Tor­re­fi­zie­rung bringt höheren Heiz­wert für Pellets

Foto: DBFZ
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Pellets sind aktu­el­len Ein­brü­chen beim Absatz der dazu­ge­hö­ri­gen Hei­zun­gen zum Trotz, auf dem Vor­marsch. Die kleinen Press­linge sind wahre Kraft­pa­kete und ver­fü­gen etwa über die Hälfte des Brenn­werts von Heizöl. Das schafft kaum ein bio­ge­ner Brenn­stoff. Doch auch Pellets können einen noch höheren Brenn­wert errei­chen.

Das Ausgangsmaterial Holz ... Alle Fotos: DBFZ
Das Aus­gangs­ma­te­rial Holz … Alle Fotos: DBFZ

Das dazu­ge­hö­rige Ver­fah­ren heißt Tor­re­fi­zie­rung und sieht ein Dörren unter Luft­aus­schluss vor. Dabei werden nicht die Pellets tor­re­fi­ziert, sondern das Aus­gangs­ma­te­rial Holz. Anschlie­ßend werden daraus die Pellets gepresst. Erforscht wird das Tor­re­fi­zie­ren von Pellets derzeit von einem Team um David Ziegler am Deut­schen Bio­mas­se­for­schungs­zen­trum (DBFZ) in Leipzig.

Aus tor­re­fi­zier­tem Mate­rial Pellets zu pressen, ist aller­dings ver­hält­nis­mä­ßig schwie­rig“, so Ziegler. Die Zugabe von Wasser und Stärke erleich­tere daher die Her­stel­lung der Pellets. Eine all­ge­meine Faust­for­mel für die Menge an Wasser und Stärke oder even­tu­ell anderen Bin­de­mit­teln) gebe es jedoch keine, denn das sei sehr vom Tor­re­fi­zie­rungs­grad und dem Aus­gangs­ma­te­rial abhän­gig. Es ist aber auch möglich, die Pellets nach dem Pressen zu tor­re­fi­zie­ren.

... wird torrefiziert ...
… wird tor­re­fi­ziert …

Ver­wen­det werden könne das Mate­rial in kleinen, dezen­trale Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen auf Holz­ver­ga­ser­ba­sis und im Wär­me­be­reich durch Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen.

Vor­teile sieht Ziegler in den Lager‑, Transport- und Mahl­ei­gen­schaf­ten. Zudem bestehe in Verbrennungs- und Ver­ga­sungs­pro­zes­sen ein hohes Effi­zi­enz­stei­ge­rungs­po­ten­tial ver­bun­den mit Ver­bes­se­run­gen des Abbrand- und Emis­si­ons­ver­hal­tens.

Der Prozess läuft wie folgt ab:… und anschlie­ßend zu Pellets gepresst.

... und anschließend zu Pellets gepresst.
… und anschlie­ßend zu Pellets gepresst.
  • Tor­re­fi­zie­rung des Roh­ma­te­ri­als im Dreh­rohr­re­ak­tor
  • Industriemaßstab-Torrefizierungsgrad anhand End­tem­pe­ra­tur (275°C, 295°C, 305°C)
  • Pel­le­tie­rung von Holz­pel­lets in ENplus A1-Qualität (ISO 17225–2)
  • Ver­bren­nung der Pellets in einer Klein­feue­rungs­an­lage mit Trep­pen­rost­feue­rung, Nenn­wär­me­leis­tung (NWL) 30 kWth, Volllast- und Teil­last­be­trieb (100 % bzw. ~50 % NWL) — Messung von Fein­staub und gas­för­mi­ger Emis­sio­nen während der Ver­bren­nung

Die Tor­re­fi­zie­rung führt zu einer Erhö­hung von Asche­ge­halt, Heiz­wert, C‑, S‑, K‑, Cl-Gehalt sowie Summe der Fein­staub­bild­ner Ver­min­de­rung der flüch­ti­gen Bestand­teile, des Was­ser­ge­halts, der Schütt­dichte sowie der H‑, O- und N‑Gehalte Ver­schie­bung des C/O‑Verhältnisses.

Im Ver­gleich zu Holz­pel­lets sinken CO- und Feinstaub-Emissionen, Stick­oxide hin­ge­gen steigen an. Zudem hat die Qua­li­tät des Aus­gangs­ma­te­ri­als, also Holz­sorte, Feuch­tig­keit, Aus­wir­kun­gen auf das Verbrennungs- und Emis­si­ons­ver­hal­ten. Während aero­sol­bil­dende Ele­mente der tor­re­fi­zier­ten Holz­pel­lets höher sind als bei nicht­tor­ref­zier­ten Holz­pel­lets, sind die Par­ti­kel­emis­sio­nen mit denen der Ver­bren­nung von kom­mer­zi­ell erhält­li­chen Holz­pel­lets ver­gleich­bar.

Fied­lers Fazit: „Es konnte gezeigt werden, dass tor­re­fi­zierte Holz­pel­lets als Brenn­stoff in Klein­feue­rungs­an­la­gen unter gering­fü­gi­gen Anpas­sun­gen der Feue­rungs­an­lage ein­ge­setzt werden können. Für weitere Schluss­fol­ge­run­gen müssen weitere Tests in Ver­bren­nungs­an­la­gen durch­ge­führt werden.“