Lagermöglichkeiten für Energieholz im Kontext verschiedener Qualitätsansprüche
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- Sophia Lang
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1 Lagermöglichkeiten für Energieholz im Kontext verschiedener Qualitätsansprüche Foto: Focke Thorsten Beimgraben Biomasseproduktion und Logistik Studiengang BioEnergie
2 Forstwirtschaft (B. Sc.) SENCE (M. Sc.) BioEnergie (B. Sc.) Wassermanagement (B. Sc.) Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg Thorsten Beimgraben Biomasseproduktion und Logistik Studiengang BioEnergie
3 Zweck der Lagerung 3 Überbrückung der Zeitspanne zwischen Anfall und Verbrauch zur Sicherung der Brennstoffversorgung zur Konditionierung des Materials Trocknung, Siebung, Mischung ist ein unverzichtbarer Bestandteil von Bereitstellungsketten Lagerort: beim Produzenten beim Zwischenhandel an der Konversionsanlage
4 Aufbereitungsform 4 Hackschnitzel Schreddergut durch Zerkleinerung mit schneidenden Werkzeugen erzeugt Erzeugung durch Brechen und Zertrümmern mit stumpfen Schlagwerkzeugen Quelle: Autorenkollektiv: Feste Biobrennstoffe Die wichtigsten Normen in Deutsch & Englisch; Hrsg.: Österreichisches Normungsinstitut, Wien 2006
5 Brennstoffklassifizierung (Hackgut) 5 Kriterium Abkürzung nach QM CEN Klassen Stückigkeit [mm] P P P 16 / 45 / 63 / 100 Wassergehalt [%] W M M 20 / 30 / 40 / 55 / 65 Stickstoffgehalt [%] N N N 0,5 / 1 / 3 / 3+ Aschegehalt [%] A A A 0,7 / 1,5 / 3 / 6 / 10 Heizwert [MJ/kg] H u Qp Schüttdichte [kg/m³] BD Nadel-Blattanteil [%] na QM = Qualitätsmanagement Holzheizwerke (QM Planungshandbuch) CEN = neue Norm auf EU-Ebene: Ebene: CEN/TS 14961
6 Risiken bei der Lagerung 6 Substanzverlust durch biologische Prozesse (Verlustrisiko) Selbstentzündung (Verlustrisiko) Sporenbildung (Gefährdungsrisiko) Geruchsbelästigung (Umweltrisiko) Wiederbefeuchtung (Qualitätsrisiko) Klumpenbildung durch Frost (technisches Risiko) Entmischung und Feinabrieb (Qualitätsrisiko) austretendes Wasser bzw. Sickersaft (Umweltrisiko)
7 Qualität des Hackgutes 7 gute Qualität schlechte Qualität niedrig Wassergehalt hoch niedrig Grünanteil hoch scharfkantig Form zerfasert niedrig Feinanteil hoch
8 8 Einfluss des Wassers auf die Lagerbeständigkeit Quelle: QM Planungshandbuch
9 Typische Werte für Wassergehalt/Holzfeuchte 9 Hackschnitzel W % u % waldfrisch waldgetrocknetes Rundholz unter Dach gelagert lufttrocken Restholz aus... W % u % Sägewerk Zimmerei Schreinerei Quelle: FVA Ba-Wü
10 Substanzabbau 10 Abbau organischer (!) Masse anorganisches Material bleibt Aschegehalt erhöht sich bei Holzhackgut erhebliche Schwankung im Abbau Bsp.: frisches Waldhackgut (50-55% Wassergehalt), 8 Monate im Freien, Haufenlagerung g unabgedeckt 20-23% TM-Verluste (2,9% monatlich) Bsp.: Waldhackgut (15% Wassergehalt), 8 Monate, abgedeckt ca. 2% TM-Verluste frisches Waldhackgut möglichst grob (7,5-15 cm) mit geringer Schüttdichte ht und guter Durchlüftung hat nur ~0,3% Verlust monatlich
11 Einflussfaktoren für Pilzwachstum 11 Temperatur große Schwankungsbreite Optimum: C Wassergehalt möglich: 20 65% Optimum: 30-50% ph-wert Optimum: 4,5-5,5 Holzinhaltsstoffe flüchtige Öle oder Gerbsäuren (Eiche) wirken hemmend Harz mit unwesentlicher Hemmwirkung
