Berichte aus dem TFZ

Die TFZ-Berichte können als PDF heruntergeladen werden.

TFZ-Bericht 48

Sorghum als Biogassubstrat – Präzisierung der Anbauempfehlungen für bayerische Anbaubedingungen

Cover TFZ-Bericht 48: Sorghum als Biogassubstrat
Im TFZ-Bericht 48 werden die Ergebnisse eines dreijährigen Forschungsprojektes dargestellt. Das von 2012 bis 2014 in Straubing durchgeführte Sorghum-Sortenscreening bildet dabei die Basis für die bayerische Anbauberatung. Vor allem in warmen Jahren kann Sorghum ein Ertragsniveau von 250 dt Trockenmasse je Hektar erreichen. Bei kühl-feuchten Witterungsbedingungen hingegen ist das Erreichen der Silierreife nur für frühe und mittelfrühe Sorten gesichert. Begleitet wurde das Sortenscreening mit Untersuchungen zur Kühletoleranz sowie Analysen der Inhaltsstoffe und der Methanausbeute zur Qualitätsbeurteilung.
Produktionstechnische Versuche ergänzten die Forschungsarbeiten: In den Düngungsversuchen konnte belegt werden, dass eine Stickstoffversorgung in Höhe von etwa 130 kg (Düngung und mineralischer Stickstoff im Boden) für gute Sorghumerträge ausreichend ist und so zum Gewässerschutz beiträgt. Zur Saatbettbereitung und Aussaattechnik sind verschiedenste Verfahren geeignet, solange ein feinkrümeliges Saatbett und ein Anschluss der Samen an das kapillare Bodenwasser sichergestellt werden können. Die Prüfung der Mehrschnittnutzung ergab, dass dieses Verfahren hohen Risiken bei Schwadlegung und Anwelken unterliegt und keine ertraglichen Vorteile bringt.

TFZ-Bericht 48: Sorghum als Biogassubstrat pdf 7,3 MB

TFZ-Bericht 47

Pflanzenöltaugliche Traktoren der Abgasstufen I bis IIIB

Cover TFZ-Bericht 47: Pflanzenöltaugliche Traktoren der Abgasstufen I bis IIIB
Der TFZ-Bericht 47 zeigt die Ergebnisse einer Forschungsarbeit, in der 14 pflanzenöltaugliche Traktoren der Abgasstufen I bis IIIB am Prüfstand und im Praxiseinsatz getestet wurden. Wiederkehrende Messungen der Motorleistung, des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen zeigten kaum Unterschiede zwischen Rapsöl- und Dieselkraftstoffbetrieb und belegen einen hohen Entwicklungsstand pflanzenöltauglicher Traktoren. Die in den Traktoren verbauten Katalysatoren und Partikelfilter reinigten das Abgas unabhängig vom verwendeten Kraftstoff sehr effektiv.
Auf acht landwirtschaftlichen Versuchsbetrieben konnten die Traktoren ihre Zuverlässigkeit im täglichen Einsatz unter Beweis stellen. Während der insgesamt rund 34.000 Einsatzstunden traten keine rapsölkraftstoffbedingten Schäden auf. Vereinzelte Störungen betrafen das Kraftstoffniederdrucksystem und konnten in der Regel schnell behoben werden. Bei neueren pflanzenöltauglichen Traktoren entspricht der Wartungsaufwand und Bedienkomfort dem von herkömmlichen Dieseltraktoren. Eine Begutachtung der Traktormotoren ergab keine Hinweise auf Verschleiß oder Funktionsbeeinträchtigung durch die Verwendung von Rapsölkraftstoff.

TFZ-Bericht 47: Pflanzenöltaugliche Traktoren der Abgasstufen I bis IIIB pdf 3,9 MB

TFZ-Bericht 46

Qualität von Holzhackschnitzeln in Bayern

Cover TFZ-Bericht 46: Qualität von Holzhackschnitzeln in Bayern
Wissenschaftler des TFZ und der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) haben im TFZ-Bericht 46 gemeinsam untersucht, wie sich die chemische Brennstoffqualität von Hackschnitzeln optimieren lässt. Das Forscherteam führte umfangreiche Analysen zur inhaltsstofflichen Brennstoffqualität bayerischer Holzhackschnitzel durch. Die Brennstoffe stammten aus Waldrestholz und Energierundholz, aber auch aus Holz von Kurzumtriebsplantagen, der Pflege von Verkehrswegen und Stromtrassen und Holz aus dem Siedlungsbereich. Die chemische Zusammensetzung der Hackschnitzel unterschied sich dabei zwischen den Sortimenten, aber auch aufgrund von Verschmutzung der Brennstoffe mit Mineralboden, Streusalz, Dünger oder sonstigen Verunreinigungen. Mithilfe von Brennstoffindizes, die zum Teil neu entwickelt wurden, konnten die Verschmutzung der Brennstoffe, aber auch mögliche Probleme bei der Verbrennung, z. B. Emissionen, Korrosion oder die Bildung von Schlacke abgeschätzt werden. Die Ergebnisse sind insgesamt erfreulich, denn bei sauberer Arbeitsweise können Waldhackschnitzel als unkritisch für die Verbrennung in häuslichen Kesseln bewertet werden.

TFZ-Bericht 46: Qualität von Holzhackschnitzeln in Bayern pdf 3,5 MB

TFZ-Bericht 45

ExpRessBio - Methoden

Cover TFZ-Bericht 45: ExpRessBio - Methoden
Die "Expertengruppe Ressourcenmanagement Bioenergie in Bayern - ExpRessBio" legt mit dem TFZ-Bericht 45 erstmalig harmonisierte "Methoden zur Analyse und Bewertung ausgewählter ökologischer und ökonomischer Wirkungen von Produktsystemen aus land- und forstwirtschaftlichen Rohstoffen" in Bayern fest. Damit wurde eine wesentliche Grundlage geschaffen, um für alle künftigen Bewertungen der land- und forstwirtschaftlichen Produktion in Bayern harmonisierte, vergleichbare und transparente Bilanzergebnisse zu erhalten.
Ausgehend von einer Zieldefinition und der Festlegung des Untersuchungsrahmens wird dem Anwender mit einer umfassenden Systemdarstellung ermöglicht sein Untersuchungssystem (Produktsystem) in einzelne Prozesse zu strukturieren und weitere wichtige Festlegungen zu dokumentieren (z. B. zur funktionellen Einheit). Auf Basis dieser Systemdarstellung lassen sich alle zu untersuchenden Produktsysteme einheitlich bilanzieren und bewerten. Die Empfehlungen zur Durchführung einer produktspezifischen Sachbilanzierung, Bewertung ausgewählter ökologischer und ökonomischer Wirkungen bis hin zu einer einheitlichen Ergebnisdarstellung sind im TFZ-Bericht 45 ausführlich dargelegt und durch drei Anwendungsbeispiele veranschaulicht.

TFZ-Bericht 45: ExpRessBio - Methoden pdf 5,5 MB

TFZ-Bericht 44

Herstellung und Demonstration der Praxistauglichkeit von Traktoren mit Motoren der Abgasstufe IV im Betrieb mit Pflanzenöl

Cover TFZ-Bericht 44: Herstellung und Demonstration der Praxistauglichkeit von Traktoren mit Motoren der Abgasstufe IV im Betrieb mit Pflanzenöl
Im Projekt PraxTrak konnte die Praxistauglichkeit eines Traktors der EU Abgasstufe IV (bzw. US Final Tier 4) im Betrieb mit verschiedenen Pflanzenölkraftstoffen nach DIN 51605 (Rapsöl) beziehungsweise DIN SPEC 51623 (Pflanzenöle und Pflanzenölmischungen) erfolgreich nachgewiesen werden. Dazu wurde der Motor auf dem Motorenprüfstand der TU Kaiserslautern in Zusammenarbeit mit John Deere optimiert und ein für den Pflanzenölbetrieb geeignetes Abgasnachbehandlungssystem entwickelt. Feldtests und wiederkehrende Emissions- und Leistungsmessungen am Traktorenprüfstand des TFZ bestätigten, dass auch die neueste Generation von Non-Road-Maschinen längerfristig mit umweltschonendem Pflanzenölkraftstoff betrieben werden kann und dabei die gültigen Emissionsgrenzwerte stets eingehalten werden können. Durch den Einsatz von dezentral erzeugtem Rapsölkraftstoff ergeben sich gegenüber dem Einsatz von fossilem Dieselkraftstoff deutliche Vorteile hinsichtlich der Treibhausgasemissionen und auch bei der regionalen Wertschöpfung. Gefördert wurde das Projekt von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft.

TFZ-Bericht 44: Herstellung und Demonstration der Praxistauglichkeit von Traktoren mit Motoren der Abgasstufe IV im Betrieb mit Pflanzenöl pdf 4,8 MB

TFZ-Bericht 43

Brennstoffqualität von Holzpellets

Cover TFZ-Bericht 43: Brennstoffqualität von Holzpellets
Pellets sind genormte Brennstoffe und weisen äußerlich scheinbar einheitliche Merkmale auf, sie bleiben aber dennoch ein Naturprodukt mit schwankenden stofflichen Eigenschaften. Daher gibt es immer wieder Zweifel, ob die Qualität in der Praxis ausreichend ist. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden deshalb 42 auf dem europäischen Markt erhältliche Holzpelletproben als Sackware hinsichtlich ihrer brennstofftechnischen und physikalischen Eigenschaften sowie der jeweiligen inhaltsstofflichen Zusammensetzung am Technologie- und Förderzentrum (TFZ) untersucht.
Ein Großteil der Proben konnte die gestellten Anforderungen aktueller Qualitätsnormen (DIN EN ISO 17225-2) und der in Deutschland angewendeten Zertifikate (DINplus, ENplus) einhalten. Die Pellets schnitten in den Parametern Wassergehalt, Heizwert und Aschegehalt sowie bei physikalischen Qualitätsparametern (Feinanteil, Schüttdichte, Rohdichte, Abriebfestigkeit, Pelletlänge, Pellethärte) gut ab. Bei der Analyse der inhaltsstofflichen Zusammensetzung gab es aber bei einigen Proben Hinweise auf Verunreinigungen im Holz. Allerdings lagen die Schwermetallkonzentrationen generell sehr niedrig und in den meisten Fällen sogar unter der Nachweisgrenze.
Insgesamt ließ sich feststellen, dass Holzpellets in Deutschland im Großen und Ganzen von guter Qualität sind. Diese Qualität ist für den Verbraucher vor allem von Bedeutung, weil sie für einen störungsfreien Betrieb der Feuerungsanlage unerlässlich ist. Außerdem wird durch eine hohe Brennstoffqualität der Schadstoffausstoß gering gehalten.

