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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
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)
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Quelle: Weiser & Vetter; TLL (2011)
Potenzial für Deutschland
nach Humusbilanz
Ca. 7 bis 13 Mio. t / a
[Repro, VDLUFA]
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Stroh von Getreide, Ölsaaten, Körnerleguminosen
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Logistikoptimierung
Balleneinlagerung mit Teleskoplader
neue Lagerhalle
herkömmliche Lagerhalle
Lagerung im Freien
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Ballenauflöser - Strohpelletierungsanlage
Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Strohverbrennung
Hammermühle
DampferzeugerPressanlage
Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Strohverbrennung
Entwicklung von Designbrennstoffen
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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)
Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Halmgutverbrennung
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Halmgutverbrennung
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Stand der Halmgutverbrennung
Fragebogen
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Ergebnisse
Pelletpresse
Brikettpresse
Kompaktierverfahren
n = 32
n = 7
n = 39
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Herstellerverteilung (Brikettiereinrichtungen)
0
1
2
3
GROSSApparatebau
GmbH
mütekSystemtechnik
GmbH
NESTROLufttechnik GmbH
PINI KAY RUFMaschinenbau
GmbH
Anz
ahl
n = 5
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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)
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Verwendungszweck der Presslinge (absolut)
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Einstreu34%
Futtermittel55%
Sonstiges0%
Brennstoff11% Brennstoff
50%
Einstreu50%
Pellets Briketts
Verwendungszweck der Presslinge (relativ)
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
GrasballenGrascobsGraspelletsGrüncobsGrünfutter-PelletsGrünschnittpelletsHeupellets
HolzpelletsHolzbriketts
StrohballenStrohbrikett StrohcobsStrohhäckselStrohpelletsStrohpellets gekrümelt
GärrestepelletsLanggutpresslingeLuzerneballenLuzernecobsMiscanthuspellets
GrünmaispelletMaiscobsMaispelletsKörnermaiscobs
Erzeugte Produkte
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
LignolbondRoggenmehl
Sonstiges
Fett
Kalk
Melasse Vinasse
Zucker
Maisstärke,GetreidestärkeModifizierte Stärke
Stärke
WasserWasserdampf
Wasser
Verwendete Hilfsstoffe
Keine; n = 18
keine Angabe; n = 6
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
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)
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
Handel17%
Direktvertrieb59%
Eigenbedarf24%
Sonstiges0%
Vermarktungswege der Kompaktate (relativ)
Dipl.-Ing. Th. Hering Energie aus Halmgut
29. – 30. 03.2012
Weitere Informationen unter
www.tll.de/nawaro bzw.