Technologie zur Pelletproduktion für einen kleinen oder mittelgroßen Betrieb

Ich möchte eine ausgezeichnete Idee für die Eröffnung eines häuslichen, kleinen oder mittelgroßen Unternehmens  – eines Produktionsbetriebs für Brennpellets vorstellen. Ein solcher Betrieb bringt hohe Gewinne bei gleichzeitig geringen Investitionen und niedrigem Risiko

Energieressourcen waren schon immer sehr gefragt, besonders jetzt, in Zeiten der Energiekrise. Daher hat ein Unternehmen im Energiesektor große Chancen auf Erfolg und Entwicklung. In einem Pelletwerk wird Biokraftstoff in Form von Pellets hergestellt. Brennpellets werden durch die Verarbeitung von Abfällen aus der Holzindustrie, Stroh, Heu, Sonnenblumenschalen, trockenen Sonnenblumen- und Maisstängeln produziert. Brennpellets sind ein hervorragender alternativer Brennstoff.

Die Nachfrage nach Pellets steigt von Tag zu Tag. Der Preis für 1 Tonne Pelletbrennstoff beträgt etwa 200 Euro. Zur Herstellung von Pellets müssen Rohstoffe für den Betrieb eingekauft werden. Rohstoffe für die Pelletproduktion können Sägemehl, kleine Holzspäne, Stroh, Sonnenblumenschalen usw. sein.

Zur Herstellung von 1 Tonne Brenngranulat werden 7,4 Kubikmeter Sägemehl benötigt. Sägemehl kostet 5 Euro pro Kubikmeter. Somit beträgt der Bruttogewinn:

200 € — (5 € * 7,4) = 163 € (ungefährer Wert)

Und das ist nur der Gewinn aus 1 Tonne alternativen Brennstoffs.

Nach Abzug aller Kosten (Strom, Löhne, Verpackung, Transport) liegt die Rentabilität weiterhin über 100%. Die Rentabilität eines Betriebs zur Verarbeitung von Sägemehl usw. zu Brennpellets gehört zu den höchsten im Bereich der Abfallverarbeitung.

Der Pelletmarkt umfasst immer mehr Verbrauchergruppen. Harte Brenngranulate werden aktiv zur Beheizung von Räumen eingesetzt, in Kraftwerken – zur Stromerzeugung. Außerdem hat die aktive Nutzung von Pellets mittels Gasgeneratoren in Lastkraftwagen als Alternative zu flüssigem Kraftstoff begonnen. Die Herstellung von Pelletgranulat ist eine hervorragende Geschäftsidee, die mit minimalen Investitionskosten umgesetzt werden kann.

Der Betrieb sollte hochwertige Pellets produzieren

Um die industrielle Pelletproduktion zu starten, ist es notwendig, die Technologie dieser Produktion gründlich zu untersuchen. Pellets sind eine Erfindung der Mitte des letzten Jahrhunderts. Um die mit der Entsorgung der Abfälle aus seinem eigenen Sägewerk verbundenen Kosten zu senken, entschied sich Rudolf Gunnerman, Sägemehl direkt im Werk zu pressen. Auf diese Weise reduzierte er die Abfallmenge. Wie sich herausstellte, brennen gepresstes Sägemehl und Holzspäne deutlich effizienter als gewöhnliches Holz – die Wärmeabgabe von Pellets ist 2,5-mal höher. Der Heizwert von Holzbrennstoff hängt vom Kohlenstoffgehalt ab. Je mehr Kohlenstoff enthalten ist, desto höher ist die Wärmeabgabe. Die Zellulosepartikel von gewöhnlichem rohem Holz enthalten neben gut brennendem Kohlenstoff auch viel Wasserstoff und Sauerstoff, während beim Pressen die Zellulosepartikel zerstört werden und Wasserstoff sowie Sauerstoff in Form von Gasen freigesetzt werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil von Pellets ist ihre Brennbarkeit. Beim Verbrennen verliert Holz 85% seiner Masse in Form flüchtiger Gase, die restlichen 15% sind Asche. Beim Verbrennen von Pellets beträgt der Aschegehalt hingegen 0,75–1,5% – abhängig vom verwendeten Rohstoff. Außerdem enthalten Brennpellets 2-mal weniger Feuchtigkeit als Holz. Beim Durchpressen durch die Matrize unter Druck und aufgrund mechanischer Reibung erhitzen sich die Rohstoffe (und somit auch die Pellets) auf 110 Grad Celsius, wodurch die Feuchtigkeit halbiert wird.

