Mobilisierung und wirtschaftliche Nutzung von Rohholz aus Wald und Landschaft zur Energieerzeugung

Aktenzeichen 22128/01
Zusammenfassung / Abstract: Dateigröße: 0.08 MB | Zuletzt geändert: 11.08.2009
Abschlussbericht: DBU-Abschlussbericht-AZ-22128.pdf (4.12 MB)
Projektträger: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft
Werthmannstr. 6
79085 Freiburg
weitere Projekte aus der Umgebung
Telefon: 0761/203-3764
Internet: -
Bundesland: Baden-Württemberg
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Potenzialabschätzungen zeigen, dass in der Forstwirtschaft und der freien Landschaft große, bisher noch ungenutzte Ressourcen für die Bioenergieerzeugung vorhanden sind. Allerdings spielt Waldholz aufgrund der im Vergleich zu Alt- oder Industrieresthölzern hohen Bereitstellungskosten im Bereich der Bioenergieerzeugung bisher nur eine geringe Rolle. Die übergeordnete Zielsetzung dieses Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsvorhabens ist es deshalb, für eine konkrete Region vorhandene und innovative Techniken und organisatorische Lösungsansätze zur Bereitstellung von Energieholz, unter Einbeziehung aller beteiligten Akteure weiter zu entwickeln und so miteinander zu verknüpfen, dass daraus ein optimales regionales Mobilisierungs-, Bereitstellungs- und Logistikkonzept für Energieholz aus dem Wald und der Landschaft entsteht, das beispielhaft umgesetzt wird.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einem ersten Arbeitsschritt werden durch eine Umfrage unter Betreibern von Holzheiz(kraft)werken in der Modellregion deren Anforderungen an den Rohstoff Energieholz und dessen Bereitstellung hinsichtlich Qualität, Liefermengen, Lieferzeitpunkt und Versorgungssicherheit sowie Kostenniveau definiert. Im Anschluss an eine Konkretisierung und Differenzierung des nachhaltig einsetzbaren Energieholzpotenzi-als aus dem Wald und der Landschaft werden die in der Modellregion bereits realisierten Ernte- und Be-reitstellungskonzepte analysiert, um bestehende Schwachstellen zu erkennen, aber auch um bereits be-stehende, erfolgversprechende Ansätze zu identifizieren und weiterzuentwickeln. Aufbauend auf diesen Ergebnissen werden alternative, in der Modellregion bisher noch nicht umgesetzte Ernte-, Bereitstel-lungs- und Logistikkonzepte dargestellt, in konkreten Versuchseinsätzen praktisch erprobt und hinsichtlich Ressourcenerschließung, Nachhaltigkeit, Umweltverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit, sowie gesellschaftlicher Akzeptanz analysiert. Als Ergebnis werden für die und mit den Akteuren am Bioenergiemarkt Empfehlungen zur Auswahl eines bestmöglichen Ernte- und Bereitstellungsverfahrens für Waldenergie-holz unter bestimmten Einsatzbedingungen erarbeitet. Organisatorische und technische Lösungsansätze, die im Rahmen des ersten, vorbereitenden Teils der Studie als sinnvoll und erfolgversprechend bewertet wurden, werden in Zusammenarbeit mit den beteiligten Projektpartnern in die Praxis umgesetzt. Diese Umsetzung wird während der Implementierungsphase hinsichtlich Umweltwirkungen, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz begleitend evaluiert.


Ergebnisse und Diskussion

Befragung der Betreiber von Holzheiz(kraft)werken
Von den befragten Werken (N = 85, davon antworteten 38 %) stehen 65 % unter kommunaler Regie, 35 % werden durch private Unternehmen betrieben. Unter den kommunalen Werken waren 20 % Holzheizkraftwerke und 80 % reine Holzheizwerke. Demgegenüber befanden sich unter den durch Privatunter-nehmen betriebenen Werken 27 % Holzheizkraftwerke und 73 % Heizwerke. Die Befragung zeigte, dass im Vergleich zu Altholz, Sägerestholz und Landschaftspflegeholz Waldholz bislang nur einen geringen Anteil von 9 % am Gesamtbiomassevolumen zur thermischen Verwertung darstellt und dass dieses vor allem in den kleinen bis mittleren Holzheizwerken (0,5 MWtherm bis 1,5 MWtherm) eingesetzt wird. Eine Abhängigkeit der Herkunft der Biomasse von der Betreiberform ist nicht zu erkennen. Der Anteil von Waldhackschnitzeln wird in den kommenden Jahren aber ansteigen, da hier noch große Potenziale vorhanden sind und da die Konkurrenz um den Rohstoff durch neue Holzheiz(kraft)werke, durch die Erzeugung von Pellets und durch die Holzindustrie steigt. Auch in Zukunft ist die größte Nachfrage nach Hackschnitzeln im Winter zu erwarten, da Werke mit einem ganzjährigen Hackschnitzelbedarf im Sommer in der Regel auf interne Rohstoffquellen zurückgreifen. Bislang legen 40 % der Werke für die Hackschnit-zellieferung werkseigene Normen zugrunde, d. h. die qualitativen Anforderungen an den Rohstoff sind für das jeweilige Werk optimiert. Um eine einheitliche, für alle Seiten verbindliche, objektive Liefergrundlage zu schaffen, sollten dennoch die von der Arbeitsgruppe Qualitätsmanagement-Holzheizwerke (QM) entwickelten Normen verstärkt eingesetzt werden, die die Lieferung eines genau definierten Rohstoffs ermöglichen, die bisher aber nur von 7 % der Werke verwendet werden.
