Projekt 12569/01

Nutzung von Schwach- und Knickholz für dezentrale Heizwerke

Projektdurchführung

Christian-Albrechts-Universität zu KielInstitut für Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik
Max-Eyth-Str. 6
24118 Kiel

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die von Natur aus anfallende Biomasse sinnvoll zu verwerten, ist aus ökologischen Gründen anzustreben. Diese Maßnahme ordnungsgemäß und kostengünstig durchzuführen, ist für die Umwelt und die Verwertung gleichermaßen bedeutsam. Daher entwickelt das Vorhaben neuartige, leistungsfähige Verfahren für die gesamte Verfahrenskette: Bergen und Abfuhr, Lagern und Aufbereiten, Anliefern und Verwerten. Damit wird die Verbindung hergestellt zwischen dem Anfall der Biomasse im Wald, Gebüsch o-der Knick mit dem Nutzer im Heizwerk. Das gilt für die Disposition und Kapazitäten, für Preis, Kosten und Qualität. Ziel des Förderprojekts ist damit die Entwicklung und Erprobung einer leistungsfähigen und kostengünstigen verfahrenstechnischen Lösung für die Aufbereitung von Knickpflegegut mit einem Hacker (Basisfahrzeug Feldhäcksler) mit kontinuierlicher Schnittgutaufnahme, gekoppelt mit einem bodenschonenden Container-Transportsystem als Alternative zu bisherigen arbeits- und kostenintensiven Verfahren. Zudem sollte eine Kalt-Belüftungstechnik für den Zwischenlagerbereich konzipiert und untersucht werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Institut sind gemeinsam mit den Projektpartnern innovative Konzepte entwickelt, die nun realisiert und in die Praxis eingeführt werden sollen. Die zentrale Bedeutung liegt in der Bergung des sperrigen, breit liegenden Materials, das nicht nach Stamm- und Astholz getrennt ist. Also besehen grundlegend andere Ansprüche als im Forst. Daraus erwachsen die folgenden Aufgaben für kostengünstige Lösungen:
· Auswahl des Hackers hinsichtlich Kapazität, Einzug und Trommel
· Bau der Aufnahmetechnik, um das sperrig anfallende Holz ohne Handarbeit aufzunehmen und in den Hacker einzuspeisen, und das störungsfrei im kontinuierlichen Betrieb hoher Leistung
· Abfuhr mit spezifisch bodenschonenden Fahrwerken
· Anlieferung mit Fahrzeugen, die innerhalb des Lagers entleeren können
· Konzeption einer günstigen Belüftungstechnik für die sehr feucht anfallende Biomasse
· Schaffen der Möglichkeit, im Zwischenlager die Ware in definierter Qualität (Heizwert, Feuchte, Fraktionierung) vorzuhalten
· Erarbeiten einer konsequenten, beispielgebenden Organisation, Akquisition und Logistik


