Qualitätssicherung und Versorgungssicherheit von Hackschnitzeln in Niedersachsen und Österreich

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Käthe Meissner
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1 Qualitätssicherung und Versorgungssicherheit von Hackschnitzeln in Niedersachsen und Österreich Dipl.-Ing. Andreas Neff Fachhochschule KufsteinTirol & Prof. Dr. Michael Nelles Universität Rostock 2 Inhaltsverzeichnis 1. Qualitätsmanagement und kontrolle 2. Normung von biogenen Brennstoffen 3. CEN/TS 14961: ÖNORM M Zusammenfassung

2 3 Qualitätsmanagement und -kontrolle Warum Qualitätsmanagement und kontrolle? Kostengünstige Erzeugung von qualitativ hochwertigen Brennstoffen Störungsfreier Betrieb analog Erdgasheizungen (keine Steine, Metalle etc.) Geringe Staubbelastung der Abgase (geringer Fein- und Feinstkornanteil für einen guten Ausbrand) Vertrauen erzeugen Hauptziel: Zufriedene Kunden 4 Qualitätsmanagement und -kontrolle Problembereiche Brennstofferzeugung (Fremdstoffe, falsch eingestellte Hacker bzw. Pelletpresse, schlechtes Ausgangsmaterial, etc.) Lagerung (Verpilzungen, Trocknung, etc.) Brennstoffförderung in den Brennraum (Verstopfungen der Förderschnecke etc.) Ausbrand des Brennstoffs (höherer Wartungsaufwand, höherer Ascheanteil)

3 5 Qualitätsmanagement und -kontrolle Wie funktioniert Qualitätsmanagement und kontrolle? Lückenlose Kontrolle der Kette vom Zeitpunkt des Einschlags bis zum Feuerraum der Heizanlage Eigen- und Fremdkontrolle nach z.b. ÖNORM M 7133 bzw. in Zukunft prcen/ts Ständige Weiterentwicklung der Hack-, Aufbereitungs- und Lagerverfahren 6 Qualitätsmanagement und -kontrolle Problembereich Förderschnecke

4 7 Qualitätsmanagement und -kontrolle Problembereich Wärmetauscher 8 Qualitätsmanagement Falscher Lagerplatz

5 9 Qualitätsmanagement und -kontrolle Fremdstoffe 10 Qualitätsmanagement Potenzielle Störquelle Fremdstoffe

6 11 Normung von biogenen Brennstoffen Status vor Mai 2005 Keine eigene deutsche Norm für Holzhackschnitzel vorhanden Rückgriff auf nationale oder ausländische Normen (z.b. ÖNORM M 7133) Änderung ab Mai 2005 Europäische (Vor-)Norm für feste Biobrennstoffe (CEN/TS 14961:2005) Weitere Normen für Hackschnitzel (Wassergehalt etc.) in Bearbeitung bzw. abgeschlossen Fernziel: Einheitliche Brennstoffqualitäten in Europa 12 CEN/TS 14961:2005 Klasse Hauptfraktion > 80 % des Gewichtes Feinfraktion < 5 % des Gewichtes Grobfraktion maximale Teilchenlänge P 16 3,15 mm P 16 mm < 1 mm max. 1 % > 45 mm, alle < 85 mm P 45 3,15 mm P 45 mm < 1 mm max. 1 % > 63 mm P 63 3,15 mm P 63 mm < 1 mm max. 1 % > 100 mm P 100 3,15 mm P 100 mm < 1 mm max. 1 % > 200 mm Größe der Holzhackschnitzel nach CEN/TS 14961:2005

7 13 CEN/TS 14961:2005 Klasse M20 M30 M40 M55 M65 Grenzwert (Wassergehalt in %) Bezeichnung getrocknet geeignet für die Lagerung begr. lagerungsfähig Wassergehalt der Holzhackschnitzel nach CEN/TS 14961: CEN/TS 14961:2005 Klasse A0.7 A1.5 A3.0 A6.0 A10 Grenzwert (Aschegehalt in %) 0,7 1,5 3,0 6,0 10,0 Aschegehalt der Holzhackschnitzel nach CEN/TS 14961:2005

8 15 ÖNORM M7133 Klasse G 30 fein Max. 20 % [mm] > 16 Massenanteil des relevanten Korngrößenbereiches % [mm] 16 2,8 Max. 20 % [mm] 2,8 1 Max. 4 % [mm] <1 Extremwerte Querschnit t [cm²] 3 Länge [cm] 8,5 G 50 mittel > 31,5 31,5 5,6 5,6 1 < G 100 grob > ,2 11,2-1 < Größe der Holzhackschnitzel nach ÖNORM M ÖNORM M7133 Klasse Grenzwert (Wassergehalt in %) Bezeichnung W 20 W 30 W 35 W 40 W lufttrocken lagerbeständig begrenzt lagerungsfähig feucht erntefrisch Wassergehalt der Holzhackschnitzel nach ÖNORM M7133

9 17 ÖNORM M7133 Klasse Grenzwert (Aschegehalt in %) A 0,5 A 2 0,5 2 Aschegehalt der Holzhackschnitzel nach ÖNORM M Ideale Probenahmestelle

10 19 Schichtenverteilung in einer Miete 20 Probenteilung per Hand Anhäufen und Vierteilen

11 21 Probenlagerung 22 Wassergehaltsbestimmung

12 23 Probenaufbereitung mittels Schneidmühle 24 Probenaufbereitung mittels Ultrazentrifugalmühle

13 25 Aschegehaltsbestimmung 26 Qualitätsüberprüfung Hackschnitzel (Korngrößenanteile)

14 27 Schüttraumdichtebestimmung 28 Heizwertbestimmung

15 29 Transportable Trommelsiebmaschine 30

16 31 32 Entwicklung des Bruttoinlandsverbrauchs an Bioenergie 1970 bis 2004 Statistik Austria, Österreichische Energieagentur

17 33 Standorte der Holzverarbeitenden Industrie in Österreich Jonas, A. 34 Verteilung der Biomasse-Heiz- und Heizkraftwerke in Österreich 2005 Niederösterreichische Landwirtschaftskammer, Österreichische Energieagentur

18 35 Verfügbare Holzsortimente zur energetischen Nutzung in Österreich Schachenmann, M. 36 Importentwicklung von Holzsortimenten in Österreich Schachenmann, M.

