BEST PRACTICE BEISPIELE HERSTELLUNG & VERBRENNUNG ALTERNATIVER UND GEMISCHTER BIOMASSEPELLETS.

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1 BEST PRACTICE BEISPIELE HERSTELLUNG & VERBRENNUNG ALTERNATIVER UND GEMISCHTER BIOMASSEPELLETS Projektkoordination Volker Lenz (DBFZ) Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Thomas Zeng (DBFZ) Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Coordinated by: Partner: Die alleinige Verantwortung für den Inhalt dieser Webseite liegt bei den AutorInnen. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der EuropäischenUnion wieder. Weder die EACI noch die Europäische Kommission übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. Market Implementation of extraordinary biomass pellets

2 BEST PRACTICE BEISPIELE HERSTELLUNG & VERBRENNUNG ALTERNATIVER UND GEMISCHTER BIOMASSEPELLETS Partnerregionen Datum der Veröffentlichung: April 2012 Die Autoren danken für die Zusammenarbeit und Unterstützung der Projektpartner: Bioenergy Comitato Termotecnico Italiano (CTI) Danish Technological Institute (DTI) Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ) Energia y Medio Ambiente S.L. (Protecma) Technical Research Institute of Sweden (SP) Technical Research Centre of Finland (VTT) Das MixBioPells Projekt wurde mit Mitteln des Intelligent Energy Europe Programms gefördert. Die alleinige Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt bei den AutorInnen. In vielen europäischen Ländern ist die energetische Nutzung nicht holzartiger Brennstoffe (z.b. Stroh oder Reststoffe aus der Verarbeitung landwirtschaftlicher Produkte) in verschiedenen Bereichen durch unterschiedliche Problemstellungen eingeschränkt. Um die bestehenden Hemmnisse zu überwinden und die Antriebsfaktoren zu stärken, werden im Rahmen des Mix- BioPells Projektes vielversprechende Nutzungskonzepte in Europa identifiziert und etabliert. Zudem wird anhand von sieben europäischen Regionen ein umfangreicher Informationsschatz zur energetischen Nutzung alternativer Biomassepellets bereitgestellt (siehe Abbildung oben).

3 Produktion & Verbrennung von Biomassepellets bei Vattenfall A/S Hintergrund Die in 2004 errichtete Pelletproduktionsanlage Køge Biopellet Factory des Energieversorgungsunternehmen Energi E2 bestand ursprünglich aus 2 Pelletieranlagen. Es wurden sowohl Holzpellets mit einer Kapazität von t/a als auch Strohpellets mit einer Kapazität von t/a produziert, die in unterschiedlichen Heizkraftwerken in Kopenhagen genutzt werden: Holzpellets im Avedøre Heizkraftwerk sowie Strohpellets im Amager Heizkraftwerk. Allerdings konnte eine direkte Belieferung der Anlagen durch LKW s nicht realisiert werden, da das erhöhte Verkehrsaufkommen im Zentrum Kopenhagens nicht zulässig ist. Daher baute Energi E2 die Pelletieranlage 45 km außerhalb Kopenhagens am Køge Hafen. Von dort aus werden die Pellets dann nach Kopenhagen verschifft wurde die Strohpelletieranlage von der Vattenfall A/S übernommen. Die Holzpelletieranlage wurde 2007 stillgelegt Strohpelletierung Køge Biopellet Factory Technologie Ringmatrize Produktionskapazität, t/a Die in 2004 vorgenommene Investition betrug für beide Anlagen 50 Mio. (Quelle: Forskning i Bio-energi, Nr. 3, 2004). Die Strohpellets werden nur für den internen Gebrauch bei Vattenfall A/S genutzt. Da keine weiteren Informationen über die Produktionskosten bekannt sind, gibt es keine offiziellen Marktpreise für Strohpellets in Dänemark. Rohmaterial Stroh wird in Form von Großballen mit einem Gewicht von ca. 530 kg je Ballen angeliefert. Sie werden von Landwirten aus Lolland/ Dänemark und den umliegenden Inseln bezogen. Das Ein-zugsgebiet hat einen max. Radius von 140 km. Eine Rohmaterialanlieferung aus Schweden und der Insel Fünen/Dänemark ist aufgrund von fälligen Mautgebühren, die für jeden LKW 160 betragen, nicht rentabel. Ein weiteres Rohmaterial ist Getreideausputz, das als Schüttgut angeliefert wird. Anlieferung von 24 Großballen. Die Großballen werden von einem Kran entladen, der jeweils 12 Ballen fasst. Während der Wiegung und der Entladung wird vorab der Wassergehalt gemessen. Eigenschaften des Rohmaterials Rohmaterial Stroh Getreideausputz Wassergehalt, Ma.-% Heizwert, MJ/kg 14, Schüttdichte, kg/m³ Aschegehalt, Ma.-% 5 10 Ascheschmelztemperatur, C 870 N/A Kosten Biomasse, /t N/A N/A Menge, t/a 1) ,000 1) Verfügbare Strohmenge zur Verbrennung aus Lolland/Dänemark beträgt ca t N/A nicht verfügbar Pelletierung Die Pelletproduktion erfolgt 24 Stunden pro Tag. Mittels 4 Pelletierlinien wird eine Tagesproduktion von 300 t realisiert. Es erfolgt keine Trocknung des Rohmaterials vor der Pelletierung. Der Anteil an Getreideausputz variiert je nach Verfügbarkeit, allerdings beträgt der Anteil max. 20 %.