TFZ-Bericht 43: Brennstoffqualität von Holzpellets pdf 4,0 MB

TFZ-Bericht 42

Weiterentwicklung einer Siloabdeckung auf Basis Nachwachsender Rohstoffe

Cover TFZ-Bericht 42: Siloabdeckung
Im Rahmen der vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten geförderten Arbeiten zur "Weiterentwicklung einer Siloabdeckung auf Basis Nachwachsender Rohstoffe" (TFZ-Bericht 42) wurde die vorliegende Rezeptur aus vorangegangenen Projektphasen für eine spritzbare und selbsthärtende Abdeckung für Flachsiloanlagen optimiert. Schwerpunkte waren die Erhöhung der Langzeitstabilität und die Verbesserung des Werkstoffverhaltens sowie eine Anpassung von Prüfverfahren zur Beurteilung der Materialeigenschaften. Mit Beenden der Laborarbeiten können drei favorisierte Rezepturen bereitgestellt werden, die nun in Freilandversuchen geprüft werden. Informationen zu den vorangegangenen Arbeiten finden Sie im TFZ-Bericht 27: Entwicklung einer Siloabdeckung aus Nachwachsenden Rohstoffen.

TFZ-Bericht 42: Weiterentwicklung einer Siloabdeckung auf Basis Nachwachsender Rohstoffe pdf 6,5 MB

TFZ-Bericht 41

Qualitätssicherung bei der dezentralen Herstellung von Rapsölkraftstoff nach DIN 51605

Cover TFZ-Bericht 41: Qualitätssicherung
In der Norm DIN 51605 für Rapsölkraftstoff sind strenge Grenzwerte für die Elementgehalte an Calcium, Magnesium und Phosphor festgelegt. Diese geringen Konzentrationen können über eine Nachbehandlung von Rapsölkraftstoff auch in dezentralen Ölmühlen erreicht werden. In einem vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten geförderten Forschungsvorhaben wurde der Einsatz derartiger Nachbehandlungsverfahren in vier dezentralen bayerischen Ölmühlen wissenschaftlich begleitet. Die Ergebnisse dieser und weiterer Untersuchungen zur Nachbehandlung von unzureichenden Reinölqualitäten sind im TFZ-Bericht 41 nachzulesen.

TFZ-Bericht 41: Qualitätssicherung bei der dezentralen Herstellung von Rapsölkraftstoff nach DIN 51605 pdf 2,3 MB

TFZ-Bericht 40

Optimale Bereitstellungsverfahren für Holzhackschnitzel

Cover TFZ-Bericht 40: Holzhackschnitzel
Die Nachfrage nach Holzhackschnitzeln steigt und über die letzten Jahrzehnte ist auch die Bereitstellung und Vermarktung professioneller geworden. Damit geht eine Differenzierung von Hackschnitzeln nach Ausgangssortiment, Verarbeitungsprozess und Qualität einher.
Das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten hat daher das Technologie- und Förderzentrum (TFZ) und die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) mit Untersuchungen zur weiteren Optimierung der Hackschnitzelbereitstellung beauftragt. Die Arbeiten führten über Literaturrecherchen, Expertenbefragungen und zahlreiche Praxisversuche und -messungen zu den wesentlichen technischen und wirtschaftlichen Kenndaten der Prozesskette. Dazu zählen die Durchsatzleistung beim Hacken, der spezifische Energieverbrauch, die Kenndaten der Hackgutbelüftung, die physikalische Brennstoffeigenschaften (Normenkonformität) sowie nützliche Schätzverfahren zum Mengenanfall von Schüttraummetern. In jedem Einzelkapitel konnten die jeweiligen Optimierungspotenziale aufgezeigt werden.
Die ebenfalls untersuchten inhaltstofflichen Brennstoffqualitäten werden in einem Folgebericht „Qualität von Holzhackschnitzeln aus Bayern“ separat in dieser Schriftenreihe veröffentlicht (Herbst 2015).

TFZ-Bericht 40: Optimale Bereitstellungsverfahren für Holzhackschnitzel pdf 13,8 MB

TFZ-Bericht 39

Eignung von Buchweizen und Quinoa als späte Zweitfrüchte für die Biogasnutzung

Cover TFZ-Bericht 39
Der Anbau eines breiten Spektrums an Pflanzenarten ermöglicht einen vielfältigen Energiepflanzenbau in alternativen Anbausystemen und steigert die Biodiversität in der Agrarlandschaft. Buchweizen und Quinoa als Kulturarten mit einer kurzen Vegetationszeit können als Bereicherung flexibel in solche Fruchtfolgen integriert werden. Ziel des hier vorgestellten Projekts ist es, Buchweizen und Quinoa als späte Zweitfrüchte auf ihre Nutzung als Biogassubstrat zu testen.
Dazu wurde am TFZ in Straubing ein dreijähriges Projekt durchgeführt. An zwei Standorten wurden zu je zwei Saatterminen verschiedene Buchweizen- und Quinoasorten getestet. Die Parameter Trockenmasseertrag, Trockensubstanzgehalt, Substratqualität, Methanausbeute, Methanhektarertrag, Wassernutzungseffizienz, Spurenelementgehalt sowie der Einfluss einer gestaffelten Stickstoffdüngung auf Ertragsleistung und Abreife wurden untersucht.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Anbau von Buchweizen und Quinoa als Biogassubstrat erfolgsversprechend ist. Durch das weite Saatfenster können beide Kulturen sehr gut in Biogas- und Marktfruchtfolgen integriert werden und die Vegetationslücke im Sommer effizient nutzen. Außerdem bieten beide Kulturen viele Vorteile klassischer Zwischenfrüchte wie Bodenverbesserung, Erosionsschutz und Humusaufbau und haben durch das lange Blütenangebot einen ökologischen Mehrwert. Ein stärkerer Anbau von Buchweizen und Quinoa kann die Akzeptanz des Energiepflanzenbaus verbessern ohne für den Landwirt hohe wirtschaftliche Einbußen zu bedeuten.

Bericht 39 hier herunterladen pdf 9,7 MB

TFZ-Bericht 38

Untersuchung der Praxistauglichkeit eines Elektrofilters für Kleinfeuerungsanlagen

Cover TFZ-Bericht 38
Holzkesselanlagen müssen die Einhaltung der CO- und Staubemissions-Grenzwerte sicherstellen. Das gilt schon bei der Bauartzulassung der Feuerung, aber auch im zweijährigen Rhythmus der Anlagenüberprüfung vor Ort. Nachgeschaltete Staubabscheider können hierbei Beanstandungen verhindern. Aber über deren Betriebsverhalten und Abscheidevermögen im Praxiseinsatz ist oft noch zu wenig bekannt. Mit einem neu entwickelten Abscheider-Prototyp (FSF 100) der Firma Spanner Re² wurde daher eine entsprechende Erprobung an einem Hackschnitzelkessel (100 kW) vorgenommen – sowohl am Feuerungsprüfstand als auch in einem Praxisfall.
Mit den durchgeführten Messungen konnte die Eignung des Elektroabscheiders für den Einsatz in der Praxis auch unter anspruchsvollen Bedingungen gezeigt werden. So lag auch während der Feldmessungen die erreichte Abscheidung, trotz größerer Schwankungen, in etwa in der gleichen Größenordnung wie am Prüfstand, wobei die variablen Betriebsbedingungen nur relativ geringen Einfluss hatten. Auch während der Startphase einer kalten Feuerung kann so eine Staubabscheidung von ca. 63 Prozent gewährleistet werden, während sie im Regelbetrieb mit ca. 88 Prozent erwartungsgemäß höher liegt.

Bericht 38 hier herunterladen pdf 6,8 MB

TFZ-Bericht 37

Screening und Selektion von Amarantsorten und -linien als spurenelementreiches Biogassubstrat

37_TFZ_Bericht_Cover
Amarant ist eine Pflanze mit großer Historie und wurde bereits von den Hochkulturen Südamerikas als kräftigendes Nahrungsmittel geschätzt. Künftig könnte das Fuchsschwanzgewächs als Energiepflanze zu einer Erhöhung der Biodiversität in Biogasfruchtfolgen beitragen und mit seinen farbenprächtigen Rispenständen das Landschaftsbild bereichern.
Im Rahmen eines umfangreichen Sortenscreenings am Technologie- und Förderzentrum in Straubing wurden die pflanzenbaulichen Ansprüche der Kultur sowie ihr Abreifeverhalten vor dem Hintergrund der klimatischen Bedingungen Bayerns beleuchtet. Laboranalysen zu Inhaltsstoffgehalten und zur potenziellen Methanausbeute bildeten die Grundlage für die Beurteilung der Kultur als Biogassubstrat. Als besonderer Aspekt wurde der hohe Spurenelementgehalt des Amarants herausgegriffen und im Hinblick auf seine Bedeutung für die methanbildenden Mikroorganismen im Fermenter näher beleuchtet.
Im Fazit wird der Kultur ein großes Potenzial als Energiepflanze zugesprochen, gleichzeitig aber auch betont, dass für eine zuverlässige Abreife der Kultur unter bayerischen Anbaubedingungen eine züchterische Bearbeitung unabdingbar ist.

Bericht 37 hier herunterladen pdf 1,9 MB

TFZ-Bericht 36

Nutzer- und Brennstoffeinflüsse auf Feinstaubemissionen aus Kleinfeuerungsanlagen

Cover Bericht 36 - Nutzer- und Brennstoffeinflüsse auf Feinstaubemissionen aus Kleinfeuerungsanlagen
Häusliche Feuerungen tragen zu einem nicht vernachlässigbaren Anteil an Feinstaubemissionen in Deutschland bei. Ziel des vorliegenden Berichtes war es daher, zahlreiche Nutzer- und Brennstoffeinflüsse auf das Emissionsverhalten an verschiedenen Scheitholzfeuerungen zu untersuchen und daraus Handlungsempfehlungen für den Endverbraucher abzuleiten. Für das Versuchsprogramm wurden vier Feuerungen ausgewählt: zwei Kaminöfen unterschiedlicher Preiskategorien, ein Kachelofenheizeinsatz und ein Scheitholzkessel.
An den ausgewählten Feuerungen wurden zunächst grundsätzliche versuchsmethodische Fragen geklärt, um anschließend die vielfältigen brennstoffbedingten und nutzerbedingten Einflüsse auf das Emissionsgeschehen zu quantifizieren.
In einem kurzen Exkurs wurden auch regelungstechnische Verbesserungspotenziale betrachtet und die aus den Gesamtdaten ableitbaren grundsätzlichen Zusammenhänge der verschiedenen Abgaskenngrößen im Rahmen von Korrelationsanalysen untersucht, wobei teilweise auch die Zusammensetzung der Abgaspartikel in die Betrachtung mit einbezogen wurde.

