Hackschnitzel beziehungsweise Holzhackschnitzel sind mit schneidenden Werkszeugen zerkleinertes Holz, im Unterschied zu dem mit stumpfen, zertrümmernden Werkzeugen erzeugten Schredderholz[1]. Hackschnitzel dienen vor allem als Rohstoff für die holzverarbeitende Industrie sowie als biogener und regenerativer Brennstoff.
Produktion
Hackschnitzel werden mit Hackern produziert. Mobile oder stationäre Scheiben-, Trommel- oder Schneckenhacken zerkleinern Waldrestholz, Schwachholz und anderes minderwertiges Holz (zum Beispiel aus einer Durchforstung, Schnittgut aus Landschaftspflegemaßnahmen oder Altholz), welches von der Industrie nicht zu höherwertigen Produkten verarbeitet werden kann. Mit der vermehrten Anlage von Kurzumtriebsplantagen werden diese zur Rohstoffquelle für Hackschnitzel.
Der Endverbraucherpreis für Waldhackschnitzel liegt 2009 (1. Quartal) bei rund 110 Euro/t, bei erheblichen Unterschieden je nach Region, Saison und Qualität[2].
Eigenschaften
Hackschnitzel bestehen zu 100 % aus Holz. Sie haben einen Brennwert von etwa 4,0 kWh (=14,4 MJ) je kg (je nach Holzart, bei ca. 20 % Wassergehalt) und sind zur automatischen Beschickung zum Beispiel von Heizanlagen mittels Förderschnecken, Federzinkenaustragungen, Schubstangen-Austragungen und Förderbändern geeignet.
Je nach Baumart können verschiedene zentrale Eigenschaften der Holzhackschnitzel variieren und somit den Brennwert beeinflussen. Dies betrifft insbesondere den Wassergehalt, der einen wichtigen Einfluss auf den Heizwert der Hackschnitzel hat und die Lagerfähigkeit beeinflusst. Hackschnitzel mit einem Wassergehalt von weniger als 30% gelten als „für die Lagerung geeignet“ und es wird mit keinem oder keinem wesentlichen mikrobiellen Abbau der Schnitzel gerechnet. Waldfrische Hackschnitzel enthalten dagegen einen Wasseranteil von 50 bis 60%. Erntefrisches Nadelholz hat einen Heizwert, der etwa bei 2 kWh/kg liegt, bei 20% Wasseranteil ist der Brennwert doppelt so hoch und liegt bei etwa 4 kWh/kg
| Vornorm CEN/TS 14961 | ÖNORM M 7133 | Hauptfraktion >80 Masse% | Grobanteil <1% |
|---|---|---|---|
| P16 | G30 | 3,15-16mm | 45 mm - 85 mm |
| P45 | G50 | 3,15-45mm | >63 mm |
| P63 | G100 | 3,15-63mm | >100 mm |
| P100 | 3,15-100mm | >200 mm |
Weitere Eigenschaften sind die Größe und Größenverteilung und die Schüttdichte der Hackschnitzel und die Energiedichte als Brennstoff sowie die für den Transport und die Lagerung notwendige Raumgröße. Das sehr dichte Eichen- und Buchenholz (571 bzw. 668 kg TM/fm) hat mit einem Wasseranteil von 20% einen Heizwert von etwa 1100 kWh/Schüttraummeter, das weniger dichte Pappelholz (353 kg TM/fm) weist dagegen bei gleichem Wasseranteil einen Brennwert von nur 680 kWh/Schüttraummeter auf.
Für Hackschnitzel gilt seit Mai 2005 die europäische Vornorm CEN/TS 14961, die Kennwerte und Klassen für Wassergehalt, Aschegehalt, Korngrößenverteilung, Schüttraumdichte, Stickstoff- und Chlorgehalt und Heiz- bzw. Brennwert von Hackschnitzeln als Biobrennstoff festlegt. Teilweise wird noch die Klassifizierung nach der älteren österreichischen Norm M7133 verwendet. [3][1]
Verwendung
Hackschnitzel dienen als Rohstoff für die holzverarbeitende Industrie (zum Beispiel Pressspanplatten, Holzfaserdämmplatten, Papierindustrie) sowie als Brennstoff für Heizkraftwerke oder für Hackschnitzelheizungen. Zudem finden sie Verwendung als Substrat im Pilzanbau sowie als Material zur Bodenbedeckung, zum Beispiel im Garten- und Landschaftsbau.