4 Transport & Lagerung Die produzierten Pellets werden über eine lange Förderbandstrecke in das Lager im Hafen befördert. Dort lagern sie bis zur Verschiffung zum Amager Heizkraftwerk in Kopenhagen. Die Leistung beträgt 88 MWel und 331 MWth. Die Anlage besteht aus drei Kesseleinheiten und ist für einen jährlichen Verbrauch von t an Holz- und Strohpellets ausgelegt. Produzentensicht Vattenfall A/S betreibt zurzeit über 40 Heizkraft-werke, die komplett oder teilweise mit Biomasse befeuert werden. Jedes Jahr werden mehr als 3 Mio. t Biomasse verbraucht, wobei eine steigen-de Tendenz zu verzeichnen ist. Vattenfall A/S ist ein weltweitführendes Unternehmen im Energiesektor. Lager der Strohpellets im Køge Hafen Verbrennung im Amagerwerk Vattenfall A/S schloss 2010 größere Umbauten an der Einheit 1 ab, um sowohl Kohle als auch Biomasse nutzen zu können. Kontakt: Vattenfall A/S Støberigade 14 DK 2450 København SV Tel.: Das Amagerheizkraftwerk versorgt Kopenhagen mit Fernwärme und Elektrizität. Die Anlage ist sowohl für Kohle als auch Biomasse ausgelegt und besitzt eine moderne Rauchgasreinigung.

5 Produktion und Verbrennung von agrarstick Mischbrennstoffpellets bei der Pusch AG Hintergrund Die PUSCH AG bietet ein umfassendes Konzept für die dezentrale Produktion von Mischpellets aus landwirtschaftlicher Biomasse und Holz an. Inhaber der Lizenz agrarstick produzieren und vermarkten alternative Pellets gemäß den entwickelten Rezepturen. Für die Lizenzinhaber steht eine virtuelle Handelsplattform zur Verfügung, die sie in ihren Geschäftstätigkeiten in den Bereichen Produktion, Verkauf und Logistik unterstützt. Gemäß der Unternehmensphilosophie produziert in und für die Region werden die agrarstick Pellets in der entsprechenden Region vertrieben. Rohstoff Da in den Regionen unterschiedliche Biomasse in unterschiedlichen Mengen zur Verfügung steht, muss eine geeignete Kombination aus den verschiedenen Rohstoffen und Additiven entwickelt werden. Üblicherweise muss die Biomasse für die Pelletierung nicht vorbehandelt werden, da die Pelletieranlage PM 6-28 kaum Anforderungen an die Rohstoffqualität (z.b. Wassergehalt) stellt. Um eine transparente Kommunikation zwischen Produzenten und Kunden sicherzustellen, werden Datenblätter als Informationsmaterial angeboten. Pelletierung Im Gegensatz zu einer Pelletieranlage mit einer Walzmatrize, kann durch die Verwendung einer hydraulischen Presse die an Kosten und Arbeitszeit intensive Vorbehandlung des Rohstoffes reduziert werden. Weiterhin kann die Produktion verschiedener gemischter Biomassepellets ohne Wechsel der Matrize erfolgen. Aufgrund dieser Vorteile hat die Pusch AG die Pelletieranlage PM 6-28 mit einer Produktionskapazität von kg/h entwickelt und hergestellt. Das modulare Designkonzept ermöglicht einen Ausbau der Produktionskapazität auf maximal kg/h. PM 6-28 Die Vorteile dieser Technologie sind: Verschiedenste Rohstoffmischungen können verwendet werden. Rohstoffe mit einem Wassergehalt bis zu 30 Ma.-% können eingesetzt werden. Eine zusätzliche Zerkleinerung (z.b. Hammermühle) oder Vorbehandlung für Rohmaterial mit einer Länge bis zu 5 cm ist nichtnotwendig. Aufgrund der effizienten Anlagentechnologie ist die benötigte Produktionsenergie gering. Bewegliche Teile sind nicht in schmutzigen Teilen der Anlage installiert. Die PUSCH AG bietet zwei verschiedene Produkte an: Die agrarstick Schwarz für die Verwendung in Feuerungsanlagen über 100 kw (z.b. öffentliche Gebäude, kleine Industrieanlagen) und die agrarstick gelb für den Einsatz in Kleinfeuerungsanlagen. In der Region Rheinland- Pfalz hat die Produktion von Mischpellets aus Miscanthus und Traubentrester großes Potential. Miscanthuspellets Die derzeit vielversprechendsten Ausgangsstoffe für die Herstellung von Mischbrennstoffpellets sind Gärreste, Miscanthus, Traubentrester und Holz.

