Hackschnitzel als Brennstoff: Der umfassende Leitfaden von der Herstellung bis zur Verwendung
Holzhackschnitzel werden auch als Hackschnitzel oder Hackgut bezeichnet und als erneuerbarer Rohstoff, beispielsweise zur Herstellung von Holzwerkstoffen, aber auch energetisch eingesetzt. Hackschnitzel werden vor allem als feste Biobrennstoffe in verschiedenen Arten von Heizsystemen eingesetzt, darunter Hackschnitzelheizungen für Ein- und Mehrfamilienhäuser, kommunale und gewerbliche Heizwerke sowie Biomasse-Heizkraftwerke mit einer Leistung von zwei- bis dreistelligen Megawatt-Werten. Diese Systeme dienen der umweltfreundlichen Erzeugung von Heizwärme, Wärme-/Prozessdampf und Strom. Bei Hackschnitzeln für Hackschnitzelheizungen können verschiedene Arten von Holz genutzt werden, beispielsweise Waldrestholz, Schwachholz aus der Durchforstung, chemisch unbehandeltes Industrierestholz oder Gebrauchtholz. Auch Hackschnitzel aus der Landschaftspflege und von landwirtschaftlichen Kurzumtriebsplantagen werden für den Kauf immer interessanter. Auf dem Markt werden sowohl reine Sortimente als auch Mischungen von Hackschnitzeln angeboten. Es ist vor dem Gebrauch jedoch zu beachten, dass die Eigenschaften und Qualität der Hackschnitzel erheblich variieren können – und somit auch ihre Eignung für den Einsatz in verschiedenen Hackschnitzelheizungen.
Was sind Hackschnitzel?
Bei Hackschnitzeln handelt es sich um zerkleinertes Holz, das unter anderem als Brennstoff für Heizanlagen geeignet ist. So wird etwa Restholz, welches bei der Holzverarbeitung von beispielsweise Nadelholz in der Produktion und im Wald anfällt, verwertet. Da solche Holzabfälle nicht für hochwertige Produkte verwendet werden können, würden sie eigentlich ungenutzt im Müll landen oder im Wald verrotten. Werden sie allerdings zu Hackschnitzeln verarbeitet, erhalten Sie neue Verwendungsmöglichkeiten als Brennstoff, aber auch in Bereichen wie der Pilzzucht oder als Holzhäcksel aus Nadelholz auf Spielplätzen. Zur gezielten Produktion von Holzhackschnitzeln werden Kurzumtriebsplantagen genutzt, die in Deutschland auf Ackerland angelegt sind und als Energiewald gelten, jedoch nicht den Bestimmungen des herkömmlichen Waldes gemäß dem Bundeswaldgesetz (BWaldG) unterliegen.
Herstellung von Hackschnitzeln
Viele Betreiber von Kleinfeuerungsanlagen produzieren ihre eigenen Hackschnitzel. Zur Herstellung von Hackschnitzeln werden sogenannte Hacker verwendet – mobile oder stationäre Maschinen, in denen das Rohmaterial zerteilt und zerkleinert wird. Im industriellen Bereich werden auch häufig Zerspaner zum Zerkleinern eingesetzt. Diese stationären Maschinen arbeiten mit langsamen Wellen und stumpfen Werkzeugen wie Brechern und Schreddern, um Altholz zu zerkleinern und aufzubereiten. Als Resultat entsteht Schredderholz.
Damit Holzhackschnitzel in hoher Qualität hergestellt werden können, ist es sinnvoll, das Hackgut zuvor mithilfe von Trommel- bzw. Scheibensieben oder Plansichtern zu sieben und zu sortieren. Durch das Aussieben kann eine gleichförmige Partikelgröße sowie ein geringer Feinanteil erreicht werden. Da viele Betreiber von Hackschnitzelheizungen ihr Hackgut selbst herstellen, wird diese Alternative zu Gas- und Ölheizungen vorwiegend in Wohnhäusern sowie in Betrieben im Bereich der Land-, Forst- und Holzwirtschaft verwendet.
