Holzenergie-Tagung 19. Oktober 2012, ABC-Zentrum Spiez Aktualitäten Holzenergie, Strom aus Holz Andreas Keel, Energie & Holz GmbH, Zürich 1. Aktualitäten 1.1 Nutzung und Potenzial Gemäss den Zahlen der offiziellen Schweizerischen Holzenergiestatistik 2012 hat sich die Holzenergienutzung zwischen und wie folgt entwickelt: Anzahl Anlagen Holzverbrauch [m 3 ] Stückholzheizungen 689 184 2 416 031 599 575 1 370 240 Schnitzelholzheizungen 3 510 426 867 10 510 1 453 388 Pelletheizungen 0 0 20 436 322 510 Altholzfeuerungen/WKK (ohne KVA) 23 64 175 006 993 486 KVA 26 235 505 30 383 339 Total 692 743 3 253 408 630 615 4 522 963 Tabelle 1: Entwicklung der Holzenergienutzung zwischen und. Demgegenüber steht gesamtschweizerisch noch folgendes freies Potenzial zur Verfügung, wobei grosse regionale Unterschiede zu beobachten sind: Nutzung Potenzial total Potenzial noch frei [m 3 ] [m 3 ] [m 3 ] Waldholz 2 350 000 4 291 250 1 941 250 Flurholz 360 000 697 000 337 000 Restholz 1 060 000 1 250 000 1 060 000 Altholz 750 000 1 320 000 570 000 Total 4 520 000 7 558 250 3 038 250 Tabelle 2: Nutzung und Potenzial gesamtschweizerisch.
1.2 Bewilligungsvorschriften Nach der Verschärfung der Luftreinhalte-Verordnung LRV im Jahr 2007 ( Feinstaub-Diskussion ) wurde bzw. der Einbau eines Partikelabscheidesystems für Anlagen > 70 kw praktisch obligatorisch. Heute zeigt sich, dass die zuständigen Aemter immer mehr auch die effektive Verfügbarkeit dieser Partikelabscheider kontrollieren und gewisse mindestwerte verlangen. Besonderes Augenmerk wird auch auf den Sommerbetrieb (Schwachlast) gelegt. So verlangt der Kanton Zürich etwa, dass beim Einsatz von Schnitzeln mit Wassergehalt W>35% mindestens 20 Stunden pro Tag kontinuierlich und auf mindestens 50% der Nennwärmeleistung betrieben werden. Bei der Verwendung von Trockenschnitzeln W<35% muss die Anlage während mindestens 12 Stunden kontinuierlich auf zulässiger Minimallast betrieben werden. In der Praxis führt das dazu, dass entweder sehr grosse Wärmespeicher eingebaut, vermehrt Mehrkesselanlagen gewählt oder aber der Schwachlastbetrieb mit einem Bivalent-Kessel (Öl oder Gas) gemacht wird. Eine interessante Lösung ist die Kombination Schnitzel/Pellets mit dem Pelletkessel als Bivalentlessel. 1.3 Qualischnitzel Als Antwort auf den Pelletboom hat die Interessengemeinschaft professioneller Energieholzversorger IPE mit den Qualischnitzeln einen neuen Holzbrennstoff lanciert, welcher die Vorteile der Pellets mit dem Bezug zum Wald kombiniert und gerade bei grösseren Anlagen eine valable Alternative zu den Pellets darstellt. Die wichtigsten Charakteristiken der Qualischnitzel sind: Definition QM Holzheizwerke: WS-P45-W18Q Wassergehalt max. 20% Feinanteil ausgesiebt Heizwert > 930 kwh/sm 3 Abrechnung über kwh Problemlos pumpbar Keine Dampffahne 2. Strom aus Holz 2.1 Vorbemerkungen Während der Wärmebedarf der Gebäude aufgrund verbesserter Gebäudedämmung und Klimaerwärmung tendenziell zurückgeht, wird der Bedarf nach Elektrizität aus erneuerbaren Energien und aus Holzenergie in Zukunft stark ansteigen. In Zukunft wird deshalb die Wärme- Kraft-Kopplung aus Holz (WKK) stark an Bedeutung gewinnen. Es stehen verschiedene Technologien zur Verfügung, von denen einige bereits heute Stand der Technik darstellen, während sich andere an der Schwelle zur Marktreife befinden. Für jede Technologie ist jedoch charakteristisch, dass je nach Technologie immer nur ein kleiner Teil des Energieinputs in Form von Elektrizität anfällt, während der grössere Teil in Form von Wärme und wegen der aus wirtschaftlichen Gründen angestrebten langen Betriebszeiten (mind. 6 000 Stunden pro Jahr) auch als Sommerwärme anfällt. Bei jedem Projekt sollte deshalb vorgängig der Wärmeabsatz über das ganze Jahr hindurch sichergestellt werden. Ein relativ grosses Potenzial für die Holz-WKK stellt der Sanierungsmarkt älterer Holzenergieanlagen dar. Hier lohnt es sich, jeweils kurz die Möglichkeit der zukünftigen Stromerzeugung abzuklären. - 2 -
