2012-03-13 PDF Hering Aktueller Stand der Pelletierung von ...PDF+Her… · 23.03.2010 Brennstoff...

Aktueller Stand der Kompaktierung von

Stroh in Deutschland – eine Marktübersicht

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft

Dipl.-Ing. Th. Hering

13.03.2012, Bad Hersfeld

Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland

3,1 3,5

0,2

2,1

9,5

15,1

7,4

4,85,9

7,03)

124)

141)

182)

mind.301)

0

5

10

15

20

25

30

35

Anteile EE am gesamtenEndenergieverbrauch

(Strom, Wärme, Kraftstoffe)

Anteile EE am gesamtenBruttostromverbrauch

Anteile EE an der gesamtenWärmebereitstellung

Anteile EE am gesamtenKraftstoffverbrauch

Anteile EE am gesamtenPrimärenergieverbrauch

[%]

1998 2000

2002 2004

2006 2007

2008

2020 Ziele der

Bundesregierung

1) Quellen: Erneuerbare-Energien-Gesetz, (EEG 2009) vom 25.10.2008 und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) vom 7.8.2008; 2) Quelle: Neue EU-Richtlinie zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen

3) Anteil Primärenergieverbrauch berechnet nach (der offiziellen) Wirkungsgradmethode; nach Substitutionsmethode: 9,2 %; 4) Ziel: 12 % energetisch; Quelle: Nationaler Biomasseaktionsplan für Deutschland

EE: Erneuerbare Energien; Quelle: BMU Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung", KI III 1; Stand: Juni 2009; Angaben vorläufig

Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut


Prognostizierte Deckungslücke für Deutschland im Jahr 2020: 20 bis 40 Mio. m³

Energieeffizienzen der verschiedenen Nutzungspfade

0

20

40

60

80

100

Wärme KWK Kraftstoff Strom

En

erg

iee

ffiz

ien

z in

%

(Quelle: Biomasseaktionsplan der Bundesregierung)


Quelle: Weiser & Vetter; TLL (2011)

Potenzial für Deutschland

nach Humusbilanz

Ca. 7 bis 13 Mio. t / a

[Repro, VDLUFA]


Stroh von Getreide, Ölsaaten, Körnerleguminosen


Alternative naturbelassene biogene Festbrennstoffe

Stroh- und Mischpellets (Holz-Stroh)

Getreidereste etc. sind seit 23.03.2010 Brennstoff nach § 3 Nr. 8 der 1. BImSchV

hohe Anforderungen bei Typenprüfung


486

12511

11774

856

1260

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Koks/Kohle Natur-Holz Pellets Restholz Stroheingesetzter Brennstoff

Anz

ahl d

er m

essp

flich

tigen

Anl

agen

201

0 [S

tück

]

Staub- und CO-Gehalt zu hoch

nur CO-Gehalt zu hoch

nur Staubgehalt zu hoch

1. BlmSchV eingehalten

Gesamtanlagenzahl

201015 -1.000 kW

16 -1.000 kW

15 - 100 kW

Gesamt Holz Restholz Stroh

handbeschickt 11209 357 5

automatisch 24.285 856 126

Gesamt 35494 1213 131


Statistik für mechanisch beschickte Feuerungsanlagen(1.BImSchV) feste Brennstoffe [Quelle: ZIV, 2010]

Brennstoffe nach Nr. 8 § 3 der 1. BImSchV

Grenzwerte (Typenprüfung) für Anlagen und Brennstoffe nach Nr. 8 § 3 der 1. BImSchV (Bezugs O2 13 %)

Rechtliche Rahmenbedingungen


Brennstoffkosten Quader-Ballen (20 ha /Schlag)

wesentliche Einflussfaktoren am Beispiel der Strohbereitstellung

1 Nährstoffwert • Stickstoff, Phosphor, Kalium, Mg, Ca

u.a. abhängig von Mittlere Kosten18,20 € /t (84 % TM)

• Invest.-kosten der Presseinrichtungen

• Einsatzzeiten (d/a, h/d)

• Umsetz- und Rüstzeiten

• Schlaggrößen

• Schwadabstände

• Strohertrag ?

