Vortrag 12.04.2006 bei einer Tagung der Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft in Oelsa

Wirtschaftlichkeit und Vermarktung von Holz als Energieträger

Holz-Energie-Zentrum Olsberg GmbH
Hans Martin Behr

Zusammenfassung
Das Holz-Energie-Zentrum Olsberg GmbH produziert und vertreibt als Verbund von Firmen aus der Sägeindustrie, der Forstwirtschaft, der Entsorgungswirtschaft, sowie einem Heiztechnikhersteller und der Stadt Olsberg Holzbrennstoffe jeglicher Art. Neben dem herkömmlichen Brennholz in Form von Scheitholz, Holzbriketts und Holzkohle, nehmen die Geschäftsbereiche Hackschnitzel und Holzpellets einen immer größeren Stellenwert ein. Die angepasste Nutzung der unter dem Begriff Hackschnitzel gefassten Vielzahl von Energieholzsortimente aus der Forstwirtschaft, der Sägeindustrie und der Entsorgungswirtschaft ist für den Erfolg dieses Wachstumsmarktes unabdingbare Voraussetzung. Im kleineren Leistungsbereich sollten in automatisch beschickten Heizanlagen Holzpellets eingesetzt werden.
Wenn sowohl die Technik, wie der Brennstoff Holz sinnvoll zusammenspielen kann Holz eine wirtschaftliche Alternative zu fossilen Energien darstellen.

Vorstellung Holz-Energie-Zentrum Olsberg GmbH

Das Holz-Energie-Zentrum ist ein Zusammenschluss von Betrieben aus der Forstwirtschaft, Holzbearbeitung sowie der Heiztechnik und produziert und vermarkt Holzbrennstoffe jeglicher Art.

Sägewerke, die Stadt Olsberg, ein Heizgerätehersteller und eine Vereinigung aus acht forstlichen Zusammenschlüssen und Einzelwaldbesitzern mit insgesamt 10.000 ha Waldfläche, sowie ein Entsorger bilden die Holz-Energie-Zentrum-Olsberg GmbH.

Seit nun 6 Jahren wird das Produkt „Wärme aus Holz“ vermarktet. Die einzelnen Energieholzprodukte sind für handbeschickte Anlagen :

•  Kaminholz, lose oder kartoniert; trocken oder frisch

•  Holzbriketts

•  Holzkohle

für automatisch beschickte Anlagen

•  Holzpellets aus der Produktion von Gesellschaftern des H E Zs

•  Hackschnitzel in jeglicher Qualität und Stückigkeit

Der letztere Bereich nimmt einen immer größeren Stellenwert ein.

Im folgenden sollen die Produkte im einzelnen und deren Potential dargestellt werden.

Kaminholz

Das aus einem Radius von 100 km stammende Industrieholzsortiment aus Durchforstungen wird auf 33 cm abgelängt, gespalten und in einer eigens dafür konstruierten Trockenkammer auf unter 20% Feuchte getrocknet. Dadurch beherbergt das Kaminholz weder Ungeziefer noch Pilze.

Das lose Scheitholz wird im Umkreis von 50 km an die örtliche Bevölkerung abgegeben, 10 Wiederverkäufer von Frankfurt bis Minden und dem Ruhrgebiet bis Kassel werden zugweise mit 80 srm beliefert.

Neben dem losen Produkt wird das Holz in einen handlichen 12 kg Karton mit Fenster verpackt, diese Kundenklientel der Lustfeuerer wird über Baumärkte und Lebensmitteldiscounter bundesweit bedient.

Wichtig bei diesem Produkt

•  guter Service

•  gleichbleibende Qualität hinsichtlich Stückigkeit, Feuchte und Baumart

Potentiale : steigend, aber zunehmende Verschiebung vom Dauerbrand zum saisonalen Zuheizen bis Ambienteerzeugung über offenes Feuer.

Holzbriketts

Ergänzendes Produkt um das Scheitholz abzurunden. In verschiedenen Formen und Qualitäten zum ab Hof Verkauf, sowie als Großhandelsprodukt.

