Hallo zusammen, in diesem Video geht es
um den Brennstoff Holz und seine
Eigenschaften. Zunächst
ein Überblick über den Brennstoff Holz.
Zur Herkunft: Holz kommt entweder
direkt aus dem Wald oder als
ist Abfall einer Produktion, z.B. aus
Sägewerken oder es ist
Bauholz in verschiedenen
Altholzklassen. Und man
kann Holz in verschiedener Art
aufbereiten: typisch wäre Scheitholz,
Hackschnitzel oder
Holzpellets. Pellets gibt es seit ca.
20 Jahren am Markt.
Allgemein weist Holz
eine sehr gute Ökobilanz auf,
es ist nahezu CO₂-neutral, vor allem
bei regionaler Nutzung und bei kurzen
Wegen. Bei Holzpellets
sind das 40 g CO₂
pro Kilowattstunde Endenergie und
0,2 kWh Primärenergie
pro Kilowattstunde Endenergie. Und diese
Werte kommen zustande, weil bei dieser
Verarbeitung auch noch fossile
Energieträger eingesetzt werden, die dann zu
diesen (wenn auch geringen) Emissionen führen.
Verwenden kann man Holz in verschiedener
Art und Weise. Recht verbreitet ist die
Verbrennung in Kaminöfen, wie Sie hier
einen sehen, oder in Heizkesseln, wie Sie
hier einen sehen oder auch in
großtechnischer Weise
in Biomasseheizkraftwerken
dort kann man Holzbrennstoffe
verwenden und verbrennen und
so Wärme und Strom generieren.
Nischen sind erstens Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen
mit Stirlingmotoren,
in einer stationären Verbrennung
und zweitens Hubkolben-Blockheizkraftwerke,
wo das Holz
vorher vergast wird.
Ein wichtiger Holzenergieträger
sind mittlerweile Holzpellets.
Hier einige charakteristische Daten:
die Holzpellets
haben einen Heizwert von rund
4,8 kWh pro kg. Zum Vergleich:
Heizöl hat pro Liter etwa 10 kWh Energiehalt.
Der Preis der Pellets
ist relativ niedrig
und seit sie vor 20 Jahren etwa am Markt
eingeführt worden sind, auch relativ
konstant, bei etwa 200 bis
250 € pro Tonne für lose Ware.
Und was heißt lose Ware? Diese lose Ware
kommt dann zu Ihnen in Tanklaster, dann
sieht aus wie ein Öltanklaster, nur dass
in dem Tanklaster dann Holzpellets drin
sind. Und die werden dann
über einen Schlauch
-von so einem Durchmesser- werden die
dann in das Lager
mit leichtem Überdruck eingeblasen.
Wenn man das umrechnet, 250 €
pro Tonne und mit diesem
Heizwert, dann ist das ein Preis von etwa
0,05 € die Kilowattstunde. Heizöl
und Erdgas sind schon seit einiger Zeit
0,02-0,03 € teurer pro Kilowattstunde.
Holzpellets können Sie auch zum
Beispiel im Baumarkt kaufen, in Säcken,
Das sind häufig 15 kg Säcke, wenn
man die gut tragen kann, Diese Sackware
ist teurer als lose Ware,
etwa 100 € pro Tonne teurer.
Wichtiger Vorteil: Holzpellets haben
normierte Eigenschaften. Sie verbrennen
deshalb sehr gut. Sie haben einen sehr
geringen Wassergehalt von unter
10 %, einen sehr geringen
Aschegehalt, weil keine Rindenanteile
vorhanden sind und die Schüttdichte
beträgt 600 bis 750 kg
pro Schütt-Kubikmeter. Also,
wenn man die einfach so auf einen Haufen
kippt, in ein Lager kippt.
Das ist ein wichtiger Wert, wenn
man die Größe des Holzpelletlagers
dimensioniert.
Im Vergleich dazu, die Holzhackschnitzel
sind preiswerter als Holzpellets.
Teilweise werden sie Waldfrisch
verfeuert, noch mit relativ großem
Feuchtegehalt, dann brennen sie nicht
so gut, aber man muss sie auch nicht
noch trocknen, dann haben sie
einen Heizwert von nur rund 2 kWh/kg -
genau aufgrund dieser hohen Feuchte.
Wenn man sie trocknet, eine Zeit lang
liegen lässt, oder
industriell trocknet; Z.B
auf 20 % Feuchte, dann hätten sie
einen Energieinhalt von 4 kWh/kg, der auch
dem entspricht, was Scheitholz hat, wenn
es etwa zwei Jahre lufttrocknet.
Und nun zum
Scheitholz.
Den Energieinhalt hatte ich
gerade genannt: nach zwei Jahren
Lufttrocknung ca.4 kWh/kg.
Beim Kauf von Scheitholz ist das Maß
entscheidend. Sie müssen aufpassen,
welchen Kubikmeter Scheitholz Sie
kaufen, denn ein Meter
Holz ist nicht gleich ein Meter Holz.
Ein Festmeter ist ein massiver
Holzblock von einem Kubikmeter Volumen.
Ein Raummeter ist
ein Kubikmeter Volumen,
wenn Sie das Holz schön aufstapeln.