6 Brennstoffeigenschaften alternativer Pellets Parameter Einheit M TT G Durchmesser mm Wassergehalt Ma.-% 3,23 9,78 11,3 Heizwert MJ/kg 17,3 (wf) 4 20,78 17,6 Aschegehalt 2,66 7,86 11,3 N Ma.% 0,31 3,2 1,7 S (wf) 0,04 0,16 0,36 Cl 0,05 0,004 0,34 M Miscanthus, TT Traubentrester, G Gärrest, H Holz, wf wasserfrei, n.a. nicht analysiert Die Brennstoffeigenschaften der daraus erzeugten alternativen Pellets sind in der oberen Tabelle zusammengefasst. Die Pusch AG verfügt über verschiedene Kessel- und Abscheidetechnologien mit deren Hilfe agrarstick -Pellets getestet und deren Herstellung optimiert werden können. Heizkessel PH 47 (links, Staubabscheider Schräder Al Top (rechts, Je nach Herkunft weisen die Ausgansstoffe hohe Stickstoff-, Schwefel- und Chlorgehalte auf, welche zu höheren Emissionen an NOx, SO2 und HCl führen. Die durch den hohen Kalium- und Natriumgehalt hervorgerufenen erhöhten Feinstaubemissionen können mittels elektrostatischer Staubascheider reduziert werden. Im Rahmen des agrarstick - Konzeptes führt die Pusch AG die Brennstoffoptimierungen durch und bietet zusätzlich die benötigte, angepasste Verbrennungstechnologie. Verschiedene alternative Pellets wurden in einem PH47- Heizkessel (Nennwärmeleistung 47 kw) getestet, wobei ein der Staubabscheider der Firma Schräder (Typ Al Top) zur Abgasreinigung verwendet wurde: Typische Emissionsparameter Parameter CO Einheit M M + 70% TT G G + 50% H NOx mg/m³ HCl Staub M Miscanthus, TT Traubentrester, G Gärrest, H Holz Verbraucher Die alternativen Pellets werden sowohl von den Lizenznehmern als auch von Betreibern kleinerer und mittlerer Heizwerke verwendet. Inhaber der Lizenz agrarstick produzieren und vermarkten alternative Pellets gemäß den entwickelten Rezepturen. Gemäß der Unternehmensphilosophie produziert in und für die Region werden die agrarstick Pellets in der entsprechenden Region vertrieben. Zukünftige Herausforderungen Um die Produktion alternativer Biomassemischpellets in Deutschland und Europa erfolgreich zu etablieren, ist die Vermarktung geeigneter Pelletieranlagen von großer Bedeutung. Folgende Aspekte sind für den Aufbau regionaler Pelletsmärkte wichtig: Die Anforderungen der Zielgruppen hinsichtlich der optimalen Mischung sind oft nicht bekannt. Geringes Know-How im Bereich der Pelletsproduktion aus landwirtschaftlichen Rohstoffen vorhanden. Regionale Marktstrukturen sind noch nicht vorhanden. Bis 2020 ist eine Pelletsproduktion von t/a in Zusammenarbeit mit 60 bis 90 Partnern geplant. Hierfür wird ein dezentrales Produktionsnetzwerk aufgebaut, welches von der Pusch AG koordiniert wird. Kontakt Auf der Weid Marienrachdorf Phone: +49 (0) 2626/ Fax: +49 (0) 2626/

7 Produktion und Verbrennung von Traubentrester(misch)pellets in Kleinfeuerungsanlagen Hintergrund In den deutschen Weinanbaugebieten fallen in jedem Jahr etwa t Traubentrester und ca t Rebschnitt mit einem Energiegehalt von 4,9 PJ bzw. 135 Mio. Liter Öläquivalent an. Durch deren energetische Nutzung kann eine CO2 Einsparung in Höhe von t/a realisiert werden. Zur Einbindung dieser Reststoffe in ein Kreislaufwirtschaftssystem müssen sie in ein marktfähiges Produkt überführt werden. Gleichzeitig wird dadurch die regionale Wertschöpfung erhöht und Arbeitsplätze im ländlichen Raum