Ergebnisse und Diskussion

Wallhecken (Knicks) in Schleswig-Holstein müssen laut Erlas alle 10-15 Jahre abgenommen werden. Bei einer geschätzten Länge von 45.000km vorhandener Knicks ergibt sich ein jährliches Potential an thermi-scher Energie von etwa 80 Mio. Liter Heizöl.
Die Verfahrenskette, den Aufwuchs zu nutzen, beginnt mit der Knickschere oder dem Prozessorkopf, die am Ausleger eines Baggers montiert sind. Die Schneide von 0,5m Länge nimmt das Material auf und legt es so ab, dass es sodann vom Hacker aufgenommen werden kann. Beide Vorgänge laufen getrennt ab, da die Leistungen beim Knicken mit 50-80m/h nur halb so hoch ist wie beim Hacken.
Im Mittelpunkt des Projekts steht die Maschine, die das Gut möglichst kontinuierlich aufnimmt, zerkleinert und auf ein Fahrzeug lädt. Als Antrieb und Trägerfahrzeug für den Hacker ist ein Feldhäcksler gewählt. Es erforderte großen technischen Aufwand, um Antrieb, Hydraulik, Steuerung und Elektronik anzupassen. Des weiteren waren in aufwendigem Bemühen die von der StVZO gesetzten Grenzen in Massen und Achslasten zu beachten und gemeinsam mit dem TÜV genehmigungsfähig zu definieren.
Die pickup-Aufnahme ist auf 3m für normale Knicks mit 1m³ Hackgut je 10m ausgelegt. Der Einzug be-steht - im Vergleich zu anderen Lösungen - aus einer Folge von robusten, horizontalen Walzen, die das Gut zu einer 0,75m breiten Hackertrommel fördern. Hier wäre angesichts des sperrigen Gutes künftig ei-ne vertikale Zwangsführung von Vorteil. Aufgrund von Masse und Volumen reicht die pickup allein nicht. Ein geschickter Fahrer unterstützt mit dem Ladekran den Materialfluss und erzielt gute Leistungen vom 30-70m³/h.
Zur Abfuhr hat sich das Container-System bewährt mit bodenschonenden Reifen und den preiswert zu beschaffenden Behältern, die ein LKW über die Strasse zum Verbrauchsort fährt.
Das Knickholz enthält mit knapp 50 % recht viel Feuchte. Die klassische Trocknung lohnt nicht, wohl aber lassen sich Empfehlungen ableiten: das geknickte Holz sollte 2-3 Wochen liegen bleiben, da es etwa 10 % Wasser verliert. Zu Saisonende wird das Knickholz gelagert und zwar auf Belüftungsrohren. Die Lüftung vermeidet eine zu starke Selbsterwärmung (Kompostierung). Diese erwärmte Kühl-Luft führt Feuchtigkeit ab. Das erhöht den Heizwert und sichert die Lagerung auch zur nächsten Heizsaison.
Die Kosten für das Abnehmen des Knicks hat der Landwirt zu tragen, an dessen Flächen der Knick liegt. Die Kosten für das Hacken und den Transport sollen aus dem Erlös der Biomasse finanziert werden. Dies setzt eine hohe Auslastung des Hackers voraus. Bei einem Preis von derzeit etwa 15,-DM/m³ inkl. Anlieferung muss der Hacker 60-80m³/h schaffen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Ausstellungen:
Ausstellung Papendal (NL), Sept. 1999; Agritechnika Hannover, Nov. 1999; Präsentation Salzau (Bericht NDR-Fernsehen), 26.01.00; Energietage NRW, 16.03.00 - 18.03.00, Nettersheim; Landtechnikschau Deula,17.11.00, Rendsburg; 13. kwf-Tagung, 14.09.00 - 17.09.00, Celle
Veröffentlichungen:
Bauernblatt 18.07.1998 und 1999 (Heft 22); Fachtagung der Landwirtschaftskammer Schl.-Holst., 05.11.1998, Rendsburg; Internetseite http://www.ilv.uni-kiel.de/knick/knick.htm Aufsatz Landtechnik Ausgabe 5/2000; Dissertation Stübig (MEG-Schrift 361)


Fazit

Das Vorhaben hat die Chancen und Grenzen der Technik aufgezeigt. Der Feldhäcksler hat sich als Basis-Einheit bewährt. Die Steuerung des Hackers sollte jedoch über ein spezifisches Modul erfolgen. Das Fahrwerk Muss eine hohe Bodenfreiheit, Tragfähigkeit und Achslast bieten. Für den Arbeitsablauf ist eine sorgfältige Ablage beim Abnehmen des Knicks Voraussetzung, abgestimmt auf das Fassungsvermögen von Einzug und Trommel. Hohe Mengen an Aufwuchs passen nicht in ein Schwad, wie sie die noch bestehenden, überalterten Knicks bieten.Gelegentlich vorhandene Überlängen im Hackgut beruhen auf dünnen Zweigen und dickeren Endstücken, die in der Fördertechnik im Heizwerk empfindlich stören. Verbesserungen am Hacker und im Heizwerk stehen an.
Insgesamt hat das Projekt den Anschub zu weiteren Typen des Trommelhackers und zu Interessenten in anderen Regionen und Ländern geführt.
In Schleswig-Holstein nimmt der Bau an Heizwerken zu und damit die Unternehmer-Gruppen, die das Holz bergen und bereitstellen wollen.