Es zeigte sich, dass weniger als 10 % der Holzheiz(kraft)werke über einen eigenen Hacker am Werk verfügen, da für den stationären Betrieb eines eigenen Hackers am Werk in der Regel keine Möglichkeit (Platzbedarf, Lärm- / Staubbelästigung der Anwohner), aber auch keine Notwendigkeit gesehen wird. Das Hacken des Holzes und der Transport der Hackschnitzel liegen bislang in der Hand unabhängiger Unternehmer, was sich für alle Seiten als vorteilhafteste Lösung erwiesen hat. Bislang sind eher kurzfristige (12 Monate), bilaterale Lieferverträge die Regel. Es existieren nur wenige bindende langfristige Lieferabsprachen. Längerfristige Verträge wären aus Gründen bspw. der Planungssicherheit aber für beide Seiten wünschenswert. Aus Gründen der Transparenz sollte und wird die Lieferung von Hackschnitzeln in Zukunft verstärkt nach der jeweils produzierten Wärmemenge abgerechnet werden. Die Rückführung von Asche in den Wald ist bislang nur wenig verbreitet, da insbesondere größere Werke oft mit Holz aus unterschiedlichen Quellen beliefert werden (z.B. Landschaftspflegeholz, Sägerestholz, Altholz und Waldholz), da für eine Ascherückführung der Brennstoff jedoch nur aus Waldholz bestehen darf. Aus ökologischer und ökonomischer Sicht wäre eine Wiederausbringung der Asche in den Wald auf jeden Fall anzustreben.
Untersuchung der Qualität von Hackschnitzeln aus Waldholz und Landschaftspflegeholz
Bei den Untersuchungen der Qualität von Hackschnitzeln aus Waldholz und Landschaftspflegeholz wurde deutlich, dass deren Wassergehalte (durchschnittlich 42 % (Waldholz) bzw. 45 % (Landschaftspflege-holz)) mit den Ergebnissen anderer Untersuchungen vergleichbar sind, wobei die Spannweite des Wassergehalts bei Hackschnitzeln aus Waldholz deutlich größer ist. Die Anforderungen der Normen des QM-Holzheizwerke sowie der CEN/TC 335, nicht jedoch die Anforderungen der Ö-Norm können damit erfüllt werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass der Wassergehalt mit steigender Lagerungsdauer sinkt, auch wenn sich dieser Zusammenhang bei den durchgeführten Untersuchungen als wenig straff erwies. Hier ist ein starker Einfluss der Witterungssituation (Regen / Schnee) sowie des Lagerplatzes (besonnt / schattig bzw. gut / schlecht belüftet) zu erkennen. Im Hinblick auf die Stückigkeit der Hackschnitzel werden die Anforderungen des QM-Holzheizwerke nicht erfüllt, da keine der Proben den geforderten Hauptanteil von 80 % erreichte. Die Anforderungen der CEN/TC 335 an den geforderten Hauptanteil von ebenfalls 80 % (bei gleichzeitig veränderten Grenzwerten) werden hingegen von mehr als 85 % der Proben erfüllt. Beeinflusst wird die Stückigkeit insbesondere durch die Baumart (Nadel- / Laubholz) und den Durchmesser des Holzes (stärkeres Holz mit geringerem Fein- und Rindenanteil).
Die Hackschnitzel aus Landschaftspflegeholz wurden weitergehenden Untersuchungen unterzogen. Dabei zeigt der Brennwert dieser Hackschnitzel mit durchschnittlich 19,1 MJ/kg keine größeren Abweichungen von den für Waldholz bekannten Werten. Dies gilt auch für den Aschegehalt (im Schnitt 1,6 %). Der Schwermetallgehalt zeigte zwar je nach Herkunft deutliche Unterschiede, lag entgegen der Erwartungen aber in allen Fällen (trotz der Lage einiger Versuchsbestände an z. T. stark befahrenen Straßen) auf "Normalniveau".
Abschätzung und Lokalisierung des regionalen Energieholzanfalls aus dem Wald
Als Grundlage konkreter Entscheidungen im Energiebereich sind regionale und lokale Informationen über den für Energiezwecke verfüg- und nutzbaren Holzanfall mit realem Ortsbezug unerlässlich. Potenzielle Investoren und Betreiber, aber auch fördernde Institutionen verlangen konkrete Angaben und Nachweise, welche Energieholzmengen wo nachhaltig bereitgestellt werden können. Mit der im Projekt entwickelten "Freiburger Methode" kann eine unkomplizierte und schnelle Abschätzung des Energieholzanfalls aus dem Wald vorgenommen werden, und zwar differenziert nach Behandlungstypen für die jeweiligen Waldentwicklungstypen der Region. Sie ermöglicht darüber hinaus über GIS eine Lokalisierung und eine raumbezogene Analyse sowie eine räumliche und massenmäßige Visualisierung des Biomasseanfalls der Region.
Bei herkömmlicher Aushaltung können im Projektgebiet zusätzlich zur bisherigen Nutzung nachhaltig durchschnittlich 1,5 Fm m.R./ha/Jahr zur energetischen Verwertung als Hackschnitzel bereitgestellt werden. Dieses Potenzial kann durch die so genannte Stammholz-Plus-Aushaltung (Verzicht auf die Aushal-tung von Industrieholz) auf 3,9 Fm m.R./ha/Jahr gesteigert werden. Damit könnten im Projektgebiet Hochschwarzwald - Breisgauer Bucht (Forstbezirke Staufen, Waldshut West und städtisches Forstamt Freiburg) je nach Aushaltung nachhaltig ca. 2 Mio. l bzw. 5,6 Mio. l Heizöl substituiert werden. Ein Vergleich der Potenzialanalyse mit dem heute praktizierten Brennholzeinschlag im Projektgebiet zeigt, dass dieser einen unterschiedlich starken Einfluss auf den tatsächlich realisierbaren Energieholzanfall hat. Während bspw. im Forstbezirk Staufen bei Stammholz-Plus-Aushaltung nach Abzug des bereits heute aufgearbeiteten Brennholzes nur 2,03 Fm o.R./ha/Jahr für eine zusätzliche energetische Verwertung in Form von Hackschnitzeln bleiben, können im Forstbezirk Waldshut West immerhin 3,98 Fm o.R./ha/Jahr energetisch genutzt werden, ohne dass dies einen Einfluss auf die bereits genutzten Brennholzmengen hat. Demgegenüber können im Stadtwald Freiburg zusätzlich zu der dort bereits heute sehr intensiven Brennholznutzung im Wesentlichen nur noch im Bergwald begrenzte Mengen an Energieholz in Form von Hackschnitzeln bereitgestellt werden.
