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Torre­fi­zierung bringt höheren Heizwert für Pellets

von | 20. November 2015

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 172252)
  • 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.“

Frank Urbansky

Freier Jour­na­list und Fach­au­tor, unter anderem für die Fach­ma­ga­zine und Portale Brenn­stoff­spie­gel, Uniti; DW Die Woh­nungs­wirt­schaft und Immo­bi­li­en­wirt­schaft; Haufe-Lexware; Energie&Management; IVV, Huss Medien; Motor­tech­ni­sche Zeit­schrift und Sprin­ger­Pro­fes­sio­nal; Sprin­ger Fachverlag; SHK Profi und tab, Bau­ver­lag; stadt+werk, k21

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