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07.06.2018

Energieholz in der Landwirtschaft - Moderne Verbrennungsverfahren und kompakte Anlagenkonzepte steigern die Effizienz

Energieholz boomt. Kein Wunder, denn immerhin wächst der Energiegehalt von rund 5.000 Litern Heizöl pro Hektar und Jahr nach. Kommen dann zusätzlich moderne Holzgas-Blockheizkraftwerke zum Einsatz, wird die energetische Verwendung von Hackschnitzeln oder Pellets durch gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme noch effizienter.

Rührrad einer Holzhackschnitzelheizung ©Wikimedia / Thorsten Schramm

Der deutsche Markt bewegt so viel Holz wie nie. Der inländische Verbrauch von Holzrohstoffen beträgt derzeit rund 135 Millionen Kubikmeter pro Jahr. Davon wird etwa die Hälfte energetisch genutzt. Ob Pappeln, Weiden, Robinien oder Esche, Erle und Birke, vieles spricht für den Anbau von Energiehölzern.

Auch Betriebe ohne eigenen Wald können ihr Holz selbst produzieren – mit dem Anbau von Kurzumtriebshölzern, die durch ihre Schnellwüchsigkeit und hohen Erträge zunehmend ins Interesse der Landwirtschaft rücken. Das Holz kann vorzugsweise auf Flächen wachsen, die hinsichtlich geographischer Lage und Bodenstruktur für Marktfrüchte und Energiepflanzen problematisch sind. 

Vom Baum zum Energieholz

Geerntet wird alle zwei bis acht Jahre, also im „kurzem Umtrieb.“ Als rentabel gilt der Anbau, wenn pro Hektar im Mittel nach jeder Ernte mehr als acht Tonnen Holz pro Jahr durch Stockausschlag nachwachsen. Einmalig angepflanzt, kommt über einen Bewirtschaftungszeitraum von 20 Jahren auf 50.000 Stecklingen ein Ertrag von rund 1.000 Tonnen Biomasse. Das dies nicht nur wirtschaftlich gedacht ist, zeigt die Ökobilanz. Energieholz ist CO2-neutral und verursacht bei nachhaltiger Waldwirtschaft weniger klimaschädliche Emissionen als fossile Brennstoffe. 

Wie wirtschaftlich eine solche Kurzumtriebsplantage ist, hängt nicht zuletzt von den auf der Fläche eingesetzten Erntemaschinen ab. Neben Gehölzmähhäcksler, vorgesehen für den Front- oder Heckanbau an Traktoren, sind es vor allem Feldhäcksler mit Spezialvorsätzen, die mühelos Stockdurchmesser bis 13 Zentimeter zu Hackschnitzeln verarbeiten. Beiden Verfahren gemeinsam sind die Erzeugung eines feldfrischen Hackschnitzels mit Wassergehalten um 55 Prozent mit entsprechendem Trocknungsbedarf.

Soll das Energieholz dagegen nicht direkt gehackt werden, kommen Fäller-Bündler-Systeme zum Einsatz. Deren Vorteil besteht darin, dass sich das Hacken zu einem späteren Zeitpunkt bei reduzierter Holzfeuchte vornehmen lässt. 

Wärme und Strom aus dem Holzvergaser

Landwirte mit Kurzumtriebsplantagen profitieren nicht nur von modernen Hackschnitzelheizungen, die Wohnungen, Ställe und Nebengebäude komfortabel mit Wärme versorgen. Betriebe, die viel Energie benötigen, können mit Blockheizkraftwerken (BHKW) ihre Kosten weiter reduzieren – zum Beispiel dann, wenn auf den Höfen stromintensive Verbraucher wie Fütterungsanlagen, Infrarotlampen, Lüfter oder Pumpen zum Einsatz kommen und damit eine hohe Grundlast vorliegt. Hier sind es vor allem die Hersteller von Holzvergaser-BHKW, die große Fortschritte bei der Weiterentwicklung ihrer Technik erzielt haben. Moderne Anlagen, wie sie Mitte November auf dem Messegelände in Hannover zu sehen sind, erreichen mittlerweile Verfügbarkeiten von über 90 Prozent. 

