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DAS FACHMAGAZIN FÜR BIOENERGIE UND -ÖKONOMIE Mittwoch, 20.06.2018

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Der Holzvergaser stammt von Kuntschar, Franz Lunzner aber verbessert das Gesamtsystem vor allem im Bereich Hackschnitzelqualität. Die Anlage auf seinem Holzenergiehof in Burgheim ist zudem Versuchsanlage für verschiedene Holzarten und mehr.

„Die Qualität der Holzhackschnitzel ist entscheidend“, betont Franz Lunzner immer wieder, wenn es um Holzvergaser geht. Er betreibt einen HVG 150 von Kuntschar auf seinem Holzenergiehof Burgheim im Donautal.

Früher baute der Maschinenbautechniker und Industriemeister Biogasanlagen, erzählt Lunzner – vor 20 Jahren schon. Er sei auch selbst an einer beteiligt gewesen. Außerdem betreibt er die Lunzner Stall-Biogastechnik, die vor allem Stall- und Getreidetechnik installiert. Diese übernahm inzwischen teilweise Lunzners Sohn Stephan. Franz Lunzener haben es indes Holzvergaser angetan. Diese entwickelt er jedoch im Rahmen der Firma Lunzner Energieerzeugung. Den großen Vorteil der Nutzung von Holz zur Energie-erzeugung statt Maissilage und Co. wie in Biogasanlagen sieht Lunzner in dem geringeren Wassergehalt und damit der höheren Transportwürdigkeit des Holzes. In Burgheim baute er einen Kuntschar-Holzvergaser als Versuchsanlage auf und sucht hier nach allerlei Verbesserungen.

lunzner_hackschnitzel_grDas fängt beim Brennstoff Holz an. „Wir nutzen gerade Linde“, erklärt Lunzner und nimmt eine Handvoll Hackschnitzel aus der Miete auf dem Hof. Sein Blick wandert auf den kleinen Hallenkomplex, in dem der Vergaser in einem extra abgemauerten Raum untergebracht ist. Ein Edelstahlschornstein ragt über die Dächer hinaus. Er ist jedoch außer Betrieb, denn er gehört zu der landwirtschaftlichen Trocknung, die hier ursprünglich betrieben wurde. Außerdem schimmert auf einer nach Süden geneigten Dachfläche das Blau der Module einer 30-Kilowatt-Photovoltaikanlage. Sie gehört allerdings dem Eigentümer des Geländes, der es vor drei Jahren an Lunzner verpachtete.

Verschiedene Holzarten

Lunzner hält immer noch die Hackschnitzel in der Hand: „Die stammen aus dem Stadtwald Donauwörth“, erzählt er. Sie würden grundsätzlich Holz aus der Region nehmen, die Holzarten sind aber durchaus verschieden. Mit dem Lindenholz ist er nicht glücklich. Es hat zu wenig Brennwert, der elektrische Wirkungsgrad sank um zehn bis 15 Prozent. Buche und Fichte seien besser, vor allem besäßen sie eine gleichmäßigere Struktur und hätten einen geringeren Ascheanteil. Birke beurteilt er ebenfalls positiv, und „Pappel geht auch ganz gut, das probierte ein Kunde“, plaudert der Firmeninhaber. Esche dagegen hätte einen zu hohen Ascheanteil. Demnächst sollen auch Versuche mit Strohbriketts mit 60 Millimeter Durchmesser durchgeführt werden.

Für die Anlieferung des Holzes ist Josef Zotz zuständig. Er betreibt einen Holzhandel und hat auf dem Gelände in Burgheim zudem eine Nebenstelle, wo er Brennholzscheite produziert und mit der Abwärme des Blockheizkraftwerkes (Bhkw) auch trocknet. Zum Hacken des Rundholzes zu Hackschnitzeln für den Vergaser wird ein Lohnunternehmer beauftragt. Allerdings darf es nicht irgendein Hacker sein, denn die Hackschnitzel müssen groß und stückig sein. Auf den Hof in Burgheim kommt ein Scheiben-Hacker, der mit seinen 800 PS bis zu 200 Kubikmeter Hackschnitzel pro Stunde produziert und Stämme bis 45 Zentimeter Durchmesser verarbeitet. Ein Schneckenhacker wäre allerdings besser, meint Lunzner, nur den bietet in seiner Region kein Lohnunternehmer an.
Die Sollgröße der Hackschnitzel für den Vergaser liegt bei Kantenlängen zwischen 40 und 120 Millimeter, real seien Größen ab 30 Millimeter, so Lunzner. Zwar sollten die Hackschnitzel für den Vergaser so groß wie möglich sein, für die Fördertechnik jedoch möglichst klein. So kommen schließlich 100 Millimeter Kantenlänge als Zielgröße heraus.