Brennstoff - Ressourcenverfügbarkeit
Als Brennstoff finden Hackschnitzel vor allem Verwendung in Hackschnitzelheizwerken und -heizkraftwerken, daneben in Hackschnitzelheizungen. Die Beschickung erfolgt meist mit elektrischen Förderschnecken oder Kratzkettenförderern.
Für kleinere Heizkessel werden zumeist kleinere Waldholzhackschnitzel (Größenklassen P16 und P45) hoher Qualität benötigt, Heizkraftwerke sind flexibler bezüglich der Rohstoffqualität, in großen Anlagen dienen meist Gebrauchtholz und Industrierestholz als Rohstoffe. Die Brennstoffkosten liegen unter denen vergleichbarer Biobrennstoffe wie Holzpellets oder Scheitholz, zu berücksichtigen ist jedoch der Bedarf meist brennstoffspezifischer Verfahren.
Die Nutzung von Holzhackschnitzeln als Energieholz in privaten Haushalten betrug 2005 in Deutschland rund 580.000 Schüttraummeter, das sind etwa 1,1% der gesamten Energieholzverwendung. 9 Mio. Schüttraummeter wurden in Heizkraftwerken mit einer Leistung von bis zu einem Megawatt verfeuert, der Verbrauch größerer Anlagen lag bei circa 39 Mio. Schüttraummeter Hackschnitzel bzw. Schreddergut.
Lt. einer Information des Bayerischen Ministeriums für Landwirtschaft und Forsten beträgt der Holzzuwachs in den Wäldern des Freistaat Bayerns, pro Sekunde 1 Kubikmeter.[4]. Das entspricht einem jährlichen Zuwachs von 31,54 Millionen Festmetern, welcher stofflich und energetisch genutzt wird. Ein Teil verbleibt im Wald. 31,54 Millionen Festmeter liefern bei einem spezifischen Gewicht von 700 kg/m³, einem Heizwert von 4.000 kWh/t eine Energiemenge von 88,30 TWh. Der jährliche Primärenergieverbrauch Bayerns beträgt ca. 2.000 PJ oder 555 TWh. Damit übersteigt der mögliche Bedarf das Angebot aus Holz selbst dann um das Sechsfache, wenn der gesamte Aufwuchs verbrannt wird. Mit Ausnahme von regionalen Nischen reichen die heimischen Holzvorkommen nicht einmal im Ansatz aus um die versiegenden fossilen Energieträger zu ersetzen.
Pilzzucht
Beim Anbau von Pilzen werden Hackschnitzel der Größe KL 2-16 alleine oder häufig in Kombination mit Sägespänen, Stroh, Dung oder anderen Substanzen verwendet. Je nach Pilzart stammen die Hackschnitzel von Eichen, Buchen, Birken oder anderen Bäumen. Die Hackschnitzel werden gewässert und anschließend mit Mycel (Pilzgeflecht, Pilzbrut) geimpft.
Ökologie
Auf den ersten Blick weisen Holz-Hackschnitzel als Brennstoff gegenüber fossilen Brennstoffen wie Öl und Gas eine bessere Treibhausgas-Bilanz auf, da sie bei der Verbrennung nur die Menge an CO2 freisetzen, die beim Wachstum der Biomasse gebunden wurde. In Bezug auf die Klimawirkung trifft dies dann zu, wenn das aus dem Verbrennen der gefällten Bäume entstandene CO2 in ausreichend kurzer Zeit wieder gebunden wird. Insbesondere beim Kahlschlag alter Waldbestände und von Urwäldern ist diese Voraussetzung nicht gegeben, da es u.U. mehrere Jahrhunderte dauert, bis das erzeugte Kohlendioxid wieder in Dendromasse gebunden ist. Die Wirkung reifer Wälder als Kohlenstoffsenken wird durch Holzeinschlag in bisher ungestörte Wälder und durch Intensivierung der Nutzung erheblich verschlechtert oder gar in ihr Gegenteil verkehrt.[5].