Aber da gibt es ja Luft dazwischen, das
heißt, Sie müssen
1,43 m³ Raum füllen, schön
aufgestapelt, um einen Festmeter zu haben.
Und wenn Sie das Holz einfach so
vor die Tür gekippt bekommen oder
in einen Container packen,
dann müssen Sie
2,43 Kubikmeter Volumen füllen, um einen
Festmeter Holz zu haben. Also
der Preis pro Meter: Pro Festmeter(FM),
Raummeter(RM), Schüttraummeter(SRM),
das muss man im Blick behalten,
welches Volumen man kauft
und den Preis jeweils sinnvoll vergleichen.
Zu guter Letzt möchte ich auf
die Holzentehung blicken und den
Wirkungsgrad dabei.
Ausgangspunkt für Biomassebildung
allgemein (und hier am Beispiel Holz) ist
die Solarstrahlung. In Deutschland haben
wir auf die horizontale Fläche
etwa 1.000 kWh pro
Quadratmeter und Jahr Solarstrahlung.
Das ist im Süden Deutschlands etwas mehr
und im Osten etwas mehr, im Norden und im
Westen etwas weniger. Aber so um die 1.000
kWh pro Quadratmeter und Jahr
haben wir. Und im Westen, der
Niederrhein ist auch relativ sonnenreich.
Aus dieser Solarstrahlung
macht der Baum zunächst
mal Kohlenhydrate über die
Photosynthese. In den Baumblättern werden
Kohlenhydrate gebildet und
hier die chemische Gleichung dazu:
aus 6 Kohlendioxidmolekülen (CO₂)
plus 6 Wassermolekülen (H₂O) werden
6 Sauerstoffmoleküle (O₂) und ein solches
Kohlenhydratmolekül (C₆H₁₂O₆).
Wenn man das bilanziert,
sieht man, dass etwa 2,5 kg
Kohlenhydrate pro Quadratmeter
Fläche und Jahr gebildet werden.
Und für dieses Kilogramm
Kohlenhydrate braucht man eine
Energiemenge von 15,9 MJ (Megajoule).
Diese Energiemenge steckt dann in dem
Kilogramm Kohlenhydrat drin.
So, wenn Sie jetzt live vor
mir sitzen würden, dann würde ich Sie
jetzt fragen, wie hoch ist denn der
Wirkungsgrad der Photosynthese, was
würden Sie schätzen? Wieviel Prozent
Wirkungsgrad hat dieser Schritt von
Solarstrahlung zu energiereichen Kohlenhydraten?
Jetzt sitzt niemand vor
mir, deshalb gleich die Auflösung:
das ist ziemlich wenig.
Circa ein Prozent nur, in der Größenordnung.
Das können Sie rechnen:
2,5 kg pro Quadratmeter und Jahr an
Kohlenhydraten, mal den Energieinhalt der
Kohlenhydrate, noch umgerechnet in
kWh, dann kommen da 11 kWh
pro Quadratmeter und Jahr
raus und ausgehend von 1.000 ist
das 1,1 % also rund 1 %.
Und das ist typisch
für die Photosynthese.
Kulturpflanzen liegen so bei
ein bis drei Prozent Wirkungsgrad.
Planwald hat etwas geringeren Wirkungsgrad, weil
da sehr viel Verschattung ist.
Ein Maisfeld hat einen etwas höheren Wirkungsgrad.
Spitzenwirkungsgrade an
Einzelblättern im Labor mit immer
sehr guter Einstrahlung
und hervorragender
Nährmittel- und Wasserzufuhr
kommen dann
im Labor auf 20-30 %, aber
bei Kulturpflanzen sind
das auf dem Feld dann ein bis drei Prozent.
Und das ist ja noch nicht das Ende. Jetzt
haben Sie die Kohlenhydrate, aber noch
kein Holz. Wenn sie die Kette jetzt
weiter verfolgen, dann landet
nur etwa 25 % davon im
nutzbaren Holz.
Weitere 25 % etwa landen in
Wurzeln, in Laub, in
Humusbildung oder bei Pflanzenfressern,
die Teile der Pflanze abknabbern.
Und der Großteil, circa 50%, den braucht
die Pflanze für Stoffwechselvorgänge und
für die Bildung von Pflanzenmasse.
Das nennt man
die Atmung bei Pflanzen.
Da wird also rund die Hälfte
dieser Kohlenhydrate wieder aufgebraucht.
Also ein Prozent für die Photosynthese
davon 25 %, dann sind sie bei 0,25 %.
Da ist jede Technik besser:
Photovoltaik und Solarthermie machen
das Hundertfache an Energie auf der
gleichen Fläche.
Oder umgekehrt, Sie müssten hundertmal
mehr Fläche verwenden,
um auf diesem Weg die gleiche
Energiemenge bereitzustellen, wie das mit
einer technischen Anlage der Fall wäre.
Das kann man der Photosynthese jetzt
nicht vorwerfen, die ist nicht dafür
gemacht, Energie zu produzieren, aber
man muss dieser Tatsache
ins Auge blickeln.
Damit bin ich am Ende dieses Themas.
Bis demnächst.