Einsatz eines neuen energiesparenden Verfahrens zur Schnittholztrocknung
Kurzbeschreibung
Das Sägewerk Pieper Holz GmbH mit Sitz im sauerländischen Olsberg produziert seit mehr als 50 Jahren Schnittholz aus heimischer Fichte. Die Firma nutzte bisher für die technische Trocknung des Schnittholzes eine Frischluft/Ablufttrocknung mit Wärmerückgewinnungssystem. Die für die Holztrocknung benötigte Wärme wurde durch eine Hackgutheizung bereit gestellt.
Ziel dieses geförderten Pilotprojekts war die Erhöhung der Energieeffizienz bei der Schnittholztrocknung bei gleichzeitiger Erhöhung der Trocknungskapazität. Dafür wurde eine zweistufige Kammerholztrocknungsanlage mit Wärmerückgewinnung eingeführt. Bei der Trocknung wird der sogenannte Fasersättigungspunkt berücksichtigt. Unterhalb des Fasersättigungspunkts wird das Wasser in den Zellwänden gebunden, über dem Fasersättigungspunkt liegt das Wasser auch in den Zellen selbst vor. Je nachdem, ob sich das Holz unter oder über dem Fasersättigungspunkt befindet, sind unterschiedliche Trocknungsstrategien am energiesparendsten. Die innovative Trocknungsanlage arbeitet mit zwei Trocknungsstufen, die an die verschiedenen Feuchtegrade im Holz angepasst sind. Die erste Stufe ist die Vortrocknung des Holzes. In dieser Stufe verdunstet das Wasser über dem Fasersättigungspunkt bei ausreichend trockener Luft bereits bei niedriger Temperatur. Die Wasseraufnahmefähigkeit der Trocknungsluft ist somit am relevantesten für eine effiziente Trocknung. Die zweite Stufe ist die Nachtrocknung des Holzes. Hier wird unter dem Fasersättigungspunkt getrocknet, wobei hohe Temperaturen benötigt werden. Die Luft für die Nachtrocknung wird durch eine Holzhackschnitzelheizung erhitzt.
In der innovativen Trocknungsanlage wurden diese beiden Trocknungsstrategien zusätzlich durch eine Wärmerückgewinnung miteinander verbunden. Dadurch wird die Ausnutzung der Wärmeenergie optimiert. Die Vortrocknung wird hierbei ohne eine zusätzliche Heizung realisiert, sondern bezieht ihre Wärme ausschließlich durch Wärmerückgewinnung aus der Nachtrocknung.
Für die Realisierung des Wärmeverbundes wurde die bestehende Holztrocknungsanlage um fünf Trockenkammern erweitert. Von den bisher bestehenden vier Kammern konnten zwei ebenfalls in den Wärmeverbund integriert werden. Durch die Erweiterung der Anlage konnte die Trocknungskapazität von 38.000 Kubikmeter pro Jahr auf 82.500 Kubikmeter pro Jahr erhöht werden. Die bestehende Hackgutheizung musste trotzdem nicht erweitert werden.
Mit dem innovativen Trocknungsverfahren sinkt der spezifische Bedarf an thermischer Energie zur Trocknung pro Kubikmeter gegenüber dem bisherigen Verfahren um 37 Prozent. Durch eine generelle Systemoptimierung wird der spezifische Bedarf an elektrischer Energie um rund 15 Prozent gesenkt. Interessant für die Vergleichbarkeit von Trocknungsanlagen ist auch die Betrachtung des spezifischen Wärmebedarfs bezogen auf die Wasserverdampfungsleistung. Dieser liegt nun durch das Vorhaben um 0,418 Kilowattstunden pro Kilogramm Wasser niedriger und befindet sich, bezogen auf die hergestellten Produktsortimente, mit 0,652 Kilowattstunden pro Kilogramm Wasser nahe am berechneten theoretischen Minimum von 0,647 Kilowattstunden pro Kilogramm Wasser. Insgesamt können durch die Realisierung des Vorhabens in Zukunft 2.184 Tonnen CO2 pro Jahr vermieden werden. Das stellt eine Minderung des CO2 Ausstoßes bei der Trocknung um 33,5 Prozent dar.
Das Vorhaben zeigt exemplarisch, dass das innovative zweistufige Trocknungskonzept deutlich energieschonender als die gängige Frischluft/Abluft Trocknung ist. Mit dieser Technik können sowohl neue als auch bestehende Anlagen zur Schnittholztrocknung ausgerüstet werden.