geschaffen. Auf Grundlage dieser politischen und wirtschaftlichen Zielsetzung entwickelte die RLP AgroScience GmbH Konzepte, um die organischen Reststoffe zur Energieerzeugung nutzbar zu machen. Ein Beispiel ist das patentierte Verfahren zur Herstellung von Traubentresterpellets (Europäisches Patent EP B1). Qualität des Traubentresters ist von mehreren Faktoren abhängig, u.a. Rebsorte, Wachstumsbedingungen sowie Erntezeitpunkt und Fäulnisgrad. Nur ein Teil des anfallenden Traubentresters kann als Dünger zur Verbesserung der Humusbilanz genutzt werden, da dieser durch Fäulnis- und Fermentationsprozesse nur begrenzt lagerfähig ist, eine Geruchsbelästigung darstellt und durch die Bildung von Mykotoxinen zur Gesundheitsgefährdung führt. Die überschüssigen Mengen stehen somit für die Herstellung von Brennstoffen zur Verfügung. Dabei werden folgende Prozessschritte durchlaufen: Reinigung & Lagerung des Traubentresters. Mechanische und thermische Trocknung des gereinigten Traubentresters. Zerkleinerung des getrockneten Traubentresters & Gewinnung des Traubenkernöls. Pelletierung des zerkleinerten Materials mittels Ringmatrizenpresse (Friedli AG, Typ CLM 200) unter Verwendung geringer Mengen des Traubenkernöls als Additiv. Abbildung 1: Traubentrester (oben) & Pellets aus Traubentrester/Rebschnitt (70/30) (unten) Pelletierung Pro Hektar Weinanbaufläche werden 2,5 t Traubentrester mit einem Trockenmassegehalt von ca. 41 % und 3 t Rebschnitt mit einem Trockenmassegehalt von ca. 50 % erzeugt. Traubentrester ist ein heterogenes Gemisch, das im Wesentlichen aus Schalen, Kernen und Stielen der verarbeiteten Trauben besteht. Die Menge, Konsistenz und Abbildung 2: Pelletieranlage der Firma Friedli AG, Typ CLM200 Die Traubentresterpellets und Pellets aus der Mischung von Traubentrester und Rebschnitt können die Anforderungen der europäischen Produktnorm (EN ) erfüllen. Ausgewählte Brennstoffeigenschaften der Traubentresterpellets und der Pellets aus der Mischung von Traubentrester und Rebschnitt (70/30 Vol.-%) sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

8 Typische Brennstoffeigenschaften Parameter Einheit Traubentrester Mischung Abrieb Ma.-% Feinanteil Ma.-% Schüttdichte kg/m³ Wassergehalt Ma.-% Heizwert MJ/kg 1) 19,8 19,0 Ascheschmelz -temperatur C Aschegehalt 6,5 5,6 N 1,89 1,70 Ma.-% S 1) 0,12 0,14 Cl 0,004 < 0,005 1) wasserfrei Verbrennung bei der Agroscience Im März 2011 wurde ein Demonstrationsprogramm gestartet, um die Genehmigungsfähigkeit von Pellets aus Traubentrester bzw. aus der Mischung mit Rebschnitt durch die Verbrennung in einem Hargassner Agrofire 30 Kessel nachzuweisen. Dieser stellt die Wärmeversorgung im Sommer sicher, während zur Raumheizung zusätzlich ein 920 kw Holzhackschnitzelkessel zur Verfügung steht. Abbildung 3: Hargassner Agrofire 30 ( Durch erste Verbrennungstests konnte eine gute Eignung der Traubentresterpellets als Festbrennstoff nachgewiesen werden. Abbildung 4: Demonstrationsanlage Ein wesentlicher Vorteil ist der geringe Chlorgehalt im Brennstoff wodurch auch nur geringe HCl- Emissionen zu erwarten sind und damit weniger Probleme im Zusammenhang mit Korrosion. Höhere Schwefel- und Stickstoffgehalte können zu erhöhten NOx- bzw. SO2-Emissionen führen. Trotz des hohen Stickstoffgehaltes