19 37 Entwicklung des Bestands an Biomasse(heiz)kraftwerken in Deutschland Scholwin, F. et. al. 38 Geschätzte Entwicklung des Anteils der verschiedenen Biomassearten am gesamten Brennstoffeinsatz in Anlagen zur Verstromung fester Biomasse Scholwin, F. et. al.

20 39 Bestand Öfen Bestand 2002 Zuwachs Zuwachs 2006 Zuwachs [%] Pelleteinzelöfen % Hackschnitzelzentralheizungen % Pelletzentralheizungen % Scheitholzeinzelöfen % Scheitholzzentralheizungen % 40 Leistungsklassen der Hackschnitzelzentralheizungen % 70% 60% 50% [%] 40% 30% 20% 10% 0% <15 kw > 15 kw < 50 kw > 50 kw Braunschweig Hannover Lüneburg Weser-Ems Niedersachsen

21 41 Zuwachs Summe Scheitholzeinzelöfen LK Cuxhaven LK Wittmund SK Wilhelmshaven LK Stade LK Aurich LK Friesland SK Emden LK Wesermarsch LK Rotenburg LK Harburg LK Ammerland SK Olden- LK Lüneburg LK Leer LK Osterholz (Wümme) burg SK Delmenhorst LK Uelzen Dannenberg LK Lünchow- LK Oldenburg LK Verden LK Soltau- LK Cloppenburg Fallingbostel LK Diepholz LK Emsland LK Celle LK Vechta LK Nienburg (Weser) LK Gifhorn LK Osnabrück LK Grafschaft Bentheim SK Osnabrück Zuwachs Summe Scheitholzeinzelöfen LK Hannover SK Wolfsburg SK Hannover SK Braunschweig LK Helmstedt LK Schaumburg LK Peine SK Salzgittebüttel LK Wolfen- LK Hameln-Pyrmont LK Hildesheim LK Holzminden LK Northeim LK Osterode am Harz LK Göttingen LK Goslar 42 Holzpreisentwicklungen Nach Schopfhauser, W. kam es in Polen zu einer Rohstoffverteuerung um ca. 50 % in den letzten 3 Jahren, in der Slowakei zu einer Laubholz-Verteuerung um ca % in den letzten 3 Jahren, in Tschechien waren die Preise bis zuletzt stabil, derzeit ist eine stark steigende Tendenz ( %) zu beobachten, Schopfhauer, W.

22 43 Holzpreisentwicklungen Nach Schopfhauser, W. kam es in Ungarn verteuerte sich Laubholz um bis zu 100 % in den letzten 2 Jahren, und es tritt eine starke Marktüberhitzung durch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und private Nutzer auf, und in Deutschland stieg der Hackgutpreis um 100 % gegenüber dem Vorjahr, der Sägespänepreis verdreifachte sich in den letzten 2 Jahren, der Nadelfaserholzpreis stieg um 40 % gegenüber dem Vorjahr und bei dem Buchenpreis war ein Anstieg um knapp 50 % seit Herbst zu beobachten. Schopfhauer, W. 44 Hessen Forst 2007

23 45 Maßnahmen Nach Schopfhauser, W. sind folgende Maßnahmen zur Sicherung der Rohstoffversorgung für die stoffliche und energetische Nutzung von Holz zu treffen: Mobilisierung der Holzreserven im Kleinwald durch Personalaufstockung auf der Waldfläche und Ausbau der Holzlogistik-Kapazitäten, Aktivierung zusätzlicher forstlicher Biomasse, Energieholz-Kurzumtrieb mittels Forcierung schnellwüchsiger Pappel-& Weidensorten und Landwirtschaftliche Biomasse durch Einsatz von Energiegräser (z.b. Miscanthus) Ganzpflanzen (z.b. Mais & Getreide) Landwirtschaftliche Reststoffe (z.b. Bruchgetreide). Schopfhauer, W. 46 Zusammenfassung Rasanter Anstieg der Holzfeuerungen und Holzheiz(-kraft)- werken Zur Absicherung der Versorgungssicherheit müssen die vorhandenen Ressourcen besser mobilisiert werden und neue Sortimente aktiviert werden Aufbereitung muss optimiert werden Nicht jede Aufbereitungstechnik geeignet

24 47 Zusammenfassung Getrennte Lagerung und Hackung von hochwertigen Sortimenten spart Kosten und erhöht die erzielbaren Preise Feinstaubproblematik ist wissenschaftlich zu untersuchen Kessel müssen für den Brennstoff geeignet sein! Aber die energetische Nutzung von Holz hat eine Zukunft 48 Kontakt Dipl.-Ing. Andreas Neff Fachhochschule Kufstein Studiengang Europäische Energiewirtschaft Andreas Hofer Straße 7 A 6330 Kufstein, Austria Tel.: + 43 (0) 5372/ Fax: + 43 (0) 5372/ andreas.neff@fh-kufstein.ac.at Web:

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