2.2 Verfügbare Technologien Die heute verfügbaren Technologien lassen sich folgendermassen zusammenfassen: Bild 1: Übersicht verfügbare Technologien mit Leistungsbereich und elektrischem Wirkungsgrad. Während die bekannten Grossanlagen (Domat/Ems, Basel, Zürich, Bern) Dampfturbinen- Kraftwerke sind, dominieren im mittleren Leistungsbereich die ORC-Anlagen. Bezüglich Holzvergasung hat die Anlage der Holzverstromung Nidwalden in Stans in ihrem vierten Betriebsjahr erstmals zufriedenstellende Laufzeiten und Resultate erreicht. Die Anlage der EKZ in Wila ZH wurde letztes Jahr stillgelegt, eine Anlage des gleichen Typs wird zurzeit an der EMPA Dübendorf aufgebaut mit Altholz als Brennstoff. Interessant wäre vor allem die Holzvergasung im ganz kleinen Leistungsbereich. Hier wird in diesem Herbst in der Sägerei Steiner in Ettiswil ein Holzvergaser Spanner mit einer thermischen Leistung von 80 kw und einer elektrischen Leistung von 30 kw den Betrieb aufnehmen. Vielversprechend sind auch die relativ langen Praxiserfahrungen der Firma Urbas GmbH in Österreich und Deutschland (Insel Mainau) (300 kw th, 150 kw el ). Dieser Vergaser benötigt jedoch sehr grosse (Ø 100 mm) und von Feinanteil befreite Schnitzel, welche nur von einem Schneckenhacker produziert werden können. - 3 -
2.3 Übersicht bestehende Anlagen Tabelle 3 gibt einen Überblick über die heute in der Schweiz in Betrieb stehenden Holz-WKK-Anlagen: Tabelle 3: Übersicht bestehende Holz-WKK-Anlagen in der Schweiz. - 4 -
3. Ausblick Folgende Themen dürften im Bereich der Holzenergienutzung in den nächsten Jahren (zusätzlich) an Aktualität gewinnen: Verfügbarkeit Energieholz In immer zahlreicheren Regionen wird das verfügbare Energieholzpotenzial immer besser ausgeschöpft. Um lange Transportdistanzen zu verhindern, ist deshalb das entsprechende Monitoring zu intensivieren und vor allem bei grösseren Anlagen vorgängig genau zu prüfen, ob die benötigten Brennstoffmengen aus vernünftiger Distanz beschafft werden können. Rauchgaskondensation/Optimierung t Die Kondensation der Rauchgase in Kombination mit einem Nass-Elektrofilter erlaubt eine zusätzliche Energieausbeute von bis zu 20%. Voraussetzung dazu ist allerdings ein tiefer Rücklauf auf dem Fernleitungsnetz (< 50 C). Immer mehr bestehende Fernwärmenetze werden diesbezüglich saniert. Mehrkesselanlagen auch im kleineren Leistungsbereich Der klassische Anlagenbau wird immer mehr von Mehrkessel-Standardanlagen konkurrenziert. Es ist zunehmend zu beobachten, dass heute 3 Standardanlagen zu je 200 kw Leistung installiert werden, wo früher ein einziger 600 kw-kessel gewählt wurde. Diese Tendenz wird die Nachfrage nach Qualischnitzeln erhöhen. Sensiblere Nachbarschaften Die Überbauung der Schweiz schreitet in Riesenschritten voran. Fast überall ist man heute sehr nahe bei Wohngebieten, und die Leute sind generell viel sensibler bezüglich Umwelteinflüssen und Immissionen geworden. Auch deshalb dürfte in Zukunft der Markt von qualitativ hochstehenden Schnitzeln zunehmen. Bereits heute gibt es z.b. an der Zürcher Goldküste Gemeinden, welche nur noch Trockenschnitzel zulassen. Sanierungsmarkt In den nächsten Jahren wird der Sanierungsmarkt älterer Anlagen aus den Achtziger- und Neunzigerjahren massiv zunehmen, die Zahl völlig neuer Anlagen dagegen zurückgehen. Derartige Sanierungen bieten einerseits echte Probleme (z.b. Platzverhältnisse für Einbau Partikelabscheider), stellen andererseits aber auch immer eine Chance dar, etwas Bewährtes für die nächsten 20 Jahre noch mehr zu verbessern. Besonders wichtig werden alle Aspekte rund um die Qualität werden. Treibstoff statt Wärme Gewisse Strategien gehen davon aus, dass im Jahr 2050 der Wärmebedarf des Schweizer Gebäudeparks gleich Null sein wird und dass deshalb Holz nur noch für die Herstellung von Treibstoff eingesetzt wird. Abgesehen davon, dass Zweifel an einer derart schnellen Sanierung des Gebäudeparks bestehen, spricht auch der sehr schlechte Gesamtwirkungsgrad der Treibstoffherstellung gegen derartige Visionen. Zudem vergessen solche Strategien die Waldbesitzstruktur der Schweiz. Bei insgesamt rund 250 000 Waldbesitzern wird auch in Zukunft die Erzeugung von Wärme aus dem eigenen Wald für die eigenen Liegenschaften im Vordergrund stehen. Zürich, 1. Oktober 2012, Andreas Keel Energie & Holz GmbH Andreas Keel Neugasse 6 8005 Zürich Telephon 043 366 70 70 Natel 079 306 00 34 info@energieundholz.ch www.energieundholz.ch - 5 -