Brennstoffqualifizierung und Qualitätsmanagement in der Hackschnitzelproduktion als Beitrag zur Emissionsminderung und Nachhaltigkeit Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ) 11.11.2015, Agritechnica, Hannover
Hintergrund Das Inkrafttreten der 2. Stufe der 1. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) zum 01.01.2015 stellt den Markt für Holz-Hackschnitzel großen Herausforderungen gegenüber: stark reduzierte Grenzwerte für Staub und CO höhere Anforderungen an die im Praxisbetrieb durchgeführte wiederkehrende Überwachung So entsteht die Nachfrage nach einem Brennstoff, der aufgrund seiner optimierten Brennstoffeigenschaften positiv auf das Emissionsverhalten wirken kann. 2
Verbundprojekt qualis Gefördert durch: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) Förderprogramm: Förderschwerpunkt: Nachwachsende Rohstoffe Feste Bioenergieträger Projektlaufzeit: 18 Monate (01.06.2015 30.11.2016) 3
Projektziele Im Verbundvorhaben qualis sollen die folgenden Gesamtziele erreicht werden: I. Die HHS-Branche ist fachlich befähigt, das Potential des Brennstoffs Hackschnitzel zur Emissionsminderung und Wertschöpfung zu realisieren. II. Es liegt eine fachliche Grundlage auf Basis eines breiten Konsenses für zukünftige Nachweissysteme, wie z.b. eine Zertifizierung vor. 4
Projektteam Bernd Geisen, Toni Peter Thudium, Peter Duschk, Dr. Hans Hartmann Kathrin Schreiber, Fabian Schulmeyer David Peetz, Thomas Zeng, Dr. Janet Witt Finn Ahrens, Dr. Volker Zelinski 5
Projektaufbau Koordination & Öffentlichkeitsarbeit, z.b. Handbücher, Vorträge, Seminare Die Struktur der Märkte Wärmeerzeugung auf Basis von HHS nach Angebots- und Nachfrageseite wird analysiert. Das Absatzpotential für QHS wird ermittelt. Marktanalyse Prozesskette Flächendeckende Produktion von qualitativ hochwertigen und damit insgesamt wirtschaftlich vorteilhaften Hackschnitzeln Feuerungsversuche Qualitätssicherung Entwicklung eines optimierten und praxiskonformen Qualitätsmanagementsystems für Holzhackschnitzel Wirkbeziehung zwischen eingesetztem Brennstoff und Verbrennungstechnik auf das Emissionsverhalten werden analysiert. 6
Marktanalyse Ziele: Die Struktur der Märkte Wärmeerzeugung auf Basis von Holzhackschnitzeln nach Angebots- und Nachfrageseite ist analysiert Das Absatzpotential für Qualitätshackschnitzel ist bekannt Maßnahmen: Identifizierung und Quantifizierung der Nutzerkreise von Qualitätshackschnitzeln Bundesweite Erfassung des Biomasseheizanlagenbestandes über Leistungsklassen und Altersverteilung Ableitung des Marktpotentials für QHS Ableitung des Emissionsminderungspotentials durch die Nutzung von QHS Projektübergreifend abgestimmte Umfrage an ausgewählten Biomassehöfen und bei Biomassehändlern 7
Prozesskette Ziele: Eine flächendeckende Produktion von qualitativ hochwertigen und damit insgesamt wirtschaftlich vorteilhaften Holzhackschnitzeln wird ermöglicht Maßnahmen: Analyse bestehender Bereitstellungsketten zur QHS-Produktion (Umfrage) Durchführung von Aufbereitungs-Fallstudien (6 bis 7) Verbesserung der sekundären Maßnahmen zur Brennstoffaufbereitung (nach Verfahrensschritt Hacken (Professioneller HHS-Händler) Zusammenstellung von Optimierungsempfehlungen für die Bereitstellung im Wald (Eigenverbraucher) 8
Prozesskette (Beispiel) Holzernte Lagerung Trocknung Siebung Hacken Mögliche Probenahmepunkte für Brennstoffanalysen, Brennstoff für Feuerungsversuche und Kontrollpunkte für Qualitätssicherung 9