Abschätzung des Energieholzanfalls aus der Landschaft
Zur Abschätzung des mengenmäßig noch weitgehend unbekannten Potenzials an Landschaftspflegeholz zur energetischen Verwertung wurde mit der Kombination von Luftbildauswertung und terrestrischen Messungen ein neuer Ansatz entwickelt. Der durchschnittliche Biomasseanfall der in der freien Land-schaft erfassten wichtigsten Gehölztypen (Baumhecke, Gehölzstreifen, Vorwald, Strauchhecke und Ufergehölz) kann demzufolge auf knapp 300 Srm/ha geschätzt werden. In einem strukturell vergleichbaren Untersuchungsgebiet in Rheinland-Pfalz (Größe: ca. 11 km2), das im Rahmen des Projekts analysiert wurde, könnten - bei einer Gesamtfläche an Gehölztypen der freien Landschaft von 18 ha - demnach ca. 6.000 Srm geerntet werden, was bei einem 20jährigen Nutzungsrhythmus ca. 295 Srm/Jahr entspricht. Dieser Anfall reduziert sich durch ökologische, rechtliche, naturschutzfachliche und andere Restriktionen um 36 % auf ca. 190 Srm/Jahr. Übertragen auf die Fläche des Gebiets Hochschwarzwald - Breisgauer Bucht (Landkreise Breisgau-Hochschwarzwald und Waldshut sowie Stadtkreis Freiburg) ergäbe sich daraus ein Biomasseanfall von knapp 32.000 Srm an Landschaftspflegeholz, der jährlich nachhaltig geerntet werden könnte (entspricht ca. 2,88 Mio. l Heizöl). Im Rahmen dieses Teilprojekts wurden Optimierungspotenziale bei der Ernte und Logistik aufgezeigt, so dass zukünftig auch bei der Bereitstellung von Hackschnitzeln aus Landschaftspflegeholz die Erwirtschaftung von Kostendeckungsbeiträgen durch den Verkauf der Hackschnitzel möglich sein sollte.
Optimierung der Bereitstellungsketten von Energieholz aus dem Wald
Innovative Ernteverfahren in der Ebene
Als bislang in Deutschland noch wenig untersuchte Verfahren wurden in Kiefern-Erstdurchforstungsbeständen und im Eichenmittelwald Versuchseinsätze mit Harvestern mit Fäller-Sammler-Aggregaten durchgeführt. Die dabei erreichten Ernteleistungen liegen zwischen 17 Srm/h RAZ und 19 Srm/h RAZ. Damit liegt die Leistung dieser Systeme um ca. 15 % unter der Leistung von konventionellen Harvestersystemen. Dennoch sind diese Schneid-Aggregate bei Kosten von 6,50 €/Srm bis 7,60 €/Srm insbesondere aufgrund ihrer geringeren Störanfälligkeit vor allem in Beständen mit ausgeprägter Strauchschicht und aufgrund ihres geringen Wartungsaufwands in Erstdurchforstungsbeständen ohne Sortimentsaushaltung eine echte Alternative zu konventionellen Harvesteraggregaten mit Kettensägen.
Andere Erntesysteme, wie z. B. eine kombinierte Fäll-Rücke-Maschine zeigten sich im Rahmen des Projekts weniger geeignet für den Einsatz bei der Bereitstellung von Energieholz. Bei Kosten von knapp 11 €/Srm für die Ernte und Bringung des Hackmaterials an die Waldstraße (ohne Hackung!) ist hier momentan keine Kostendeckung gegeben. Hauptgrund für die verhältnismäßig hohen Bereitstellungskosten ist, dass die Maschine weder für die Ernte noch für die Bringung von Holz optimiert ist. Dabei erwies sich das
angebaute Fällgreifer-Aggregat zum einen beim Fällen als relativ schwach und störanfällig, andererseits
wiederum ist es beim Beladen des Rungenkorbs einer konventionellen Greifzange deutlich unterlegen. Dennoch hat auch dieses System seine Berechtigung, da bspw. bei der Bereitstellung von Brennholz im selben Versuch Nettoerlöse zwischen 11 und 16 €/Efm erzielt werden konnten.
Innovative Ernteverfahren am Hang
In mehreren Versuchseinsätzen mit einem Kurzstreckenseilkran in Fichtendurchforstungsbeständen am Steilhang konnte gezeigt werden, dass auch unter diesen schwierigen Bedingungen mit Gesamtkosten zwischen 9 €/Srm und 10 €/Srm eine kostendeckende Bereitstellung von Hackschnitzeln frei Waldstraße als Koppelprodukt zu Stammholz realisiert werden kann. Als besonders vorteilhaft erwies sich dabei der Transport des Hackmaterials auf einen zentralen Platz im Wald durch einen Forwarder. Die dadurch entstandenen Mehrkosten in Höhe von knapp 3 €/Srm konnten durch die deutlich höhere Leistung des Hackers aufgrund einer reibungslosen Logistik mehr als ausgeglichen werden. Kostete das Hacken direkt auf der Waldstraße ca. 5,30 €/Srm, so sanken die Kosten beim Hacken auf einem zentralen Platz im Wald mit 2 €/Srm auf weniger als die Hälfte!