Doch mit dem richtigen Hacker allein ist es nicht getan. „Die Hackschnitzelqualität ist enorm wichtig“, betont Lunzner erneut. „In der Vergangenheit ist das oft von den Herstellern verpaßt worden. Viele Anlagen sind daran gescheitert!“ Also wird in Burgheim noch gesiebt – mit einem Rüttelsieb. Sowohl der Feinanteil als auch die Übergrößen werden entfernt. Ein Trommelsieb funktioniere dafür nicht, berichtet Lunzner aus Erfahrung. Hier blieben vor allem die schmalen, langen Stücke in der Trommel statt aussortiert zu werden. Das Rüttelsieb trennt sie zwar auch nicht vollständig, aber besser ab. „Die zwicken“, ergänzt Bernd Brylla, Betriebsleiter und Monteur für die Anlage auf dem Holzenergiehof. Er nimmt ein Stück auf und zeigt auf die aufgefaserten, zerfransten Enden, die sich vor allem beim Transport des Brennstoffes durch die Anlage leicht verklemmen können. Nach dem Sieben bleiben für die Vergasung 70 bis 80 Prozent der Ursprungsmenge übrig. Der abgesiebte Feinanteil wird für 20 Euro je Kubikmeter an eine Hackschnitzelfeuerung verkauft. Für die Übergrößen gibt es derzeit keine Verwendung. Vielleicht ließen sie sich als Anzündholz verkaufen oder erneut durch den Hacker schicken, überlegt Lunzner.

Besonders gleichmäßige Trocknung

lunzner_schema_grPer Förderband gelangen die Hackschnitzel dann in den Trockner, wo sie auf etwa 20 Prozent Feuchte heruntergetrocknet werden – „aber gleichmäßig“, macht Lunzner auf die nächste Besonderheit in seiner Anlage aufmerksam. Von außen sieht der Trockner nach nichts Besonderem aus: wie eine große, oben offene Kiste. Unten sind ringsherum Bleche aufgebracht, um die klaffenden Spalten zwischen den Holzbrettern abzudichten. Doch das ist eher eine Kinderkrankheit, da der Entwickler nicht bedacht hatte, daß die Bretter schrumpfen. Bei der nächsten Anlage wird dies gleich anders gemacht, verspricht Lunzner.
Das eigentlich Innovative des Trockners verbirgt sich hinter der Verkleidung und ist von den Hackschnitzeln zugedeckt: Lunzner baute zunächst einen einfachen Schubboden ein. Die Warmluft zum Trocknen wird von unten eingeblasen. Allerdings ordnete Lunzner die Bauteile so an, daß sich die warme Luft besonders gleichmäßig verteilt und die Hackschnitzel zudem regelmäßig durchmischt werden. Wie er das genau macht, bleibt allerdings sein Geheimnis. Wärmetauscher und Gebläse kaufte Lunzner von anderen Herstellern dazu. Außerdem erzählt er, daß der Trockner wohl im Zusammenhang mit dem Holzvergaser entstand, aber auch einzeln verwendbar sei.
Wann die Hackschnitzel trocken sind, ist bisher Erfahrungssache und beruht auf der Messung von einzeln gezogenen Stichproben. Danach hat der Trockner eine Kapazität von etwa 30 Schüttraummetern am Tag bei einer Trockenleistung von 40 auf unter 20 Prozent Feuchte.

Holzvergasung im Gleichstrom

Sind die Hackschnitzel trocken, fallen sie auf ein Förderband, das sie zum Vergaser im Nachbarraum transportiert. Der ist blitzblank sauber, um Verpuffungen vorzubeugen. Der Vergaser selbst hat nur die Dimension eines großen Fasses, auf den ein schornsteinähnlicher Kasten aufgesetzt ist. Dieser Schornstein ist eine Doppelklappe zum Einfüllen der Hackschnitzel in den Vergaser. Nach Passieren der Doppelklappe fallen sie auf ein feststehendes Rost, das im Gleichstrom mit wenig Luft beschickt wird. Die zuoberst liegenden Hackschnitzel verbrennen zunächst teilweise. Die jetzt heißen Holzreste und Verbrennungsgase werden durch den Gleichstrom nach unten gezogen, können aber aufgrund des Sauerstoffmangels nicht weiter verbrennen, sondern reagieren miteinander zu Holzgas. Es enthält überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die aufgrund ihres eher geringen Brennwertes als Schwachgas bezeichnet werden und unten aus dem Vergaser abgezogen werden. Wichtig sei, erläutert Lunzner, daß mindestens 500 Grad erreicht werden, um längerkettige Kohlenwasserstoffe und Teere zu cracken. Der Kontroll-Monitor zeigt gerade 750 Grad. Wäre das Holz feucht, würde die Temperatur sinken, da viel Energie für die Wasserverdunstung benötigt würde.