2 Strohpressen

20,40 € / t

3 Qualitätssicherung • Wassergehalt

• Störstoff- und Beikrautanteil

3,00 € / t

4 Transport • Entfernung Feld - Lager - Heizwerk

• Technik / Pressdichte / Lagerungsdichte

14,00 bis 18,00 € / t

5 Verluste • ca. 5 % Verluste 2,00 € / t

∑ 57,60 bis 61,60 € / t

evtl. Zwischenlagerung verursacht Zusatzkosten für Ein- und Auslagerung, Lagerfläche, Transport, etc. zwischen 10,00 und 30,00 € / t

∑ 67,60 bis 91,60 € / tDipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut

Ballentransport mit Plattenwagen

Einsatz von Quader-Ballenpresse und Ballensammelwagen

Ablage der Ballen in Reihen


Logistikoptimierung

Balleneinlagerung mit Teleskoplader

neue Lagerhalle

herkömmliche Lagerhalle

Lagerung im Freien




Entwicklung der Strohpreise in Hessen (frei Anlage; Quelle: Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen)

y = 0,1517x2 - 2,7447x + 65,931

R2 = 0,7371

0

20

40

60

80

100

120

140

IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Pre

ise

[in €

/ t F

M, 1

5 %

TS

]

Bereitstellungskosten Strohpellets

4 Transport • Entfernung Pelletieranlage - Heizanlage

• Technik / Pressdichte / Lagerungsdichte

1 Strohpreis • Art, Lieferentfernung, Lagerung

u.a. abhängig von Mittlere Kosten57,60 bis 91,60 €/t

3 Art des Gebindes • Sackware, Big Bags, lose Ware 108 bis 175 €/t

• Invest.-kosten der Auflöseeinrichtungen

• Investkosten Kompaktieranlage

• Einsatzzeiten (d/a) und Durchsatz (t/h)

• Energiekosten (Strom, Dampf)

• Presshilfsmittel

2 Auflösung

Vermahlung

Konditionierung

Pressen

50 bis 80 €/t


Ballenauflöser - Strohpelletierungsanlage

Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Strohverbrennung

Hammermühle

DampferzeugerPressanlage

Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Strohverbrennung

Entwicklung von Designbrennstoffen


Chemisch-stoffliche Brennstoffeigenschaften z.B.• Stickstoff ⇒ NOx-Emissionen• Schwefel ⇒ SOx-Emissionen, Korrosion• Chlor ⇒ HCl-,PCDD/F-Emissionen, Korrosion• K, Na, Ca, (Mg)⇒ Ascheschmelzverhalten, Korrosion• Cd ⇒ Ascheverwertung

Physikalisch-mechanische Brennstoffeigenschaften z.B.• Schütt/Pressdichte ⇒ Transport, Lagerdichte• Wassergehalt ⇒ Lagerung, Heizwert, Ausbrand• Aschegehalt ⇒ Auslegung Austragsystem, Staubemission• Störstoffe (Beikrautanteil) ⇒ Ausbrand• Halmgutlänge (Stroh lang/kurz, Ganzpflanze)

Brennstoffeigenschaften

Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Halmgutverbrennung

Brennstoffeigenschaften

Form Art / Sorte Dichte kg/m³

Häcksel Stroh 50 - 70Rundballen Stroh 100 - 120Quaderballen Gräser 120 - 180Quaderballen Stroh 130 - 160Quaderballen Getreideganzpflanzen 150 - 230Hobelspäne Holz 80 - 100Hackgut Fichte 160 - 170Sägemehl Holz 160 - 180Hackgut Buche 250 - 260Pellets Holz u. Stroh 400 - 650Getreidekörner Hafer 500 - 550Getreidekörner Gerste 600 - 650Getreidekörner Weizen/Roggen 700 - 750

Vergleich der Press- und Schüttdichten (bei 85 % TS-Gehalt)


Brennstoffeigenschaften - Vergleich Rohaschegehalte

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

Ro

hasch

eg

eh

alt

[%

d. T

M]

M AX 2,0 1,9 3,0 2,1 4,9 4,8 8,4 12,8 9,3 10,9 12,0 7,6 4,5 1,2 2,2

M IN 1,5 1,3 1,9 1,6 3,0 4,1 2,6 3,2 3,0 4,8 4,0 3,4 0,6 0,3 0,2

M W 1,7 1,6 2,5 2,1 3,5 4,4 5,5 6,3 6,5 8,0 8,0 5,0 2,0 0,6 0,8

n = 25 n = 23 n = 25 n = 15 n = 5 n = 14 n = 52 n = 55 n = 51 n = 46 n = 47 n = 42 n = 288 n = 12 n = 51

Wi - Roggen

Wi - Weizen

Wi - Gerste

Wi - Trit icale

Hafer Wi - Raps

Wi - Roggen (Avanti)