Fallstudie 1 Fallstudie 1 (von 6 bis 7): Prozesskette der Ecolohe AG Trocknung + Siebung Durchführung: November 2015 Ziele: Definierter Wassergehalt Definierte Partikelgröße Minimaler Feinanteil / Aschegehalt Keine Überlängen 10
Fallstudien Mögliche Techniken für Fallstudien: Trommelsieb Sternsieb Containertrocknung Bandtrockner Trommeltrockner / Umwälztrockner Poltertrocknung Mischung und Homogenisierung 11
Feuerungsversuche Ziele: Quantifizierung der Wirkleistung von qualitativ hochwertigen Holzhackschnitzeln auf das Emissionsverhalten und den Wirkungsgrad von Heizkesseln Maßnahmen: Durchführung von Feuerungsversuchen an 2 ausgewählten Heizkesseln mit Brennstoffqualitäten aus den Prozessketten (30 kw, 50 kw): Emissionsmessung und Auswertung der Messdaten bei: o Vollastversuche zur Überprüfung der Grenzwerte im Rahmen der 1. BImSchV o Lastzyklusversuche zur Abbildung eines typischen Jahresnutzungsgrades Ermittlung des Kostensenkungspotentials durch eine erwartete Wirkungsgradoptimierung 12
Qualitätssicherung Ziele: Entwicklung eines optimierten und praxiskonformen Qualitätsmanagementsystems für Holzhackschnitzel Maßnahmen: Identifizierung normativer und zusätzlicher Mess- und Kontrollpunkte zur Qualitätssicherung Definition einer in der Praxis umsetzbaren Prüfsystematik o Brennstoffhandel mit Aufbereitungstechnik o Brennstoffhandel ohne Aufbereitungstechnik o Eigenversorger Ermittlung der Potentiale zur Qualitätssteigerung durch eine optimierte Bereitstellungskette 13
Öffentlichkeitsarbeit Ziele: Verwertung der Projektergebnisse durch Kommunikation in die (Fach-) Branche Sicherstellung der Praxiskonformität Qualifikation der HHS-Branche Maßnahmen: Aufbau von Kommunikationskanälen in die (Fach-)Öffentlichkeit Erstellung zielgruppenspezifischer Publikationsformate (Handbuch, Broschüren, etc.) Proaktive Einbindung von Branchenvertretern in das Projekt (Projektbeirat, Aufbereitungsprozesse, ) http://www.qualis-holzenergie.de/ 14
Synergien zwischen Projekten Enge Zusammenarbeit der Verbundprojekte Projekte HackZert, qualis und OptiChip. Markt / Produktion / QM Produkt Nutzung qualis (HackZert) HackZert (qualis) HackZert, qualis, OptiChip Gemeinsames Ziel: Etablierung eines einheitlichen Qualitätsstandards für Holzhackschnitzel zur Einhaltung der Vorgaben der 1. BImSchV, zum störungsfreien Anlagenbetrieb und zur Steigerung der Verbrennungsleistung. - Gemeinsamer Arbeitskreis der Projekte - Praxisbezug durch Projektbeiräte 15
Feuerungsversuche (gesamt) Messparameter Noch zu bestätigen (30 kw, DBFZ, qualis) HDG compact 50 (50 kw, TFZ, alle Projekte) Guntamatic Powerchip 75 (75 kw, Ostfalia, OptiChip) Lindner & Sommerauer (100 kw, TFZ, HackZert) Wassergehalt X X X X Wassergehaltshomogenität Aschegehalt X X Feinanteil X X X X Feinanteil (holzig) X X Partikelgröße X X X X Aerosolbildende Elemente X X X X Vollast X X X X Teillast X X Lastzyklus X Kaminkehrermessgeräte X X X 16
Gemeinsame Umfrage Gemeinsame Hackschnitzelproduzenten-Umfrage der Projekte HackZert und QualiS : https://de.surveymonkey.com/r/anbieter_hhs Abgefragt werden u.a.: - Produktionspfade von Qualitätshackschnitzeln - Kundenstrukturen (privat / kommune / gewerblich, Größe der Anlagen) - Einschätzung der Betreiber zur BImSchV Teilnahme möglich vom 09.11.2015 bis 18.12.2015. 17
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Technologie und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ) Tel.: 09421 300-118 E-Mail: daniel.kuptz@tfz.bayern.de Internet: www.tfz.bayern.de