Seit Sommer 2005 eine eigene Produktionsanlage (Pini & Kay).

Wichtig bei diesem Produkt :

•  hohe Verdichtung, damit wenig Staub und Abrieb

Potentiale : steigend, aber zunehmende Importe aus Osteuropa

Holzkohle

ergänzendes Sommerprodukt, produziert durch feste Partner in Rumänien und Polen

wichtig bei diesem Produkt :

•  Qualität (Stückigkeit, C fix )

•  saubere Verpackung

Potentiale : stabil, stark wetterabhängig

Zu den herkömmlichen Holzbrennstoffen etablieren sich inzwischen bei uns bis vor einigen Jahren noch unbekannte Holzbrennstoffe, die dem gestiegenen Komfortverhalten der Nutzer Rechnung tragen und nahezu automatisch der Brennkammer zugeführt werden.

Im Weiteren sollen diese Brennstoffe in Form von Hackschnitzel und Pellets näher beleuchtet werden.

Welche Holzquellen stehen für diese beiden Produktbereiche zur Verfügung ?

•  Sägewerksresthölzer
unter diesen Begriff sind alle Koppelprodukte der Sägeindustrie zu fassen, die beim Einschnitt von Rundholz, insbesondere Nadelholz anfallen, dies sind :

•  Rinde

•  Hackschnitzel, Frässpäne

•  Sägespäne, Hobelspäne

Bei einer Durchschnittlichen Ausbeute von 55 % Schnittholz aus dem runden Stamm, fallen allein im Sauerland, mit einem Nadelholzeinschnitt von 2,6 Mio. fm, ca. 0,6 Mio tatro dieser Sortimente an. Zur Zeit geht nur ein Bruchteil dieser Hölzer in die energetische Nutzung, jedoch wäre die Hälfte dieser Menge für die energetische Nutzung wirtschaftlich interessant.
Säge- und Hobelspäne können in klassischen Hackschnitzelrostfeuerungen nicht verbrannt werden, da sie zu fein sind, diese beiden Sortimente eignen sich am besten für die Pelletproduktion.

•  Althölzer A1, A2
Unter der Sortimentsbezeichnung Altholz A 1 versteht man unbehandeltes Holz, wie Paletten, Verpackungshölzer, etc.
Das Sortiment A2 ist mit unbelastetes Holz umschrieben, hierunter fallen auch Spanplatten, wenn sie nicht durch die Beschichtung als belastet gelten, die Sortimente A3, A4 können nur in Anlagen die nach der 17 BImsch. (Müllverbrennungsanlage) genehmigt sind verbrannt werden, fallen also aus der Nutzungsmöglichkeit für kleine und mittlere Heizanlagen heraus.
Grundsätzlich ist, insbesondere A1 Holz für kleinere Anlagen genehmigungstechnisch nutzbar, allerdings treten immer wieder Probleme mit der Stückigkeit auf, da das Material nicht gehackt werden kann, sondern geschreddert wird, d.h. es wird nicht mit einem Messer gleichmäßig geschnitten, sondern gebrochen, was zu Überlängen auch bei feiner Siebung führen kann, die in den Förderaggregaten der Heizanlage Störungen hervorrufen können.

•  Garten- und Landschaftsschnitt
Unter diesem Begriff ist eine große Bandbreite an Hölzern anzutreffen. Das Spektrum reicht von Astschnitt mit sonstigen Gartenabfällen, über Siebüberlauf der Kompostwerke bis hin zu Strassenbegleitgrün oder Holz aus Flächenräumungen. Die minderwertigen Herkünfte sind meist mit einer nicht unerheblichen Mineralfracht verbunden, die zu Schlacke bzw. hohen Aschemengen führt. Landschaftsschnitt ist in der Regel frisch mit einem Wassergehalt von ca. 50%.