Bericht 36 hier herunterladen pdf 5,7 MB

TFZ-Bericht 35

Additivierung von Rapsölkraftstoff - Projektphase 2: Langzeit- und Prüfstandsuntersuchungen

Cover Bericht 35 - Additivierung von Rapsölkraftstoff: Prüfstands- und Langzeituntersuchungen
Im Forschungsvorhaben "Additivierung von Rapsölkraftstoff", das von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) finanziert wurde, untersuchte das TFZ die Nutzung von Kraftstoffzusätzen (Additiven) zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften von Rapsölkraftstoff. In der ersten Projektphase konnten jeweils zwei Additive identifiziert werden, die im Labor einen positiven Einfluss auf die Zündwilligkeit und das Fließverhalten von Rapsölkraftstoff bei niedrigen Temperaturen zeigen. Diese wurden in der jetzt abgeschlossenen zweiten Projektphase umfangreichen Prüfstands- und Langzeituntersuchungen unterzogen.
In Prüfstandsmessungen wurden die Einflüsse der Additive auf das Betriebs- und Emissionsverhalten eines Versuchstraktors eingehender untersucht, wobei sowohl gesetzlich limitierte Abgaskomponenten als auch nicht limitierte Schadstoffe wie PAK betrachtet wurden. Weiterhin wurde die Möglichkeit der Lagerung des additivierten Rapsölkraftstoffs über bis zu 12 Monate unter dem Aspekt der Kraftstoffqualität evaluiert. Der Einsatz der Additive ist sowohl im Hinblick auf die Anforderungen der Kraftstoffnorm DIN 51605 als auch aus emissionstechnischer Sicht möglich, ein negativer Einfluss der Additive wurde nicht beobachtet.

Bericht 35 hier herunterladen pdf 2,5 MB

TFZ-Bericht 34

Dezentrale Ölsaatenverarbeitung 2012/2013 – eine bundesweite Befragung

Cover Bericht 34 - Dezentrale Ölsaatenverarbeitung 2012/2013
Die aktuelle Befragung des TFZ bestätigt die schwierige Situation der dezentralen Ölsaatenverarbeitung in ganz Deutschland. Von den einst knapp 600 (2007) Ölmühlen verarbeiten derzeit nur noch 241 Ölmühlen regional Ölsaaten. Die Saatverarbeitung verringerte sich in den sechs Jahren quantitativ um 70 %. Zum Einen verhindert die volle Energiebesteuerung von etwa 45 ct pro Liter Pflanzenölkraftstoff zum 1.1.2013 die Konkurrenzfähigkeit zu Dieselkraftstoff. Zum Anderen schadet die kontrovers geführte Teller-Tank- bzw. iLUC-Debatte dem Ansehen von Biokraftstoffen im Allgemeinen. Dagegen profitieren die Speiseölproduzenten von der steigenden Beliebtheit des kaltgepressten Rapsspeiseöles in der deutschen Küche, was zu beachtlichen Vermarktungszuwächsen führte.

Bericht 34 hier herunterladen pdf 1,5 MB

TFZ-Bericht 33

Betriebs- und Emissionsverhalten eines pflanzenöltauglichen Traktors mit Rapsöl, Sojaöl und Sonnenblumenöl

Cover Bericht 33 - Betriebs- und Emissionsverhalten eines pflanzenöltauglichen Traktors
Die Verwendung von Pflanzenölen als Biokraftstoff kann in mehrfacher Hinsicht von Vorteil sein. Förderung der regionalen Wertschöpfung, Unabhängigkeit von fossilen Importen, geringe CO2-Vermeidungskosten oder die Erzeugung von hochwertigem Futtermittel als Kopplungsprodukt sprechen für Pflanzenölkraftstoff in der Landwirtschaft. Umfangreiche Erfahrungen zum Emissions- und Betriebsverhalten bei pflanzenöltauglichen Motoren sind jedoch größtenteils nur zu Rapsöl vorhanden. Aus wirtschaftlichen Gründen sowie zur Erweiterung der Rohstoffbasis rücken aber auch weitere Pflanzenöle in den Fokus. Deshalb wurde am Traktorenprüfstand des Technologie- und Förderzentrums ein pflanzenölbetriebener John-Deere-Traktor auf Leistung, Drehmoment, Kraftstoffverbrauch und limitierte Abgaskomponenten im Betrieb mit Soja-, Sonnenblumen- und Rapsöl untersucht und mit Diesel als Referenzkrafstoff vergleichen.

Bericht 33 hier herunterladen pdf 1,5 MB

TFZ-Bericht 32

Pflanzenöltaugliche Traktoren der Abgasstufe IIIA - Prüfstandsuntersuchungen und Feldeinsatz auf Betrieben der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft

Cover Bericht 32 - Pflanzenöltaugliche Traktoren der Abgasstufe IIIA
Mit Traktoren der Abgasstufen I und II wurden in den letzten Jahren bereits einige Erfahren mit Rapsöl als Kraftstoff gesammelt und es konnte nachgewiesen werden, dass ein sicherer Betrieb möglich ist. Untersuchungen mit moderneren Motoren der Abgasstufe IIIA wurden bisher nur in geringerem Umfang durchgeführt, so dass hierzu kaum Erfahrungen zum Emissions- und Betriebsverhalten in der Praxis vorlagen. Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, das Emissions- und Betriebsverhalten von pflanzenöltauglichen Abgasstufe IIIA Traktoren über einen längeren Zeitraum im Feld- und Prüfstandsbetrieb zu erfassen. Am Prüfstand sollten dabei die Einflüsse von verschiedenen Motorbetriebsbedingungen und Prüfzyklen, der zunehmenden Betriebsdauer und von Abgasnachbehandlungssystemen auf das Leistungs- und Emissionsverhalten im Betrieb mit Rapsöl- und zum Teil mit Dieselkraftstoff ermittelt werden. Die Praxistauglichkeit der Pflanzenöltraktoren im täglichen Betrieb wurde in Zusammenarbeit mit landwirtschaftlichen Betrieben der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft an drei Traktoren erfolgreich nachgewiesen.

Bericht 32 hier herunterladen pdf 1,4 MB

TFZ-Bericht 31

Langzeiterfahrungen zum Einsatz von Rapsölkraftstoff in Traktoren der Abgasstufe I und II

Cover Bericht 31 - Langzeiterfahrungen zum Einsatz von Rapsölkraftstoff in Traktoren der Abgasstufe I und II
Die Nutzung von Rapsölkraftstoff in Traktoren kann einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz liefern. Bisherige Erfahrungen mit rapsölkraftstoffbetriebenen Traktoren zeigen, dass unter bestimmten Voraussetzungen die Maschinen zuverlässig betrieben werden können. Wenige Informationen sind jedoch verfügbar, wie sich das Emissionsverhalten über einen längeren Zeitraum entwickelt. Aufgrund dessen war das Ziel der vorliegenden Untersuchung einen Beitrag zur Klärung des Emissionsverhaltens von Rapsöltraktoren im Langzeitbetrieb zu leisten. Hierzu sollten zwei Traktoren, ein Fendt Farmer Vario 412 der Abgasstufe I und ein Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 der Abgasstufe II, dienen. Die Traktoren werden im Feldeinsatz am Lehr-, Versuchs-, und Fachzentrum für ökologischen Landbau in Kringell betrieben und bereits seit mehreren Jahren vom TFZ wissenschaftlich begleitet. Das Emissionsverhalten zeigte sich bei beiden Traktoren über den Untersuchungszeitraum als weitgehend stabil, so dass keine Anzeichen für übermäßigen Verschleiß vorliegen. Im Rahmen einer Motorbefundung konnte bei beiden Traktoren ein für die Laufzeit insgesamt guter Zustand festgestellt werden. Es konnte somit über die Betriebsdauer von ca. 5000 bzw. 3300 Bh die volle Funktionalität nachgewiesen werden.

Bericht 31 hier herunterladen pdf 1,5 MB

Berichte aus dem TFZ 30

Ethanol aus Zuckerhirse – Gesamtkonzept zur nachhaltigen Nutzung von Zuckerhirse als Rohstoff für die Ethanolherstellung

Cover Bericht 30 - Ethanol aus Zuckerhirse
Im Forschungsvorhaben „Ethanol aus Zuckerhirse“ wurde untersucht, inwiefern sich die Zuckerhirse als Rohstoffpflanze für die Ethanolherstellung unter bayerischen Anbaubedingungen eignet. Im Rahmen eines Gesamtkonzeptes wurde die gesamte Produktionskette, vom Anbau bis zur Ethanolherstellung, beleuchtet. Dabei wurden auch Verwertungspfade für die Nutzung von Nebenprodukten berücksichtigt, wie zum Beispiel der Bagasse.
Ausgangsbasis für die Untersuchungen waren Feldversuche mit über 300 Parzellen und Großflächen unter Verwendung von 15 verschiedenen Zuckerhirsesorten für die Bereitstellung von Pflanzenmaterial für die Lagerungs- und Konversionsversuche. Probleme beim Zuckerhirseanbau waren vor allem unzureichende Trockenmasse-Gehalte, eine ausgeprägte Lagerneigung und unzureichende Verfügbarkeit von Saatgut. Bei der Lagerung von Zuckerhirse erwies sich die Konservierung mit Ameisensäure als geeignetes Mittel, um einen lagerstabilen Zustand über die Dauer von mindestens einem Jahr zu gewährleisten. Durch Einsatz von Schneckenpressen konnte der Zuckersaft aus der Zuckerhirse mit einer hohen Effizienz abgepresst werden, jedoch war mit den verwendeten Pressen kein längerer kontinuierlicher Betrieb möglich. Durch den Einsatz von geeigneten Gärorganismen konnte aus dem Zuckerhirsepresssaft Ethanol fermentiert werden. Für den Pressrückstand wurden zwei Verwertungspfade näher untersucht. Zum einen die Gewinnung von Ethanol und zum anderen die thermische Verwertung der Bagasse.

Bericht 30 hier herunterladen pdf 3,1 MB

TFZ-Bericht 29

Sorghum als Energiepflanze - Optimierung der Produktionstechnik

Cover Bericht 29
Mit den gewonnenen Erkenntnissen aus der mittlerweile sechsjährigen Forschungsarbeit an Sorghum kann der landwirtschaftlichen Praxis ein kleines, aber durchweg erfolgreiches Spektrum an Sorten mit adäquaten Vorschlägen zur Produktionstechnik für verschiedene bayerische Standortbedingungen empfohlen werden.
Im Mittelpunkt der Arbeiten von 2009 bis 2011 stand die Fortführung des Sortenscreenings. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung eines Reifegruppenmodells. Außerdem wurden agronomische und pflanzenbauliche Parameter mit Auswirkung auf Ertragsbildung und –struktur erhoben, die wertgebenden Inhaltsstoffe analysiert und das theoretische Methanbildungspotenzial kalkuliert. An einigen Sorten wurde exemplarisch die Eignung zur Silierung und zur Grundfutterbereitstellung (Energie- und Blausäuregehalte) untersucht. In den produktionstechnischen Versuchen ging es um die Auswirkungen der Variation von Stickstoffdüngung, Vorfrüchten, Bestandesdichten und Verfahren der Saatbettbereitung und der Aussaat auf die Zielgrößen Trockenmasseertrag und Trockensubstanzgehalt. Ziel dieser weiterzuführenden Versuche ist es, ein signifikantes Einsparpotenzial im Produktionsverfahren Sorghum herauszuarbeiten.