fielen die bisher gemessenen NOx-Emissionen der ersten Versuche, wie in der nachfolgenden Tabelle dargestellt, verhältnismäßig gering aus. Traubentrester g Mischun Parameter Einheit CO mg/m³ NOx Es wurden geringfügige Verschlackungen in der Feuerraumasche festgestellt, die nur einen geringfügigen Einfluss auf das Abbrand- und Emissionsverhalten sowie den Ascheaustrag hatten. Aufgrund der Brennstoffanalyse sind erhöhte Staubemissionen zu erwarten, die mit Abscheidern bzw. die Herstellung von Brennstoffmischungen verringert werden können. Kosten Die Traubentresterpellets können zur Wärmeversorgung in Agrarbetrieben, öffentlichen Einrichtungen und Nahwärmenetzen eingesetzt werden. Die Rohmaterialkosten belaufen sich inkl. Lagerung, Transport und Trocknung auf 45 /t. Die Pellets kosten zwischen /t bei einer Pelletieranlagenkapazität von 1 t/h und einer Produktion von ca t/a. Bei einer Betriebszeit von 12 Jahren und einer Auslastung von 3600 h/a ergeben sich für die 30 kw Kesselanlage folgende Kosten: Gesamtinvestition [ ] Jährliche Investitionen [ /a] Laufende Kosten [ /a] Jährliche Gesamtkosten [ /a] Gesamtkosten [ ] Zukünftige Herausforderungen Die wesentlichen Herausforderungen sind: Die Einführung eines marktfähigen Produkts. Die Etablierung eines regional zugelassenen Brennstoffes. Anpassung der Verbrennungstechnologien an aschereiche Brennstoffe. Kontakt RLP AgroScience GmbH, Breitenweg 71, Neustadt a. d. Weinstraße

9 Produktion und Verbrennung von Pellets aus Weinrebschnitt Einleitung In Italien fallen große Mengen an Schnittresten von Obstbäumen, Weinreben und Olivenbäumen an. Im Norden Italiens ist insbesondere Rebschnitt von Weinanbauflächen in größeren Mengen verfügbar (0,7-0,8 Mio. t. TM). Allein in der Region um Venetien werden ha Wein angebaut, wobei rund 0,1 0,12 Mio. t TM pro Jahr an Rebschnitt anfallen. Um diese Reststoffe energetisch nutzen zu können, haben regionale, im landwirtschaftlichen Bereich tätige, Unternehmen Maschinen zur Ernte des Rebschnittes entwickelt. Rohstoff Rebschnitt wird üblicherweise zwischen Januar und März geerntet. Abhängig von der Erntetechnologie wird der Rebschnitt gebündelt oder sofort gehäckselt. Anschließend wird der Rebschnitt am Rande des Feldes getrocknet, bis der Wassergehalt auf % fällt. Je nach Erntetechnologie und anschließender Verarbeitung (Lagerung, Transport, Zerkleinerung) erhält man unterschiedliche Qualitäten des Rebschnittes (siehe Tabelle 1). Tabelle 1: Brennstoffeigenschaften (TM Trockenmasse) Unterer Heizwert MJ/kg TM 17,6 Aschegehalt Ma.-% TM 2,1 3,5 Wassergehalt % Ascheerweichungs -temperatur C > Stickstoff Ma.-% TM 0,5-0,7 Schwefel % TM 0,01-0,02 Chlor % TM 0,04-0,06 Pelletierung Die Pelletierung des Rebschnittes erfolgt entweder in der Industrieanlage Produttori Pellet Colognola ai Colli (VR) oder direkt auf der Farm mithilfe einer mobilen Pelletieranlage. In der Industrieanlage wird eine Hammermühle zur Zerkleinerung des Rohstoffes eingesetzt (Sieb: Ø 8 mm). Dazu muss der Rebschnitt einen Wassergehalt von %, welcher für gewöhnlich nach einer Trocknung von 3-6 Monaten erreicht wird, aufweisen. Die Pelletspresse (220 kw, 2 t/h) besitzt eine Ringmatrize (30/6 mm). Zur Pelletierung werden keine Additiva beigemischt. Die fertigen Pellets werden