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Holzhackschnitzel

Holz kann in verschiedenen Arten von Feuerungen als erneuerbarer Brennstoff eingesetzt werden. Verschiedene Verbrennungstechnologien unterscheiden sich unter anderem darin, in welcher Form das Holz zugeführt wird. Grobe Holzstücke (Scheite) sind zwar im Prinzip für große und kleine Feuerungen geeignet, bei kleinen Anlagen aber nur mit Zuführung und Entzündung von Hand, was einen entsprechend großen Aufwand beim Betrieb bedeutet. Sehr viel einfacher ist ein automatischer Betrieb bei Verwendung von Holzpellets möglich, die durch ihre kompakte Form und relativ geringe Variabilität derselben relativ einfach mit automatisierten Werkzeugen gefördert und entzündet werden können. Holzhackschnitzel sind eine weitere Möglichkeit, die quasi zwischen Scheiten und Pellets liegt, und zwar nicht nur von der Größe her: Sie sind mit geringerem technischem Aufwand als Pellets aus grobem Holz herzustellen und andererseits trotzdem relativ gut in einer automatisierten Feuerung verwendbar. Hackschnitzel können nämlich mit einfachen mechanischen Anlagen gefördert werden, beispielsweise mit Förderschnecken, Förderbändern, Kratzkettenförderern oder Schubstangen-Apparaten. Sie sind auch leichter entzündbar als kompaktes Holz.

Mit der Hackschnitzeltechnologie wird es auch möglich, an einem Standort mit überschaubarem technischem Aufwand Holz zu verwerten, indem man daraus zunächst Holzhackschnitzel herstellt und diese dann am gleichen Standort verbrennt. Dabei ist der Transportaufwand geringer, als wenn das Holz zunächst in eine zentrale Pelletfabrik verfrachtet und von dort wieder an die Verbraucher verteilt werden müsste.

Holzhackschnitzel dienen nicht immer der Verbrennung; sie können auch beispielsweise für die Herstellung von Pressspanplatten oder Holzfaserdämmplatten dienen, außerdem für die Pilzzucht und die Papierindustrie.

Herstellung von Holzhackschnitzeln

Als Holzhackschnitzel bezeichnet man Holz, welches mit relativ scharfkantigen (schneidenden) Werkzeugen zerkleinert wurde, also nicht beispielsweise durch Zertrümmerung (Schreddern) mit stumpfen Werkzeugen. Nicht nur Stücke von Baumstämmen (Rundholz) lassen sich zu Hackschnitzeln verarbeiten, sondern beispielsweise auch Waldrestholz, Schnittgut, Baumrinden und Altholz (etwa Industrierestholz). Vorwiegend verwendet man minderwertige Qualitäten, die nicht als Bauholz geeignet sind. Zunehmend wird auch mithilfe von Kurzumtriebsplantagen gezielt Holz für die Herstellung von Holzhackschnitzeln gewonnen.

Die verwendeten Hacker können als stationäre (ortsfeste) oder auch als mobile (bewegliche) Anlagen arbeiten. Es gibt sie mit unterschiedlichen Bauarten, zum Beispiel als Schneckenhacker (wo rotierende Schnecken in das Holz einschneiden), Scheiben- und Trommelhacker. Wo kleinere Mengen von Hackschnitzel benötigt werden, kann es sinnvoll sein, dass eine mobile Anlage nur zeitweise an einem Standort arbeitet, um in anderen Zeiten anderswo verfügbar zu sein. Dies setzt natürlich entsprechende Lagermöglichkeiten für die Hackschnitzel voraus.

Eigenschaften von Holzhackschnitzeln als Brennstoff

Da Holzhackschnitzel ausschließlich aus Holz bestehen, besitzen sie auch den gleichen gewichtsbezogenen Heizwert. Dieser hängt deutlich vom Wassergehalt ab: Je höher dieser ist, desto geringer der Heizwert, da dann einerseits der Anteil brennbarer Stoffe geringer ist und andererseits mehr Verdampfungswärme für das Wasser aufgewendet werden muss. Trotzdem akzeptiert man oft einen hohen Wassergehalt, um einen Zusatzaufwand für die Trocknung zu vermeiden. Andererseits gibt es Trocknungsmethoden speziell für Holzhackschnitzel, beispielsweise mit Warmluft oder neuerdings auch mit geringerem Energieaufwand ohne Wärmezufuhr von außen. Die durch die Zerkleinerung vergrößerte Oberfläche erleichtert natürlich die Trocknung.

