Projekt 13612/01

Entwicklung einer Logistikkette zur Versorgung von Holzheizwerken mit Biomasse aus der Landschaftspflege

Projektdurchführung

A + S Natur Energie GmbH
Stettenklinge 1
74397 Pfaffenhofen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Aufgrund steigenden Aufkommens an kommunalem Baum- und Strauchschnitt (Grüngut aus Landschaftspflegemaßnahmen und kommunalen sowie privaten Grünanlagen) auf regionalen Häckselplätzen und der damit verbundenen mehr und mehr steigenden Kompostmengen (teure Entsorgungswege), sahen wir uns veranlasst nach alternativen Nutzungsmöglichkeiten von Grüngut zu suchen.
Ziel des Vorhabens war die Weiterentwicklung eines von uns entwickelten und bereits patentierten Aufbereitungsverfahrens zur Gewinnung von definiertem hochkalorischem Brennstoff aus zerkleinertem Grüngut für eine Nutzung in Biomasseheiz(kraft)werken, um den seitherigen stand der Technik bei der Grüngutverwertung (Kompostierung) abzulösen. Sämtliche Untersuchungen haben im Zeitraum von September 2000 bis September 2002 statt gefunden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZunächst wurde das Grüngut nach dem Zerkleinern mit einer speziell patentierten Zerkleinerungseinheit mittels Trommelsieb abgesiebt um die mögliche Ausbeute an verholzten hochkalorischen Bestandteilen feststellen zu können.
In mehreren Messreihen wurde das Verhältnis von verholzten Bestandteilen zu unverholzten (Vol.- und Gew.-%) bestimmt. Anschließend erfolgte jeweils die Beprobung von Versuchsmieten. In darauf folgenden Untersuchungen wurde der Trockensubstanz-, organische Trockensubstanz-, Asche- und Energiegehalt (MJ/kg Hu) bestimmt, sowie Gutdichtebestimmungen (kg/m³) und Siebkennlinien durchgeführt. Weiterhin sind die Veränderungen der Parameter bei Lagerung auf Mieten im Freien ohne Belüftung und in der Halle, je belüftet und unbelüftet, geprüft worden.


Ergebnisse und Diskussion

Die Potentialanalysen im Feldmaßstab im Landkreis Böblingen ergaben einen Volumenanteil an Grünguthackschnitzel (energetisch verwertbaren Bestandteilen, mit Überlängen) von durchschnittlich 64,58%. Im Landkreis Heilbronn ergab sich ein Anteil an Grünguthackschnitzel von durchschnittlich 60,72%. Die Potentialanalysen im Versuchsmaßstab ergaben einen Anteil an Grünguthackschnitzel (energetisch verwertbaren Bestandteilen, mit Überlängen) von durchschnittlich 63,74%. Somit stimmen die Versuche weitgehend mit den Feldmessungen überein. Somit ist ein ganz entscheidendes Ziel der Arbeit über unsere Erwartungen erfüllt worden. Die Kompostmengen lassen sich mit dem vorliegenden Verfahren um nahezu ein Drittel der ursprünglichen Menge reduzieren.
Die Mittlere Dichte der Grünguthackschnitzel betrug ca. 220 kg bei einem TS-Gehalt von ca. 65%, sowie einem Aschegehalt von ca. 7% bezogen auf die Trockensubstanz, was einem Aschegehalt von ungefähr 10kg/m³ Grünguthackschnitzel entspricht. Daraus resultiert ein durchschnittlicher Heizwert von ca. 640 kWh/m³. Dieser Wert wurde auch in einer einjährigen Messphase im Heizwerk Kreuzäcker der Stadtwerke Bietigheim im Praxiseinsatz unserer Grünguthackschnitzel bestätigt. Dort konnte unter Berücksichtigung eines Kesselnutzungsgrades von 80% eine Wärmeleistung von ca. 630kWh/m³ erzielt werden. Der Aschegehalt lag dort bei durchschnittlich 8kg/m³. Hierbei fällt der deutlich niedrigere Aschegehalt gegenüber den Laborversuchen auf. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass wir zur Verbesserung der Fließeigenschaft der Grünguthackschnitzel, Waldhackgut beigemischt haben, welches einen deutlich niedrigeren Aschegehalt aufweist.
Bei im Landkreis BB in Höhe von 80.000m³/a anfallenden Grüngutmengen die sich zur Grünguthackschnitzelproduktion eignen, errechnet sich aus den o.g. Werten eine mögliche Erzeugung von ca. 32.000 MWh aus Grünguthackschnitzeln. Damit könnten 11 Hackschnitzelheizungen in der Größenordnung wie in Bietigheim (1,5 MW Kesselleistung, Versorgung eines Schulzentrums, eines Neubaugebietes mit 600 Wohneinheiten sowie einem Altenheim) logistisch versorgt werden. Dort kommen 50% der gesamten er-zeugten Energie aus Grünguthackschnitzel. Der Rest mit zwei Gaskesseln und einem Ölkessel für die Spitzenlastabdeckung bzw. Schwachlast im Sommer, wenn der Holzkessel abgeschaltet ist. Die Heizöleinsparung durch Grünguthackschnitzel betrug ca. 290.000 Liter im Jahr 2002 gegenüber. Dies führte zur Einsparung an spezifischen CO2-Emissionen um ca. 750t.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Wir haben die Ergebnisse an zwei Tagen der offenen Tür im Rahmen der Europäischen Biomassetage mit den Stadtwerken Bietigheim einer breiten Öffentlichkeit präsentieren können. Am Sonntag, dem 29. Oktober 2002 in Pfaffenhofen auf unserem Firmengelände sowie am Freitag, dem 4. Oktober 2002 im Heizwerk Kreuzäcker der Stadtwerke Bietigheim. In dieser Konstellation konnten wir der Öffentlichkeit auf beeindruckende Weise den Energiekreislauf von der Herstellung der Grünguthackschnitzel bis zu deren Nutzung im Heizwerk aufzeigen. Bei bestem Wetter entpuppten sich diese Tage als ein voller Erfolg. Wir hatten über 2000 Besucher, sowohl privat interessierte als auch Fachpublikum.
Höhepunkt bildet ein Vortrag auf dem nächsten internationalen Holzenergiekolloquium in Stuttgart, welches vom Institut für Dampfkesselwesen (IVD) der Uni Stuttgart durch Prof. Baumbach veranstaltet wird. Außerdem ist Prof. Baumbach im europäischen Normierungsausschuss für Biomassebrennstoffe. Bei dieser Gelegenheit sind die Ergebnisse unserer Arbeit nach seiner Auskunft bereits maßgeblich mit ein-geflossen.


Fazit

Das Projekt war ein voller Erfolg. Hier seien insbesondere die Reduzierung der Kompostmengen um ca. zwei Drittel erwähnt. Dies hat den Landkreisen Böblingen und Heilbronn bereits enorme Haushaltsmittel gegenüber der früheren Verfahrensweise der Kompostierung und teuren Verwertung in der Landwirtschaft (meist nur mit Zuzahlung), eingebracht.
Wir wollen im Anschluss an dieses Projekt mit de IVD ein von der EU finanziertes Projekt durchführen, welches auf den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit aufbauen soll. Insbesondere wird in dem Projekt an Pelletierung der von uns untersuchten Brennstoffe gedacht. Weiterhin soll untersucht werden, inwiefern auch das Feinmaterial, welches seither kompostiert wird, sich zur Pelletierung eignet.