Bericht 29 hier herunterladen pdf 2,7 MB

TFZ-Bericht 28

Sorghumhirse als Nachwachsender Rohstoff - Sortenscreening und Anbauszenarien

Cover TFZ Bericht 28
Sorghumhirse gilt bisweilen noch als Exot auf bayerischen Feldern. Kurze Vegetationszeit, Trockentoleranz und Nicht-Wirtseignung für bestimmte Schädlinge erhöhen aber die Attraktivität von Sorghum als Energiepflanze. Nicht zuletzt deshalb, weil durch späte Aussaat Fruchtfolgen mit Sorghum abwechslungsreich aufgelockert werden können.
Die richtige Sortenwahl ist für den Anbau allerdings entscheidend. Durch ein Sortenscreening, das 278 Sorten umfasste, wählten Wissenschaftler des TFZ vielversprechende Sorten aus und überprüften in dreijährigen Parzellenversuchen die Anbaueignung von Sorghum in Bayern. Ebenso wurde die Produktionstechnik für hiesige Standortverhältnisse optimiert.
Der Bericht umfasst darüber hinaus Anbaueignungskarten für Deutschland, die aufgrund zukünftiger klimatischer Veränderungen Gunstgebiete für Sorghum in Deutschland ausweisen. Die deutliche Zunahme geeigneter Anbaugebiete lässt auf eine zunehmende Bedeutung von Sorghum rückschließen.

Bericht 28 hier herunterladen pdf 5,3 MB

TFZ-Bericht 27

Entwicklung einer Siloabdeckung aus Nachwachsenden Rohstoffen

Cover TFZ-Bericht 27: Siloabdeckung
Untersuchungen zur Praxistauglichkeit einer spritzbaren Siloabdeckung aus Nachwachsenden Rohstoffen hinsichtlich Herstellung, Applikation und Silagequalität sowie Verwertung in Biogas- und Kompostieranlagen.

Bericht 27 hier herunterladen pdf 6,5 MB

TFZ-Bericht 26

Status Quo der dezentralen Ölgewinnung - bundesweite Befragung

Cover Bericht 26 - Status Quo der dezentralen Ölgewinnung
Eine Befragung des TFZ brachte zutage, dass in den letzten drei Jahren rund 200 dezentrale Ölmühlen in Deutschland den Betrieb eingestellt haben. Zum Zeitpunkt Juni 2011 verarbeiten von einst knapp 600 Ölmühlen derzeit nur noch 274 Ölmühlen regional Ölsaaten. Der Hauptgrund hierfür liegt vor allem im starken Rückgang der Nachfrage nach Rapsölkraftstoff, der überwiegend in der Landwirtschaft und im Speditionsgewerbe aber auch in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Erzeugung von regenerativem Strom und Wärme eingesetzt wurde. Die auf die Herstellung von kaltgepressten Speiseölen spezialisierten Betriebe konnten hingegen bei der Vermarktung zulegen.

Bericht 26 hier herunterladen pdf 1,6 MB

TFZ-Bericht 25

Additivierung von Rapsölkraftstoff

Cover Bericht 25 - Additivierung von Rapsölkraftstoff
Im Forschungsvorhaben "Additivierung von Rapsölkraftstoff", das von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) finanziert wurde, untersuchte das TFZ die Nutzung von Kraftstoffzusätzen (Additiven) zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften von Rapsölkraftstoff. Zum Einsatz kamen 25 verschiedene Additive und Additivpakete, die von 15 verschiedenen Additivherstellern zur Verfügung gestellt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass durch Zugabe bestimmter Additive sowohl das Fließverhalten bei niedrigen Temperaturen als auch die Zündwilligkeit verbessert werden kann. Damit erscheint es möglich, die Einsatzmöglichkeiten von Rapsölkraftstoff durch Zugabe von Additiven gezielt zu optimieren.
In einem weiterführenden Forschungsvorhaben werden die Erfolg versprechenden Additive eingehender betrachtet, bevor ihr Einsatz im praktischen Betrieb empfohlen werden kann. Dabei sollen unter anderem die Auswirkungen der Additive auf das Betriebsverhalten und die Emissionen eines rapsöltauglichen Traktors unter die Lupe genommen werden.

Bericht 25 hier herunterladen pdf 7,7 MB

TFZ-Bericht 24

Charakterisierung von Holzbriketts

Cover Bericht 24 - Charakterisierung von Holzbriketts
Holzbriketts werden hauptsächlich in Holzöfen eingesetzt und ersetzen dort vor allem Scheitholz. Ihre einfache Handhabung, die Vorteile bei der Lagerung und die längere Brenndauer haben ihren Bekanntheitsgrad gesteigert. Sie können mittlerweile fast überall erworben werden, im Holzfachhandel, in Baumärkten, in Supermärkten oder an Tankstellen. Ihr Verbrauch in Deutschland wird für das Jahr 2009 auf ca. 350.000 Tonnen geschätzt.
Wegen der unterschiedlichen Pressverfahren und -formen aber auch wegen der verschiedenen Rohstoffe ist die Qualität der Holzbriketts uneinheitlich. Es treten Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung und bei den physikalischen Eigenschaften auf, was sich wiederum auf das Brennverhalten auswirkt.
Mit dem im Rahmen der Forschung am Technologie- und Förderzentrum (TFZ) durchgeführten Holzbrikettscreening wird nun eine Übersicht zu den Qualitätsschwankungen und Eigenschaften der am deutschen Markt verfügbaren Holzbriketts gegeben. Dadurch ist eine brennstofftechnische und umweltbezogene Beurteilung der für die Brikettierung verwendeten Rohstoffe möglich. Des Weiteren soll die Identifikation ungeeigneter Brennstoffe dazu beitragen, dass Hersteller in Zukunft stärker bestimmte Mindeststandards einhalten.
Im TFZ-Bericht 24 werden die ausgewählten Holzbriketts kurz vorgestellt und hinsichtlich ihrer brennstofftechnischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften auf der Grundlage von Normen vergleichend bewertet.

Bericht 24 hier herunterladen pdf 788 KB

TFZ-Bericht 23

Bewertung kostengünstiger Staubabscheider für Einzelfeuerstätten und Zentralheizungskessel

Cover Bericht 23 - Bewertung kostengünstiger Staubabscheider für Einzelfeuerstätten und Zentralheizungskessel
Kleine Elektroabscheider könnten bei häuslichen Holzfeuerungen künftig zur Minderung der Feinstaubemissionen beitragen. 10 Abscheider von drei Herstellern wurden daher am TFZ über eine komplette Heizperiode in einer Felderprobung und am Feuerungsprüfstand untersucht. Aus der über eine Heizperiode gesammelten Schornstein- bzw. Abscheiderasche wurde ein Maximalwert der damit theoretisch maximal vermiedenen Staubemissionen errechnet. Am höchsten war die so berechnete Abscheidung an einem Hackgut- und an Scheitholzkessel mit Staubminderungswerten von über 100 mg/Nm3.
Unter den realen Einsatzbedingungen wurden aber auch vielerlei Problemfelder identifiziert. Zum Beispiel kam es teilweise zu Spannungsüberschlägen, Ausfall der Elektrodenspülluft oder der Hochspannung, Elektrodenbruch, Befestigungsproblemen, Regenwassereintritt oder Lärmbelästigung. Viele Probleme konnten schon im Probebetrieb behoben oder gemindert werden, andere müssen bis zur Serienreife noch gelöst werden.
Mit den drei Abscheidertypen wurden auch mehrere 6-wöchige Langzeitversuche am Prüfstand des TFZ durchführt. Die Ergebnisse zeigen einen geringeren Abscheidegrad, wenn im Rohgas hohe Staubemissionen vorliegen. Die Abscheidung liegt im Mittel je nach Filtertyp bei ca. 80 bzw. 60 % oder auch nur bei ca. 20 %.
Trotz uneinheitlicher Versuchsergebnisse ist festzuhalten, dass kleine elektrostatische Abscheider für häusliche Holzfeuerungen derzeit die vielversprechendste Option zur Feinstaubminderung darstellen. Dabei sind Konzepte mit aktiver Reinigung und Staubentnahme besonders aussichtsreich.

Bericht 23 hier herunterladen pdf 5,8 MB

TFZ-Bericht 22

Partikelemissionen aus Kleinfeuerungsanlagen für Holz und Ansätze für Minderungsmaßnahmen

Cover Bericht 22 - Partikelemissionen aus Kleinfeuerungsanlagen für Holz und Ansätze für Minderungsmaßnahmen
Die Partikelemissionen häuslicher Einzelfeuerstätten und kleiner Zentralheizungen für Scheitholz, Hackschnitzel oder Pellets werden in letzter Zeit vermehrt als Verursacher der allgemeinen Feinstaubbelastung der Atmosphäre angesehen, obgleich viele grundsätzliche Sachverhalte in diesem Themenbereich noch kaum erforscht sind. Ziel eines vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Forschungsverbundprojektes war es deshalb, die anfallenden Stäube und gasförmigen Emissionen repräsentativer Holzfeuerungen in reproduzierbaren Messungen zu charakterisieren sowie Enflüsse, Ursachen und Maßnahmen für Emissionsminderung zu untersuchen.

Das Technologie- und Förderzentrum (TFZ) hat an fünf Holzfeuerungen und einem Heizölkessel Versuche und Abgasuntersuchungen durchgeführt und hinsichtlich der feuerungs-, bedienungs- und brennstofftechnischen Einflüsse sowie der Staubkorngrößen analysiert.

Das insgesamt niedrige Niveau der Staubemissionen der Kessel von 20 (Pellets) bis 34 mg/Nm³ wie der Einzelfeuerstätten von 58 bzw. 72 mg/Nm³ zeigt den hohen Entwicklungsstand moderner Holzfeuerungen. Die Verteilung der Korngrößen aus den jeweiligen Feuerungen weisen kaum Unterschiede auf, so dass der Gesamtstaub als wesentliche Bewertungskenngröße anzusehen ist.

Während die verwendete Holzart meist nur einen geringen Einfluss auf Höhe und Qualität der Feinstauemissionen ausübt, können Brennstoffeinflüsse, mit Wasser- und Aschegehalt sowie Brennstoffaufbereitung als wesentliche Kriterien, sich in erheblichem Maß auf die Emissionen auswirken. So führen relativ kleine und vor allem relativ große Holzscheite zu einem Anstieg der Staubemissionen, und ebenso die Verwendung von Scheitholz mit einem Wassergehalt von 31 % zeigt ein deutliches Ansteigen auf 400 mg/Nm³, wohingegen die Steigerung des Wassergehaltes bis auf 23 % weitgehend unwirksam bleibt. Bei Einzelfeuerstätten führen bereits Brennstoffwassergehalte von 20 % bis 25 % zu einem deutlichen Anstieg der Gesamtstaubemissionen. Hinsichtlich der Bedienungseinflüsse ist vor allem die Wahl der Brennstoffmenge zu nennen, da eine Abweichung von den Herstellerangaben ebenfalls zu höheren Emissionen führen kann.