12 Lagerungsarten von Hackgut im Freien 12 Vorteile Haufenlagerung ohne Abdeckung Haufenlagerung mit Abdeckung Dombelüftungsverfahren geringe Qualitätserhalt Qualitätserhalt Investitionskosten relativ günstig hebt die Nachteile der große Mengen Haufentrocknung auf Nachteil Schimmelpilzbefall Staubgefahr Wiederbefeuchtung Brandgefahr bei nicht befestigtem Untergrund schlechte Wiederaufnahme ggf. Schimmel Staubgefahr Brandgefahr bei nicht befestigtem Untergrund schlechte Wiederaufnahme höhere Investitionskosten höherer Aufwand beim Bau des Lagers bei nicht befestigtem Untergrund schlechte Wiederaufnahme
13 Lagerung von Hackgut im Freien 13 Haufenlagerung ohne Abdeckung Haufenlagerung mit Abdeckung Dombelüftungsverfahren Vorteile geringe g Investitionskosten große Mengen Qualitätserhalt relativ günstig Qualitätserhalt hebt die Nachteile der Haufentrocknung auf Nachteil Schimmelpilzbefall Staubgefahr Wiederbefeuchtung Brandgefahr bei nicht befestigtem Untergrund schlechte Wiederaufnahme ggf. Schimmel Staubgefahr Brandgefahr bei nicht befestigtem Untergrund schlechte Wiederaufnahme höhere Investitionskosten höherer Aufwand beim Bau des Lagers bei nicht befestigtem Untergrund schlechte Wiederaufnahme
14 Freilandlagerung von Bäumen 14 Vorteile Nachteile innerhalb weniger Monate Reduktion des Wassergehalts um bis zu 30 % möglich wenig Aufwand Hackschnitzel direkt verfeuerbar, bzw. lagerstabil phytosanitäre Gefahren bei Lagerung g im Wald ungehackte Bäume haben dreifaches Volumen des gehackten Materials 3 bis 5 größerer Platzbedarf wie gepoltertes Rundholz bei großen Haufen, v.a. bei Nadelholz, stellt Durchlüftung Problem dar höherer Maschinenverschleiß beim Hacken verunreinigter Bäume
15 Hackgutlagerung Freiland vs. Unterdach 15 pro Unterdach contra Unterdach (besserer) Witterungsschutz höhere Lagerkosten geringer Arbeitszeitbedarf für Ein- und Auslagerung größerer admin. Aufwand Trocknungserfolg besser vorherzusehen Überwachung ins. hinsichtlich Durchlüftung und Temperaturen ist möglich kleinerer Substanzverlust (bis zu 70% weniger) und minimierte Lagerungsrisiken sichere Brennstoffversorgung am Kraftwerk ohne viel Aufwand
16 Vortrocknung (hier Reisigmaterial in Finnland) 16
17 Vortrocknung (hier Kurzumtrieb) 17
18 Kosten der Zwischenlagerung 18 durch: sekundären Transport und Verladung Immobilie Masseverlust ggf. aktive Trocknung Kapitalbindung
19 Kosten Zwischenlager 19 Nettovolumen möglichst oft umsetzen Quelle: QM Planungshandbuch
20 Argumente für Zwischenlagerung 20 Versorgungssicherheit bei Schneelagen Verteiler-/Pufferfunktion bei kleinen Anlagen Qualitätssortierung (Zahlung nach Heizwert) Homogenisierung durch Materialmischung Trocknung erhöht Heizwert erhöht Lagerfähigkeit beim Kunden
21 richtige Lagerung 21 geringstmöglicher Wassergehalt Verunreinigungen vermeiden (Grünanteil/Fremdstoffe) Minimierung i i der Lagerdauer Vermeidung von Wiederbefeuchtung guter Luftzutritt ( Wärme- und Feuchtigkeitsabfuhr) grobe Materialstruktur bei Langzeitlagerung scharfes Zerkleinerungswerkzeug k ggf. aktive Trocknung Bilder: LWF Merkblatt 11
22 Resümee 22 Energiedichte ist gering Aufwand wird meist nicht bezahlt Zwischenlagerung nur wenn... Mischung von Feuerungsgut notwendig zur Versorgungssicherung notwendig Verteilerfunktion notwendig Großmengen günstig anfallen vor allem wenn Qualität bezahlt wird Abrechnung nach Heizwert dann aber exakte Gewichts- und Feuchtebestimmung bei Brenngutlieferung notwendig! Qualitätsanforderungen an den Brennstoff verlieren bei zunehmender Anlagengröße an Bedeutung Anlagentechnik robuster und flexibler gesamte Technik auf hohen Wassergehalt ausgelegt Flexibilität bei Schüttdichte und Größenverteilung wesentlich größer
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