In Ergänzung dazu wurde in einer weiteren Studie in Tannenstarkholzbeständen am Steilhang die Energieholzbereitstellung aus Kronenmaterial als Koppelprodukt zur Stammholzgewinnung untersucht. Zum Einsatz kam dabei ein Seilbagger, der das Holz an die Waldstraße vorrückte und die motormanuelle Aufarbeitung an der Waldstraße unterstützte. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass die Wirtschaft-lichkeit des Verfahrens mit Gesamtkosten für das Stammholz von 17 €/Efm bis 19 €/Efm durchaus gege-ben ist, dass jedoch die Bereitstellung von Energieholz aus Starkholzkronen unter aktuellen Marktbedingungen bei Kosten zwischen 12,60 €/Srm und 16,30 €/Srm noch nicht wirtschaftlich ist.
Optimierte Hackverfahren
In einer weiteren Studie wurde der optimale Ort des Hackvorgangs untersucht. Dabei wurde das Hacken auf der Rückegasse verglichen mit dem Hacken an der Waldstraße. Es wurde deutlich, dass sich im vorliegenden Fall (Eichen-Altholz) das Hacken auf der Rückegasse mit Kosten von insgesamt 9,30 €/Srm (Hackschnitzel, frei Waldstraße) um 1,30 €/Srm günstiger darstellt im Vergleich zum Hacken auf der Waldstraße, obwohl keine Vorkonzentration des Hackmaterials auf der Fläche stattfand. Trotz der höheren Vorkonzentration des Hackmaterials lag die Leistung aufgrund der geringeren Motorisierung des eingesetzten Hackers an der Waldstraße sogar um knapp 10 % unter der Leistung die beim Hacken auf der Rückegasse erreicht wurde. In Kombination mit den Rückekosten für das Hackmaterial in Höhe von 1,93 €/Srm, die beim Hacken auf der Rückegasse entfallen, resultieren daraus in der Summe höhere gesamte Bereitstellungskosten.
Als Hauptansatzpunkte zur Optimierung des Hackens an der Waldstraße konnten insbesondere eine weitere, stärkere Vorkonzentration des Hackmaterials sowie die Schaffung von Lagerplätzen für Wechselcontainer zur schnelleren Abfuhr von vollen Containern identifiziert werden. So konnten in den vorliegenden Untersuchungen die Hackkosten durch eine optimierte Logistik z.T. um mehr als 50 % reduziert werden. Bei regelmäßiger Bereitstellung von Hackschnitzeln aus dem Wald sollte außerdem die Anlage von festen Hackplätzen im Wald, mit idealen logistischen Bedingungen für den Hacker und die Transportfahrzeuge unbedingt in Erwägung gezogen werden. Zur Optimierung der Logistik bietet sich sogar eine Zwischenlagerung der Hackschnitzel an, wenn dadurch bspw. Wartezeiten für den Transporteur am Heizwerk vermieden werden. Durch die daraus resultierenden geringeren Stillstandszeiten des Hackers können die Hackkosten um bis zu 15 % verringert werden!
Zwischentransport von Hackmaterial
Im Mittelpunkt eines weiteren Teilprojekts stand die Frage, ob die Kosten für das Hacken mit einer Vorkonzentration des Hackmaterials auf einem zentralen Platz durch Zwischentransport mit einem Langholz-LKW soweit gesenkt werden können, dass die zusätzlichen Kosten für den Zwischentransport durch die geringeren Hackkosten zumindest ausgeglichen werden können.
Der Zwischentransport von Tannenstarkholzkronen mit dem Langholz-LKW auf Forstwegen im Steilhang kostete bei Fahrstrecken von bis zu 3,6 km (einfache Fahrentfernung), durchschnittlich ca. 1,70 €/Srm. In Kombination mit den Hackkosten (1,30 €/Srm bzw. 2,50 €/Srm) kostete die Bereitstellung der Hackschnitzel somit insgesamt 3,00 €/Srm bzw. 4,20 €/Srm. Bei Hackung der Kronen direkt an der Waldstraße, wären aufgrund der nachteiligen Topographie (lange Fahrstrecken der Containerfahrzeuge, z. T. rückwärts) deutlich höhere Bereitstellungskosten zu erwarten gewesen. So lagen die Hackkosten an der Waldstraße unter vergleichbaren Bedingungen (Steilhang) für Hackmaterial aus Fichtendurchforstungen aufgrund langer Stillstandzeiten des Hackers wegen fehlender leerer Container bei ca. 5,20 €/Srm und damit um mehr als 170 % höher!
Beim Zwischentransport von Hackmaterial mit einem Langholz-LKW in 40jährigen Fichtenbeständen entstanden je nach Aufarbeitungs- und Aushaltungsvariante Kosten für den Zwischentransport von 1,20 €/Srm bis 3,20 €/Srm, wobei die Kosten insbesondere vom Ladevolumen des LKW abhängig waren. Auf eine Änderung der Transportentfernung reagierten die Kosten hingegen nur unterproportional. Die Kos-ten für die Bereitstellung von Hackschnitzeln (d.h. Transport und Hacken) lagen bei durchschnittlich 4,50 €/Srm. Gleichzeitig kann auf diese Weise z. B. auch das Hackmaterial aus höher gelegenen Waldorten auf tiefer liegende, auch im Winter schneefreie Lagerplätze transportiert und somit die Rohstoffversorgung auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen sichergestellt werden. Weiter zeigte sich, dass der alternativ mögliche Zwischentransport mit dem Forwarder auf der Waldstraße je nach Beschaffenheit des Hackmaterials (Einfluss auf das Ladevolumen!) bis zu einer einfachen Fahrentfernung zwischen 0,9 km und 1,8 km vorteilhaft ist, da hier das Umladen des Hackmaterials auf den Langholz-LKW entfällt. Erst bei längeren Fahrdistanzen empfiehlt sich für den Zwischentransport der Einsatz eines Langholz-LKW.