Technologie der Pelletproduktion für einen kleinen Betrieb

Das Pelletproduktionsgeschäft ist ein Abfallverarbeitungsbetrieb. Die Beschäftigung mit Abfallverarbeitung ist aktuell, humanitär und natürlich profitabel. Besonders wenn man berücksichtigt, dass Abfälle zu ökologischem Brennstoff verarbeitet werden. In einem solchen Betrieb können Brennpellets aus verschiedenen Rohstoffen hergestellt werden. Dazu gehören u.a. Sägemehl, Holzspäne, Rinde, Stroh, Sonnenblumenschalen, trockene Maisstängel usw. Die technischen Parameter von Brennpellets hängen vom Rohstoff ab, aus dem sie hergestellt wurden.

Der Preis von Pellets hängt vom prozentualen Aschegehalt ab – je höher dieser ist, desto günstiger ist das Holzgranulat.

Die Produktionstechnologie ist einfach. Zunächst müssen die Rohstoffe auf die Größe von feinem Sägemehl zerkleinert und auf 12%–18% befeuchtet werden (je nach Rohstoff). Anschließend wird das Rohmaterial einer Walzen-, Flachmatrizen- und Mehrkegel- oder anderen Granulierpresse zugeführt, wo es wie in einem Fleischwolf durch eine spezielle Siebmatrize gepresst wird. Wir erhalten fertige zylindrische Pellets. Die Länge der Pellets kann mit einem Schneidemesser eingestellt werden, das sich näher oder weiter von der Matrize bewegt.

Das Granulat wird dank einer speziellen Substanz im Holz – „Lignin“ – gepresst, die beim Pressen freigesetzt wird und sich beim Erhitzen in einen natürlichen Klebstoff verwandelt. Außerdem brennt Baumharz lange und gleichmäßig.

Im Betrieb muss Pressausrüstung installiert werden

Die Kosten für die Ausrüstung eines Brennpellet-Produktionsbetriebs sind relativ gering. Solche Pelletpressen sind sowohl für kleine als auch für häusliche Unternehmen verfügbar. Sie sind vom Walzen- oder Schneckentyp. Wir betrachten Flachmatrizen-Walzenpressen. Die Kosten solcher Granulatoren hängen von ihrer Leistung ab. Zum Beispiel GMK-260 (Leistung bei Pellets – bis zu 120 kg/h) kann zu einem Preis von 8 272 PLN erworben werden, und die Motorleistung eines solchen Granulators beträgt 11 kW 380 V. Es gibt auch Versionen mit höherer Leistung – über 300 kg/h, aber der Preis ist ebenfalls etwas höher – 23 843 PLN (PRIME-300). Die Motorleistung des PRIME-300 beträgt 22 kW 380 V. Darüber hinaus können auf solchen Granulatoren nicht nur Brennpellets, sondern auch Futtermittel gepresst werden. Die Produktivität des Granulators beim Pelletieren von Futtermitteln erhöht sich mindestens um das Zweifache im Vergleich zu Pellets.

Für die Herstellung von Brennpellets benötigt der Betrieb einen Zerkleinerer. Zum Zerkleinern von Stroh und Heu können wir den Zerkleinerer RD-500 anbieten.

Es ist auch wichtig zu verstehen, dass bei kontinuierlichem Betrieb der Granulierpresse über 3–5 Monate Hochdruckteile und Baugruppen ersetzt werden müssen. Daher sollten feste Kosten im Zusammenhang mit Matrize und Walzen berücksichtigt werden – dies sind die wichtigsten Arbeitsteile der Granulatoren. Wenn die Pelletproduktion ausschließlich aus weichen Rohstoffen (Stroh, Heu) erfolgt, erhöht sich die Lebensdauer von Matrize und Walzen um mehr als das Zweifache. Darüber hinaus hilft ein konstanter Betrieb bei gleichen Belastungen, Strom zu sparen, was ebenfalls zur Steigerung der Produktivität beiträgt.

ALTERNATIVE HEIZSYSTEME KOMMEN IMMER HÄUFIGER NICHT OHNE PELLETS AUS

In jeder Produktion ist die Hauptfrage immer der Absatz. Die beliebteste Anwendung für Produkte von Pelletwerken ist die Beheizung von Räumen mit Pellets mittels spezieller Kessel. Es gibt aber auch andere Absatzmärkte – Pellets werden als Füllmaterial für Haustiertoiletten verwendet.

Bei uns gewinnen Pelletkessel mit einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 85% zunehmend an Popularität. Sie werden schon seit langem weit verbreitet eingesetzt. Dieser Typ von Festbrennstoffkessel kann bis zu 7 Tage ohne menschliches Eingreifen arbeiten. Dies ist dank der Rieselfähigkeit von Brennpellets möglich, die das Befüllen des Ofens mit Festbrennstoff über einen programmierbaren Controller ermöglichen, der die Schneckenförderung steuert. Der Befüllungsprozess ist automatisiert. Der Automatisierungsgrad ist so hoch, dass die nächste Portion Holzgranulat selbstständig aus dem Behälter zugeführt wird. Auf diese Weise wird die eingestellte Temperatur aufrechterhalten. Brenngranulat wird durch einen speziellen elektrischen Heizer und Ventilator entzündet. Solche Öfen sind außerdem mit einem speziellen Pelletbrenner ausgestattet, der eine maximale Nutzung des Festbrennstoffs aus Pellets ermöglicht.

