist aus Tabelle 1 von EN auszuwählen P16A, P16B, P31.5 2, P45A Wassergehalt, M (m-% im Anlieferungszustand) A1: M10 oder M25 Analyse gemäß EN A2: M35 B1, B2: ist festzulegen Aschegehalt, A (m-% wasserfrei) A1: A1.0 - Analyse gemäß EN A2: A1.5 B1, B2: A3.0 Heizwert, Q (MJ/kg oder kwh/kg im Anlieferungszustand) A1: Q13.0 oder Q3.6 - Analyse gemäß EN A2: Q11.0 oder Q3.1 B1, B2: ist festzulegen Schüttdichte, BD (kg/m³ im Anlieferungszustand) A1, A2: BD150, BD200 - Analyse gemäß EN B1, B2: ist festzulegen Stickstoff, N (m-% wasserfrei) A1, A2: -- - Analyse gemäß EN B1, B2: N1.0 Schwefel, S (m-% wasserfrei) A1, A2: -- - Analyse gemäß EN B1, B2: S0.1 Chlor, Cl (m-% wasserfrei) A1, A2: -- - Analyse gemäß EN B1, B2: Cl Schwermetalle (mg/kg wasserfrei) Analyse gemäß EN A1, A2: -- Arsen As, Cadmium Cd, Chrom Cr, Kupfer Cu, Blei Pb, Quecksilber Hg, Nickel Ni, Zink Zn B1, B2: Werte aus Tabelle 2 von EN Diese Klasse gibt es nur in der Produktnorm. 8

10 Analyse und Spezifikation des Brennstoffs Zur Festlegung einer Klasse innerhalb einer Eigenschaft bestimmt der mittlere numerische Wert der gesamten Partie (z.b. Schiffsladung, Wagen-/Wagonladung oder Sack) die auszuweisende Klasse. Wenn die festgelegten Eigenschaften aufgrund von Angaben über Herkunft und Handhabung hinreichend bekannt sind, dann ist möglicherweise keine physikalische/chemische Analyse notwendig. Für die Spezifikation wird eine der folgenden Maßnahmen in folgender Reihenfolge empfohlen: a) Verwendung typischer Werte o o o die z.b. in EN , Anhang B angeführt sind bzw. Erfahrungswerte Für Aschegehalt, Brennwert/Heizwert, CHN, S, Cl, Metalle,... werden typische Werte auf wasserfreier Bezugsbasis angegeben. Wassergehalt, Schüttdichte und Partikelgröße hängen von vielen verschiedenen Faktoren ab (nicht nur vom Rohmaterial), weshalb keine typischen Werte angegeben sind. Trotzdem kann z. B. ein Wassergehalt von unter 20 % bei einem 2 Jahre an einem trockenen Ort gelagerten Holz als typischer Wert angesehen werden. b) Berechnung von Eigenschaften o Z.B. können für definierte und undefinierte Mischungen die Eigenschaften mit typischen Werten oder analysierten Werten der jeweiligen ungemischten Rohmaterialen berechnet werden. Stammholz, Laubbaumholz Typischer Wert für Aschegehalt gemäß Annex B.1 = 0.3 m-% auf wasserfreier Bezugsbasis Waldrestholz, Frisch/grün (mit Nadeln), Nadelbaumholz Typischer Wert für Aschegehalt gemäß Annex B.3 = 3.0 m-% auf wasserfreier Bezugsbasis Errechneter Wert für eine Mischung 50/50 = 1.65 m-% auf wasserfreier Bezugsbasis (A2.0) c) Durchführen von Analysen (mit vereinfachten Verfahren, falls verfügbar, oder unter Anwendung von Referenzverfahren) o siehe Annex für eine Step-by-Step Anleitung von verschiedenen Analysen und Berechnungen. Die Verantwortung des Herstellers oder Lieferanten für die Bereitstellung korrekter und exakter Angaben ist immer gleich, unabhängig davon, ob Laboranalysen durchgeführt werden oder nicht! 9

11 3. Wie wird die Qualität von n gewährleistet 3.1. Relevante Normen EN :2011: EN :2012: Feste Biobrennstoffe Qualitätssicherung von Brennstoffen. Teil 1: Allgemeine Anforderungen Feste Biobrennstoffe Qualitätssicherung von Brennstoffen. Teil 4: für nichtindustrielle Verwendung 3.2. Umsetzung der EN bzw. der EN Allgemeines Gemäß EN helfen Qualitätssicherungsmaßnahmen dabei, Vertrauen zu schaffen, dass ständig eine stabile Qualität entsprechend den Kundenanforderungen erreicht wird. Qualitätslenkung = Lenkung der Qualität eines Produktes oder Prozesses Auf der Basis von Firmenanforderungen, Normen, Übereinkünften,... Mit dem Ziel, die Lieferung des Produktes innerhalb von vereinbarten Parametern auf die effektivste und kostengünstigste Weise zu ermöglichen Durchführbar mittels Analysen, Berechnungen, Checklisten,... Qualitätssicherung = Überprüfung der Produkte und Prozesse Anhand von Daten aus den Aufzeichnungen der Qualitätslenkung Nutzung dieser Daten um Vertrauen zu erzeugen, dass die Produkte in Übereinstimmung mit den geforderten Spezifikationen sind und um sicherzustellen, dass über einen längeren Zeitraum entweder die Beständigkeit aufrecht erhalten wird oder dass Qualitätsverbesserungen die beabsichtigte Wirkung zeigen Mittels Ausnahme-Berichterstattung Teil der Umsetzung dieses Qualitätssicherungssystems ist die schriftliche Dokumentation aller Maßnahmen, die die Brennstoffqualität sicherstellen sollen. Die Dokumentation muss auf dem aktuellen Stand gehalten werden und mindestens Folgendes beinhalten: Aufgabenverteilung im Unternehmen Schulung des Personals (in Bezug auf die Qualitätsanforderungen) Qualitätskontrolle im Produktionsprozess (Arbeitsanweisungen) o Rohmaterialannahme (z. B. Dokumentation auf dem Lieferschein bzw. der Rechnung) o Wartung, Reparaturen o Ergebnisse von Hackgutanalysen (falls vorhanden) o Warenausgang (z. B. Liefervertrag mit dem Kunden bzw. Dokumentation auf dem Lieferschein) o Handhabung von nicht-entsprechendem Rohmaterial bzw. Hackgut Reklamationswesen 10

