Hackschnitzel aus dem Kurzumtrieb: Brennstoffqualität und Verbrennungsverhalten untersucht

In privaten Hackschnitzelkesseln werden neben Wald- und Sägerestholz auch Hackschnitzel aus dem Kurzumtrieb (KUP) verbrannt. Hierbei handelt es sich um schnellwachsende Baumarten wie Pappel und Weide, die für die Energie-holzproduktion auf Ackerflächen angebaut werden. Die Brennstoffqualität von KUP-Hackschnitzel unterscheidet sich jedoch häufig von Waldhackschnitzel.

Das Technologie- und Förderzentrum (TFZ) und die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) haben die Brennstoffqualität und das Verbrennungsverhalten von KUP-Hackschnitzel untersucht und die Ergebnisse jetzt veröffentlicht.

Über einen Zeitraum von vier Jahren sammelten und analysierten die Forscher zahlreiche Brennstoffproben. Unterschieden wurden u. a. die Baumart, der Klon, die Umtriebszeit und der Standort.

Neben einem für KUP-Hackschnitzel typischerweise hohen Wassergehalt stellten die Forscher auch erhöhte Gehalte verbrennungskritischer Inhaltsstoffe im Brennstoff fest. Der hohe Wassergehalt von KUP-Hackschnitzel setzt demnach für viele Anwendungen die Trocknung des Brennstoffs voraus. Eine weitere Erkenntnis:

Die Verschmutzung der Hackschnitzel mit Bodenmaterial führt zu hohen Aschegehalten. Dabei nehmen auch chemische Elemente wie Kalium und Silizium zu, die beispielsweise für die Verschlackung oder Feinstaubbildung verantwortlich sind. Geeignete Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Ernte, der Lagerung und beim Hacken zu treffen. Vollmechanisierte Ernteverfahren sollten z. B. nur angewendet werden, wenn der Boden entweder trocken oder gefroren ist.

Die beiden Schwermetalle Cadmium und Zink waren vor allem in der Weide, aber auch in der Pappel höher als im Waldholz. Besonders Zink wird im Vergleich zu anderen Pflanzen verstärkt durch KUP-Weide aufgenommen. Um erhöhte Gehalte von Cadmium und Zink im Brennstoff zu vermeiden, kann Pappel (Max-Klone und Hybrid) gegenüber der Weide bevorzugt werden.

Insgesamt zeigte sich, dass KUP-Hackschnitzel in Kleinfeuerungsanlagen (< 100 kW) bei derzeitigem Entwicklungstand als anspruchsvoller Brennstoff einzuordnen sind. Als Folge waren die Emissionen an Kohlenmonoxid, Stickoxiden und Staub erhöht. Dr. Daniel Kuptz, stellvertretender Sachgebietsleiter Biogene Festbrennstoffe am TFZ, stellt fest: „Die strengen Emissionsgrenzwerte der Stufe 2 der 1. Bundes-Immissionsschutzverordnung konnten für den verwendeten 50 kW Kessel ohne technische Minderungsmaßnahmen nicht eingehalten werden. Verbrennungsversuche am 1,3 MW Heizwerk des TFZ zeigten ähnliche Tendenzen.“

Sollen KUP-Hackschnitzel verbrannt werden, so ist eine Trocknung auf den passenden Wassergehalt und die gezielte Einstellung des Kessels auf den KUP-Brennstoff zu empfehlen. Generell bieten sich KUP-Hackschnitzel wegen ihrer geringen Brennstoffqualität allerdings eher für größere Heizwerke an. Unabhängig von der Anlagengröße sollten KUP-Hackschnitzel nur in technisch hochwertigen Feuerungen verbrannt werden, die über primäre oder sekundäre Maßnahmen (z. B. elektrostatische Abscheider) ausreichend niedrige Emissionen gewährleisten können.

Die Forschungsarbeiten zu Hackschnitzel aus dem Kurzumtrieb wurden vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert. Die Ergebnisse hat das TFZ im TFZ-Bericht 56 veröffentlicht. Dieser kann unter www.tfz.bayern.de  kostenlos heruntergeladen werden.