Wi - Weizen (Batis)

Wi - Gerste

(Theresa)

Hafer (Flämlings-

lord)

Wi - Raps (Express)

Trit icale - GP

Pappel Laubholz Nadelholz

Körner HolzStroh

Gan

zp

fla

nze


Brennstoffcharakteristik Vergleich Ascheschmelzverhalten

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

Sintertemperatur Erweichungstemperatur Sphärischtemperatur Halbkugelpunkt Fließtemperatur

Tem

pera

tur

[°C

]

Nacktgetreide Spelzgetreide Triticale-GP

Getreidestroh Miscanthus Waldholz


Fragebogen



Ergebnisse

Keine Angaben

77%

Rücklauf23%

n = 150

n = 35

n = 115

Rücklauf

Mobile Anlagen

10%

Stationäre Anlagen

90%

n = 35

n = 39

n = 4

Mobil - Stationär

Ergebnisse

Pelletpresse

Brikettpresse

Kompaktierverfahren

n = 32

n = 7

n = 39



Herstellerverteilung (Pelletiereinrichtungen)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

AMANDUSKAHL GmbH

& Co. KG

BÜHLER AGCPM EuropeBV

GamaPardubice

s.r.o.

MÜNCH-Edelstahl

GmbH

NESTROLufttechnik

GmbH

PCMGreenEnergy

GbR

SALMATECGmbH

SWISSCOMBI

Anz

ahl

n = 9



Herstellerverteilung (Brikettiereinrichtungen)

0

1

2

3

GROSSApparatebau

GmbH

mütekSystemtechnik

GmbH

NESTROLufttechnik GmbH

PINI KAY RUFMaschinenbau

GmbH

Anz

ahl

n = 5


01

23

456

78

910

< 1 t/h 1-2 t/h 2-3 t/h 3-4 t/h 4-5 t/h 5-10 t/h 10-15 t/h

Anz

ahl

Pellet Brikett

Leistung der Pressen bei der Verarbeitung von Stroh


0

2

4

6

8

10

12

< 500 t/a 500 - 1.000 t/a 1.000 - 2.500t/a

2.500 - 5.000t/a

5.000 - 10.000t/a

> 10.000 t/a

An

zah

l

Pellet Brikett

Pressleistung pro Jahr (Durchschnitt)


0

1

2

3

4

5

6

7

8

1975-1979 1980-1984 1985-1989 1990-1994 1995-1999 2000-2004 2005-2009 ab 2010

An

zah

l

Pelletpressen Brikettpressen

Jahr der Inbetriebnahme der Pressen


Produktionsmenge - Rohstoffbezogen (absolut)

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

Heu/Gras Stroh Holz Miscanthus Sonstiges

Pro

dukt

ions

men

gen

[t /

a]

Pellets Briketts

2510 0

30229

153546

94040

80018070

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

Futtermittel Brennstoff Einstreu Sonstiges

Pro

dukt

ions

men

gen

[t /

a]

Pellet Brikett


Verwendungszweck der Presslinge (absolut)


Einstreu34%

Futtermittel55%

Sonstiges0%

Brennstoff11% Brennstoff

50%

Einstreu50%

Pellets Briketts

Verwendungszweck der Presslinge (relativ)


GrasballenGrascobsGraspelletsGrüncobsGrünfutter-PelletsGrünschnittpelletsHeupellets

HolzpelletsHolzbriketts

StrohballenStrohbrikett StrohcobsStrohhäckselStrohpelletsStrohpellets gekrümelt

GärrestepelletsLanggutpresslingeLuzerneballenLuzernecobsMiscanthuspellets

GrünmaispelletMaiscobsMaispelletsKörnermaiscobs

Erzeugte Produkte


LignolbondRoggenmehl

Sonstiges

Fett

Kalk

Melasse Vinasse

Zucker

Maisstärke,GetreidestärkeModifizierte Stärke

Stärke

WasserWasserdampf

Wasser

Verwendete Hilfsstoffe

Keine; n = 18

keine Angabe; n = 6


0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

0 50 100 150 200 250 300 350

Vermarktungspreise [€ / t]

erzielte Preise für lose Ware ab Werk (Herstellerangaben)


Handel17%

Direktvertrieb59%

Eigenbedarf24%

Sonstiges0%

Vermarktungswege der Kompaktate (relativ)


29. – 30. 03.2012

Weitere Informationen unter

www.tll.de/nawaro bzw.

[email protected]

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