Ein Holzgas-BHKW ist ähnlich aufgebaut wie andere BHKW, die mit Verbrennungsmotoren arbeiten. Der wesentliche Unterschied: Es sorgt selbst für seinen Kraftstoff und ist damit unabhängig von Erd- oder Biogas. Die dafür erforderliche Technik bringen die Holzvergaser mit. Sie verbrennen die naturbelassenen Hackschnitzel oder Pellets mit Luftüberschuss überstöchiometrisch und produzieren einen gasförmigen Sekundärbrennstoff. Dieses „Holzgas“ wird über einen Filter gereinigt und in dem angegliederten BHKW verbrannt. Ein Generator wandelt die mechanische Energie in Strom um, während ein Wärmeüberträger die thermische Energie in das das hofeigene Wärmenetz einspeist.

So wird deutlich mehr Energie aus dem zugeführten Holz gewonnen, als bei einer herkömmlichen Verbrennung. 

Kleinanlagen sorgen für Unabhängigkeit.

In der Vergangenheit haben sich die Anlagenbauer vorwiegend auf Holzgas-BHKW-Anlagen mit Leistungen zwischen 50 Kilowatt und 200 Kilowatt elektrischer Leistung konzentriert. Sie wurden überwiegend wärmegeführt betrieben, um möglichst viel Strom im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) in das öffentliche Netz einzuspeisen. Doch nach der Senkung der Vergütungssätze stellt sich vielen Landwirten die Frage, ob sich ein Blockheizkraftwerk überhaupt noch lohnt. Auf der EnergyDecentral dürfte sich deshalb der Trend zu kompakten Anlagenkonzepten mit geringerer elektrischer Leistung fortsetzen, mit denen ein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist. Die jüngste Generation der Holzvergaser fokussiert primär auf die Stromeigenversorgung der Landwirte. 

Die neuartige Geräteintegration erlaubt es, Holzvergaser und BHKW in einem einzigen Gehäuse unterzubringen. Durch die Automatisierung sind Laufzeiten von 24 Stunden ohne Nachfüllen möglich. Im Dauerbetrieb erzeugen die Mini-Kraftwerke rund zehn Kilowatt elektrisch und bis zu 29 Kilowatt thermisch, wofür sie täglich etwa einem Kubikmeter Hackschnitzel benötigen. Mit dieser Leistung können kleine und mittlere Betriebe bis zu 72.000 Kilowattstunden Strom erzeugen. 

Das Holzgasmodul stellt die Grundversorgung von Strom und Wärme sicher und lässt sich in Vollausbaustufe mit einer Photovoltaikanlage und einem Batteriespeicher erweitern. Landwirtschaftliche Betriebe schaffen so die Voraussetzung, sich von den Stromversorgern abzukoppeln. 

Zukunft Energieholz

Im erneuerbaren Energiemix gehört dem Einsatz von Holz die Zukunft. Die vom 13. bis zum 16. November auf der EnergyDecentral vertretenen Unternehmen arbeiten mit Hochdruck an effizienten Anlagen und rohstoffsparenden Verfahren, die eine immer wirtschaftliche Eigennutzung von Strom und Wärme ermöglichen. Landwirte mit Kurzumtriebsplantagen können zum einen den eigenen Energiebedarf kostengünstig decken und zum anderen durch Volleinspeisung des Stroms oder Direktverkauf der produzierten Wärme aktiv am Energiemarkt teilnehmen.

Mit Stromspeichern Eigenverbrauch steigern

Die passende Ergänzung zu Energieholzanbau und Holzvergaser BHKW ist für Landwirte der richtige Stromspeicher. Hier wird es ebenfalls Aussteller geben, die passende und bereits in der Landwirtschaft bewährte Produkte zeigen. Wichtig ist die Sicherheit, Temperaturtoleranz und die langfristige Erweiterungsmöglichkeit der Stromspeicher bei Kapazität und Leistung. Quelle: DLG