12 Abhängig von der Position eines Marktteilnehmers innerhalb der Lieferkette, gibt es verschiedene Aufgaben, die zur Erfüllung einer Qualitätssicherung für feste Biobrennstoffe gemäß EN umgesetzt werden müssen. Der Rohmateriallieferant ist der erste Akteur in der Lieferkette für feste Biobrennstoffe, der die Ressource als Rohstoff zur Energiegewinnung bereitstellt und ist für die exakte Angabe zu Herkunft, Quelle und Standort des entnommenen Rohstoffs verantwortlich. Die Dokumentation muss innerhalb der gesamten Lieferkette zur Verfügung stehen und die Rückverfolgbarkeit der ermöglichen. Der produzent überprüft, ob das Rohmaterial bei der Warenübernahme den vorhandenen Angaben des Rohmateriallieferanten über Herkunft und Quelle des Rohmaterials entspricht. Der Produzent hält sich an die in Kapitel beschriebenen 6 aufeinanderfolgenden Schritte, um die Qualität über die gesamte Produktionskette sicherzustellen. Der händler überprüft, ob die bei der Warenübernahme den vorhandenen Angaben des produzenten auf der Produktkennzeichnung bzw. den in Lieferverträgen festgelegten Anforderungen entsprechen. Der Händler hält sich an die in Kapitel beschriebenen 6 aufeinanderfolgenden Schritte, um die Qualität über die gesamte Lieferkette sicherzustellen. Der konsument überprüft, ob die Produktkennzeichnung des Hackgutes mit den im z. B. Liefervertrag festgelegten Eigenschaften übereinstimmt und kontrolliert, wenn möglich, die Qualität des Hackgutes Verfahrensweise für die Qualitätssicherung Im Folgenden wird die Umsetzung der Qualitätssicherung für Rohmateriallieferanten sowie Hackgutproduzenten und lieferanten anhand eines Beispiels beschrieben. Die Umsetzung wird anhand von (Waldhackgut) gemäß EN und EN beschrieben (auf die gleiche Art kann eine Qualitätssicherung für für die nichtindustrielle Verwendung gemäß EN und EN implementiert werden). Der kursive Text in den verschiedenen Abschnitten ist aus EN zitiert. 11

13 Rohmateriallieferant Start Biomasse wird zum ersten Mal als Biobrennstoff gehandelt Prozess Klassifizierung der Herkunft gemäß Tabelle 1 in EN :2010 Ergebnis Deklaration gemäß EN :2011 Rohmaterial 1 Start Abbildung 10: Waldrestholz, frisch/grün, Nadelbaumholz (Quelle: FHP, HFA) Prozess Ableitung der Quelle aus Tabelle 1 in EN :2010 Ergebnis verpflichtende Dokumentation! 1 Holzartige Biomasse 1.1 Wald- und Plantagenholz sowie anderes erntefrisches Holz Waldrestholz Frisch/grün, Nadelbaumholz (mit Nadeln) Produktdeklaration basierend auf EN Lieferant: --- Herkunft: Land: Österreich (oder genauerer Herkunftsort wenn nötig) Z. B auf Rechnung, Lieferschein, Wareneingangsschein, etc. 12

14 Rohmaterial 2 Start Abbildung 11: Vollbäume ohne Wurzeln, Laubbaumholz (Quelle: FHP, HFA) Prozess Ableitung der Quelle aus Tabelle 1 in EN :2010 Ergebnis verpflichtende Dokumentation! 1 Holzartige Biomasse 1.1 Wald- und Plantagenholz sowie anderes erntefrisches Holz Vollbäume ohne Wurzeln Laubbaumholz Produktdeklaration basierend auf EN Lieferant: --- Herkunft: Land: Österreich (oder genauerer Herkunftsort wenn nötig) Z. B auf Rechnung, Lieferschein, Wareneingangsschein, etc. 13

15 produzent/-händler Start Deklaration von Herkunft und Quelle des Rohmaterials Prozess Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3 Schritt 4 Schritt 5 Schritt 6 Festlegung der Brennstoffanforderungen für das Endprodukt Dokumentation die Schritte in der Prozesskette (Prozessbeschreibung)) Identifizierung der Faktoren, die die Brennstoffqualität und die Unternehmensleistung beeinflussen Identifizierung und Dokumentation der kritischen Kontrollpunkte (KKP) Auswahl geeigneter Maßnahmen um die Qualität des Produktes zu gewährleisten (an KKP) Erarbeitung und Dokumentation von Routineverfahren zur separaten Handhabung von fehlerhaften Materialien und festen Biobrennstoffen Ergebnis Produktdeklaration gemäß EN :2011 Produktion / Handel Start verpflichtende Dokumentation! Der produzent hat zu überprüfen, ob die Eigenschaften des entgegengenommenen Rohmaterials mit der vom Rohmateriallieferanten angegebenen Deklaration von Herkunft und Quelle übereinstimmen. Falls keine Deklaration von Herkunft und Quelle existiert, ist der Produzent dafür verantwortlich, dieses Dokument das erste Mal zu erstellen. Der Rohmateriallieferant (z. B. Waldbesitzer) informiert den Hackgutproduzenten, dass Material unterschiedlicher Art an einem Standort zum Hacken bereit liegt. Der Produzent bekommt die mündliche Information, dass es sich bei dem Material um frisches Waldrestholz (Nadelholz) und um Vollbäume ohne Wurzeln (Laubholz) handelt. Im Normalfall gibt es noch keine schriftliche Deklaration von Herkunft und Quelle und der Hackgutproduzent stellt diese das erste Mal zur Verfügung, indem er die Information nachträglich auf z. B. den Lieferschein bzw. die Rechnung aufnimmt. Abbildung 12: Rohmaterial bereit zum Hacken (Quelle: FHP, HFA) 14