Eigenschaften von Hackschnitzeln
Wichtige Eigenschaften von Hackschnitzel sind:
- Wassergehalt: Der Wassergehalt beeinflusst den Energiegehalt von Holz maßgeblich und hat auch Auswirkungen auf die Lagerfähigkeit von Hackschnitzeln. Mit einem Wassergehalt unter 30% sind Holzhackschnitzel lagerfähig, weil sie so keinem oder nur minimalem mikrobiellen Abbau von Holz und somit Verlust an Masse und Energie ausgesetzt sind. Es wird empfohlen, das Holz vor dem Hacken zu trocknen, um den Wassergehalt noch weiter auf etwa 20% zu reduzieren und den Energiegehalt der Hackschnitzel von ca. 2 kWh pro kg auf 4 kWh pro kg zu erhöhen.
- Aschegehalt: Der Aschegehalt gibt Auskunft über den Anteil an mineralischen Bestandteilen in den Hackschnitzeln. Ein hoher Aschegehalt kann zu Ablagerungen im Heizsystem führen und die Effizienz der Verbrennung beeinträchtigen.
- Korngrößenverteilung: Die Korngrößenverteilung der Hackschnitzel kann die Durchlässigkeit des Brennstoffs beeinflussen und somit die Verbrennungseffizienz beeinträchtigen. Eine optimale Korngrößenverteilung gewährleistet eine gute Durchlüftung und gleichmäßige Verbrennung.
- Schüttdichte: Die Schüttdichte beschreibt die Energiedichte der Holzhackschnitzel, also das räumliche Volumen, das für den Transport und die Lagerung erforderlich ist. Auswirkung hat die Schüttdichte auch auf die Menge an Holz, die in einer bestimmten Zeit verbrannt werden muss, um eine gewünschte Wärmeleistung zu erreichen. Der Energiegehalt je Volumeneinheit kann trotz ähnlichem Energiegehalt pro kg Holz variieren, je nachdem welche Baumart verarbeitet wurde. Der Heizwert von Holzhackschnitzeln hängt zwar nicht sehr stark von der Baumart ab, wenn es um die massebezogene Betrachtung geht, dennoch es ist wichtig, die oben genannten Eigenschaftsparameter zu berücksichtigen, um den geeigneten Brennstoff für den jeweiligen Verwendungszweck auszuwählen.
- Stickstoff- und Chlorgehalt: Der Gehalt an Stickstoff und Chlor in den Hackschnitzeln kann Auswirkungen auf den Verbrennungsprozess und die Emissionen haben. Hohe Gehalte können zu Luftverschmutzung und Korrosion in den Heizanlagen führen.
Verwendung von Hackschnitzeln als Brennstoff
Hackschnitzel werden häufig in automatischen Holzheizungen verwendet. Diese Heizungsanlagen sind dazu in der Lage, die Holzhackschnitzel effizient zu verbrennen und Wärme für Wohngebäude, aber auch für große Gebäude und Industrieanlagen zu erzeugen. Für gewöhnlich werden Hackschnitzel in einem Lagerraum aufbewahrt und über eine automatische Zuführung in den Kessel gebracht, wo sie zur Wärmeerzeugung verbrannt werden. Dieses System bietet eine nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen und trägt zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei.
Hackschnitzel werden auch in Biomassekraftwerken als Brennstoff verwendet. In solchen Anlagen wird Biomasse (einschließlich der Verwendung von Hackschnitzeln) zur Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme genutzt. Die Hackschnitzel werden verbrannt, um Dampf zu generieren, der wiederum eine Turbine antreibt und Strom erzeugt. Die entstehende Abwärme kann für industrielle Prozesse oder die Fernwärmeversorgung genutzt werden. Biomassekraftwerke tragen zur Diversifizierung der Energieversorgung bei und bieten eine erneuerbare Energiequelle, die weniger kohlenstoffintensiv ist als fossile Brennstoffe.
Hackschnitzel können auch in Verbindung mit anderen Technologien eingesetzt werden, um noch effizientere und nachhaltigere Energielösungen zu schaffen. Beispielsweise lassen sich Hackschnitzelheizungen mit solarthermischen Systemen kombinieren, um sowohl Sonnenenergie als auch Biomasse für die Wärmeerzeugung zu nutzen. Diese hybriden Systeme ermöglichen eine bessere Verwertung erneuerbarer Energien und können die Betriebskosten weiter senken.