 

•  Waldhackschnitzel
Dies ist ein Sortiment, welches streng genommen direkt aus der forstlichen Bewirtschaftung stammen sollte. Zur Zeit werden unter diesem Begriff in der Praxis, bedingt durch die Förderpraxis vieler Bundesländer, in denen die Förderung von Heizanlagen mit Waldholzanteilen verknüpft wird, auch Landschaftsschnitt, bzw. Strassenbegleitgrün geliefert, da eine Unterscheidung problematisch ist.

Für die klassischen Waldhackschnitzel bieten sich 3 Werbungssysteme an

•  Ganzbaummethode / Schlagabraum
Die Bäume werden nur gefällt und verbleiben im Bestand, nach einem halben Jahr werden sie an den Weg gerückt und mit einem mobilen Hacker zerkleinert. Ein Vorteil dieser Methode ist, dass das Holz in belaubtem Zustand schneller trocknet als nach dem Blattabwurf, da ein großer Teil des Wassers über die Blatt- und Nadelmasse abgegeben wird. Bei Nadelholz kann diese Methode allerdings in den Sommermonaten zu Forstschutzproblemen führen, außerdem werden relativ große Mengen an Nährstoffen aus dem Kreislauf genommen.
Das gleiche Prinzip wird auch für die Aufbereitung von Hackschnitzeln aus Schlagabraum angewandt, jedoch ist mit diesem Sortiment meist keine gleichmäßige Belieferung eines Heizwerkes möglich, der Vorteil des Holzwertes nahe Null wird durch erhöhte Hackkosten und Probleme durch einen etwas höheren Ascheanteil aufgewogen.
Wassergehalt der Hackschnitzel mit diesem Verfahren : 20 – 40 %

 

•  Hackschnitzelharvester
Diese Maschinen können sowohl die Funktionen eines Vollernters als auch die Produktion von Hackgut übernehmen. Am Kranende befindet sich anstatt einer Greiferzange ein Prozessorkopf, der zunächst die üblichen Säge-, Entastungs- und Ablängarbeiten übernimmt. Erkennt der Maschinenführer dabei kranke Abschnitte werden sie dem integrierten Hacker zugeführt, das gleiche geschieht mit dem Zopf.
Die frischen Hackschnitzel haben eine Feuchte von 100 % (50% Wassergehalt) und können vielfach nicht direkt in die Heizanlage gefahren werden, sondern müssen auf einem befestigten Lagerplatz vorgetrocknet werden, indem sie auf einen Haufen geschüttet werden, fangen sie nach einem Monat an zu dampfen und zu gären, womit die Feuchte bis auf 30% reduziert werden kann. Der Vorteil dieser Methode ist die hohe Leistung, der Nachteil besteht im hohen Organisationsaufwand und der Zwischenlagerung. Ausserdem muss das Rückegassensystem befahren werden, und die Geländeneigung darf nicht über 20% steigen.
Wassergehalt der Hackschnitzel mit diesem Verfahren: 50–60%
bei Zwischenlagerung: 30-50 %

 

•  Industrieholznutzung
Hierbei wird das Industrieholz herkömmlich aufgearbeitet, an den Weg gerückt und dort nach einem halben Jahr gehackt, oder es wird zunächst zum Bunker transportiert und dort gehackt.
Vorteile sind, dass ein übliches Verfahren angewendet wird und dass nur wenige Nährstoffe entzogen werden. Der Nachteil ist ein hoher Arbeitseinsatz.
Durch die geringen Lagerkapazitäten an den Heizanlagen, sollte entweder ein Zwischenlager für die gehackten Hölzer bestehen, oder bei den Hackeinsätzen mehrere verschiedene Heizanlagen beliefert werden, so dass eine zu hackende Menge von mind. 500 fm beträgt, da sonst durch die Auf- und Abbauzeiten des Hackers der Einsatz uninteressant wird.
Feuchte der Hackschnitzel mit diesem Verfahren: 30–50 %

 

Bei der Kalkulation von Waldhackschnitzeln, sollten neben den Organisations-, Lager- und Hackkosten immer auch die alternativen Preise für die Verwertung bei der Holzwerkstoffindustrie angesetzt werden.