16 Prozess Schritt 1 Prozess Schritt 2 verpflichtende Dokumentation! Die Brennstoffqualität ist im entsprechenden Teil von EN beschrieben und sollte das Ergebnis einer Vereinbarung zwischen dem Produzenten und seinem Kunden sein. Für gewöhnlich sind die Anforderungen an die Brennstoffqualität in den Lieferverträgen festgehalten. Der Hackgutproduzent sollte die Schlüsseleigenschaften der in Übereinstimmung mit den Bedürfnissen des Endverbrauchers festlegen. Der Hackgutproduzent hat einen Liefervertrag mit einem Heizwerk, das nur mit einer Partikelgröße von max. P45B (der limitierende Faktor ist der max. Querschnitt von 5 cm²) und einem Aschegehalt unter 3 % verwenden kann. Der Produzent definiert Partikelgröße und Aschegehalt als Schlüsseleigenschaften, die während des Produktionsprozesses kontinuierlich kontrolliert werden müssen. Die Spezifikation P45B-A3.0 definiert Maximalwerte. Um die Schritte in der Prozesskette zu dokumentieren kann der Hackgutproduzent ein Fließbild ausarbeiten, in dem er, basierend auf den die Brennstoffqualität beeinflussenden Faktoren (Schritt 3), kritische Kontrollpunkte definiert (Schritt 4). Die Schritte 2, 3 und 4 sollten Teil eines firmeninternen Handbuches sein. o ja Rohmaterialannahme Deklaration von Herkunft und Quelle verfügbar o ja KKP1 Visuelle/sensorische Kontrolle Brennstoffanforderungen können mit dem verfügbaren Rohmaterial erfüllt werden? o ja produktion KKP2 Visuelle/sensorische Kontrolle Brennstoffanforderungen sind erfüllt? o ja ja Lagerung KKP2a Visuelle/sensorische Kontrolle Brennstoffanforderungen sind erfüllt? o ja Beladung KKP3 Visuelle/sensorische Kontrolle Beladungsbedingungen geeignet? o ja transport KKP4 Visuelle/sensorische Kontrolle Brennstoffanforderungen sind erfüllt? o ja Lieferung o nein o nein o nein o nein o nein o nein Erstellung der Deklaration Rohmaterial ablehnen o ja Vorbehandlung Nicht den den Anforderungen Anforderungen entsprechendes Material separat lagern o ja Nachbehandlung Ersatz-Transportmittel Reklamationsprotokoll; Rücksprache mitkundem o nein o nein Abbildung 13: Fließdiagramm für Produktion und Transport mit KKP 15

17 Prozess Schritt 3 Sämtliche Tätigkeiten, die sich sowohl auf technische Prozesse als auch auf managementbezogene Sachverhalte beziehen, sollten dokumentiert werden. Die folgenden Faktoren bestimmen die Qualität der und deren Leistungsverhalten. Die Überprüfung der eingehenden Rohstoffe. Die Sorgfalt, mit der das Material gelagert und verarbeitet wird. Kenntnisstand, Fähigkeiten und Qualifikation des Personals. Der Produzent muss alle Einflussfaktoren auf die Brennstoffeigenschaften in der Lieferkette berücksichtigen, beginnend mit der Rohmaterialannahme bis zur Auslieferung an den Kunden (für den Fall, dass der Produzent gleichzeitig Händler ist). Wird eine Spedition für den Transport angemietet, die über kein Qualitätssicherungssystem verfügt, muss der Produzent ebenfalls darauf achten, dass im Zuge des Transportes keine negativen Einflussfaktoren die Qualität der mindern (z. B. Kontrolle des Zustandes des Transportmittels). Einflussfaktoren Rohmaterial Holzart Teil des Baumes (Quelle) Nadeln/Blätter, Rinde Witterungsverhältnisse Lagerungsbedingungen Hacken Abdeckung (Witterungsverhältnisse) Lagerungszeit (z. B. kann lange Lagerung zu trockenem oder zu nassem oder sogar teilweise abgebautem Material führen abhängig von den Lagerungs- und Witterungsverhältnissen) Lagerplatz (Verunreinigungen im Rohmaterial - z.b. Erde und Steine, abhängig davon ob das Material auf einer befestigten Straße oder am Waldboden gelagert wurde) Hackaggregat (Siebe) Transportmittel Verschmutzung (z. B. Verunreinigung der durch verschmutzte Transporteinheiten) Abdeckung (Witterungsverhältnisse; z. B. steigender Wassergehalt durch Niederschlag) Transportbedingte Auswirkungen auf den Biobrennstoff Mögliche Kontaminierung mit anderen Produkten/Brennstoffen Know-How, Kompetenz und Qualifikation der Mitarbeiter Beeinflusste Brennstoffeigenschaft Aschegehalt Heizwert Partikelgröße (Feinanteil) Wassergehalt Wassergehalt Heizwert Aschegehalt Partikelgröße (Feinanteil und Grobfraktion) Aschegehalt Wassergehalt Partikelgröße (Feinanteil) alle alle u 16