Zur Schadstoffminderung durch Nachbehandlungssysteme wurden ein elektrostatischer Abscheider sowie ein Wärmetauscher zur nachträglichen Abgaskondensation untersucht. Mittels des Abscheiders konnten Reingasstaubgehalte von unter 10 mg/Nm³ erreicht werden, bei Abscheidegraden von 80 bis 90 % (Beispiel 30 kW-Scheitholzkessel). Zwar erreichte der Sekundärwärmetauscher im Mittel nur eine Staubkonzentrationsminderung von 30 %, dies allerdings mit dem Effekt der nennenswerten Steigerung des Wärmeertrages und damit mit einer effizienteren Brennstoffnutzung. Bei beiden Systemen werden vornehmlich größere Partikel abgeschieden.

Bericht 22 hier herunterladen pdf 1,5 MB

TFZ-Bericht 21

Kleine Biomassefeuerungen - Marktbetrachtungen, Betriebsdaten, Kosten und Wirtschaftlichkeit

Cover Bericht 21 - Kleine Biomassefeuerungen - Marktbetrachtungen, Betriebsdaten, Kosten und Wirtschaftlichkeit
Eine aktuelle Marktanalyse des Technologie- und Förderzentrums (TFZ) in Straubing zeigt: Der Markt für Biomassekessel (bis 100 kW) befindet sich in einem lebhaften Veränderungs- und Anpassungsprozess mit rasch wechselnden Marktteilnehmern, Produkten und Rahmenbedingungen. Die Auswertung von 1.000 Originalrechnungen von den im Marktanreizprogramm (MAP) geförderten Anlagen und die Ergebnisse einer zusätzlichen Fragebogenaktion unter 776 Betreibern von Biomassekesseln erbringen vielfältige Markt- und Betriebsdaten.
Hinsichtlich der Marktanteile, mit nur 28 % der MAP-geförderten Anlagen von deutschen Herstellern, ist die technologische Entwicklung stark von Anbietern aus dem Ausland dominiert.
Bei der Erneuerung von Heizsystemen wurde in 80 % der Fälle ein Ersatz für eine öl- oder erdgas- bzw. eine strombasierte Heizung geschaffen.
Die Schadstoffemissionen der MAP-geförderten Anlagen zeigen in der Regel eine Häufung von Typenprüfergebnissen mit besonders niedrigen Kohlenmonoxidemissionen.
Nach der Betrachtung der Kostendaten und der Wirtschaftlichkeit kommt die Studie zu dem Ergebnis, dass die Förderung von kleinen Biomassfeuerungen in gleicher Höhe beibehalten werden sollte.

Bericht 21 hier herunterladen pdf 2,1 MB

TFZ-Bericht 20

Prüfung der Eignung von Verfahren zur Reduktion ablagerungs- und aschebildender Elemente im Rapsölkraftstoff bei der dezentralen Erzeugung

Cover Bericht 20 - Reduktion ablagerungs- und aschebildender Elemente im Rapsölkraftstoff
Mit fortschreitender Entwicklung von Dieselmotoren und bei vermehrtem Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen wird die Reduzierung ablagerungs- und aschebildender Elemente, wie zum Beispiel Phosphor, Calcium und Magnesium, im Rapsölkraftstoff immer wichtiger. Im Falle einer von Seiten der Motorenhersteller geforderten Verschärfung der entsprechenden Grenzwerte wird es nach derzeitigem Stand der Technik für die knapp 600 dezentralen Ölgewinnungsanlagen Deutschlands (davon ca. die Hälfte in Bayern) nicht mehr möglich sein normkonformen Rapsölkraftstoff zu produzieren.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden deshalb Möglichkeiten zur Minderung von Phosphor, Calcium und Magnesium im Rapsölkraftstoff durch zehn verschiedene Zuschlagstoffe im Labor- und Technikumsmaßstab unter Variation der Stoffkonzentration geprüft und auf relevante Kennwerte gemäß DIN V 51605 analysiert.
Verwendet wurden dabei am Markt erhältliche Kieselguren, Silicagele, Cellulosen, Bleicherden und eine Bleicherdemischung sowie Zitronensäure.

In Laborversuchen erwiesen sich die Silicagele Trisyl und Trisyl 300 bei einer Konzentration von 1,0 Masse-% und einer Öltemperatur von 45 °C für eine Absenkung der Gehalte an Phosphor, Calcium und Magnesium in Rapsöl mit untypisch hohen Gehalten als besonders geeignet. Bei gleicher Temperatur und einer Steigerung der Anteile auf 5,0 Masse-% konnte mit den Silicagelen Trisyl 300 und BFX, mit der Bleicherde Tonsil 9191 FF sowie mit der Bleicherdemischung Obefil eine Absenkung bis unter die Grenzwerte gemäß DIN V 51605 erreicht werden. Beste Ergebnisse erzielten die Kombinationen von Zitronensäure (20 %-ig) mit den Bleicherden Tonsil 919 FF und 9191 FF bzw. der Bleicherdemischung, jeweils in einer Konzentration von 1,0 Masse-%. Bei höherer Konzentration der Zuschlagstoffe werden Säurezahl, Oxidationsstabilität und Wassergehalt z. T. negativ beeinflusst. Zudem ist die Auswirkung der Zuschlagstoffkonzentration auf die Senkung der Elementgehalte unter Beachtung von Wechselwirkungen mit anderen qualitätsbestimmenden Eigenschaften nicht linear und von weiteren Konditionierungsparametern (Öltemperatur, Konditionierungsdauer) sowie der Elementkonzentration abhängig, weshalb im Praxiseinsatz eine angepasste Optimierung und laufende Überwachung notwendig ist.

Hinsichtlich der Praxistauglichkeit der Verfahren wurden die besten Ergebnisse mit der Bleicherde Tonsil 9191 FF (1,0 Masse-%) in Kombination mit Zitronensäure (40 %-ig) (0,175 Masse-%) und dem Filterhilfsmittel Cellulose (1,4 Masse-%) erzielt. Die exemplarisch ermittelten Investitionskosten für ein Nachbehandlungssystem schwanken in Abhängigkeit von der gewählten Behandlungsvariante und der vorliegenden Saatverarbeitungskapazität. Die kalkulierten Behandlungskosten (fest und variabel) beim Einsatz von Zuschlagstoffen, Zitronensäure und Filterhilfsmittel unterscheiden sich mit 0,5 bis 3,8 Euro-Cent (netto)/l Öl sehr deutlich.

Bericht 20 hier herunterladen pdf 2,5 MB

TFZ-Bericht 19

Miscanthus: Anbau und Nutzung - Informationen für die Praxis -

Cover Bericht 19 - Miscanthus: Anbau und Nutzung - Informationen für die Praxis -
Unter den vielfältigen Nachwachsenden Rohstoffen stellt Miscanthus (Chinaschilf) eine interessante Ergänzung heimischer Pflanzen dar.

Im TFZ-Bericht "Miscanthus: Anbau und Nutzung - Informationen für die Praxis" finden sich die Ergebnisse aus 20 Jahren Miscanthusforschung in Bayern zusammengefasst für die praktische Anwendung. Im Bericht enthalten sind eine Charakterisierung von Miscanthus mit seinen Standortansprüchen, die wichtigsten Erkenntnisse zu Vermehrung und Pflanzgutqualität sowie die Produktionsverfahren von Bestandneuanlage bis Ernte. Ergänzt wird der Bericht durch eine Darstellung der vielfältigen Verwertungsrichtungen im stofflichen und energetischen Bereich.

Bericht 19 hier herunterladen pdf 952 KB

TFZ-Bericht 18

Miscanthus als Nachwachsender Rohstoff - Ergebnisse aus bayerischen Forschungsarbeiten

Cover Bericht 18 - Miscanthus als Nachwachsender Rohstoff - Ergebnisse aus bayerischen Forschungsarbeiten
Miscanthus ist eine vielversprechender Nachwachsender Rohstoff mit zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten. Dennoch haben unterschiedliche Qualitäten bei der Rhizomvermehrung, Risiken bei der Bestandesführung sowie Absatz- und Verwertungsschwierigkeiten die rasche Ausweitung des Anbaus behindert. Um diesen Problemen zu begegnen haben die Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG), die frühere Bayerische Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau (LBP) und das Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ) zahlreiche Forschungsvorhaben umgesetzt.

Zwanzigjährige Untersuchungen der Ertragsleistung verschiedener Sorten auf Parzellenversuchen unterschiedlicher Standorte in ganz Bayern haben das große Potenzial der "Sinensis-Typen" belegt, wobei vorrangig die Sorten M. sinensis "Goliath" und M. x giganteus zu nennen sind. Spitzenerträge von M. x giganteus erreichten bei günstigen Standorts- und Witterungsverhältnissen 34 t pro Hektar und Jahr, allerdings wurde der Cultivar auf ertragsschwachen Standorten mit weitaus niedrigeren Trockenmasseerträgen von M. sinensis "Goliath" übertroffen.
Von maßgeblicher Bedeutung ist dabei die Ernte der trockenen Pflanze im Winter, da Grünernten im Sommer erhebliche Einbußen des Trockenmasseertrages von bis zu 60 % nach einem, und bis zu 82 % nach zwei Sommerschnitten mit sich bringen. Aus diesem Grund kann Miscanthus derzeit nicht für die Produktion von Biogassubstrat empfohlen werden.

Untersuchungen der Keim- und Triebfähigkeit von Rhizomabschnitten unterschiedlicher Ursprungslage in zwei-, vier- und siebenjähriger Mutterrhizomen ermittelten mit 95 % Austrieb im einjährigen Abschnitt die höchste und homogenste Austriebsfähigkeit bei Abschnitten aus vierjährigen Mutterrhizomen, während siebenjährige Mutterrhizome teils nur 37 % Austrieb lieferten. Grundsätzlich ist bei Neupflanzungen mittels Rhizomvermehrung mit Fehlstellen im Bestand von deutlich über 15 % zu rechnen.

Hinsichtlich der ökologischen Stabilität weisen Miscanthus-Monokulturen mit Schilfflächen vergleichbare Strukturen auf, und bieten Lebensraum für zahlreiche Insekten- und Vogelarten.

Bericht 18 hier herunterladen pdf 2,8 MB

TFZ-Bericht 17

Untersuchungen zum Einsatz rapsölbetriebener Traktoren beim Lehr-, Versuchs- und Fachzentrum für Ökologischen Landbau und Tierhaltung Kringell

Cover Bericht 17 - Untersuchungen zum Einsatz rapsölbetriebener Traktoren
Die Verwendung von Rapsöl als Kraftstoff für pflanzenöltaugliche Traktoren trägt durch die Vermeidung von CO²-Emissionen zum Klimaschutz bei. Zudem bietet Rapsölkraftstoff Vorteile im Bereich des Boden- und Gewässerschutzes sowie bei der Erhöhung der Versorgungssicherheit und der Steigerung der Wertschöpfung in der Landwirtschaft durch regionale Kraftstofferzeugung. Serien-Traktoren für den Betrieb mit Rapsölkraftstoff nach DIN V 51605 befinden sich bereits in der Markteinführung, des Weiteren bieten ca. 20 Unternehmen in Deutschland die Umrüstung herkömmlicher Dieselmotoren auf die Nutzung von Rapsölkraftstoff an.

