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BioAdd Additiveinsatz zur qualitätserhaltenden Lagerung von Holzhackgut

Im Projekt BioAdd wurde der Einsatz des alkalischen Additivs Calciumydroxid während der Lagerung von Fichten- und Pappelhackgut untersucht. Diese Maßnahme gewährleistet zum einen eine Reduktion des Trockenmasseverlustes durch mikrobielle Abbauprozesse, zum anderen kann das Risiko einer Selbstentzündung des Haufwerks entkräftet werden. Im Zuge ausführlicher mikrobiologischer sowie molekularbiologischer Methoden wurde die mikrobielle Gemeinschaft innerhalb der Haufwerke und der Einfluss des Additivs auf diese beschrieben. Überdies wurde der Einfluss der Additive auf die anschließende Verbrennung und Vergasung des Brennstoffes untersucht. Neben labortechnischen Experimenten sowie Lagerversuchen wurde die wirtschaftliche und technische Machbarkeit validiert und ein Konzept zur Brennstoffadditivierung während der Lagerung ausgearbeitet.

Ausgangssituation

Während der Lagerung von Holzhackgut zur energetischen Nutzung kommt es zum biologischen Abbau der Biomasse durch Bakterien und holzzerstörende Pilze. In Abhängigkeit der Hackgutqualität und äußeren Witterungsbedingungen werden pro Jahr 10-40 % der Trockenmasse abgebaut was zu erheblichen wirtschaftlichen Einbußen für Heiz(kraft)werkbetreiber führt. Neben dem Abbau der Biomasse kommt es immer häufiger zur Selbstentzündung von Lagerstätten, welche auf der mikrobiellen Aktivität gründet.
Nach derzeitigem Stand der Technik bietet die Trocknung der Biomasse einzige Abhilfe. In vielen Fällen ist die Trocknung aus entweder wirtschaftlicher oder kesseltechnischer Sicht nicht immer sinnvoll oder erwünscht. Im Zuge des Projekts BioAdd wurden Gegenmaßnahmen untersucht, die dem Substanzverlust und der Selbstentzündung während der Hackgutlagerung entgegenwirken. Dabei kamen Zusatzstoffe zum Einsatz, die vor allem eine Veränderung des pH-Wertes bewirken und die mikrobielle Aktivität einschränken. Diese Maßnahme bringt mehrere Vorteile mit sich. Zum einen gewährleistet die Zugabe von günstigen Additivstoffen eine Reduktion und Minimierung des Substanzverlustes, zum anderen wird die pyrolytische Zersetzung des Brennstoffes verhindert und in der Folge das Risiko einer Selbstentzündung entkräftet. Des Weiteren unterstützt der Einsatz von Calcium- und Magnesium-basierter Additive die verbrennungstechnischen Eigenschaften des Brennstoffes nachweislich.

Projektverlauf

Zu Beginn des Projektes wurde im Zuge verschiedener Laborversuche ein geeignetes Additiv sowie die wirksame Konzentration ermittelt. Anhand dieser Untersuchungen wurden zwei Lagerversuche durchgeführt und das Legerverhalten von Hackgut mit Additiv beschrieben. Es folgten Verbrennungs- und Vergasungsversuche im Labor-, als auch Industriemaßstab, um ebenfalls die weitere thermochemische Umsetzung des Hackgut-Additiv Gemisches zu untersuchen.

Meilensteine

  1. Additivstoffe und Konzentrationsbereiche identifiziert
  2. Lagerungsverhalten von Fichten- und Pappelhackgut mit Additiv beschrieben
  3. Mikrobielle Gemeinschaft charakterisiert
  4. Ascheschmelzverhalten beschrieben
  5. Verbrennungs- und Vergasungsverhalten beschrieben

"Obwohl die Lagerungsproblematik schon lange bekannt ist und sich viele Arbeitsgruppen damit auseinandergesetzt haben, verstehen wir noch immer nicht, was wirklich genau in so einem Haufwerk vor sich geht. Mit unserem Projekt, möchten wir etwas mehr Licht ins Dunkle bringen, aber auch neue Wege beschreiten."

– Sabrina Dumfort –

Ergebnisse

Calciumhydroxid vermag es eine pH-Spitze am Anfang der Lagerung zu induzieren und somit die Wachstumsbedingungen für holzzersetzende Mikroorganismen zu verschlechtern. Ebenfalls humanpathogene Pilze wie Aspergillus fumigatus und A. niger wurden durch den Einsatz des Additivs in ihrem Wachstum gehemmt. Die Reduktion der Trockenmasseverluste des Hackguts wurde durch den Einsatz von Calciumhydroxid bestätigt.

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