18 Prozess Schritt 4 Kritische Kontrollpunkte sind Punkte innerhalb oder zwischen Prozessen, an denen Eigenschaften am einfachsten beurteilt werden können und die das größte Potential für die Qualitätsverbesserung bieten. verpflichtende Dokumentation! Siehe Abbildung 13. Prozess Schritt 5 verpflichtende Dokumentation! Geeignete Maßnahmen, um bei den Kunden Vertrauen darauf zu erzeugen, dass die Spezifikationen realisiert werden, beinhalten neben Produktkontrolle die folgenden Management Möglichkeiten: Aufgabenverteilung Schulung des Personals Arbeitsanleitungen Festlegung von Maßnahmen zur Qualitätslenkung Ordnungsgemäße Dokumentation von Prozessen und Prüfergebnissen System von Verfahren bei Beschwerden Im firmeninternen Handbuch ist der Geschäftsführer einer produktion gleichzeitig als Qualitätsbeauftragter definiert, zuständig für die die Aus- und Weiterbildung der Mitarbeiter sowie für die Aufgabenverteilung. Es existieren Arbeitsanweisungen zu jedem Kritischen Kontrollpunkt (KKP). Basierend auf dem Fließdiagramm des Produktionsprozesses wurde eine Checkliste erstellt, um eine regelmäßige Kontrolle und Dokumentation des Produktionsprozesses sicherzustellen. Schritt 5 - KKP1 (Rohmaterialannahme): Als Teil der Warenübernahme muss die Deklaration von Herkunft und Quelle durch den Hackgutproduzenten überprüft werden. Optische und/oder haptische Kontrolle des Rohmaterials (die allgemeine Eignung kann durch Kenntnisse von Holzart, Baumteil, Nadel-/Blattanteil, Lagerungsbedingungen, Verschmutzung, Witterungsbedingungen, usw. festgestellt werden). Von den zwei Arten Rohmaterial wählt der Produzent Vollbäume ohne Wurzeln, Laubaumholz, da er mit dem Waldrestholz, die Einhaltung der Anforderung von max. 3 % Aschegehalt nicht garantieren kann. Die Manipulation des Rohmaterials hat derart zu erfolgen, dass eine Erhöhung des Aschegehaltes durch Verschmutzung mit Erde verhindert wird. Abbildung 14: Rohmaterial (Quelle: FHP, HFA) 17

19 Schritt 5 - KKP2 (Produktion): Optische oder andere sensorische Kontrollen werden während des gesamten Produktionsprozesses durchgeführt. Kontrolle von Schlüsseleigenschaften nach einer Änderung des Rohmaterials. Wartung der Geräte, je nach Notwendigkeit; manche Teile müssen regelmäßig gewechselt werden (z. B. Messerwechsel). Während des Hackvorgangs wird Rohmaterial, das nicht den vereinbarten Anforderungen entspricht, getrennt und nicht mitverarbeitet (z. B. einzelne stark mit Erde verschmutzte Teile). Der Betreiber schärft bzw. wechselt die Messer des Hackaggregats sobald er einen negativen Einfluss auf die Hackgutqualität bzw. die Leistung des Hackaggregats bemerkt. Um einen bestimmten max. Querschnitt der Partikel nicht zu überschreiten, kann die Verwendung eines Siebkorbes sinnvoll sein. Schritt 5 - KKP3 (Lagerung/Transport): Abbildung 15: produktion (Quelle: FHP, HFA) Die Lager- und Transportmittel werden regelmäßig kontrolliert (Eignung, Sauberkeit). Gelagerte/gelieferte sollen abgedeckt oder auf andere Art vor Niederschlag geschützt werden. Vor der Beladung vergewissert sich der Hackgutproduzent, dass das Transportmittel sauber ist. Im Falle einer Verunreinigung gibt er die Anweisung, das Transportmittel zu reinigen oder, falls das nicht möglich ist, organisiert er ein neues Transportmittel. Falls die direkt während des Hackvorganges auf ein Transportmittel verladen werden, muss diese Kontrolle vor Beginn des Hackvorganges stattfinden. Der Hackgutproduzent dokumentiert auf einer Checkliste, ob die während des Transports abgedeckt sind oder nicht. Abbildung 16: Container Beladung (Quelle: FHP, HFA) Abbildung 17: Transport (Quelle: FHP, HFA) 18

20 Schritt 5 - KKP4 (Lieferung an den Endkunden): Prozess Schritt 6 verpflichtende Dokumentation! h Bei der Anlieferung im Heizwerk überprüfen Mitarbeiter des Heizwerkes die optisch/sensorisch und kontrollieren die übergebene Checkliste inklusive der Produktdeklaration (ob diese den im Liefervertrag festgelegten Anforderungen entspricht). Eine Probe der wird zur Wassergehaltsbestimmung entnommen, um den Preis der angelieferten Ware zu bestimmen. Wenn Rohmaterialien oder die Anforderungen nicht erfüllen (z. B. wegen zu hohem Wassergehalt), müssen diese Chargen getrennt von solchen gelagert werden, welche die Anforderungen erfüllen Es kann eine Nachbehandlung des Materials durchgeführt werden, um Übereinstimmung mit den geforderten Brennstoffeigenschaften zu erreichen (z. B. Sieben, Trocknen) Jede erforderliche Information muss dokumentiert werden. Wird die Fehlerhaftigkeit eines Produktes erst im Zuge der Anlieferung beim Endkunden festgestellt, muss dies dokumentiert werden. Die weitere Handhabung des fehlerhaften Materials wird mit dem Kunden vereinbart. Während der Rohmaterialannahme stellt der Hackgutproduzent fest, dass auch Büsche beim Rohmaterial inkludiert sind. Er beschließt das Material getrennt zu hacken und an einen Kunden zu liefern, der höhere Aschegehalte akzeptiert. Auf der Checkliste für den Produktionsprozess wird dieses Vorgehen entsprechend dokumentiert. 19

21 Ergebnis verpflichtende Dokumentation! Die Qualität der produzierten entspricht der in Prozess- Schritt 1 definierten Qualität. Liefert der Produzent/Händler direkt an Endkunden aus, muss die Produktdeklaration mindestens folgende Informationen enthalten: Lieferant (juristische Person oder Unternehmen) einschließlich Kontaktdaten Handelsform (nach EN :2010, Tabelle 2); Herkunft und Quelle (nach EN :2010, Tabelle 1); Herkunftsland/-länder (Standorte) Festlegung der Eigenschaften (nach dem entsprechenden Teil des EN 14961): o Normative Eigenschaften; o Informative Eigenschaften; Chemisch behandeltes Material (ja/nein) Unterschrift, Datum. Die Produktdeklaration kann elektronisch bestätigt werden. Unterschrift und Datum können durch Unterzeichnen des Frachtscheins oder Stempeln der Sendungen gemäß des entsprechenden Teils von EN bestätigt werden. Mit der Produktdeklaration bestätigt der Lieferant (Produzent), dass die Eigenschaften des Endprodukts den Anforderungen des entsprechenden Teils der EN gemäß EN entsprechen. Der Lieferant muss die Deklaration mit einem Datum versehen und das Dokument für mindestens ein Jahr nach der Lieferung verfügbar halten. i Produktdeklaration Lieferant: --- Qualitätssicherungsnorm EN Herkunft: Land: Handelsform: Chemisch behandeltes Material Österreich 7540 Güssing Nein x Normative Anforderungen EN Partikelgröße Wassergehalt (m-%) P45B M50 Aschegehalt (m-%) A2.0 Ja 20