Vorteile von Hackschnitzeln
Das Heizen mit Hackschnitzeln bietet viele Vorteile, darunter:
- Nutzung eines preiswerten Brennstoffs
- Senkung des CO₂-Fußabdrucks
- Reduzierung von Deponiemüll und Förderung einer nachhaltigen Ressourcennutzung
- Reduzierung des Bedarfs an langen Transportwegen sowie Unterstützung der lokalen Wirtschaft
- Erzielen hoher Wirkungsgrade bei maximaler Leistung
- Eignung auch für große Gebäude als Holzheizung
- Regionale Verfügbarkeit meist in großen Mengen
- Flexible Anwendungsmöglichkeiten von Hackschnitzeln als Brennstoff in verschiedenen Bereichen
Lagerung und Handhabung von Hackschnitzeln
Im Umgang und bei der Lagerung von Hackschnitzeln sind einige Faktoren zu beachten: Damit Hackschnitzel gut gelagert werden können, sollte am besten trockenes bzw. vorgetrocknetes Hackholz mit geringem Reisig- und Nadel- bzw. Laubanteil verwendet werden. Die Hackschnitzel sollten zudem trocken gelagert und vor erneuter Befeuchtung geschützt werden. Darüber hinaus empfiehlt es sich, Hackschnitzel möglichst kurz (maximal etwa drei Monate) zu lagern. Das Hackschnitzellager sollte von Arbeits- und Wohnräumen getrennt sein, um das Risiko von Schimmelpilzsporen auf Lebensmitteln oder Kleidung zu vermeiden.
Für eine bessere Lagerfähigkeit von Holzhackschnitzeln sollte der empfohlene Wassergehalt von unter 30% angestrebt werden. Am besten werden die Hackschnitzel unter einem Dach eingelagert, beispielsweise in einem Lagerschuppen, in dem die Holzstücke vor Wetter, Feuchtigkeit und vor Tieren geschützt sind. Bei einer Lagerung im Freien ist ein trockener, sonniger und windexponierter Ort zu wählen.
Anforderungen an Hackschnitzelheizungen
Damit eine Hackschnitzelheizung unter verschiedenen Bedingungen optimal funktioniert, ist eine effiziente Steuerung, eine sogenannte Regelung, wichtig. Diese Regelung kann entweder leistungs- oder verbrennungsgesteuert erfolgen. Eine effektive Steuerung übernimmt zusätzliche Funktionen während des Betriebs einer Hackschnitzelheizung, wie beispielsweise das Puffermanagement oder die automatische Rücklauftemperaturanhebung. Auch die Verbrennungsregelung und die Kombi-Regelung spielen eine wichtige Rolle bei Hackschnitzelheizungen.
Die Verbrennungsregelung zielt darauf ab, ein optimales Verhältnis zwischen Brennstoff- und Luftzufuhr zu erreichen, um den Verbrennungsprozess zu verbessern und stets effizient zu heizen. Durch diese Regelung ist es sogar möglich, sowohl trockene als auch relativ feuchte Holzhackschnitzel effizient zu verbrennen. Damit die Verbrennung entsprechend angepasst werden kann, werden Instrumente wie Temperatursensoren und Lambdasonden verwendet, die der Steuerung die relevanten Daten liefern. Auf diese Weise erkennt die Hackschnitzelheizung anhand der Abgaswerte, ob eine unvollständige Verbrennung stattfindet, was die Umweltbilanz beeinträchtigen und die Gesamteffizienz der Holzheizung verringern würde. Die Verbrennungsregelung passt dann den Verbrennungsprozess an, um wieder optimale Werte zu erreichen.
Zudem gibt die Regelung der Hackschnitzelheizung überschüssige Wärme an den Pufferspeicher ab, wenn sie gerade nicht für die Beheizung des Hauses benötigt wird. Wenn die Steuerung der Hackschnitzelheizung mit einem Außentemperaturfühler ausgestattet ist, kann sie auch noch die Wärmeproduktion anhand der gemessenen Außentemperaturen anpassen. Die Regelung übernimmt auch die Koordination der Wärmeproduktion, wenn die Hackschnitzelheizung mit einem anderen Heizsystem kombiniert wird. Um eine effektive Regelung zu gewährleisten, sollte die Hackschnitzelheizung mit der entsprechenden Sicherheitstechnik ausgestattet sein, die beispielsweise vor Rückbränden schützt. Um sicherzustellen, dass die erforderlichen technischen Anforderungen an Hackschnitzelheizungen und -anlagen erfüllt werden, wenden Sie sich am besten an einen Fachbetrieb.
