Kurzbeschreibung
Während der Lagerung von Holzhackgut zur energetischen Nutzung kommt es zum biologischen Abbau der Biomasse durch Bakterien und holzzerstörende Pilze. In Abhängigkeit der Hackgutqualität und äußeren Witterungsbedingungen werden pro Jahr 10-40 % der Trockenmasse abgebaut was zu erheblichen wirtschaftlichen Einbußen für Heiz(kraft)werkbetreiber führt. Neben dem Abbau der Biomasse kommt es immer häufiger zur Selbstentzündung von Lagerstätten, welche auf der mikrobiellen Aktivität gründet. Dabei produzieren anfängliche metabolische Aktivitäten Wärme, wodurch bis zu 80 °C im Haufwerksinneren erreicht werden können. Es folgen weitere exotherme physikalische und chemische Reaktionen, die die Temperatur weiter ansteigen lassen und zur thermischen Zersetzung des Materials führen. Unter bisher ungeklärten Umständen kommt es in manchen Fällen zur Selbstentzündung des Haufwerks. Nach derzeitigem Stand der Technik bietet die Trocknung der Biomasse einzige Abhilfe. In vielen Fällen ist die Trocknung aus entweder wirtschaftlicher oder kesseltechnischer Sicht nicht immer sinnvoll oder erwünscht. Eine optimierte Lagerlogistik kann ebenfalls zur Verbesserung der Lagerung beitragen, die hier aufgezeigten Probleme jedoch nicht gänzlich beheben. Im Zuge des vorgestellten Projekts sollen Gegenmaßnahmen untersucht werden, die dem Substanzverlust und der Selbstentzündung während der Hackgutlagerung entgegenwirken. Dabei sollen Zusatzstoffe zum Einsatz kommen, die vor allem eine Veränderung des pH-Wertes bewirken und die mikrobielle Aktivität einschränken. Diese Maßnahme bringt mehrere Vorteile mit sich. Zum einen gewährleistet die Zugabe von günstigen Additivstoffen eine Reduktion und Minimierung des Substanzverlustes, zum anderen wird die pyrolytische Zersetzung des Brennstoffes verhindert und in der Folge das Risiko einer Selbstentzündung entkräftet. Des Weiteren unterstützt der Einsatz von Calcium- und Magnesium-basierter Additive die verbrennungstechnischen Eigenschaften des Brennstoffes nachweislich. Im Konkreten wird der Ascheschmelzpunkt erhöht wodurch einer Verschlackung der Asche im Biomassekessel entgegen gewirkt wird. Im Zuge diverser labortechnischer Untersuchungen und Feldexperimente soll aufgeklärt werden, in welchem Ausmaß der Substanzverlust durch Additivstoffe reduziert wird und, in welchem Konzentrationsbereich signifikante Effekte nachgewiesen werden können. Zudem wird der Frage nach der Langzeitstabilität auf den Grund gegangen. Über Verbrennungs- und Vergasungsversuche wird der Effekt eingesetzter Additive genau beschrieben. Neben diesen Maßnahmen wird die wirtschaftliche und technische Machbarkeit validiert und ein erstes Konzept zur Brennstoffadditivierung während der Lagerung ausgearbeitet werden.