22 Annex

23 Holzhackgut 2 Begriffe Partie festgelegte Menge von Brennstoff, dessen Eigenschaften bestimmt werden soll Probenahme & Probenherstellung für Waldhackgut und Schredderholz Teilpartie Teil einer Partie, für die ein Prüfergebnis gefordert wird 3 5 EN / EN Richtige Probenahme ist wichtig! Ursache für Abweichungen der Analyseergebnisse vom wahren Wert: Probenahme: 80 % Probenherstellung: 15 % Analyse: 5 % Partie 10 t Probe (besteht aus Einzelproben) vorbehandelte Probe (Laboratoriumsprobe) Analyseprobe Die Probe soll für die gesamte Partie repräsentativ sein! Größe der Einzelprobe Die Einzelprobe (Vol incr, Liter) muss folgendes Mindestvolumen aufweisen : Vol incr = 0,5 Vol incr = 0.05 * d 95 bei d 95 < 10 mm bei d mm d 95 = nominelle Siebgröße, mm Lochgröße des Siebes, durch das mind. 95 % des Materials durchgehen Bsp: Bei einer nominellen Siebgröße von 63 mm umfasst die Einzelprobe mindestens 3 Liter! Probe Einzelprobe 4 Menge eines Materials, die repräsentativ für eine größere Menge, deren Eigenschaften zu bestimmen sind, ist Menge eines Brennstoffes, die in einem einzigen Arbeitsgang des Probenahmegerätes entnommen wurde Richtige Probenahme ist wichtig! Der verrechnete Energieinhalt des Brennstoffes basiert auf der Wassergehaltsanalyse und der Masse der Lieferung. 1 % Ungenauigkeit beim Wassergehalt führt zu einem 2 % Fehler bei der Berechnung des Heizwertes Beispiel: Das bedeutet für eine Brennstofflieferung (Wassergehalt 40%): für eine LKW-Ladung (30 t) - ein Fehler von 1,8 MWh und GWh Lieferungen - ein Fehler von 200 MWh und GWh Lieferungen - ein Fehler von 2 GWh und Anzahl der Einzelproben n Mindestanzahl der Einzelproben je Teilpartie P L Gesamtpräzision für die Probenahme, Probenvorbereitung und Prüfung der gesamten Biobrennstoff Partie bei einem Vertrauensniveau von 95 % V I Primärvarianz einer Einzelprobe N Anzahl der Teilpartien in der Partie, wenn die Partie nicht geteilt wird N=1 V PT die Varianz, bezogen auf Vorbereitung und Prüfung Mindestens 10 Einzelproben je Teilpartie! 1

24 7 Anzahl der Einzelproben - Empfehlung für Wasserhalt von Waldhackgut 8 Richtige Probenahme Mindestanzahl der Einzelproben bei 95% Vertrauensintervall bei einer nominellen Siebgröße von 100 mm Anzahl Teilpartien Anzahl der Einzelproben per Teilpartie Anzahl der Einzelproben per Gesamtlieferung Liefervolumen Genauigkeit 1 Partie m 3 ca. ± 4% 2 Partien 5 10 ca. ± 4% 3 Partien 4 12 ca. ± 3% 4 Partien 3 12 ca. ± 3% 5 Partien 3 15 ca. ± 3% 6 Partien 3 18 ca. ± 2% Für kleinere Lieferungen (< 50 m 3 ) wird die Anzahl der Einzelproben halbiert. Für eine Partie 5 Einzelproben und für 2 und mehr Partien mindestens 3 Einzelproben. In mehreren Einzelproben Aus der gesamten Partie (Teilpartie) nicht nur aus einem Teil z. B. zu Beginn des Abladens Das Herausfallen großer Partikel von dem Probenahmegerät muss verhindert werden. Sehr feuchte Proben können Feuchtigkeit in dem Probenahmegeräte zurücklassen, die dann zur nächsten Probe übertragen wird. Probenvorbereitung oder Probeteilung soll die Eigenschaften einer Probe nicht ändern 9 Richtige Probenahme 10 Probenahme vom Lager Jedes Teilchen in der Partie sollte die gleiche Wahrscheinlichkeit aufweisen, in die Stichprobe einbezogen zu werden. Falls das nicht möglich ist, sollen die vorhandenen Einschränkungen auf dem Probenahmeplan vermerkt werden. 11 Probenahme Ausrüstung eine Schaufel - Breite und Höhe der Öffnung der Probenahmengeräte soll > 2,5 fache der nominellen Siebgröße sein ein Behälter zum Sammeln der Einzelproben Quelle: VTT 12 Probenahmepunkte Probenahme Probenahme aus mindestens 20 cm Tiefe (Material von der Oberfläche darf nicht auf die Probe zurückfallen; z. B. Brett oberhalb) Entnahme der Einzelproben aus unterschiedlichen Teilen des Lagers Einzelproben müssen groß genug für die Analysenproben sein Keine Probenahme in diesem Bereich Quelle: VTT Quelle: VTT 2