Als Fazit kann gesagt werden, dass die Bereitstellung von Hackschnitzeln heute durchaus an der Grenze zu Wirtschaftlichkeit steht, dass aber bislang auf diesem Gebiet für die Forstwirtschaft nur geringe Nettoerlöse zu erwarten sind. Bei weiter steigenden Energiepreisen wird jedoch in absehbarer Zeit auch die Bereitstellung von Hackschnitzeln aus dem Holz für viele Forstbetriebe ein eigenständiges, lohnenswertes Geschäftsfeld sein.
Ansätze zur Erhöhung des Energieholzanfalls: Intensivdurchforstung / Stammholz-Plus-Konzept
Sowohl durch eine intensivierte Durchforstung, als auch durch eine veränderte Aushaltung (Stammholz-Plus-Konzept) können je nach Bestandessituation (in Abhängigkeit vom Waldentwicklungstyp bzw. Behandlungstyp) erhebliche Mehrmengen an Rund- und Energieholz realisiert werden. Obwohl durch die Nutzung auch schwächerer Sortimente die Stückkosten der Bereitstellung steigen, können wegen des höheren Mengenanfalls durch eine intensivierte Durchforstung für die Forstwirtschaft höhere Nettoflächenerlöse im Vergleich zur herkömmlichen Durchforstung erzielt werden. Eine Umleitung von Industrie-holzsortimenten in die energetische Verwertung (Stammholz-Plus-Konzept) scheint aber unter wirtschaftlichen Aspekten (Preisrelation Energieholz / Industrieholz) heute (noch) nicht sinnvoll. Das zuständige Forstpersonal bzw. die Waldeigentümer beurteilten die Waldbilder der intensiv durchforsteten Bestände als absolut zufrieden stellend, eine Gefährdung der waldbaulichen Zielerreichung konnte ausgeschlossen werden. Insbesondere die zusätzliche Nutzung von Kronenmaterial zur energetischen Verwertung führt jedoch zu einem deutlich erhöhten Nährstoffexport, so dass über den Umfang einer intensivierten Energieholznutzung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Standort entschieden werden muss, wobei auch Maßnahmen zur Düngung bzw. Nährstoffrückführung zu diskutieren sind.
Energetische Verwertung von Biomasse aus naturschutzfachlichen / landespflegerischen Eingriffen
Die Nutzung von Biomasse, die bei naturschutzfachlichen oder landespflegerischen Eingriffen sowie im Rahmen von Kalamitätsnutzungen bspw. zur Borkenkäferbekämpfung anfällt, eröffnet neue, zusätzliche Potenziale, die bisher nur in sehr geringem Maße genutzt werden.
So konnte im Rahmen eines Teilprojekts bei der Pflege bzw. Rehabilitation überalterter Niederwälder ein potenzieller Biomasseanfall von 650 Srm/ha bis 710 Srm/ha ermittelt werden. Dadurch könnten diese Niederwälder wieder in Stadien und Strukturen überführt werden, die ihrer traditionellen Bewirtschaftung entsprechen und so ihre besondere Habitatstruktur und Diversität erhalten werden.
Gleiches gilt für die Nutzung der im Rahmen von Enthurstungsmaßnahmen auf ehemaligen Weidfeldern anfallenden Biomasse: Durch die Auswertung von Luftbildern wurde herausgearbeitet, dass die Fläche der offenen Weidfelder in der Gemeinde Bernau (Größe des betrachteten Landschaftsausschnitts: 9 km2) in den letzten Jahrzehnten durch natürliche Sukzession von 230 ha im Jahr 1968 um 45 % auf 125 ha im Jahr 2001 abgenommen hat. Im gleichen Zeitraum nahmen die durch Baumbewuchs stark überschirmten Flächen (Überschirmungsgrad 75 %) um mehr als 75 ha von 569 ha auf 645 ha zu. Da die auf diesen Flächen stockenden Bäume oft von schlechter Qualität sind, und damit aufgrund ihrer starken Astigkeit und Abformigkeit nicht für eine höherwertige Verwertung z.B. als Sägeholz geeignet sind, kann hier für einzelne Gemeinden des Hochschwarzwalds ein hohes Potenzial an Biomasse zur energetischen Verwertung erschlossen werden. Insgesamt könnten bspw. auf den Flächen der Gemeinde Bernau rund 2.300 Srm pro Jahr geerntet werden. In einem weiteren Teilprojekt konnte außerdem gezeigt werden, dass bei Gesamtkosten zwischen 7 €/Srm und 9,60 €/Srm für die Bereitstellung von Hackschnitzeln frei Waldstraße die Erwirtschaftung von Kostendeckungsbeiträgen möglich ist. Damit besteht die Möglichkeit, vergleichbare landespflegerische Maßnahmen zukünftig geringer zu bezuschussen, bzw. bei gleich bleibenden Fördermitteln eine größere Fläche zu pflegen.
Auch die Produktion von Hackschnitzeln im Zuge von Kalamitätsnutzungen durch Borkenkäferbefall kann nach den gewonnenen Erkenntnissen in vielen Fällen kostendeckend gestaltet werden. Dies gilt insbesondere im Vergleich zum bisherigen Vorgehen, bei dem das Material in Handarbeit auf der Fläche ge-sammelt und verbrannt wird. Auch hier ist festzustellen, dass die Kosten einer Bereitstellung beim Ha-cken auf der Rückegasse mit 4,70 €/Srm um ca. 1 €/Srm niedriger sind im Vergleich zum Rücken des Hackmaterials und Hacken an der Waldstraße mit Gesamtkosten von 5,70 €/Srm.