Sinnvoll ist es von der Holzwerkstoffindustrie gering bewertete Kernbaumarten, wie Eiche, Lärche.... für die energetische Nutzung heranzuziehen.

Neben Hackschnitzel sind Pellets eine eigene Kategorie, die eine Veredelung der Sägerestholzsortimente Hobel- und Sägespäne darstellt.

Was sind Holzpellets und woraus werden diese hergestellt ?

Pellets werden mittels Druck unter Aktivierung des Lignins im Holz zu Presslingen mit den Durchmessern 6mm / 8mm verarbeitet. Die Länge der Pellets schwankt zwischen 15 und 45 mm. Ausgangsmaterial sind rindenfreie Holzspäne mit einer Feuchte von 10%. Üblicherweise werden im Produktionsprozess die Späne getrocknet, nochmals zerkleinert, mit Wasserdampf behandelt, gepresst, abgekühlt und gesiebt. Das zur Zeit wirtschaftlichste Ausgangsmaterial sind Sägespäne oder Hobelspäne, theoretisch sind auch Hackschnitzel oder Waldholz einsetzbar, bei Hackschnitzeln wäre die Zerkleinerung aufwendiger, bei Waldholz würden sich einige weitere Produktionsschritte ergeben, wie Entrindung und Zerkleinerung, die die Wirtschaftlichkeit in Frage stellt.

Die Pelletproduktion der Gesellschafter des Holz-Energie-Zentrums wird durch das Holz-Energie-Zentrum vermarktet. Das Liefergebiet beschränkt sich auf die Bundesländer NRW, Hessen, Niedersachsen und Thüringen.

Unterschiede zwischen Pellets und Hackschnitzel ?

Einsatzbereiche der Holzbrennstoffsortimente

  Kleine Heizanlagen bis 200 kW

•  trockene Hackschnitzel (< 30% W)

•  getrocknete Hackschnitzel ( 8% W )

•  Pellets

  Mittlere Heizanlagen 200 kW – 1 MW

•  Hackschnitzel bzw. Frässpäne sägefrisch

•  Unbehandeltes Altholz A1

•  Waldhackschnitzel / Landschaftsschnitt

•  Pellets (Industriequalität)

  größere Heizanlagen bzw. Kraftwerke ab 1 MW

•  Rinde, Hackschnitzel, Frässpäne,...

•  Altholz A1, A2

•  Waldhackschnitzel, Landschaftsschnitt

Je kleiner die Leistung der Anlage und je ungleichmäßiger der Lastgang, desto trockener und homogener muß der Brennstoff sein.

Lagervolumen bei Hackschnitzel und Pellets

Neben der aufwendigeren Verbrennungstechnik bei Hackschnitzelanlagen, sind der benötigte Lagerraum und die Austragungsaggregate der entscheidende Unterschied zwischen Hackschnitzel- und Pelletheizanlagen.

Sofern die Hackschnitzel nicht selbst für den Eigenverbrauch hergestellt werden, ist die kleinste Liefereinheit 80 srm, die abgeschüttet untergebracht werden müssen. Diese Menge entspricht etwa dem Jahresverbrauch einer 45kW Anlage mit 1500 Vollaststunden. Jedoch ist es weder vom Investitionsbedarf des Lagerraumes und der Heiztechnik, noch vom Flächenbedarf des Bunkers sinnvoll eine solch kleine Anlage dergestalt auszustatten.

Die gleiche 45 kW Anlage würde mit Pellets einen Lagerraum, der, da die Pellets mit Luft im Schlauch transportierbar sind, auch unzugänglich im Gebäude liegen kann, für die gesamte Jahresmenge lediglich ca. 30 m 3 benötigen, zudem sind kleine Liefereinheiten mit dem Tankwagen einfacher realisierbar, so dass mit zweimaligem Tanken nur ein Lagerraum von ca.15 m 3 benötigt wird (entspricht Platzbedarf für 2 Heizölbatterietanks a 2.000 l). Die vorgestellte Grafik verdeutlicht diesen Zusammenhang. Je größer die produzierte Wärmemenge, desto sinnvoller ist der Hackschnitzeleinsatz. 