25 13 Probenlagerung und Beschriftung 14 Entmischung des Feinanteils physikalische/chemische Eigenschaften der Probe sollen bis zur Analyse unverändert erhalten bleiben Lagerung in luftdichten Kunststoffbehältern (z. B. Plastiksack, Kübel) Schutz vor direkter Sonnenbestrahlung Schutz vor Veränderung der Probe falls notwendig (z. B. Versiegeln) Kühlen (5 C), um mikrobielle Aktivitäten zu vermeiden (speziell bei Wassergehalten über 20 % und längerer Lagerung) Eindeutige Beschriftung jeder Probe (z. B. Datum, Zeit, KFZ-Kennzeichen des Liefer-LKWs) Gesamtprobe Probenteilung - Viertelverfahren Die Probe ist mit der Schaufel kegelförmig aufzuhäufen (Anhäufen 3x wiederholen) Der 3. Kegel ist abzuplatten und in 4 Teile zu teilen. Die 2 gegenüberliegenden Viertel sind zu verwerfen. Mit den übrigen 2 Viertel wird die Probenteilung wiederholt, bis die richtige Menge für die Analyseprobe vorliegt. Quelle: VTT Quelle: VTT Quelle: VTT während des Transports ursprünglich beim Herabfallen des Materials auf eine Lagerhalde (vom LKW bzw. Förderband) Große und leicht rieselfähige Teilchen sammeln sich in Nestern am Rande der Lagerhalde In Förderbändern entmischen sich die Teilchen aufgrund der Vibration bzw. durch Hängenbleiben zwischen Ketten Berücksichtigung bei der Probenahme! 16 Probenherstellung während des Transports Quelle: VTT Quelle: VTT Die Zusammensetzung der vor Ort entnommenen Probe darf in keiner Phase der Probenvorbereitung verändert werden. Viertelverfahren: Vielen Dank! Kontaktinformation Diese Präsentation wurde erstellt von: Eija Alakangas, Jukka Lahti, Haklog Ky, VTT Deutsche Bearbeitung: Monika Steiner, HFA Die alleinige Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Europäischen Union wider. Weder die EACI noch die Europäische Kommission übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. Quelle: VTT, EN

26 Klassifizierung der Partikelgröße - gemäß EN und EN (Analyse nach EN ); nur die niedrigste mögliche Klasse ist anzugeben! 34 Partikelgröße P16 Der Querschnitt der übergroßen Partikel soll für P16 < 1 cm² betragen. 35 Partikelgröße P45 Der Querschnitt der übergroßen Partikel soll für P45 < 5 cm² betragen. 36 Partikelgröße P63 & P100 Der Querschnitt der übergroßen Partikel soll für P63 < 10 cm² und für P100 < 18 cm² betragen. Quelle: VTT Quelle: VTT Quelle: VTT 1/2

27 - gemäß EN ISO (Analyse nach EN ); nur die niedrigste mögliche Klasse ist anzugeben! Der Querschnitt der Partikel in der Grobfraktion muss für die Klassen P16S 2 cm², für P31S 4 cm² und für P45S 6 cm² sein. 2/2

28 Wassergehaltsanalyse Step-by-step Anleitung für die Analyse des Wassergehaltes (M) im Anlieferungszustand gemäß EN Wassergehaltsanalyse Probenahme/-reduktion (nach EN und EN 14780) Mischen der Probe Waage (Genauigkeit mind. 0.1 g) Probeschale wägen (Gewicht notieren) 53 Größe der Probe > 300 g Holzhackgut (Gewicht notieren) Nominelle Siebgröße max. 30 mm Eindeutige Kennzeichnung der Probe 41 Wassergehaltsanalyse Wassergehaltsanalyse Trockenschrank auf 105 C ± 2 C einstellen Temperatur regelmäßig kontrollieren m 1 m 2 1/2

29 4. 42 Wassergehaltsanalyse Probe nach der Einwaage sofort in den Trockenschrank stellen 5. Berechnungsbeispiel: M ar = (m 2 -m 3 )/(m 2 -m 1 ) * 100 M ar = ( g g)/( g g) * 100 % M ar = 42 % M ar m 1 m 2 m 3 Kein Probenmaterial verlieren! Bis zur Gewichtskonstanz trocknen 43 Wassergehaltsanalyse Probe sofort nach Abschalten des Trockenschrankes wägen Berechnung des Wassergehaltes auf Feuchtbasis M ar = (m 2 -m 3 )/(m 2 -m 1 ) * 100 Wassergehalt im Anlieferungszustand als Massenanteil in Prozent die Masse des leeren Trocknungsbehälters, in Gramm die Masse des Trocknungsbehälters und der Probe vor dem Trocknen, in Gramm die Masse des Trocknungsbehälters und der Probe nach dem Trocknen, in Gramm m 3 2/2

30 Analyse der Schüttdichte Step-by-step Anleitung für die Analyse der Schüttdichte (BD) im Anlieferungszustand gemäß EN Analyse der Schüttdichte m 1 Analyse der Schüttdichte Probenahme/-reduktion (nach EN und EN 14780) Durchmischen der Probe (mind. 70 l) Füllen des Behälters mit Hackgut (aus mm Höhe, bis sich Kegel mit max. Höhe gebildet hat) 47 Behälter (Höhe/Durchmesser 1.25 bis 1.50) Waage (Genauigkeit mind. 10 g) Leeren Behälter wägen (Gewicht notieren) Auslitern des Behälters Wasser + Tropfen flüssiger Seife (Wert in kg = Wert in Liter; Volumen notieren) Analyse der Schüttdichte 3x freies Fallenlassen des gefüllten Behälters aus 150 mm (Bodensetzung) Auffüllen des entstandenen Leerraumes 1/2

31 4. 48 Analyse der Schüttdichte überschüssiges Material entfernen Grobmaterial händisch entfernen Berechnungsbeispiel: BD ar = (m 2 m 1 )/V BD ar = ( kg 3.16 kg)/0.05 m³ BD ar = kg/m³ 49 Analyse der Schüttdichte Wiederauffüllen des entstandenen Leerraumes Wiederholen von Entfernen/Auffüllen bis eine ebene Oberfläche entsteht 50 Wägen des vollen Containers Quelle: Source: HFA Analyse der Schüttdichte Berechnung der Schüttdichte BD ar = (m 2 - m 1 )/V BD d = BD ar * (100 - M ar )/100 m 2 BD ar Schüttdichte im Lieferzustand, in kg/m³ m 1 Masse des leeren Behälters in kg m 2 Masse des gefüllten Behälters in kg V Nettovolumen des Messzylinders, in m³ 2/2