Aufgrund der verstärkten Nachfrage nach Rapsölkraftstoff in der Landwirtschaft sind bei Umrüstungen noch offene Fragestellungen sowohl hinsichtlich der Störanfälligkeit als auch der Emissionen von rapsölkraftstoffbetriebenen Dieselmotoren von großer Bedeutung.

Ziel des Untersuchungsvorhabens war es, zwei rapsölkraftstoffbetriebene Traktoren (Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 (119 kW), Baujahr 2005 der Abgasstufe II und Fendt Farmer Vario 412 (94 kW) Baujahr 2003 der Abgasstufe I) im Praxiseinsatz über zwei Jahre zu untersuchen. Hierzu wurden die Traktoren beispielsweise fünfmal am Prüfstand des Technologie- und Förderzentrums hinsichtlich Leistung, Drehmoment, Kraftstoffverbrauch und limitierter Abgasemissionen überprüft.

Die beiden Traktoren bewiesen während des Untersuchungszeitraums ihre volle Einsatztauglichkeit. Innerhalb der etwa 1300 absolvierten Betriebsstunden je Traktor waren kaum Betriebsstörungen zu beanstanden. Bei den Untersuchungen konnte ein geringfügiger Anstieg von Leistung und Drehmoment um bis zu 10 % aber auch ein massenbezogener spezifischer Kraftstoffmehrverbrauch um ca. 10 % beim Einsatz von Rapsölkraftstoff beobachtet werden. Wiederkehrende Emissionsmessungen an den beiden Traktoren haben gezeigt, dass die Einhaltung der Grenzwerte entsprechend der gültigen Abgasnormen für Diesel- und Rapsölkraftstoff für CO, HC und Partikelmasse meist problemlos möglich war. Die gemäß Prüfzyklus C1 nach ISO 8178 ermittelten Werte wiesen bei den Komponenten HC und Partikelmasse auf deutliche Vorteile beim Betrieb mit Rapsöl- im Vergleich zu Dieselkraftstoff hin. Die Konzentrationen von CO im Abgas waren bei beiden Kraftstoffen in etwa gleich hoch. Lediglich die NOx-Emissionen waren beim Betrieb mit Rapsölkraftstoff um bis zu 10 % höher als mit Dieselkraftstoff. Über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg konnte keine Verschlechterung des Emissionsverhaltens festgestellt werden. Insgesamt waren die Betreiber mit der Praxistauglichkeit der rapsölbetriebenen Traktoren sehr zufrieden.

Bericht 17 hier herunterladen pdf 2,3 MB

TFZ-Bericht 16

Schnellbestimmung des Wassergehaltes im Holzscheit - Vergleich marktgängiger Messgeräte

Cover Bericht 16 - Schnellbestimmung des Wassergehaltes im Holzscheit - Vergleich marktgängiger Messgeräte
Der Wassergehalt ist der wichtigste qualitätsbestimmende Parameter von Scheitholz. Wegen seiner nachteiligen Wirkungen auf den Ausstoß von gesundheitsschädlichen, organischen Verbindungen und Stäuben im Abgas soll der Wassergehalt bei Scheitholzfeuerungen zukünftig auf 20 % (= 25 % Holzfeuchte) begrenzt werden. Dies ist im Entwurf der novellierten 1. BImSchV vorgesehen und soll im Rahmen der wiederkehrenden Überwachung alle zwei Jahre, und bei Einzelraumfeuerungsanlagen im Rahmen der regelmäßig stattfindenden Feuerstättenschau alle fünf Jahre durch den Schornsteinfeger überprüft werden.

In einer aktuellen Untersuchung des Technologie- und Förderzentrums (TFZ) wurden 19 verschiedene Messgeräte von 13 Herstellern in 21 verschiedenen Betriebsarten zur Schnellbestimmung der Brennstofffeuchte im Holzscheit vergleichend erprobt.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Möglichkeiten einer Schnellbestimmung des Wassergehaltes bei Scheitholz begrenzt sind. Das gilt insbesondere für den verbrennungstechnisch kritischen Wassergehaltsbereich > 30 %. Hier wirkt sich aus, dass bei Messungen der elektrischen Leitfähigkeit, oberhalb des Fasersättigungspunktes von Holz (ca. 19 bis 25 % Wassergehalt) offenbar kaum noch ein sicherer Zusammenhang zwischen dem tatsächlichen Wassergehalt und der gemessenen elektrischen Leitfähigkeit besteht.

Generell wurde festgestellt, dass der Wassergehalt von Scheitholz bei der Schnellbestimmung mit marktgängigen Messgeräten fast durchgehend unterschätzt wird, so dass bezüglich der Einsatztauglichkeit bzw. der Genauigkeit der Kalibrierung Zweifel angebracht sind. Die mittlere Abweichung des Wassergehaltes vom Sollwert (Referenzwert) lag bei der durchgeführten Versuchsreihe über alle Messgeräte und Einflussparameter (mit Berücksichtigung der Vorzeichen) bei 18,7 %. Die Streuung (ohne Berücksichtigung der Vorzeichen) betrug durchschnittlich 19,8 %.

Ferner besteht bei der korrekten Verwendung der Begriffe "Wassergehalt" und "Brennstofffeuchte" zum Teil noch einige Unsicherheit oder auch Unkenntnis. Dieser Umstand ist jedoch für die Messergebnisse von großer Bedeutung, da es sich per Definition bei den Begriffen "Feuchte" und "Wassergehalt" um völlig verschiedene Parameter handelt.

Bericht 16 hier herunterladen pdf 2,8 MB

TFZ-Bericht 15

Befragung von Betreibern dezentraler Ölsaatenverarbeitungsanlagen

Cover Bericht 15 - Befragung von Betreibern dezentraler Ölsaatenverarbeitungsanlagen
Die Verarbeitung von Ölsaaten in dezentralen Ölmühlen in Deutschland hat sich bemerkenswert entwickelt: Während 1999 noch 79 und 2004 bereits 219 Anlagen existent waren, sind im Jahr 2007 mindestens 585 dezentrale Ölmühlen in Betrieb. 59 % der Ölmühlen wurden in den Jahren 2005 und 2006 errichtet. Im Jahr 2006 wurden rund 900.000 t Rapssaat in diesen Anlagen verarbeitet. Unter anderem wurden etwa 176.000 t Rapsölkraftstoff und 586.000 t Rapspresskuchen vermarktet. Steigende Rapssaatpreise und die Energiesteuer schmälern jedoch die Absatzchancen von Rapsölkraftstoff.

Im Auftrag der Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. führte das Technologie- und Förderzentrum (TFZ), Straubing eine schriftliche Befragung bei Betreibern dezentraler Ölmühlen durch. Ziel war es, aktuelle Daten zur dezentralen Ölgewinnung in Deutschland zu erfassen.

Bericht 15 hier herunterladen pdf 1,7 MB

TFZ-Bericht 14

Mutagenität der Partikelemissionen eines mit Rapsöl- und Dieselkraftstoff betriebenen Traktors

Cover Bericht 14 - Mutagenität
Meldungen, wonach das mutagene und krebserregende Potenzial von Rapsölkraftstoffemissionen generell um ein Vielfaches höher sei als von Dieselkraftstoffabgasen, konnten in einer aktuellen Untersuchung des Technologie- und Förderzentrums (TFZ), Straubing und des bifa Umweltinstituts in Augsburg widerlegt werden.

Untersucht wurden Proben von Abgaspartikeln eines Deutz-Fahr Traktors, der durch ein sogenanntes Ein-Tank-Umrüstsystem auf den Betrieb mit Rapsölkraftstoff angepasst ist. Die Partikelproben wurden am Prüfstand des Technologie- und Förderzentrums (TFZ) unter Berücksichtigung international gültiger Prüfvorschriften gewonnen. Neben den Emissionen von acht repräsentativen Betriebsphasen über das gesamte Motorkennfeld wurden auch die im Leerlaufbetrieb in der Regel ungünstigeren Emissionen gesondert betrachtet. Als Kraftstoffe wurden Rapsölkraftstoff nach der Vornorm DIN V 51605 sowie handelsüblicher Dieselkraftstoff nach DIN EN 590 eingesetzt. Die Erbgut verändernde Wirkung (Mutagenität) der Partikelproben wurden am bifa Umweltinstitut mithilfe des Ames-Tests bewertet. Zur Absicherung der Ergebnisse wurde die Konzentration gesundheitsrelevanter Emissionskomponenten analysiert.

Die Ergebnisse zeigen, dass das mutagene Potenzial der Partikelemissionen von Rapsölkraftstoff im Vergleich zu Dieselkraftstoff während der acht Betriebsphasen nur halb so hoch ist. Im Leerlaufbetrieb ist es etwa um den Faktor drei geringer oder auf vergleichbarem Niveau wie von Dieselkraftstoff. Insgesamt lag bei allen Proben mit Ausnahme des Leerlaufbetriebs mit Dieselkraftstoff die mutagene Wirkung auf sehr niedrigem Niveau. Mit den Untersuchungen wurde nachgewiesen, dass die Gefahren, die von Partikelemissionen ausgehen, Erbgutschädigungen und Krebs hervorzurufen, bei dem getesteten pflanzenöltauglichen Motor beim Betrieb mit Rapsölkraftstoff geringer ist als beim Betrieb dieses Motors mit Dieselkraftstoff.

Bericht 14 hier herunterladen pdf 963 KB

TFZ-Bericht 13

Getreidekörner als Brennstoff für Kleinfeuerungen - Technische Möglichkeiten und Umwelteffekte

Cover Bericht 13 - Getreidekörner als Brennstoff für Kleinfeuerungen - Technische Möglichkeiten und Umwelteffekte
Zur Beurteilung der Chancen und Möglichkeiten für eine umweltfreundliche Nutzung von Nicht-Holzbrennstoffen (Getreide, Getreidenebenprodukte, Stroh, Miscanthus etc.) in Kleinfeuerungen wurden umfangreiche Feuerungsversuche mit zwei Kleinanlagen (Heizomat RHK-AK 50 und Guntamatic Powercorn 30) durchgeführt, wobei auch zusätzliche Einrichtungen zur Abgasnachbehandlung (Kondensationswärmetauscher und Metallgewebefilter) erprobt wurden.

Die Ergebnisse zeigen, dass auch mit schwierigen Brennstoffen wie Getreidekörnern, Weizenkleie oder Mühlenabputz eine relativ vollständige Gasverbrennung erreichbar ist, während beim Ascheausbrand - angezeigt durch einen hohen Glühverlust der Aschen - mit Getreidebrennstoffen noch größere Defizite bestehen. Auch sind erhöhte NOx-Emissionen aufgrund der hohen Stickstoffgehalte im Brennstoff unvermeidlich. Bei den Stickoxiden, aber auch bei den HCl- und SO2-Emissionen, zeigt sich eine klare Abhängigkeit von den jeweiligen Elementgehalten (N, Cl, bzw. S) im Brennstoff.