Anforderungen an den Hackschnitzelbunker

Das Lagervolumen des Bunkers sollte, um Engpässe bei extremer Wetterlage zu vermeiden mind. 120 srm betragen. Die Anlieferung sollte flexibel mit üblichen Fahrzeugen möglich sein. Bei Containerfahrzeugen ist auf eine lichte Innenhöhe von 8 m für den Abladevorgang zu achten, bei Sattelfahrzeugen mit walking floor Austragung ist der notwendige Rangierradius einzuplanen. Anlieferungen sollten flexibel zu jeder Tageszeit durchführbar sein. Über eine Füllstandsüberwachung deren Werte über Telefon zum Lieferanten übertragen werden, kann eine planmäßig organisierte Anlieferung ohne Engpässe organisiert werden.

Anforderungen an die Kesselanlage

Rostfeuerungen können eine große Bandbreite an Hackschnitzelqualitäten sowohl in Bezug auf die Feuchte wie auf die Stückigkeit verbrennen. Die Zuführung zum Kessel ist mit einer Kratzkette und einem hydraulischen Einschieber stückigkeitsunabhängig, jedoch ist die Dosierbarkeit des in den Feuerraum eingebrachten Brenngutes eingeschränkt.

Laufzeiten unter Vollast mit guten Wirkungsgraden lassen sich über eine angepasste hydraulische Einbindung des Heizkreislaufes optimieren. Ein Puffer ist insbesondere für die Übergangsmonate sinnvoll. Ob eine automatische Zündung zweckmäßig ist, sollte vom Lastgang der Anlage abhängig gemacht werden. Eine Fernüberwachung der gesamten Kesselanlage ist für die Störungsbehebung sinnvoll.

Der Lagerraumgestaltung und der Auswahl des geeigneten Hackschnitzelkessels kommt für den Hackschnitzelpreis eine hohe Bedeutung zu. Kompromisse in der Anlagentechnik schlagen sich meist negativ auf den Preis für die angelieferten Hackschnitzel nieder. Diese Mehrkosten in den mindestens 15 Jahren des Betriebes sollten mit einer umfassenden Planung der Heizanlage vermieden werden.

Aus den langjährigen Erfahrungen mit Hackschnitzelheizanlagen bietet das Holz-Energie-Zentrum inzwischen Grobkonzeptionen der Anlagentechnik für neu zu erstellende Anlagen angepasst auf die örtlichen Gegebenheiten an.

Abrechnung der Hackschnitzel

Für die Abrechnung ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, die für den Brennstofflieferanten unterschiedliche Risiken beinhalten.

Eine Lieferung nach Schüttraummeter (srm) ist in dieser Hinsicht am einfachsten, jedoch liegt das Risiko der Energieausbeute komplett beim Betreiber der Anlage. Mit einer Gewichtsabrechnung auf Gewichts atro Basis ist der Aufwand und die Unsicherheit der Erhebung der Feuchte verbunden, sowie die Wiegemöglichkeit in der Nähe der Anlage.

Die Tendenz der Hackschnitzelabrechnung geht in Richtung erhaltene Wärmemenge aus den jeweiligen Lieferungen, gemessen hinter der Kesselanlage. Das Risiko der Energieausbeute wird auf den Lieferanten verlagert, Einflussgrößen wie der Wirkungsgrad bzw. Nutzungsgrad der Anlage und die Feuererhaltungsfunktion gehen zu Lasten des Brennstofflieferanten. Die Wartung der Anlage beeinflusst neben Teillastzeiten den Wirkungsgrad.

Deswegen ist der weitere Schritt als Dienstleister des Produktes Wärme nur konsequent in dem die Betriebsführung der Anlage übernommen wird.

Das Contracting mit Bau und Planung der Anlage würde im Unterschied zur Betriebsführung einem erheblichen Kapitalbedarf erfordern.