32 Heizwert im Anlieferungszustand Berechnung Analyse gemäß EN Typischer Wert (gemäß Annex B, EN ) Der Heizwert (bei konstantem Druck) im Anlieferungszustand q p,net,ar (des feuchten Biobrennstoffs) kann aus dem Heizwert auf wasserfreier Bezugsbasis q p,net,d (Annex B Typischer Wert) und dem Wassergehalt im Anlieferungszustand M ar berechnet werden. q p,net,ar = q p,net,d * ((100-M ar )/100) * M ar Beispiel: Basisdaten: Rohmaterial: Waldrestholz (Nadelbaumholz, frisch) Heizwert auf wasserfreier Bezugsbasis: Analyse gemäß EN 14916: Typischer Wert (gemäß Tabelle B.3; EN ): (Typ. Wertebereich gemäß Tabelle B.3; EN ): q p,net,d = MJ/kg q p,net,d = MJ/kg Wassergehalt: Analyse gemäß EN : M ar = 59.7 % Schüttdichte: Analyse gemäß EN 15103: Heizwert im Anlieferungszustand: q p,net,ar = * (( )/100) * 59.7 = 6.40 MJ/kg q p,net,ar = * (( )/100) * 59.7 = 6.28 MJ/kg Berechnung der Energiedichte: (q p,net,d = MJ/kg) BD ar = 379,0 kg/m³ (mit Analyse) (mit Typischem Wert) Small wood chips plants usually measure bulk density and moisture content. E ar = (q p,net,ar /3600) x BD ar E ar = 6,40/3600 * 379,0 = 0,67 MWh/m 3 (mit Analyse) E ar = 6,28/3600 * 379,0 = 0,66 MWh/m 3 (mit Typischem Wert) 1/1

33 Lagerung und Handhabung von Hackschnitzeln Lagerung und Handhabung von festen Biobrennstoffen werden in bestehenden CEN- Normen nicht behandelt. Die unten beschriebenen Leitlinien zur Lagerung und Handhabung von festen Biobrennstoffen sind als Nordtest Methode veröffentlicht. (Quelle: NT ENVIR 010: : "Guidelines for storing and handling of solid biofuels, Nordic innovation centre). Probleme und Risiken Beeinträchtigung der Qualität der Hackschnitzel Auswirkungen der Lagerung auf die Qualität von Biobrennstoffen hängen ab von einer Vielzahl von Faktoren wie z.b. den Eigenschaften des gelagerten Materials, sowie den Lagerungsmethoden. Die folgenden Beeinträchtigungen der Qualität von Hackschnitzeln können bei unsachgemäßer Lagerung und Handhabung auftreten: Verringerung des Brennstoffheizwertes Brennstoffinhomogenitäten durch hohen und ungleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt Erhöhung des Aschegehalts infolge von Verlusten an organischer Substanz oder der Verunreinigung mit Bodenrückständen Erhöhung der Anteile an Feinpartikeln Die Zusammensetzung des Brennstoffs (z.b. Holz, Laub, Rinde, etc.) beeinflusst die Rate des biologischen Abbaus, da sie die Verfügbarkeit von leicht zugänglichen Nährstoffen in den gespeicherten Hackschnitzeln bestimmt. Nadeln und Rinde haben beispielsweise höhere Anteile löslicher Nährstoffe und höheren Stickstoffgehalt als Stammholz und bieten damit ein besseres Substrat für schnelles Pilz- und Bakterienwachstum. Der Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes ist eine weitere wichtige Eigenschaft mit Auswirkungen auf die mikrobielle Aktivität und somit auf Wärmeentwicklung und Trockenmasseverluste. Hoher Feuchtigkeitsgehalt ist für die Stoffwechselaktivitäten von Pilzen und Bakterien unerlässlich. Zusätzlich beeinflusst die Partikelgröße der Hackschnitzel viele Prozesse direkt und indirekt. Das Hacken der Brennstoffe führt zu einem enormen Anstieg der für mikrobielle Aktivität zugänglichen Oberflächen. Gleichzeitig wird die Luftzirkulation im Material und damit die Wärmediffusion verringert. Es ist bekannt, dass die Lagerung von größeren Partikeln (z.b. Holzstücke und Jungbäume in Bündeln) weniger Probleme verursacht als die Lagerung von Hackschnitzel. Schließlich kann eine unsachgemäße Handhabung der Rohstoffe für die Hackschnitzel- Produktion zu einer signifikanten Steigerung von Verunreinigung mit Bodenrückständen führen. 1/3

