Emissionsarme Pellets

Bei Emissionen von Brennstoffen denken wir instinktiv an Abgase, die durch den Kamin in die Luft gelangen. Aber Brennstoffe emittieren auch während der Lagerung verschiedene flüchtige, oft geruchsintensive Stoffe. Jeder erfährt dieses Phänomen, wenn er einen Heizöltank im Keller sein Eigen nennt. Was bei fossilen Brennstoffen selbstverständlich ist, erwartet man bei Holzpellets nicht ohne Weiteres. Nach einigen internationalen Kohlenmonoxid-Unfällen und Reklamationen von Gerüchen in Lagerräumen hat die Branche Lösungen zu diesem Thema gesucht. Lagerraumnormen schreiben nun vor, dass Lagerräume mit Belüftungsdeckeln und Warnhinweisschildern ausgestattet sein müssen. Neben Kohlenmonoxid entstehen auch diverse geruchsaktive Emissionen, welche trotz ihres natürlichen Ursprungs als sehr störend wahrgenommen werden können. Die Zusammensetzung dieser Emissionen entspricht fast 1:1 jenen, die von Holz und Holzwerkstoffen bekannt sind. Neu ist, dass in Pelletslagerräumen verhältnismäßig große Mengen an Holz kleinräumig gelagert werden und dabei auch intensiv mit Luft in Kontakt stehen. Darum treten diese Emissionen oft kurzzeitig in hohen Konzentrationen auf und werden als störend wahrgenommen. In Einzelfällen sind die Gerüche auch von gefährlich hohen Mengen von Kohlenmonoxid begleitet – insbesondere dann, wenn Lagerräume unzureichend nach außen belüftet sind.

Gefördertes Branchenprojekt

Obwohl bei Einhaltung der aktuellen Normen das Stör- und Gefährdungspotenzial auf ein Minimum reduziert sind, bemüht sich die Pelletsbranche, das Produkt noch sicherer zu gestalten. Es wurden bereits zahlreiche nationale und internationale Forschungsprojekte zu Geruchs- und Kohlen-monoxid-Emissionen durchgeführt. Die Emissionen stammen aus dem Abbau von Holzinhaltsstoffen, wobei die Oxidation ungesättigter Fettsäuren eine wichtige Rolle spielt. Die Reaktionsmechanismen sind bei geruchsrelevanten Stoffen besser erforscht als bei Kohlenmonoxid. Obwohl Geruchsemissionen oft mit CO-Emissionen einhergehen, treten sie nicht immer gleichzeitig auf. Frisch produzierte Pellets emittieren unter diffusionsoffenen Lagerbedingungen vorwiegend Terpene und Aldehyde, wobei die Spitzenwerte in der Regel nach zwei bis drei Wochen auftreten und nachher wieder abflachen (Grafik).
Im FGG-geförderten Branchenprojekt SmellProcess, koordiniert von proPellets Austria und unterstützt von zahlreichen Branchenpartnern, untersuchen die Holzforschung Austria (HFA), Bioenergy 2020+ (BE 2020+) und die TU-Graz produktionsseitige Einflüsse auf das Emissionspotenzial von Pellets. Es werden Maßnahmen untersucht, die entweder darauf abzielen, die emissionsrelevanten Holzinhaltsstoffe durch Additive oder Rohstoffblending vor Oxidation zu schützen, oder durch adaptierte Prozessführung ein frühzeitiges Abreagieren der relevanten Vorläufersubstanzen zu erreichen.
Etwa 30 Produktvarianten wurden bisher auf Industrieanlagen und im Biomassetechnikum der HFA hergestellt und anschließend in den Labors der F&E Partner vermessen. Das erste Forschungsjahr zeigte, dass eine Stabilisierung durch Additive und bestimmte Rohstoffmischungen prinzipiell möglich ist, aber bei starkem Emissionsdruck nicht ausreicht, um Gerüche und gefährliche CO-Belastungen ganz auszuschließen. Einige Additive und Rohstoffmi-schungen werden im zweiten Forschungsjahr unter Realbedingungen weiter untersucht. Ein frühzeitiges Abreagieren der Vorläufersubstanzen ist durch gezielte Prozessführung bei der Trocknung, Konditionierung und Vorzerkleinerung möglich. Aber auch hier gibt es keine Einzelmaßnahmen, welche die Problematik vollständig lösen können.

Online-Messmethoden

Da Emissionsprobleme meist nur punktuell – zum Beispiel im Frühjahr – auftreten, wird begleitend an Online-Messmethoden gearbeitet, um Emissionsrisiken vorausschauend zu detektieren. Dazu wurde Anfang 2017 ein Online-NIR-Messsystem von Bühler auf der Versuchsanlage der HFA in Betrieb genommen. Aufbauend auf Ergebnissen des Vorläuferprojektes (Pellet Rapid Test – TU Graz), wird weiter daran gearbeitet, ein „Emission Fingerprinting“ für Holzspäne zu entwickeln. Pelletsproduzenten sollen in die Lage versetzt werden, durch Online-Messung mittels NIR-Technologie bereits am Rohstoff zu erkennen, ob die produzierten Pellets zu CO- beziehungsweise Geruchsemissionen neigen werden. Dadurch können Gegenmaßnahmen im Bedarfsfall zielgerichtet eingesetzt werden, so die Vision des Projektteams.
Die wissenschaftlichen Ansprechpartner des Konsortiums sind Wilfried Pichler (HFA), Christian Pointner (BE2020+) und Barbara Pöllinger-Zierler (TU Graz).