Ein Themenkreis der bei der Investitionsentscheidung für eine Anlage immer wieder zu Diskussionen führt ist die Preisfest- bzw. Preisfortschreibung. Hier bieten sich die Ankoppelung des Wärmepreises an den alternativen Heizölpreis oder an den verschiedene Größen des Stat. Bundesamtes an. Jedoch basieren einige Indices auf einer sehr dünnen Datengrundlage und bilden die regionalen Gegebenheiten nicht ab. Sinnvoll ist eine Kombination von verschiedenen Indices zusammen mit dem Transportkostenindex.

Contracting

•Anlage wird komplett vom Contractor erstellt und betrieben

•Abrechnung der Wärme nach :

•Grundpreis (Investition)

•Arbeitspreis (Holz, Gas/Heizöl, Betreuung)

•Messpreis

•Preisanpassungsformel (Holz, Gas)

Preisliche Einordnung der verschiedenen Holzsortimente

Die Preise der einzelnen Holzbrennstoffsortimente, lassen sich nur sehr eingeschränkt miteinander vergleichen, da die Abnahmemenge und der Komfort mitbewertet werden müssten. Den angegeben Preisen ist ein Heizölpreis von 0,55 €/l Heizöl inkl. MwSt. (Abnahmemenge 3.000 l) zugrunde gelegt, alle Hackschnitzelsortimente beziehen sich auf komplette Züge (80 srm) frei Heizwerk in 50 km Entfernung, die Pellets beziehen sich auf eine Abnahmemenge von 6 to frei Haus eingeblasen.

Aussagekräftiger ist der Vergleich der einzelnen Sortimente nach Kilowattstunde. Jedoch ist auch hier eine direkte Vergleichbarkeit nicht gegeben, da in einem 10 kW Kessel keine feuchten Hackschnitzel verfeuert werden können.

Marktaussichten Hackschnitzel und Pellets

Bei der Bewertung der Mengenströme in den energetischen Sektor ergibt sich ein entscheidender Vorteil, der aber auch als Nachteil zu werten ist.

Wenn eine Heizanlage auf Holz umgestellt ist, werden Pellets wie Hackschnitzel für die nächsten 20 Jahre zuverlässig abgenommen, womöglich von wechselnden Lieferanten und Herkünften, aber durch die komplexe Technik wird man die Anlage nicht kurzfristig wieder ändern können. Die stabile Nachfrage der Heizanlagen ist aber gleichzeitig die Krux des Marktes, da die Investoren, seien es Privatpersonen, Firmen oder Kommunen, sich auf einen „neuen“ Brennstoff festlegen müssen, den sie schlecht einschätzen können und nicht kurzfristig wieder wechseln können. Demzufolge ist die Wechselbereitschaft stark von öffentlichen Meinungsbildnern, der Investitionsförderung zur Abschwächung des Risikos und dem alternativen Preis für fossile Brennstoffe abhängig.

Prognosen, wie viele Hackschnitzelanlagen mit welchem Verbrauch in den nächsten Jahren entstehen werden, gibt es nicht, Hochrechnungen des Anteils am deutschen Energieverbrauch, welcher über Holz abgedeckt werden könnte liegen bei 5 %.

Wie sich der noch junge Pelletmarkt entwickeln wird, ist schwer einzuschätzen, optimistische Schätzungen gehen für das Jahr 2010 von 500.000 to Pellets aus.

Letztlich wird der Erfolg von Holzfeuerungen über den wirtschaftlichen Vorteil für den Investor entschieden.

Nahezu jedes Objekt kann mit Holz wirtschaftlich beheizt werden, jedoch sind viele Vorurteile und Unkenntnis zu überwinden. Es ist sinnvoll möglichst früh als Brennstofflieferant in die Planung einer Anlage eingebunden zu werden.

Es ist nicht wichtig aus welcher Verarbeitungsstufe das Holz kommt, ob aus der Forstwirtschaft direkt oder der Holzbe- und –verarbeitung, wichtig ist das eine wirtschaftliche Alternative zu den fossilen Energien entsteht.

Informationen unter:

www.heizholz.de

www.power-pellets.de