Auch das Risiko erhöhter Staubemissionen lässt sich bereits an der Brennstoffzusammensetzung ablesen, da hierfür eine klare Abhängigkeit zum Gehalt (Summe) aller aerosolbildenden Elemente (K, Cl, Na, S, Pb, Zn) besteht. Wegen der hohen Gehalte dieser "staubkritischen" Elemente erweist sich der Staubausstoß bei den getreidebürtigen Brennstoffen als ein Hauptproblembereich, so dass die Grenzwerte der 1. BImSchV in der Regel mit diesen Brennstoffen nicht zuverlässig einzuhalten sind. Maßnahmen, wie z. B. eine intensive Entstaubung des Brennstoffs (Siebung, Windreinigung), eine Kalkzugabe zum Brennstoff oder die Mischung mit Holzhackschnitzeln können allerdings zu einem tendenziell verringerten Staubausstoß führen. Mit einer Abgaskondensation ist dies ebenfalls möglich, allerdings erweist sich dieses Verfahren insbesondere bei den feinkörnigen Stäuben der Getreidebrennstoffe als wenig wirkungsvoll, so dass hier vor allem der Vorteil einer deutlichen Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung zu Buche schlägt, die jedoch indirekt auch wieder zur Emissionsminderung beiträgt.

Für ein sicheres Unterschreiten der bestehenden und zukünftig zu erwartenden Staubemissionsbe-grenzungen ist es für Nicht-Holzbrennstoffe erforderlich, dass eine wirkungsvolle sekundäre Ent-staubung, wie beispielsweise der hier verwendete Metallgewebefilter, zum Einsatz kommt. Aber auch die in jüngster Zeit von einigen Herstellern begonnene Entwicklung kostengünstiger elektro-statischer Abscheider für Kleinfeuerungen erlaubt einen insgesamt optimistischen Ausblick auf die Chancen des Getreideeinsatzes als Kleinanlagenbrennstoff, zumal der hier im Praxisbetrieb untersuchte Eigenbau eines Kleinst-Elektrofilters einfacher Bauart bereits zu Staubminderungen von mehr als 50 % führte.

Bericht 13 hier herunterladen pdf 1,7 MB

TFZ-Bericht 12

Qualitätssicherung bei der dezentralen Pflanzenölerzeugung für den Nicht-Nahrungsbereich

Cover Bericht 12 - Qualitätssicherung bei der dezentralen Pflanzenölerzeugung
Ziel des Vorhabens war es, einen Beitrag zur Verbesserung der Marktversorgung mit einer gleichbleibenden hohen Qualität von Rapsölkraftstoff gemäß der Vornorm DIN V 51605 zu leisten. Hierzu war es erforderlich, zum einen Qualitäten von Rapsölkraftstoff am Markt zu erfassen, zum anderen technologische Untersuchungen zum Einfluss der Rapssaat, der Ölgewinnung, Ölreinigung sowie der Öllagerung auf die Rapsölkraftstoffqualität durchzuführen.

Im Zeitraum von 1½ Jahren wurden 22 dezentralen Ölmühlen siebenmal beprobt und die Ölqualität wurde gemäß den Anforderungen der Vornorm DIN V 51605 für Rapsölkraftstoff beurteilt. 39 dezentrale Ölmühlen nahmen das Angebot wahr, an einer freiwilligen Qualitätskontrolle durch unangekündigte sechsmalige Beprobung teilzunehmen. Über den Untersuchungszeitraum konnte bei vielen Ölmühlen eine deutliche Verbesserung der Kraftstoffqualität festgestellt werden. Mit der regelmäßigen Beprobung wurde eine Sensibilisierung der Ölmühlenbetreiber hinsichtlich einer qualitätsorientierten Produktion erreicht. Durch Versuche zur Ölgewinnung im Technikumsmaßstab wurden Zusammenhänge zwischen Rapssorte (Winterraps, Sommerraps und High-Oleic-Sommerraps) und Rapssaatqualität (Besatz, Auswuchs, unreife Saat und geschälte Saat sowie Einfluss der Saattrocknungstemperatur) auf Kennwerte von Rapsölkraftstoff aufgezeigt.

Sehr große Auswirkungen auf die Qualität des Rapsöls hat der Reifegrad der Saat. Sowohl die Säurezahl, die Oxidationsstabilität und die Gehalte an Phosphor, Calcium und Magnesium werden mit zunehmender Ausreifung der Saat günstig beeinflusst. Der richtige Erntezeitpunkt der Saat ist für eine erfolgreiche Rapsölkraftstoffproduktion in dezentralen Anlagen eine der wesentlichen Voraussetzungen. Im Vorhaben wurden verschiedene Endfilter auf ihre Eignung zum Einsatz in dezentralen Ölmühlen zur Herstellung von Rapsölkraftstoff getestet. Bewertet wurden die Endfilter hinsichtlich der Gesamtverschmutzung und Partikelgrößenverteilung im Rapsöl. Arbeiten zur Entwicklung einer Schnelltestmethode für die Bestimmung der Gesamtverschmutzung in Rapsölkraftstoff wurden fortgesetzt.

Zur Beurteilung der Lagerfähigkeit von Rapsölkraftstoff wurde ein Lagerungsversuch mit 108 Varianten angelegt und über einen Zeitraum von 18 Monaten ausgewertet. Rapsölkraftstoff ist unter günstigen Bedingungen, wie zum Beispiel niedrige Temperaturen und Lichtabschluss zumindest bis zu einem Jahr lagerstabil. Die Ergebnisse aus den verfahrenstechnischen Untersuchungen wurden in einer kurzgefassten Handreichung "Hinweise zur Erzeugung von Rapsölkraftstoff in dezentralen Ölgewinnungsanlagen" zusammengestellt.

Bericht 12 hier herunterladen pdf 3,1 MB

TFZ-Bericht 11

Rationelle Scheit- holzbereitstellungsverfahren

Cover Bericht 11 - Rationelle Scheitholzbereitstellungsverfahren
Mit steigenden Energiepreisen wächst die Scheitholznachfrage stetig. Viele Fragen rund um die Scheitholzproduktion sind aber noch unzureichend beantwortet. Das Technologie- und Förderzentrum (TFZ) hat daher in Zusammenarbeit mit der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) hierzu ein breit angelegtes Forschungsvorhaben durchgeführt. In vielen Versuchen und Praxismessungen wurden die wichtigsten Bewertungsparameter der Scheitholzernte und -aufbereitung untersucht: der spezifische Arbeitszeitbedarf, die Arbeitsschwere nach OWAS, der spezifische Energieverbrauch und die Produktionskosten je Raummeter bei verschiedenen Produktionsverfahren und -varianten. Außerdem wurden die erforderliche Mindestlagerdauer und die Lagerungsverluste bis zum Verkauf als ofenfertiges Scheitholz festgestellt. Neue Umrechnungsfaktoren für die Volumenmaße verschiedener Sortimente werden im Forschungsbericht ebenso vorgestellt wie die Marktpreise der vergangenen 5 Jahre, bezogen auf den Energiegehalt

Bericht 11 hier herunterladen pdf 5,6 MB

TFZ-Bericht 10

Staubemissionen aus Holzfeuerungen - Einflussfaktoren und Bestimmungsmethoden

Cover Bericht 10 - Staubemissionen aus Holzfeuerungen - Einflussfaktoren und Bestimmungsmethoden
Die Bestimmung der Staubemissionen an Kleinfeuerungen für Holzbrennstoffe löst immer wieder Diskussionen aus. Dabei spielen Fragen der Messgenauigkeit ebenso eine Rolle wie technische und betriebliche Einflüsse beim Heizen mit Holz. Am Technologie- und Förderzentrum (TFZ) wurde daher ein Forschungsvorhaben zu den verschiedenen Ursachen überhöhter Gesamtstaub-Emissionen durchgeführt. An zwei Hackschnitzel- sowie je einem Scheitholz- und einem Pelletkessel wurden der Brennstoffeinfluss (z. B. Wassergehalt von Hackschnitzeln oder Abrieb bei Holzpellets), die Betriebseinflüsse (z.B. Heizlast, Wartungszustand, Zügereinigungsmechanik, Hohlbrand, diverse Funktionsstörungen) und das Staubmessverfahren selbst untersucht (z. B. Kaminkehrermethode, Methode nach VDI-Richtlinie). Außerdem dokumentiert der Forschungsbericht die neuesten Erfahrungen mit der Staub-Schnellbestimmungsmethode "Delta-p", die vom TFZ für kleine Holzfeuerungen mitentwickelt worden war. Aus den Schlussfolgerungen zu den Forschungsergebnissen werden derzeit Maßnahmen für eine verbesserte Aussagefähigkeit der Staubemissionsmessungen abgeleitet.

Bericht 10 hier herunterladen pdf 1,5 MB

TFZ-Bericht 9

Maize as Energy Crop for Combustion - Agricultural Optimisation of Fuel Supply

Cover Bericht 9 - Maize as Energy Crop for Combustion - Agricultural Optimisation of Fuel Supply
Mais ist eine ertragreiche Kultur, die als Energiepflanze nicht nur für die Vergärung in Biogasanlagen sondern auch für die direkte Verbrennung in Frage kommen kann, sofern die Qualitätsanforderungen als Festbrennstoff in einer Ganzballenverbrennung erfüllt werden können. Das TFZ ist dieser Frage in einem Europäischen Forschungsprojekt nachgegangen. Es zeigt sich, dass mehr als die Hälfte des Energieertrags aus den Kolben stammt, die - bei etwa gleichem Heizwert der Trockenmasse wie im übrigen Spross - geringere Aschegehalte aufweisen. Im Verlauf der Vegetationsperiode ergeben sich einige brennstofftechnische Veränderungen, beispielsweise sinkt der Wasser- und Aschegehalt aber auch der Stickstoffgehalt, der für die NOx-Bildung bei der Verbrennung verantwortlich ist. Das Chlorid, welches ebenfalls als Schadstoffbildner aber auch als Korrosionsverursacher gefürchtet ist, kommt dagegen nur in vergleichsweise geringen Mengen vor. Maßnahmen zur Qualitätsverbesserung (variable Schnitthöhe, Düngungsänderung, Sortenwahl) zeigen nur wenig Wirkung auf die Brennstoffqualität. Nur die verspätete Ernte (z. B. bei Frost) bringt hier Vorteile, vor allem beim Stickstoff-, Asche- und Wassergehalt; sie ist aber mit Ertragseinbußen verbunden. Die größte Unsicherheit für die Brennstoffversorgung stellt aber das unsichere Erreichen eines lagerfähigen Wassergehaltes von weniger als 20 % dar. Zudem ist der Wassergehalt innerhalb der Erntemasse (trockene Kolben, feuchtere Stängel) ungleichmäßig verteilt, was sich nachteilig bei der Verbrennung auswirkt.

