Klimaschonend heizen

Prof. Dr. Wolfgang Kath-Petersen vom Institut für Bau- und Landmaschinentechnik sucht auf :metabolon nach dem perfekten Rohstoffmix von Pellets. Denn die Qualität dieses stark verdichteten Brennmaterials ist abhängig von den unterschiedlichen Stoffzusammensetzungen.

Prof. Dr. Wolfgang Kath-Petersen Prof. Dr. Wolfgang Kath-Petersen ist Direktor des Instituts für Bau- und Landmaschinentechnik. (Bild: Thilo Schmülgen/TH Köln)

Die Wirkungsmacht des Borkenkäfers führt manchmal zu ungeahnten Folgen, zum Beispiel bei Forschungsvorhaben: Weil der „Buchdrucker“ in den letzten zwei Jahren in den Wäldern für erheblichen Flurschaden gesorgt hat, ist der Holzpreis mittlerweile so stark gesunken, dass es sich finanziell nicht lohnt, neben den Stämmen auch das Kronenrestholz aus den Wäldern abzutransportieren und weiterzuverarbeiten.

Laub als Energielieferant

Deshalb beschränkt sich der Professor für Bodentechnik und landwirtschaftliche Produktionsverfahren jetzt „nur“ auf die Stämme der unterschiedlichen Baumarten. Und auf das Laub. Für das braucht man eigentlich nicht mal raus in den Wald. An die 1.000 Tonnen Laub und Grünschnitt sammeln die Abfallwirtschaftsbetriebe jedes Jahr alleine in Köln auf. Bisher wird der wertlose Rohstoff kompostiert, doch sofern auch der ökonomische Aspekt stimmt, könnte städtisches Laub durchaus als Wärmequelle dienen. Sammeln, reinigen, trocknen, zerkleinern, pelletieren, die finanziellen Kosten sind ebenso Teil von Kath-Petersens Untersuchungen wie eine bessere Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit der Pellets und welchen Einfluss diese Parameter auf die Verbrennungseigenschaften haben.

Die Holzart und ihre Eigenschaften bestimmen die Energiestärke. Die Haltbarkeit der Pellets ist hingegen abhängig von den Zusatzstoffen. Eine perfekte Rieselfähigkeit ist für Transport und Lagerung der Presslinge notwendig. Wenn die kleinen, zumeist nur vier Zentimeter Durchmesser besitzen Bällchen sich schnell mit Feuchtigkeit vollsaugen, zerbrechen oder zerbröseln, ist das allerdings kritisch. Für bessere Witterungseigenschaften experimentiert das Team um Kath-Petersen mit verschiedenen Zuschlagstoffen. Dabei arbeitet es mit dem Natural Resources Research Institute der University of Minnesota zusammen, das ähnliche Bestrebungen hat und jetzt eine Charge behandelter Pellets nach Lindlar schickt, um sie auf :metabolon in einer Versuchsreihe verbrennen zu lassen.

Forstwirtschaft bietet Rohstoffpotenzial

Pelletiermaschine Am Lehr- und Forschungszentrum :metabolon sucht Prof. Dr. Wolfgang Kath-Petersen nach dem optimalen Rohstoffmix für Pellets, die in solchen Pelletieranlagen hergestellt werden. (Bild: Costa Belibasakis/TH Köln)

Heizen mit Pellets ist bundesweit in den Ein- und Mehrfamilienhäusern noch bei weitem nicht so etabliert wie Gas- oder Ölheizungen. 2017 gab es insgesamt rund 440.000 Pelletheizungen, von kleinen Kaminöfen bis zu Kesseln mit über 50 kW. Ein Grund für die vergleichsweise niedrige Zahl sind die Anschaffungskosten der Heizung und die notwendige Lagerung der Pellets. Doch im Vergleich zu den fossilen Wärmequellen sind Pellets klimaschonend. Sie werden ausschließlich aus Holzabfällen hergestellt, die als Sägenebenprodukte oder in anderen forstwirtschaftlichen Bereichen entstehen – wie bei der regelmäßigen Durchforstung der Wälder. Bei einer Waldfläche von 11,4 Millionen Hektar in Deutschland bietet sich ausreichend Abfall-Rohstoff an, um eine saubere Alternative der Wärmegewinnung auszubauen.

Pellet verbrennt nahezu CO2-neutral, es wird nur die Menge an Kohlenstoffdioxid freigesetzt, die das Holz im Laufe seines Wachstums aufgenommen hat. Dennoch „sehen wir bei den Pellets noch einigen Forschungsbedarf, besonders auch bei dem Rohstoffmix, den wir komprimieren und verbrennen wollen, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern”, sagt Kath-Petersen. „Je günstiger der Brennstoff wird, desto größer seine Vorzüge gegenüber den heute üblichen Wärmequellen. Denn vor dem Hintergrund einer künftigen CO2-Besteuerung wird der nachwachsenden Rohstoff immer attraktiver.“

4.3.2020

M
M