Der volumenbezogene spezifische Heizwert hängt zusätzlich von der Schüttdichte ab, die wiederum einerseits stark von der Art des verwendeten Holzes abhängt und andererseits von der für die Zerkleinerung verwendeten Technik. Die volumenbezogene Energiedichte ist freilich nur dann wichtig, wenn Holzhackschnitzel in größerem Umfang gelagert werden sollen.

Die Form und die Größenverteilung der Schnitzel müssen natürlich für die verwendete Feuerungsanlage geeignet sein.

Die Qualität der Hackschnitzel hängt auch davon ab, in welchem Umfang Rinden verwertet werden. Größere Rindenanteile entstehen bei der Verwendung von Waldrestholz und Schwachholz, und sie führen zu einer geringeren Qualität. Tendenziell werden Hackschnitzel niedrigerer Qualität eher in Großfeuerungen eingesetzt (z. B. Mitverbrennung in Kohlekraftwerken), während bei kleinen Feuerungen höhere Qualitäten benötigt werden – oft mit Verwendung von entrindetem Holz.

Holzhackschnitzel sind begrenzt lagerbar – am ehesten dann, wenn ihr Wassergehalt gering ist. Sonst ist eine Zersetzung durch biologische Prozesse möglich, die die weitere Verwendung erschwert.

Details der Qualität von Hackschnitzeln können mit gewissen Normen erfasst werden, beispielsweise mit der Europäischen Norm EN 14961. Relevante Kriterien können hierbei Dinge wie der Wassergehalt, die Korngrößenverteilung und Schüttdichte, die für die Bildung von Luftschadstoffen relevanten Gehalte an Stickstoff und Chlor, die Entstehung von Aschen und natürlich der Heizwert oder Brennwert sein. Solche Aspekte erfassen letztendlich den Nutzeffekt der Hackschnitzel, den technischen Aufwand für ihre Nutzung und auch ihre Eignung für eine längere Lagerung.

Der auf den Heizwert bezogene Preis liegt typischerweise deutlich unter dem von Heizöl oder Erdgas. Sonst wäre die Verwendung von Holzhackschnitzel auch nicht wirtschaftlich attraktiv, nachdem diese ja deutlich aufwendigere Feuerungsanlagen voraussetzt.

Energetische Verwertung von Holzhackschnitzeln

Im einfachsten Fall werden Holzhackschnitzel in einer Hackschnitzelfeuerung für die reine Wärmeerzeugung verwendet – etwa für eine größere Heizungsanlage. Während für kleinere Heizungen das Prinzip der Pelletheizung mit ihrem geringeren apparativen Aufwand geeigneter ist, profitiert man mit einer Hackschnitzelfeuerung von niedrigeren Brennstoffpreisen.

Als Festbrennstoff ist Holz für die Kraft-Wärme-Kopplung weniger gut geeignet als hochwertige Brennstoffe. Jedoch ist es möglich, mit einer Hackschnitzelfeuerung beispielsweise einen Dampfmotor, Stirlingmotor oder Ericssonmotor zu betreiben. Außerdem werden Hackschnitzel in Heizkraftwerken verwendet, die auf Dampfturbinen basieren.

Eine andere Möglichkeit ist die Mitverbrennung beispielsweise in dafür geringfügig angepassten Kohlekraftwerken. Auf diese Weise kann Holz direkt zur Substitution von Kohle verwendet werden, womit die effektiven CO₂-Emissionen als Kraftwerks entsprechend reduziert werden. Dies basiert darauf, dass Holz ein annähernd CO₂-neutraler Energieträger sein kann.

Produktion und Verwendung von Holzhackschnitzeln in Deutschland

In Deutschland werden jährlich einige Millionen Tonnen von Holzhackschnitzeln hergestellt, und zwar vorwiegend aus Nadelholz. Zusätzlich wird eine ähnliche Menge pro Jahr importiert. Große Mengen werden vor allem in Feuerungen verbrannt, ein kleinerer Teil in kleinen Feuerungen, beispielsweise in dezentralen Biomasse-Heizkraftwerken. Großverbraucher können einerseits Holzhackschnitzel deutlich günstiger einkaufen als Kleinverbraucher, und andererseits können sie eine bezogen auf den Durchsatz deutlich kostengünstigere Feuerungstechnologie einsetzen.

Siehe auch: Holz, Holzpellets, Biomasse, Festbrennstoff, Mitverbrennung