Durch eine energetische Verwertung der Biomasse aus den im Rahmen dieses Projekts untersuchten Quellen aus Naturschutz und Landespflege könnten im Anhalt an Berechnungen des Wirtschaftsministe-riums Baden-Württemberg (2003) im Bezug auf die Gesamtfläche Baden-Württembergs immerhin 0,35 % des Primärenergiebedarfs Baden-Württembergs bzw. 2,5 % des Heizölbedarfs von Haushalten und sonstigen Verbrauchern abgedeckt werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Im Rahmen des Projekts wurden in Zusammenarbeit mit der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg mehrere Projekttreffen mit den beteiligten Projektpartnern und Stakeholdern veranstaltet. An 3 Nachmittagen wurden die jeweils aktuellen Projektergebnisse vorgestellt und mit den Projektpartnern diskutiert. Im Rahmen dieser Treffen wurden die Wünsche und Anregungen der Anwesenden an das Projekt und dessen Verlauf erfragt und gemeinsam das weitere Vorgehen besprochen und abgestimmt. Das hohe Interesse und die rege Teilnahme an diesen Veranstaltungen zeigen, dass mit dem Projekt ein Thema untersucht wurde, das in der Praxis auf hohen Zuspruch trifft und dessen Ergebnisse für die Öffentlichkeit eine hohe Relevanz besitzen. Darüber hinaus wurden Ergebnisse des Projekts im Rahmen mehrerer Treffen auch Vertretern der Holz- und Papierindustrie vorgestellt und mit diesen diskutiert. Auch hier stieß die Thematik auf ein breites Interesse und löste intensive Diskussionen aus. Zusätzlich werden die Ergebnisse am 20. und 21. September 2007, im Rahmen einer 2-tägigen Konferenz zum Thema Energieholz in Freiburg der Öffentlichkeit präsentiert.
Am Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft wurde - ebenso wie in der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg - ein Schwerpunkt in der Forschung auf den Bereich Bioenergie gelegt, so dass mit Hilfe der Erkenntnisse aus dem Projekt die zahlreichen Anfragen aus dem In- und Ausland hinsichtlich der Bereitstellung von Hackschnitzeln aus dem Wald und der Land-schaft fundiert und fachkundig beantwortet und damit wertvolle Hilfestellung zum Ausbau der erneuerba-ren Energien gegeben werden können. So wurde z.B. die Holzenergie-Betreibergesellschaft Zell beim Aufbau der Hackschnitzelversorgung für das Nahwärmenetz Zell im Wiesental ebenso fachlich beraten wie die Stadt Laichingen bei der Logistikoptimierung für das städtische Heizwerk. Darüber hinaus flossen Erkenntnisse des vorliegenden Projekts in andere Projekte der DBU an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, aber auch z. B. in Projekte des Ökoinstituts Freiburg oder der Fischer-Dürr-Stiftung ein. Ein weiteres Projekt, für das die Ergebnisse dieses Projekts eine hohe Relevanz besitzen ist bspw. das EU-Life-Projekt Rohrhardsberg, Obere Elz und Wilde Gutach (Projektnehmer: Regierungspräsidium Freiburg), das sich in Teilprojekten (Bearbeitung am Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft) ebenfalls mit der energetischen Nutzung von Biomasse befasst und in Teilen auf den Ergebnissen dieses Projekts aufbaut.
Auch wurden die Ergebnisse und Erkenntnisse des Projekts außerhalb der Projekttreffen im Rahmen zahlreicher Vorträge und durch eine rege Veröffentlichungstätigkeit in einschlägigen Fachzeitschriften einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt.
Darüber hinaus wurden im Rahmen des Projekts mehrere Diplom-, Master- und Hausarbeiten von Studierenden der Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg bearbeitet und von Mitarbeitern des Instituts für Forstbenutzung und Forstlichen Arbeitswissenschaft wissenschaftlich betreut und organisatorisch begleitet. Diese sind an ihren jetzigen Arbeitsplätzen als Multiplikatoren tätig und treiben den Ausbau der Bioenergie weiter voran.
Zahlreichen Studierenden konnten zudem das Thema Bioenergie und die gesamte Bereitstellungskette vom Wald bis ins Heizwerk in zahlreichen Vorlesungen sowie im Rahmen mehrerer Exkursionen zu Projektpartnern (Holzwerke Dold, Markgräfler Häckselzug) anschaulich und lebendig vermittelt werden.


Fazit

kann gesagt werden, dass die Bereitstellung von Hackschnitzeln heute durchaus an der Grenze zu Wirtschaftlichkeit steht, dass aber bislang auf diesem Gebiet für die Forstwirtschaft nur geringe Nettoerlöse zu erwarten sind. Bei weiter steigenden Energiepreisen wird jedoch in absehbarer Zeit auch die Bereitstellung von Hackschnitzeln aus dem Holz für viele Forstbetriebe ein eigenständiges, lohnenswertes Geschäftsfeld sein.
Ansätze zur Erhöhung des Energieholzanfalls: Intensivdurchforstung / Stammholz-Plus-Konzept
Sowohl durch eine intensivierte Durchforstung, als auch durch eine veränderte Aushaltung (Stammholz-Plus-Konzept) können je nach Bestandessituation (in Abhängigkeit vom Waldentwicklungstyp bzw. Behandlungstyp) erhebliche Mehrmengen an Rund- und Energieholz realisiert werden. Obwohl durch die Nutzung auch schwächerer Sortimente die Stückkosten der Bereitstellung steigen, können wegen des höheren Mengenanfalls durch eine intensivierte Durchforstung für die Forstwirtschaft höhere Nettoflächenerlöse im Vergleich zur herkömmlichen Durchforstung erzielt werden. Eine Umleitung von Industrie-holzsortimenten in die energetische Verwertung (Stammholz-Plus-Konzept) scheint aber unter wirtschaftlichen Aspekten (Preisrelation Energieholz / Industrieholz) heute (noch) nicht sinnvoll. Das zuständige Forstpersonal bzw. die Waldeigentümer beurteilten die Waldbilder der intensiv durchforsteten Bestände als absolut zufrieden stellend, eine Gefährdung der waldbaulichen Zielerreichung konnte ausgeschlossen werden. Insbesondere die zusätzliche Nutzung von Kronenmaterial zur energetischen Verwertung führt jedoch zu einem deutlich erhöhten Nährstoffexport, so dass über den Umfang einer intensivierten Energieholznutzung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Standort entschieden werden muss, wobei auch Maßnahmen zur Düngung bzw. Nährstoffrückführung zu diskutieren sind.