luftgekühlt und anschließend in Silos gelagert. Zum Verkauf werden Pellets in Big Bags oder 15 kg Säcken verpackt. Abbildung 1: Rebschnitt-Erntemaschine (links) und mobile Pelletieranlage (rechts). Die mobile Pelletieranlage ist ebenfalls mit einer Hammermühle (Ø 8 mm), welche direkt mit der Zapfwelle des Traktor verbunden ist, ausgestattet. Die Ringmatrize hat einen Durchmesser von 6 mm. Auch hier werden keine Additive den Pellets beigemischt. Zwar ist die mechanische Qualität dieser Pellets etwas schlechter, als die der Industrieanlage, allerdings können hierbei ökonomische und ökologische Vorteile erzielt werden (z.b. Reduktion der Transportkosten). Kosten Die Produktionskosten für die Pellets aus der mobilen Anlage belaufen sich nach ersten Abschätzungen auf /t. Die Kosten für die Industriepellets belaufen sich auf ca /t. Allerdings werden in dieser Berechnung keine Kosten für den Rebschnitt als Abfallprodukt veranschlagt. In 2010 wurden Rebschnittpellets am regionalen Markt für /t verkauft. Verbrennung Die Verbrennung von alternativen Biomassepellets in herkömmlichen Holzpelletsfeuerungen kann mitunter zu Problemen führen. Die Hauptprobleme sind: unvollständige und ungleichmäßige Verbrennung der Pellets, niedere Energieeffizienz, hoher Ascheanfall und zum Teil Überschreitung der

10 Emissionsgrenzwerte. Für die Verbrennung von Rebschnittpellets am besten geeignet sind Geräte mit einem Blasluftbrenner oder mit beweglichem Rost. Im ersten Fall wird die Phase der Vergasung von der Verbrennung getrennt und die Asche kontinuierlich entfernt. Dieses Systems kann auch in einem herkömmlichen Kessel, betrieben mit fossilen Brennstoffen, integriert werden. Geräte mit beweglichem Rost ermöglichen eine bessere Kontrolle des notwendigen Luft/Brennstoff- Verhältnisses. Der Markt für alternative Biomassepellets entwickelt zwar langsam, aber stetig. Bei einigen Kleinfeuerungsanlagen wurden Emissionsmessungen vorgenommen. Die gemessenen Werte für CO, NOx und Staub können mit den Emissionen, welche bei der Verbrennung von Holzpellets entstehen, verglichen werden und liegen unterhalb der Grenzwerte, welche in der Verordnung 152/2006 und der Norm EN festgeschrieben wurden. Allerdings hängen diese Werte auch von der installierten Abgasreinigungstechnologie ab. Zusammenfassung Die Nutzer von alternativen Biomassepellets sind aufgrund folgender Gründe mit dieser Art von Brennstoff zufrieden: geringe Brennstoffkosten; effizienter Transport- und Lagerungsmöglichkeiten; bessere Qualität im Vergleich zu herkömmlichen Biomassebrennstoffen; effizientere Heizsysteme. Allerdings treten immer wieder folgende Probleme auf: hoher Ascheanfall, der häufig entfernt werden muss; keine kontinuierliche Verfügbarkeit von alternativen Pellets; fehlende Qualitätskontrolle des Brennstoffes; Probleme die Emissionen bei Kleinanlagen zu reduzieren. Abbildung 2: Pelletbrenner (Termocabi) für Biomassepellets, integriert in einem traditionellen Hackschnitzelkessel. Hersteller von Feuerungstechnologien fokussieren sich bei der Entwicklung neuer Systeme auf die Verbesserung der Effizienz und Senkung der Emissionen. Ein Problem, an dem noch gearbeitet werden muss, ist die Gefahr der Korrosion, die Teile des Kessels, aber auch den Rauchfang betreffen kann.