Schnelle Reinigung

Mit der Abwärme aus dem Bhkw wird über einen Wärmetauscher (hinten rechts) und ein Gebläse Warmluft für die Trocknung erzeugt. Der Trockner ist ein einfacher, oben offener Kasten mit einem selbst entwickelten Innenleben zur Verteilung der Warmluft.Bevor das Holzgas im Motor verbrannt werden kann, muß es gereinigt werden. Dazu wird es so heiß, wie es aus dem Vergaser kommt, in einen Filter geleitet, der mehr Platz als der Vergaser einnimmt. Unten endet er in einem Trichter, in den Rußteilchen und Asche beim Eintritt des Gases in die Reinigungsstufe hineinfallen, bis zu 15 Liter sammeln sich hier pro Tag. Dann wird das Gas durch Filterkerzen gezogen, um Staub zu entfernen. Diese Filterkerzen werden automatisch gereinigt, indem sie stündlich ausgeblasen werden. Wie lange sie halten, konnte Lunzner nicht sagen, da er noch keine wechseln mußte. Aber bis zu 8.000 Betriebsstunden auf
jeden Fall, so die Erfahrung aus anderen Anlagen. Die Burgheimer Anlage ist nämlich erst wenige Wochen alt. Der Hersteller Kuntschar hat allerdings schon fünf An-
lagen in Betrieb, die älteste seit zwei Jahren.

Nach dem Filtern darf das Gas nun auch endlich abkühlen. Genauer gesagt, wird es mit Kaltluft von noch gut 500 auf 95 Grad gekühlt. Aber in den Motor darf es immer noch nicht, davor steht der „Polizeifilter“. So nennt Lunzner einen kleinen Behälter, der mit Holzwolle gefüllt ist. Nach einer Woche Betrieb ist sie vom Teer dunkel gefärbt und muß gewechselt werden. Der Teer entsteht vor allem beim Abkühlen des Gases. Die im Vergleich zu anderen Holzvergasern relativ geringe Menge Teer führt Lunzner auf die hohe Geschwindigkeit des Holzgases zurück, mit der es vom Vergaser durch die Reinigung in den Motor gesogen wird, so daß für die Teerbildung kaum Zeit bleibt.
Der Gasmotor von Kuntschar und Schlüter besitzt eine Leistung von 150 Kilowatt elektrisch und 230 Kilowatt thermisch. Von der Wärmeleistung werden bis zu 190 Kilowatt für die Trocknung der Hackschnitzel benötigt.

Wärme zum Trocknen von Scheitholz

Die restliche Wärme dient einer Scheitholztrocknung. Lunzner hätte auch gern eine Fernwärmeleitung in das benachbarte Gewerbegebiet gelegt, aber „das geht nicht in den Kopf“, formuliert Lunzner die Bedenken der potentiellen Abnehmer und faßt sich an seine Stirn. Dann baute Erdgas Schwaben noch nach über zehn Jahren eine Erdgasleitung vom vier Kilometer entfernten Nachbarort Rain am Lech nach Burgheim weiter, so daß inzwischen im Gewerbegebiet kein Bedarf mehr an Lunzners Fernwärme besteht.
Überwacht wird die Anlage mit Software der Fürst Engeneering aus dem benachbarten Marxheim. Die auf Lunzners Wunsch entwickelte Software zeigt beispielsweise alle Ein- und Ausgangstemperaturen von Vergaser und Filtern an. Auch der Trockner ist integriert. 
Die Fürst Engeneering initiierte und entwickelte auf Basis des sogenannten Joosvergasers auch eine 30-Kilowatt-Holzvergasung, dessen Prototyp derzeit in einem Nebenraum des Holzenergiehofes aufgebaut wird. Er soll ein bewegliches Rost bekommen, das dann auch die Nutzung feinerer Hackschnitzel beziehungsweise des abgesiebten Feinanteils erlaubt. Wenn das funktioniert, will Lunzner das Prinzip auch auf den großen Vergaser übertragen. Sein Ziel ist die Entwicklung einer zuverlässigen und effektiven Holzvergaseranlage, für die er eine Investition von knapp 400.000 Euro zuzüglich der Anschaffung des Trockners für 46.000 Euro  veranschlagt. Die Herstellung der Anlage könnten zwei Maschinenbaubetriebe in Burgheim und dem nahen Rennertshofen  übernehmen.

www.lunzner-energie-erzeugung.de

Dorothee Meier

Dieser Artikel ist in der Ausgabe 4 / 2009 energie pflanzen erschienen.





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