Energetische Verwertung von Biomasse aus naturschutzfachlichen / landespflegerischen Eingriffen
Die Nutzung von Biomasse, die bei naturschutzfachlichen oder landespflegerischen Eingriffen sowie im Rahmen von Kalamitätsnutzungen bspw. zur Borkenkäferbekämpfung anfällt, eröffnet neue, zusätzliche Potenziale, die bisher nur in sehr geringem Maße genutzt werden.
So konnte im Rahmen eines Teilprojekts bei der Pflege bzw. Rehabilitation überalterter Niederwälder ein potenzieller Biomasseanfall von 650 Srm/ha bis 710 Srm/ha ermittelt werden. Dadurch könnten diese Niederwälder wieder in Stadien und Strukturen überführt werden, die ihrer traditionellen Bewirtschaftung entsprechen und so ihre besondere Habitatstruktur und Diversität erhalten werden.
Gleiches gilt für die Nutzung der im Rahmen von Enthurstungsmaßnahmen auf ehemaligen Weidfeldern anfallenden Biomasse: Durch die Auswertung von Luftbildern wurde herausgearbeitet, dass die Fläche der offenen Weidfelder in der Gemeinde Bernau (Größe des betrachteten Landschaftsausschnitts: 9 km2) in den letzten Jahrzehnten durch natürliche Sukzession von 230 ha im Jahr 1968 um 45 % auf 125 ha im Jahr 2001 abgenommen hat. Im gleichen Zeitraum nahmen die durch Baumbewuchs stark überschirmten Flächen (Überschirmungsgrad 75 %) um mehr als 75 ha von 569 ha auf 645 ha zu. Da die auf diesen Flächen stockenden Bäume oft von schlechter Qualität sind, und damit aufgrund ihrer starken Astigkeit und Abformigkeit nicht für eine höherwertige Verwertung z.B. als Sägeholz geeignet sind, kann hier für einzelne Gemeinden des Hochschwarzwalds ein hohes Potenzial an Biomasse zur energetischen Verwertung erschlossen werden. Insgesamt könnten bspw. auf den Flächen der Gemeinde Bernau rund 2.300 Srm pro Jahr geerntet werden. In einem weiteren Teilprojekt konnte außerdem gezeigt werden, dass bei Gesamtkosten zwischen 7 €/Srm und 9,60 €/Srm für die Bereitstellung von Hackschnitzeln frei Waldstraße die Erwirtschaftung von Kostendeckungsbeiträgen möglich ist. Damit besteht die Möglichkeit, vergleichbare landespflegerische Maßnahmen zukünftig geringer zu bezuschussen, bzw. bei gleich bleibenden Fördermitteln eine größere Fläche zu pflegen.
Auch die Produktion von Hackschnitzeln im Zuge von Kalamitätsnutzungen durch Borkenkäferbefall kann nach den gewonnenen Erkenntnissen in vielen Fällen kostendeckend gestaltet werden. Dies gilt insbesondere im Vergleich zum bisherigen Vorgehen, bei dem das Material in Handarbeit auf der Fläche ge-sammelt und verbrannt wird. Auch hier ist festzustellen, dass die Kosten einer Bereitstellung beim Ha-cken auf der Rückegasse mit 4,70 €/Srm um ca. 1 €/Srm niedriger sind im Vergleich zum Rücken des Hackmaterials und Hacken an der Waldstraße mit Gesamtkosten von 5,70 €/Srm.
Durch eine energetische Verwertung der Biomasse aus den im Rahmen dieses Projekts untersuchten Quellen aus Naturschutz und Landespflege könnten im Anhalt an Berechnungen des Wirtschaftsministe-riums Baden-Württemberg (2003) im Bezug auf die Gesamtfläche Baden-Württembergs immerhin 0,35 % des Primärenergiebedarfs Baden-Württembergs bzw. 2,5 % des Heizölbedarfs von Haushalten und sonstigen Verbrauchern abgedeckt werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Im Rahmen des Projekts wurden in Zusammenarbeit mit der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg mehrere Projekttreffen mit den beteiligten Projektpartnern und Stakeholdern veranstaltet. An 3 Nachmittagen wurden die jeweils aktuellen Projektergebnisse vorgestellt und mit den Projektpartnern diskutiert. Im Rahmen dieser Treffen wurden die Wünsche und Anregungen der Anwesenden an das Projekt und dessen Verlauf erfragt und gemeinsam das weitere Vorgehen besprochen und abgestimmt. Das hohe Interesse und die rege Teilnahme an diesen Veranstaltungen zeigen, dass mit dem Projekt ein Thema untersucht wurde, das in der Praxis auf hohen Zuspruch trifft und dessen Ergebnisse für die Öffentlichkeit eine hohe Relevanz besitzen. Darüber hinaus wurden Ergebnisse des Projekts im Rahmen mehrerer Treffen auch Vertretern der Holz- und Papierindustrie vorgestellt und mit diesen diskutiert. Auch hier stieß die Thematik auf ein breites Interesse und löste intensive Diskussionen aus. Zusätzlich werden die Ergebnisse am 20. und 21. September 2007, im Rahmen einer 2-tägigen Konferenz zum Thema "Energieholz" in Freiburg der Öffentlichkeit präsentiert.