11 Produktion und Verbrennung von Mandelschalenbriketts in Crevillent, Spanien Hintergrund Die, im Bereich der erneuerbaren Energien tätige, Firma Covaersa produziert, verkauft und vertreibt Mandelschalenbriketts. Mehr als die Hälfte ( Tonnen) stammen aus den USA, gefolgt von Spanien als zweitgrößter Produzent ( Tonnen, 12 % des jährlichen Anteils). Spaniens Mandelproduktion findet in den Küstengebieten am Mittelmeer statt: Katalonien, Valencia, Balearen (Mallorca), Murcia, Andalusien und Aragon statt. Die Produktionsmenge von Mandeln ändert sich aufgrund unterschiedlicher Wetterbedingungen von Jahr zu Jahr. Mandelschalen haben einen hohen Heizwert und können daher als Brennstoff verwendet werden. Mandelschalen werden in Bäckereiöfen, in der Keramikindustrie und für Heizungsanlagen in der Tierhaltung als Brennstoff eingesetzt. Um das Marketing zu verbessern, hat die Firma BRIEC COVAERSA beschlossen, Mandelschalen Briketts zu verwenden. Das führte zu einer Reihe von Herausforderungen, die die Firma mit seiner F&E Abteilung bewältigte. Rohstoff Für die Ernte und das Schälen von Mandeln werden sogenannte Rüttler eingesetzt, welche direkt an den Traktor angebaut werden. Wenn er ausgeklappt ist, ähnelt er einem verkehrten Regenschirm. Rohstoffeigenschaften (TM Trockenmasse) Rohstoffeigenschaften Briketts Wassergehalt Ma.-% 2 Heizleistung, kj/kg Aschegehalt Ma.-% TM 1,52 Chlor Ma.-% TM 0,021 Schwefel Ma.-% TM 0,01 Quecksilber, mg/kg 0,013 Menge, t/jahr Die gesammelten Mandeln werden, bevor sie gemahlen werden, auf eine große Freiluftfläche ausgelegt, um unter der Sonne zu trocknen. Wenn sie getrocknet sind, werden sie an eine Mühle verkauft, wo sie zerkleinert und klassifiziert werden. Die ausgeschiedenen Schalen werden an Landwirte und Industriebetriebe verkauft. Pelletierprozess Die BRIEC Fabrik besitzt eine Produktionskapazität von t/jahr. Die Schalen werden mit LKWs angeliefert, gesiebt, um Fremdkörper zu entfernen, und anschließend mithilfe eines Förderbandes in einen Silo, welcher eine Kapazität von 45 Tonnen besitzt, befördert. Trocknungstunnel Vom Silo werden die Mandelschalen mit einem Förderband zur Wascheinrichtung gebracht. Das Förderband ist mit einer mechanischen Einrichtung verbunden, die Metall und Schmutz ausscheidet. Die Schalen werden in zwei Tunneln gewaschen, wobei sie in ein Wasserbad eingetaucht werden. Danach werden die Schalen durch Trocknungstunnel mit einer Kapazität von 10 t/h geleitet. Bei diesem Prozess werden die Mandelschalen getrocknet, bis ein Wassergehalt von 2 % erreicht wird. Brikettieranlage Gleich danach werden die Mandelschalen durch einen Verteilungssilo geleitet, der die Schalen zu den verschiedenen Maschinen-

12 Gruppen (hydraulische Anlagen) für das Pressen oder die Brikettierung aufteilt. Transport und Lagerung Die Briketts können entweder in Boxen, Big Bags oder in Folie verpackt werden. Der Verpackungsprozess hängt vom Endformat der Mandelschalenbriketts ab. Mandelschalenbriketts Verbrennung im Altersheim La Purisima in Crevillent Das Altersheim La Purísima in Crevillent, ist einer der Kunden von dem Unternehmen BRIEC. Das private Altersheim befindet sich in der Gemeinde Crevillent. Es gehört der La Purísima Sozial Gesellschaft Organisation und bietet Platz für 32 Personen. Die Kessel wurden erst vor 3 Monaten installiert. Daher ist es schwierig den jährlichen Verbrauch abzuschätzen. Durch die Substitution der vorher installierten Gaskessel werden Kosteneinsparungen von % erwartet. Bis jetzt konnten keine technischen Probleme bei der Verbrennung festgestellt werden. Verbrennungsprobleme verzeichnet werden. Aufgrund der Kostenersparnis können die Kessel 24 h pro Tag betrieben werden, wodurch ein höherer Komfortstandard erreicht werden konnte. Denn die alten Kessel konnten aufgrund der hohen Kosten nur 5 h pro Tag betrieben werden Andere Verwendungen für Briketts Mandelschalenbriketts werden auch als Brennstoff für Brotbacköfen sowie für Holzöfen in Pizzerias genutzt werden. Wenn Holzbrikettöfen durch Mandelschalenbrikettöfen ersetzt werden, wird die benötigte Brennstoffmenge um 30 % reduziert. Der Einsatz von Mandelschalenbriketts in Haushaltsanlagen (z.b. Holzöfen, Kamine) scheint ebenfalls erstrebenswert. Aufgrund des hohen Heizwertes können rasch hohe Temperaturen erreicht werden. Außerdem verursacht dieser Brennstoff keine Verfärbungen am Glas von Heizöfen oder Kaminen. Produzentensicht Die Heizkessel besitzen eine installierte Kapazität von 235 kw (zwei 100 kw Heizkessel und ein 35 kw Kessel für die Warmwasserversorgung). Diese Kessel werden mithilfe von Förderschnecken beschickt, welche die Briketts zerkleinern können. Weiterhin ist ein Pufferspeichertank mit einem Fassungsvermögen von 1500 Liter vorhanden. Covaersas Ziel ist es, eine führende Position mit der Briec Marke sowohl am nationalen, als internationalen Biomassemarkt zu erreichen.

