Holzpellets

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Presslinge aus Holz

Holzpellets zur Nutzung in Holzheizungen haben sich in Europa nach den Hackschnitzeln ab den 1990er Jahren verbreitet und wegen ihrer Vorteile im privaten Holzheizkesselmarkt durchgesetzt. Pellets lassen sich sehr gut in automatischen Fördersystemen transportieren und erlauben eine genaue Dosierung, was eine feine Leistungsregelung eines Holzkessels ermöglicht. Es handelt sich bei ihnen um kleine, zylindrische Presslinge aus getrocknetem und naturbelassenem Holz. Zur Herstellung werden hauptsächlich Sägemehl und Hobelspäne verwendet, die bei der holzverarbeitenden Industrie als Nebenprodukte anfallen. Zunehmend wird zur Herstellung von Holzpellets auch Stammholz eingesetzt, welches einen zusätzlichen Trocknungs- und Mahlaufwand erfordert. Holzpellets werden ohne chemische Bindemittel hergestellt. Die Bindung erfolgt durch das holzeigene Lignin und den hohen mechanischen Druck bei der Produktion. Als Presshilfsmittel sind lediglich bis zu 2% pflanzliche Zusatzstoffe, z.B. Stärke, erlaubt.

Pionierarbeit in den USA

Die Pelletierung von Sägespänen und anderen Holzresten als Brennstoff für industrielle Kessel soll schon vor dem 2. Weltkrieg genutzt worden sein, jedoch keine Verbreitung gefunden haben.[1] Danach gab es in den USA erst wieder in den 1970er Jahren Experimente mit der Herstellung von Holzpellets. Einer der Pioniere dieser Zeit war der Deutsch-Amerikaner Rudi Gunnerman[2], der seit 1976 versuchte den Herstellungsprozess zu kommerzialisieren. Er stellte bereits Pellets aus Sorghum her und versuchte es später mit Sägemehl. Ein weiterer Pionier war William Pickering[3], der nach seiner Pensionierung mit dem von einem früheren Arbeitskollegen überlassenen Patent zur Herstellung von Holzpellets im Jahr 1983 Lignetics Inc. gründete, das seitdem Holzpellets herstellt.

Diese Unternehmen stellen anfangs jedoch Pellets her, die einen hohen Rindenanteil hatten, was einen hohen Ascheanteil mit sich bringt und bei hoher Verbrennungstemperatur zu Verklebungen in den Öfen führt. Im Jahr 1983 gelang es dem US-Amerikanischen Ingenieur Jerry Whitfield[4] einen mit Pellets befeuerten Holzofen zu bauen, der erstmals ähnlich komfortabel wie Öl- oder Gasöfen funktionierte. Er wies auch schon die wesentlichen Elemente aller heutigen Pelletheizungen auf, d. h. automatische Zündung sowie steuerbare Brennstoffzufuhr/ Wärmeleistung. Er überzeugte die Pellethersteller davon, die Rinde aus den Pellets zu entfernen und so eine hohe Pelletqualität zu erreichen. Sein Pelletofen wurde dann nicht zuletzt durch die Pelletqualität ein Markterfolg.[5] Kommerziell bot Whitfield diesen Ofen ab 1984 an.[6] Das Unternehmen von Whitfield (Pyro Industries) wurde 1999 an Lennox International verkauft, die es in ihre Sparte „Country Stoves“ eingliederten. Nach schwierigen Geschäftsjahren und dem Verkauf der Sparte „Country Stoves“ durch Lennox wurde der Bau der Whitfield´schen Pelletöfen im Jahr 2007 eingestellt. Pyro Industries hatte auch in Rankweil (Österreich) zeitweise eine Niederlassung (Whitfield GmbH). [7]

Durch den Markterfolg des Whitfieldschen Pelletofens wuchs in den USA die Nachfrage nach Pellets, was in den 1980er Jahren zur Gründung weiterer meist kleiner Pelletfabriken führte. Auch diese mussten jedoch erst Erfahrungen mit der Herstellung von Holzpellets gewinnen, was dazu führte, dass die ersten Produktionsstätten zwischen 6 und 18 Monate benötigten, bis ein normaler Betrieb erreicht war. Die Gründe dafür lagen in der Variationsbandbreite des verwendeten Rohmaterials, ungeeigneter Anlagenauslegung und Ausführung, der Verwendung von abgenutztem oder falsch dimensionierter Ausrüstung und mangelnder Erfahrung auf Seiten der Betriebsführung und Arbeiter. Aus diesen Erfahrungen wurde aber gelernt, sodass sich die Start-up Zeiten für neue Produktionsstätten bis Ende 1990er Jahre deutlich verkürzten.[8]