Am Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft wurde - ebenso wie in der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg - ein Schwerpunkt in der Forschung auf den Bereich Bioenergie gelegt, so dass mit Hilfe der Erkenntnisse aus dem Projekt die zahlreichen Anfragen aus dem In- und Ausland hinsichtlich der Bereitstellung von Hackschnitzeln aus dem Wald und der Land-schaft fundiert und fachkundig beantwortet und damit wertvolle Hilfestellung zum Ausbau der erneuerba-ren Energien gegeben werden können. So wurde z.B. die Holzenergie-Betreibergesellschaft Zell beim Aufbau der Hackschnitzelversorgung für das Nahwärmenetz Zell im Wiesental ebenso fachlich beraten wie die Stadt Laichingen bei der Logistikoptimierung für das städtische Heizwerk. Darüber hinaus flossen Erkenntnisse des vorliegenden Projekts in andere Projekte der DBU an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, aber auch z. B. in Projekte des Ökoinstituts Freiburg oder der Fischer-Dürr-Stiftung ein. Ein weiteres Projekt, für das die Ergebnisse dieses Projekts eine hohe Relevanz besitzen ist bspw. das EU-Life-Projekt "Rohrhardsberg, Obere Elz und Wilde Gutach" (Projektnehmer: Regierungspräsidium Freiburg), das sich in Teilprojekten (Bearbeitung am Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft) ebenfalls mit der energetischen Nutzung von Biomasse befasst und in Teilen auf den Ergebnissen dieses Projekts aufbaut.
Auch wurden die Ergebnisse und Erkenntnisse des Projekts außerhalb der Projekttreffen im Rahmen zahlreicher Vorträge und durch eine rege Veröffentlichungstätigkeit in einschlägigen Fachzeitschriften einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt.
Darüber hinaus wurden im Rahmen des Projekts mehrere Diplom-, Master- und Hausarbeiten von Studierenden der Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg bearbeitet und von Mitarbeitern des Instituts für Forstbenutzung und Forstlichen Arbeitswissenschaft wissenschaftlich betreut und organisatorisch begleitet. Diese sind an ihren jetzigen Arbeitsplätzen als Multiplikatoren tätig und treiben den Ausbau der Bioenergie weiter voran.
Zahlreichen Studierenden konnten zudem das Thema Bioenergie und die gesamte Bereitstellungskette vom Wald bis ins Heizwerk in zahlreichen Vorlesungen sowie im Rahmen mehrerer Exkursionen zu Projektpartnern (Holzwerke Dold, Markgräfler Häckselzug) anschaulich und lebendig vermittelt werden.


Fazit

Mit der Durchführung des Projekts konnten die Ausgangslage und die Rahmenbedingungen für die Bereitstellung von Hackschnitzeln aus Wald und Landschaft zur energetischen Verwertung in der Region weiter verbessert werden. Durch umfangreiche Presse-, Vortrags- und Veröffentlichungsarbeiten konnte die Öffentlichkeit in der Region und darüber hinaus für das Thema sensibilisiert und mobilisiert werden.

Durch die Beschäftigung von Unternehmen der Region aber auch aus dem benachbarten Ausland im Rahmen des Projekts konnten neue Akteure in die Aktivitäten der Region eingebunden und bereits bestehende Geschäftbeziehungen weiter vernetzt werden. Bislang unbeteiligten Institutionen (z.B. Regie-rungspräsidium Freiburg, Weidedirektion Lörrach, Deutsche Bahn AG u. a.) konnten Möglichkeiten zur aktiven Partizipation an der energetischen Verwertung von Biomasse aufgezeigt werden, die auch in Zu-kunft bestehen und weiter ausgebaut werden. So wurden während der 30monatigen Laufzeit des Projekts im Projektgebiet insgesamt ca. 64 ha Waldfläche bearbeitet, dabei ca. 1.500 Efm Rundholz geerntet und ca. 6.000 Srm Hackschnitzel einer energetischen Verwertung zugeführt, womit ca. 540.000 l Heizöl substituiert werden konnten.

Aus ökonomischer Sicht kann gesagt werden, dass es im Rahmen des Projekts gelungen ist, neue Wege für eine ökonomisch sinnvolle Bereitstellung von Hackschnitzeln aufzuzeigen und in die Praxis zu transferieren. Dazu gehören nicht nur innovative Maschinenkombinationen wie z. B. die Harvester mit Fäller-Sammer-Aggregaten, sondern insbesondere auch neue Einsatzbereiche für herkömmliche Maschinen, wie z.B. der Transport von Hackmaterial durch Langholz-LKW. Nachdem gerade für letztere der Nach-weis erbracht wurde, dass ein ökonomisch sinnvoller Einsatz möglich ist, wird dieses System in Zukunft sicherlich verstärkt Anwendung finden. Auch im Bereich des Hackens wurden erhebliche Optimierungspotenziale aufgezeigt. Zum einen wurde verdeutlicht, wie die Arbeitsweise des Hackers selbst zukünftig effizienter gestaltet werden kann, welches Gewicht dabei aber auch einer optimal funktionierenden Logis-tik zukommt, die keinesfalls vernachlässigt werden darf.

Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass auch eine Bereitstellung von Hackschnitzeln in Verbindung mit naturschutzfachlichen / landespflegerischen Eingriffen durchaus lohnenswert sein kann. Hier ist insbesondere die Pflege von Weidfeldern zu nennen, aber auch bspw. die Nutzung von Hackschnitzeln aus Pflegemaßnahmen in Eichenmittel- und -niederwäldern, oder von Hecken und Begleitgehölzen der freien Landschaft die in Zukunft anders organisiert und durchgeführt werden wird

Förderzeitraum: 14.09.2004 - 14.03.2007 (2 Jahre und 6 Monate)
Fördersumme: 125.000,00
Förderbereich: II.5.2
Themengebiet: Umweltforschung
Stichworte: Logistik, Energie
Publikationen:
Geografisch:


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