13 Produktion und Verbrennung von Schilfgraspellets in Schweden Hintergrund Aufgrund der steigenden Preise für Holzhackgut und der steigenden Nutzungskonkurrenz um Rohstoffe, beschloss die schwedische Låttra Farm Schilfgrasbriketts für den Eigenverbrauch und für den Verkauf zu produzieren. Auf der Farm, die 150 km westlich von Stockholm liegt, werden 70 Hektar Schilfgras angebaut. Das Ziel ist es, die Anbaufläche bis 2012 auf 100 Hektar auszuweiten. Lagerkapazität von Tonnen besitzt, gelagert Schilfgrasballen Typische Brennstoffeigenschaften von Schilfgras im Frühling (TM Trockenmasse) Heizwert MJ/kg TM 17,5 Aschegehalt % TM 5,9 Wassergehal % 13 Ascheschmelzpunkt C Stickstoff % TM 0,48 Schwefel % TM 0,06 Chlor % TM 0,04 Verbraucher Standort Låttra Farm Schilfgras Anbau und Brikettierung Låttra Farm besitzt derzeit die Kapazitäten Tonnen Holzbriketts pro Jahr zu produzieren. Die Kapazität der Briekttieranlage ist derzeit für die Brikettierung von 500 Hektar Schilfgras ausgelegt. Die Holzbriketts werden in privaten Haushalten (15 %) sowie in größeren Anlagen (85 %) verfeuert. Die Schilfgrasballen werden vor der Brikettierung zerkleinert. Anschließend wird das Material in eine der drei Pressen (Bogma V40) zu Briketts mit einem Durchmesser von 40 mm verarbeitet. Die fertigen Briketts werden in einem Silo, welcher eine Im Umkreis von 100 km der Låttra Farm befinden sich zahlreiche Heizwerke, welche Holzhackgut, Holzpellets oder Holzbriketts als Brennstoff verwenden. Eine dieser Anlagen befindet sich am Gelände der Ökna Schule in Tystberga. Diese, mit Briketts befeuerte Anlage, wird von der TCG Teem Combustion Group betrieben. Die TCG Gruppe errichtet und betreibt verschiedene Nahwärmeanlagen. Transport Der Transport der Briketts erfolgt per LKW, welche die Briketts von der Låttra Farm in Containern zur Ökna Schule bringen. Pro Ladung können 30 Tonnen Schilfgrasbriketts transportiert werden.

14 Brennstoffeintragsystem Verbrennung Öknas Schule Der ehemalige Holzbriketts-Kessel der Ökna Schule wurde im Sommer 2011 durch einen neuen Ökotherm Kessel (800 kw, C6) ausgetauscht, welcher auf Brennstoffe mit hohem Aschegehalt, wie zum Beispiel Schilfgrasbriketts, ausgelegt ist. Im Herbst 2011 wurde die Optimierung der Anlage für den Betrieb mit Schilfgrasbriketts gestartet. Der Bezirk Sörmland hat einen Wärmeliefervertrag mit der Firma TCG abgeschlossen. Dabei übernimmt die Firma TCG folgende Aufgaben: Wartung Betrieb Bereitschaft bei Störfällen Allfällige Reparaturen Brennkammer Hindernisse Die größten Herausforderungen liegen in der Optimierung der Aschausbringung und der Reduktion von Korrosion. Kontakt SP Technical Reasearch Institute of Sweden Anna Sager Tel: Derzeit werden pro Jahr rund MWh Wärme von der Heizanlage der Ökna Schule produziert.