Schweden und Dänemark - Vorreiter in Europa

Das kommerzielle Interesse zur Nutzung von (Industrie-)Pellets in Europa begann mit der Einführung einer CO2-Steuer in Schweden 1991 und Dänemark 1993.[9] Bereits kurz nach der Einführung der CO2-Steuer in Schweden wurden dort erste Heizkraftwerke, z.B. das KWK-Öl- und Kohlekraftwerk Stockholm-Hässelby[10], von Kohle auf Holzpellets umgestellt.

Die erste Holzpelletfabrik in Europa wurde 1982 im schwedischen Mora[11] von dem deutschen Unternehmen Bühler[12] errichtet, wobei die Planungen dafür schon in Ende der 1970er Jahre begonnen haben[8]. Die Produktion blieb anfangs einige Jahre auf niedrigem Niveau und stieg erst nach Einführung der CO2-Steuer im Jahr 1991 und weiteren Energiesteueränderungen in den Jahren danach. Zudem kämpfte man von Anfang an mit wirtschaftlichen und technischen Problemen, da keine praktischen Erfahrungen mit der Herstellung von Holzpellets vorhanden waren, die Kosten der Produktion höher waren als kalkuliert und die überwiegende Nutzung von Baumrinde als Ausgangsmaterial der Pellets mit Ascheanteilen von 2,5 bis 17 % für eine schlechte Qualität verantwortlich war. Die Produktion wurde nur vier Jahre später 1986 geschlossen.[8] 1984 wurde in Vårgårda eine zweite Pelletfabrik gebaut, die 1989 geschlossen wurde. Die dritte Produktion ging 1987 in Kil in Betrieb (Betriebsdauer unbekannt).

Später Einstieg Deutschlands

In Deutschland begann die kommerzielle Produktion von Holzpellets ab 1997 zunächst durch kleine Produzenten an verschiedenen Orten, meist an Sägewerke oder Restholzverwertungen angegliedert. Bis zum Jahresanfang 2000 gab es erst sechs Produzenten[8][13] Bis zum Ende der 1990er Jahre entstanden in Schweden dagegen 24 Produktionsstätten für Pellets, in Dänemark 12 und in Österreich 13.[14]



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Quellen und weiterführende Hinweise

  1. Warum Pellets ? Broschüre der BioPELL GmbH
  2. Rudolf Gunnerman stammte aus München und wanderte im Alter von 21 Jahren im Jahr 1949 in die USA aus. Er hat neben der Herstellung von Holz-Pellets eine Reihe von weiteren Erfindungen gemacht und dafür drei Ehren-Doktortitel verliehen bekommen. Advanced Refining Concepts LLC
  3. William Pickering († 2004) war von 1954 bis 1976 Direktor des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, einer Forschungseinrichtung für Raketen. Unter seiner Leitung wurde das JPL Teil der NASA. NASA JPL W. Pickering
  4. Jerry Whitfield war zunächst Flugzeugingenieur bei Boeing.
  5. Persönliche Mitteilung von Whitfield
  6. Artikel "In the beginning"
  7. Janzing, Bernward: Der Holzofen aus der Werkstatt eines Flugzeugingenieurs in Pellet 01/2004.
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 Woodpellets in Europe. Studie im Auftrag der European Commission DG XVII. 2000
  9. ARTE Journal vom 10.01.2009
  10. Die Betriebsgenehmigung des Heizkraftwerks Hasselby wäre 1993 ausgelaufen. Eine Erneuerung setzte eine wesentliche Reduktion der Emissionen voraus. Zunächst (1987) favorisierte der Betreiber entweder einen neuen Steinkohleblock oder die Umstellung auf Erdgas. Dies wäre mit hohen Investitionskosten verbunden gewesen. Letztlich wurde dann 1991 die Biomasseoption gewählt, da sich diese kostengünstig und schnell umsetzen ließ sowie die erforderliche CO2-Emissionssenkung ermöglichte. Quelle
  11. FORCE Technology 2009, S.5
  12. http://www.buhlergroup.com
  13. Krapf 1999 gibt für Deutschland 10 Produktionsstätten an, C.A.R.M.E.N. 1998 nennt für das Jahr 1998 fünf Pellethersteller.
  14. Aktuelle statistische Angaben zu Pelletherstellung und Verbrauch in Europa finden sich bei PELLETS@LAS