34 Verbesserung der Lagerung Außenlagerung sollte vorzugsweise auf trockenem, ebenem Untergrund in der Nähe von Anlieferungswegen erfolgen. Der Untergrund sollte frei von Baumstümpfen, Steinen und großen Rückstände sein, und höher als der Anlieferungsweg liegen, um Eindringen von Regenwasser vom Anlieferungsweg in die Lagerung zu vermeiden. Für Fabrik-und Endlager wird asphaltierter Untergrund empfohlen Um die Aufnahme von Feuchtigkeit aus dem Boden zu verhindern, ist ein trockener Untergrund zu empfehlen Um die Aufnahme von Feuchtigkeit durch Niederschlag zu verhindern, kann der gelagerte Brennstoff mit hydrophoben Folien, imprägniertem Papier oder vergleichbarem Material abgedeckt werden Innenlager sollten die Aufnahme von Feuchtigkeit durch Schutz vor Niederschlag verhindern. Innenlager sollten gut belüftet sein. Bei Lagern mit geringer Belüftung wird die Installation einer CO Überwachung empfohlen um effektiven Schutz vor Vergiftung sicherzustellen. Verbesserung der Handhabung Handhabung und Transport sollten mit einem Minimum an Verschleiß und Schäden an den festen Brennstoffen durchgeführt werden. Risiko der Spontanentzündung Durch Eigenerwärmung kann Feuer in Stapeln von Hackschnitzeln, Rinde und anderen Festbrennstoffen auftreten. In porösen und feuchten Materialien erfolgt Eigenerwärmung durch mikrobiologische Aktivität, chemische Oxidation und physikalische Prozesse. Mikrobenwachstum bewirkt einen Temperaturanstieg in gelagerten Brennstoffen. Die erzeugte Wärme wird vom Inneren des Lagervolumens an die Oberfläche transportiert. Dabei trocknet das Innere des Stapels und die Feuchtigkeit kondensiert an der Oberfläche. Die Höhe des Stapels und die Umgebungstemperatur beeinflussen den durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt und die Temperatur der gelagerten Hackschnitzel. Besonders die Lagerform der Hackschnitzel hat dabei Auswirkungen auf den Temperaturanstieg durch ihren Einfluss auf die Belüftung des Brennstoffs über den Kamineffekt. Belüftung bietet den benötigten Sauerstoff für die metabolische Aktivität und kühlt das Innere des Brennstofflagers durch Konvektion. Die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Temperatur in gelagerten n sind: Feuchtigkeitsgehalt, Feuchtigkeitsgradient, Größe und Dichte des gelagerten Brennstoffs. Eine Mischung von Brennstoffen mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt sollte vermieden werden, da ein hoher Feuchtigkeitsgradient zu einem erhöhten Risiko der Selbstentzündung führen kann. Selbstentzündung beginnt als Pyrolyse im Inneren des Stapels, wenn die Wärmeproduktion die Wärmeabfuhr im Brennmaterial übersteigt. Eine Spontanentzündung führt dann zu einer Verbrennung mit Flamme wenn sich die Pyrolyseprozesse bis zur Oberfläche des Stapels ausgebreitet haben. Vermeidung von Spontanentzündung Vermeidung der gemeinsamen Lagerung von Brennstoffen unterschiedlicher Qualität (z. B. Rohstoffe, Partikelgrößen, Feuchtigkeitsgehalt) Bevorzugung kurzzeitiger Lagerung in kleinen Stapeln Einlagerung trockener Brennstoffe (<20% Feuchtigkeitsgehalt) zur Vermeidung von mikrobiellem Wachstum Nutzung der Brennstoffe nach ihrer Lagerdauer, beginnend mit dem ältesten Brennstoff (FIFO-Prinzip: First-in/First-out) Vermeidung von Materialverdichtung 2/3

35 Lagerung in länglichen Stapeln (Basisweite gleich doppelte Stapelhöhe) Beispiele für empfohlene maximale Stapelhöhen: Hackschnitzel aus reinem Holz ohne Rinde - 15 m, Hackschnitzel aus Waldreststoffen - 7 m, Rinde - 7 m Vermeidung von metallischen Objekten in den Stapeln Überwachung der Temperatur in Stapeln und anderen Brennstofflagerungen Verhinderung von offenem Feuer im Falle einer Eigenerwärmung des Brennstoffs auf über 60 C Vermeidung der Anlieferung von Brennstoffen mit hohen Temperaturen oder Brandnestern Löschen von Feuer in frei liegenden Lagern und Stapeln Identifizierung der hot-spots und Entfernen (Ausgraben) des warmen/aktiven Materials aus dem Stapel Verteilen des entfernten Materials an einem sicheren Ort zur Abkühlung Verwendung von Sprühwasser/Düsen zur Abkühlung und zum Löschen des den Pyrolyseprozess durchlaufenden Materials Nutzung von Wasser zur Löschung von offenen Feuern. Zusatzstoffe wie z.b. Feuerlöschschaum können die Löschwirkung verbessern. Gesundheitliche Risiken Emissionen von außengelagerten Stapeln werden normalerweise durch die umgebende Luft verdünnt und haben daher begrenzte Wirkung. Lagerungen in geschlossenen Räumen dagegen verursachen ein höheres Risiko durch schädliche Emissionen. Beispiele für solche Lagerungen sind Laderäume in Schiffen und Lagerung in Silos und andere geschlossene Lagerungen. Die Lagerung von feuchten festen Brennstoffen, insbesondere frisches Hackmaterial, in einem Stapel bietet ein günstiges Umfeld für das Wachstum vieler Arten von Bakterien und Pilzen. Beim Umgang mit verschimmelten Hackschnitzeln kann eine hohe Konzentration von Sporen in die Luft freisetzt werden. Aufgrund ihrer geringen Größe können die Sporen leicht in die Atemwege eindringen und allergische Reaktionen hervorrufen. Die Benutzung von Schutzmaske wird daher dringend empfohlen. Bei der Handhabung besonders von trockenen Brennstoffen aus Biomasse entsteht immer etwas Staub. Die Schädlichkeit von Staub hängt von der chemischen (und mineralogischen) Zusammensetzung, der Staubkonzentration, sowie von Partikelgröße und -form ab. Durch die Luft übertragene kleine Partikel ( 5 µm) können tief in die Lunge eindringen und Atemwegserkrankungen verursachen. Prävention von Gesundheitsrisiken Gute Belüftung Verwendung von Vorrichtungen zur Messung von CO Emissionen Verwendung von persönlichen Schutzausrüstungen. Schutzmasken sind nur eine Lösung, wenn die Luftverschmutzung nicht mit technischen Maßnahmen verhindert werden kann. Folgende technische Maßnahmen sind verfügbar, um die Staubbelastung zu reduzieren: Belüftung, Absaugung und Unterdruck, Vorhänge, Wände, Sprühwasser, geschlossenen Bereiche und Fernsteuerungen Die Übertragung von Sporen aus der Brennstofflagerung in andere Bereiche kann durch den Einbau von Doppeltüren verringert werden. Das Auftreten von Staub an Orten der Lagerung und Handhabung kann verringert werden durch Auf- und Abladen unter Bedingungen mit kontrollierter Belüftung. 3/3