Mit der verstärkten Mechanisierung der Ernte zur Hackschnitzelnutzung werden zunehmend höhere Biomasseanteile der gefällten Bäume aus dem Wald entnommen, die zudem einen gegenüber Holz stark erhöhten Anteil an Bodennährstoffen besitzen. Dies führt zu einer stark erhöhten Nährstoffabfuhr aus dem Wald, weil u.a. der bisher meist im Wald liegengelassene Schlagabraum vermehrt zu Hackschnitzel verarbeitet wird, zudem nimmt die bisher wenig verbreitete Voll- und Ganzbaumnutzung zu. Bei Letzterer wird die komplette Biomasse der Bäume incl. Wurzelstock aus dem Boden gerissen und so zusätzlicher Schaden in der äußerst empfindlichen Waldökologie angerichtet.
Je nach Nährstoffreichtum der Böden kann man teilweise schon nach wenigen Jahren eine mangelhafte Ernährung der nachwachsenden Baumgeneration feststellen, die sich auf Dauer in einem geringeren Zuwachs an Holzmasse auswirkt. Eine Nährstoff- und Humusrückführung durch Düngung wie im Ackerbau praktiziert, ist aus technischen, ökonomischen und bodenökologischen Gründen nur sehr bedingt möglich. Derartige Effekte sind von Waldflächen bekannt, auf denen lange Zeit Streunutzung betrieben wurde und deren Bodenfruchtbarkeit dadurch langfristig geschädigt wurde[6].
Zudem verdichten die zur Ernte häufig verwendeten schweren Maschinen (u.a. Holzvollernter) den empfindlichen Waldboden und schädigen ihn dadurch dauerhaft. Bereits ein einmaliges Befahren der lockeren Waldböden drückt die empfindlichen Kapillaren zusammen und zerstört damit deren Speicherfähigkeit für Wasser und Luft - insbesondere bei durchnässtem Boden kann bereits der Raddruck einer Maschine den Boden so beschädigen dass er sich nicht mehr davon erholt (Lit. "HOLZRAUSCH" und [7].)
Rauchgase aus Hackschnitzelanlagen müssten an und für sich gereinigt werden, da sie Giftstoffe wie Dioxin enthalten können. Die meisten (kleinen) Anlagen verfügen indes über keinerlei Reinigung der Abgase.
Literatur
- Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), 2007: Marktübersicht Hackschnitzel-Heizungen. PDF
- Peter Wohlleben, adatia Verlag Marion Zartner, Sankt Augustin, 2008: "HOLZRAUSCH. Der Bioenergieboom und seine Folgen", ISBN 978-3-940461-03-2
Weblinks
- Ökologische Grenzen der Biomassenutzung in Wäldern auf www.waldwissen.net.
Einzelnachweise
- ↑ a b Technologie- und Förderzentrum (TFZ) Straubing, 2008: Klassen für Holzhackschnitzel nach DIN CEN/TS 14961. (PDF
- ↑ Preisentwicklung bei deutschen Waldhackschnitzeln (C.A.R.M.E.N - Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwerk e.V.). Basis: Preise für Bayern, 20% Wassergehalt, 30 m3 Liefermenge, incl. Anfahrt bis 20 km und MWSt.
- ↑ Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), 2007: Marktübersicht Hackschnitzel-Heizungen. S. 9. PDF
- ↑ B. LFW Vorrat, Zuwachs, Nutzung, LWF wissen 49-03 (pdf)
- ↑ Old-growth forests as global carbon sinks (Sebastiaan Luyssaert, E. -Detlef Schulze, Annett Börner, Alexander Knohl, Dominik Hessenmöller, Beverly E. Law, Philippe Ciais5 & John Grace).
- ↑ C. Kölling et al.:Energieholz nachhaltig nutzen, LWF aktuell, Nr. 61, S. 32 bis 36 (pdf)
- ↑ B. Frey et al.: Mikrobiologische Untersuchungen in Rückegassen, LWF aktuell, Nr. 67, S. 5 bis 7 (pdf)