Bericht 9 hier herunterladen pdf 3,9 MB

TFZ-Bericht 8

Wärmegewinnung aus Biomasse - Begleitmaterialien zur Informationsveranstaltung

Cover TFZ-Bericht 8: Wärmegewinnung aus Biomasse
Der TFZ-Bericht 8 Wärmegewinnung aus Biomasse enthält umfangreiche Informationen zum Betrieb und Kauf von Festbrennstofffeuerungen. In der komplett überarbeiteten Neuauflage wird die Technik von automatisch und manuell beschickten Zentralheizungsanlagen ausführlich erläutert. Der Einfluss der Brennstoffqualität auf die Schadstoffemissionen wird auf der Grundlage eigener Forschungsergebnisse dargestellt und praxisnahe Bedienungshinweise zur Emissionsminderung vorgeschlagen. Die Autoren gehen auf wesentliche Qualitätsmerkmale bei den unterschiedlichen Brennstoffformen wie z.B. Scheitholz, Hackschnitzel, Pellets und Agrarbrennstoffe ein. In weiteren Kapiteln werden die Rentabilität verschiedener Festbrennstoffkessel, Schadstoffgrenzwerte für Kleinfeuerungsanlagen und Förderprogramme ausführlich besprochen. Der Bericht kann nach der regelmäßigen Informationsveranstaltung Wärmegewinnung aus Biomasse gegen eine geringe Schutzgebühr erworben werden.

TFZ-Bericht 8: Wärmegewinnung aus Biomasse pdf 3,6 MB

Der Bericht wird gegen eine kleine Schutzgebühr beim Seminar "Wärmegewinnung aus Biomasse" abgegeben.

Zur Seite: Ausstellung Biomasseheizung

TFZ-Bericht 7

Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Rapsöl als Kraftstoff und dem Motorenöl in pflanzenöltauglichen Motoren

Cover Bericht 07 - Wechselwirkungen zwischen Rapsöl als Kraftstoff und dem Motorenöl in pflanzenöltauglichen Motoren
In Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten, München, der Analytik-Service Gesellschaft mbH, dem Landtechnischen Verein in Bayern e. V., der Firma Fuchs Petrolub AG, sowie der Fachhochschule Amberg-Weiden zeigen die drei Autoren Klaus Thuneke, Dr. Thomas Wilharm und Kathrin Stotz in dem im Juni 2005 publizierten, 109 Seiten umfassenden Bericht die Problematik der Motorenöleindickung (Polymerisation) auf und geben danach aufgrund der Ergebnisanalysen ihrer experimentellen Untersuchungen zu den Alterungsprozessen und Wechselwirkungen von Motoröl-Rapsöl-Mischungen Empfehlungen für gezielte Maßnahmenkombinationen zur Vermeidung der Schmieröleindickung.

Bericht 7 hier herunterladen pdf 3,2 MB

TFZ-Bericht 6

Entwicklung einer Prüfmethode zur Bestimmung der Cetanzahl von Rapsölkraftstoff

Cover Bericht 06 - Bestimmung der Cetanzahl von Rapsölkraftstoff
Das Fehlen eines geeigneten, standardisierten Prüfverfahrens zur Bestimmung einer aussagekräftigen Cetanzahl für Rapsölkraftstoff, die die Zündwilligkeit des Pflanzenölkraftstoffes beschreibend ausdrückt, nahmen die Autoren des im Jahr 2005 veröffentlichten, 75 Seiten umfassenden Berichts - Andreas Attenberger und Dr. Edgar Remmele - im Jahr 2003 zum Anlaß, um in einer vergleichenden Untersuchung zur Zündwilligkeit von Dieselkraftstoff und Rapsölkraftstoff mit Hilfe zweier neuartigen Messgeräte ("Ignition Quality Tester" der Firma AET, Ottawa, Ontario, Kanada sowie "Fuel Ignition Tester" der Firma Fueltech AS, Trondheim, Norwegen) eine verbindliche Prüfmethode zu entwickeln und zu dokumentieren. Weiterer Handlungsbedarf zur Vermeidung der Verharzungen an der Einspritzdüse bei der Verbrennung von Rapsölkraftstoffen besteht.

Bericht 6 hier herunterladen pdf 936 KB

TFZ-Bericht 5

Untersuchung von Einflussfaktoren auf die Qualität von kaltgepresstem Rapsöl als Speiseöl und Festlegung eines Qualitätsstandards

Cover Bericht 05 - Qualität von kaltgepresstem Rapsöl als Speiseöl
Bisherige Untersuchungen zur Qualität von kaltgepresstem Rapsöl als Speiseöl haben viele Bereiche der Zusammenhänge zwischen den technologischen Einflussfaktoren innerhalb der Prozesskette der Pflanzenölgewinnung und den Untersuchungsparametern für kaltgepresste Öle nicht berücksichtigt. Insbesondere der Einfluss des Herstellungsverfahren auf die sensorische Qualität der Öle fehlte bislang. Genau dieser Fragestellung gingen die Autoren des im April 2005 veröffentlichten und 120 Seiten aufweisenden Berichts - Andreas Attenberger, Dr. Bertrand Matthäus, Dr. Ludger Brühl und Dr. Edgar Remmele - in einem gemeinsamen Forschungsprojektes des TFZ mit der Bundesforschungsanstalt für Ernährung und Lebensmittel nach. Die Ergebnisse zeigen als entscheidendes Bewertungskriterium den sensorischen Eindruck, aber ebenso ist die Qualität der Rapssaat und die Reinigung des Öls von entscheidender Bedeutung im Verbund mit der Lagerung und Trocknung der Rapssaat; negative Auswirkungen auf das Öl hinsichtlich des Geruchs und des Geschmacks haben zu lange Verweilzeiten auf dem Trub. Es werden demzufolge Kenngrößen für die Aufstellung eine Qualitätsstandards für kaltgepresstes Rapsspeiseöl vorgeschlagen.

Bericht 5 hier herunterladen pdf 1,3 MB

TFZ-Bericht 4

Untersuchungen zum Feinstaubausstoß von Holzzentralheizungsanlagen kleiner Leistung

Cover Bericht 4 - Untersuchungen zum Feinstaubausstoß von Holzzentralheizungsanlagen kleiner Leistung
Aus Verbrennungsprozessen stammende Feinstaubpartikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 10 µm und Partikel unterhalb 1 µm aus dem Submikronbereich, die je nach Größe der Partikel und Art der Atmung unterschiedlich weit in die Lunge eindringen, gelten laut den Autoren des im Jahr 2005 publizierten, 58 Seiten umfassenden Berichts - Dr. Hans Hartmann, Volker Schmid und Heiner Link - als besonders schädlich (teilweise reizend, toxisch und mutagen wirkend). Deshalb wurden in einer vom Umweltbundesamt in Berlin beauftragten und mit dem Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen der Universität Stuttgart zusammen durchgeführten Untersuchung beginnend im Jahr 2003 repräsentative Messungen zur Staubpartikelgrößen aus häuslichen Holz-Zentralheizungsanlagen (Wärmeleistung größer als 50 kW) vorgenommen. Die Messungen zur Korngrößenverteilung bei Flugstäuben aus Holzfeuerungen kleiner Leistung wurden an alten und modernen Anlagen ermittelt.

Bericht 4 hier herunterladen pdf 1,2 MB

TFZ-Bericht 3

Daten und Fakten zur dezentralen Ölgewinnung in Deutschland

Cover Bericht 03 - Dezentrale Ölgewinnung in Deutschland
Der im Januar 2005 publizierte, 53 Seiten umfassende Bericht gründet sich auf eine von den Autoren Kathrin Stotz und Dr. Edgar Remmele durchgeführte schriftliche Befragung (Fragebogen) bei 219 dezentralen Ölmühlen in Deutschland, die die Ermittlung des derzeitigen technischen Ausstattungsstandes der Ölmühlen, die Erfassung der Massenströme der eingesetzten Rohstoffe und der erzeugten Produkte sowie die Ableitung von Aussagen über die Bedeutung des Erwerbszweiges "Dezentrale Ölsaatenverarbeitung" zum Inhalt hatte. Neben den allgemeinen Daten zum Betrieb wurden auch Daten zur Qualität von Saat und Öl, zu den Preisen und Erlösen, zum Absatz, sowie zum Vertrieb und der Logistik erfass

Bericht 3 hier herunterladen pdf 642 KB

Berichte aus dem TFZ 2

Erprobung der Brennwerttechnik bei häuslichen Holzhackschnitzelheizungen mit Sekundärwärmetauscher

Cover Bericht 2 - Erprobung der Brennwerttechnik bei häuslichen Holzhackschnitzelheizungen mit Sekundärwärmetauscher
Die Zielsetzung dieses Forschungsprojekts war die praxisnahe Erprobung eines Sekundärwärmetauschers zur Kondensationswärmegewinnung und Staubemissionsminderung für Holzfeuerungsanlagen kleinerer Leistung. Im Mittelpunkt standen die Messungen zur Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung, der Emissionsminderung und der Kondensatminderung und Kondensatqualität. Darüber hinaus wurden auch noch für die praktische Anwendung wichtige Planungs- und Erfahrungswerte wie Abgastemperaturen, Abgasvolumenströme und Wasserdampfgehalte ermittelt. Diese wurden, um eine generelle Einordnung zu ermöglichen, in Abhängigkeit systematisch abgestufter Einflussgrößen (Brennstoffart, Brennstoffwassergehalt, Rücklauftemperatur des Kreislaufwassers, Anlagenleistung des Hackschnitzelkessels) ergänzend untersucht. Der Bericht wurde im November 2004 von den Autoren Dr. Hans Hartmann, Paul Rossmann, Heiner Link und Alexander Marks veröffentlicht.

Bericht 2 hier herunterladen pdf 1,0 MB

TFZ-Bericht 1

Qualitätssicherung bei der dezentralen Pflanzenölerzeugung für den Nicht-Nahrungsbereich

Cover Bericht 01 - Qualitätssicherung
Der von Dr. Edgar Remmele und Kathrin Stotz im Jahr 2003 veröffentlichte, 115 Seiten umfassende Bericht dokumentiert die Projektphase 1 des Gesamtvorhabens "Qualitätssicherung bei der dezentralen Pflanzenölerzeugung für den Nicht-Nahrungsbereich". Es wurde bei 31 dezentralen Ölgewinnungsanlagen und einem Hersteller von Rapsölvollraffinat Beprobungen zur Erhebung der Qualität des Rapsölkraftstoffes durchgeführt. Die Autoren sehen Qualitätssicherungsmaßnahmen zur Verbesserung der Rapsölkraftstoffqualität als zwingend erforderlich an, diese bedürfen jedoch einer sorgfältigen Vorbereitung. Neben dem Wissenstransfer und dem Erfahrungsaustausches werden das Engagement des Anlagenbetreibers sowie technische Mindestvoraussetzungen als wesentlich angesehen. Die Verwendung von qualitativ hochwertigen Rapssaaten sowie der Einsatz und richtige Betrieb von Sicherheitsfiltern bei der Verarbeitung zählt ebenso dazu. Weitere Einflussgrößen wie z. B. die Lagerungsbedingungen oder variable Kennwerte (Calciumgehalt) und zu überarbeitende Prüfmethoden müssen noch zusätzlich in weiteren Projektphasen näher untersucht bzw. erstellt werden.

Bericht 1 hier herunterladen pdf 921 KB