Nachteile und Herausforderungen bei der Verwendung von Hackschnitzeln
Bei der Verwendung von Hackschnitzeln als Brennstoff können auch Nachteile auftreten:
- Der Erwerb einer Hackschnitzelheizung kann anfangs teuer sein
- Für den Betrieb einer Hackschnitzelheizung wird ein ausreichend großes Brennstofflager benötigt
- Hackschnitzelheizungen benötigen in der Regel mehr Platz als andere Heizsysteme, da sie über eine größere Heizungsanlage verfügen, die Platz für den Brennstoffvorrat, den Wärmetauscher und andere Komponenten benötigt
- Höherer Wartungsaufwand bei Verwendung einer Förderschnecke
- Möglicher Bedarf an einer neuen Abgasanlage
- Als Nebenprodukt fällt Asche an, die regelmäßig aus der Aschetonne entfernt werden muss
Hackschnitzel im Vergleich zu anderen Holzbrennstoffen
Hackschnitzel sind genauso wie Pellets, Scheitholz und andere Holzbrennstoffe beliebte Optionen für die Beheizung von Gebäuden. Sie alle haben verschiedene Vor- und Nachteile und sind für unterschiedliche Einsatzgebiete besser oder schlechter geeignet. Bei der Wahl zwischen diesen Holzbrennstoffen sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:
- Größe des zu beheizenden Raums
- Verfügbarkeit und Kosten der Brennstoffe
- die angestrebte Bequemlichkeit
- Wirkungsgrad der Heizsysteme
Hackschnitzelheizungen sind in der Regel für den Einsatz in größeren Gebäuden konzipiert, da sie einen größeren Lagerraum für die Hackschnitzel erfordern.
Pellets verfügen über einen höheren Energiegehalt als Hackschnitzel. Sie werden in automatischen Pellet-Öfen oder -Kesseln verbrannt. Auch sie haben den Vorteil, dass sie einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Feuchtigkeit aufweisen, was zu einer effizienten Verbrennung führt. Zudem sind sie in Bezug auf die Lagerung und Handhabung einfacher als Hackschnitzel.
Scheitholz ist die traditionellste Form von Holzbrennstoff und besteht aus gespaltenen Holzscheiten. Diese Variante ist optimal für die Verwendung in Kaminöfen oder offenen Kaminen geeignet, erfordert jedoch mehr manuelle Arbeit beim Lagern, Spalten und Nachlegen. Scheitholz hat außerdem einen niedrigeren Energiegehalt und eine höhere Feuchtigkeit im Vergleich zu Pellets oder Hackschnitzeln.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Holzhackschnitzel eine kostengünstige und nachhaltige Option für die Beheizung von größeren Gebäuden darstellen. Sie werden aus Restholz oder Waldabfällen gewonnen und in speziellen Hackschnitzelheizungen verbrannt. Im Vergleich zu Pellets und Scheitholz haben Hackschnitzel einen geringeren Energiegehalt und erfordern einen größeren Lagerraum. Dennoch bieten sie eine effiziente Wärmeerzeugung und können eine gute Lösung sein, wenn die Verfügbarkeit von Restholz hoch ist und größere Gebäude beheizt werden müssen.
Insgesamt sind Hackschnitzel eine umweltfreundliche Alternative, die zur Reduzierung von Holzabfällen beiträgt und eine nachhaltige Energiequelle darstellt. Sollten Sie unsicher sein, welche Art der Beheizung durch Holzbrennstoffe die richtige für Sie ist, sollten Sie sich Unterstützung durch einen Fachbetrieb einholen, der Ihnen abhängig von Ihren individuellen Bedürfnissen, der Größe des zu beheizenden Gebäudes und den Möglichkeiten zur Lagerung bei der Entscheidungsfindung hilft. Haben Sie weitere Fragen zum Thema Hackschnitzeln, können Sie sich auch jederzeit per Live-Chat, E-Mail oder telefonisch an das fachkundige Team von EMOVA wenden.