Pelletkessel sind wartungsfreundlich. Sie müssen einmal im Monat von Asche gereinigt werden. Solche Öfen sind für den häuslichen Gebrauch von 15–500 kW sowie für industrielle Zwecke bis zu 2 mW bestimmt. Die Lebensdauer der Öfen beträgt über 20 Jahre. Ein pelletbefeuerter Ofen der österreichischen Firma OkoFen ist auf dem Foto dargestellt.

Pelletöfen sind eine ernsthafte Alternative zu Gasöfen, obwohl Holzgranulat nicht nur ein effizienter Brennstoff für Festbrennstofföfen ist, sondern auch die beste Alternative zu Holz für herkömmliche Öfen darstellt.

Im Folgenden werden Beispiele für andere Anwendungsmöglichkeiten von Pellets genannt.

Autos können mit Pellets betankt werden

Im Laufe der Zeit wird der Verkauf von fabrikmäßig hergestellten Pellets aus Kleinproduktionen erheblich wachsen. Bereits Mitte des 20. Jahrhunderts arbeiteten Lastkraftwagen mit Holzbrennstoff. Der Verbrennungsmotor war im Grunde derselbe wie heute. Die Fahrzeuge arbeiteten mit Gas, das sie aus einem Gasgenerator durch Holzpyrolyse erhielten.

Ein Gasgenerator ist ein Gerät, mit dem brennbare Gase aus festen Brennstoffen gewonnen werden. Dieser Prozess wird Pyrolyse genannt – die Zersetzung schwerer Moleküle in leichtere unter Einwirkung hoher Temperatur und Sauerstoffmangel.

Heute kehren wir zu dieser Art von Kraftstoff für Autos zurück. Aber zum Beispiel verbraucht ein mit einem Gasgenerator ausgestattetes „Gazelle“-Fahrzeug 1 kg Holz pro 1 km. Das bedeutet, dass man für 100 km 100 kg Holz transportieren müsste. Auf diese Weise würden Gasgenerator und Brennstoff einen erheblichen Platz im Fahrzeug einnehmen. Außerdem müsste alle 50 km nachgetankt werden, und das Fahrzeug müsste schrittweise beschleunigt werden, damit der Gasgenerator in den erhöhten Leistungsmodus wechseln kann. Alle Nachteile werden dank Pellets beseitigt. Die Rieselfähigkeit von Pellets ermöglicht eine automatische Betankung des Gasgenerators. Die Abmessungen und das Gewicht eines Pellet-Gasgenerators sind geringer. Ein elektronisches Mikroprozessorsystem überwacht die Beschleunigung des Fahrzeugs und schaltet bei plötzlicher Laständerung automatisch den traditionellen Kraftstoff zu. Darüber hinaus haben Pellets eine höhere Dichte und einen höheren Heizwert, sie setzen intensiver Gas frei, daher verringert sich die Anzahl der Pausen beim Wechsel in eine andere Leistungsstufe des Gasgenerators. Dichtes und heizwertreiches Brenngranulat benötigt weniger Platz im Laderaum. Außerdem reduzieren Pellets den Verbrauch von Festbrennstoff dreifach auf 0,3 kg pro 1 km. Selbst wenn bei starkem Beschleunigen kurzzeitig Benzin verwendet wird, ist der Verbrauch dennoch mehr als doppelt so niedrig wie bei traditionellem Kraftstoff. Wenn wir im Sparmodus fahren, kann ganz auf Benzin verzichtet werden. Dann betragen die Kosten für 1 km 0,04 $, 1 kg Pellets = 0,11 $/3 (Verbrauch pro 1 km = 0,3 kg) = 0,04 $/km.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von Brennpellets besteht darin, dass bei der Gasbildung aus Holzpellets durch Pyrolyse keine giftigen Stoffe freigesetzt werden. Es handelt sich um einen ökologischen Brennstoff.

Pellets werden als Brennstoff für Kraftwerke verwendet

Der Pelletverbrauch wächst täglich und findet immer neue Anwendungen. Die Europäische Union plant, die Emission schädlicher Stoffe in die Atmosphäre bis 2020 um 20%  zu reduzieren. Zu diesem Zweck soll der Einsatz von Biobrennstoffen in Kraftwerken erhöht werden. Und solche „grünen Kraftwerke“ sind sogar günstiger als Solar- oder Windkraftwerke.

Die meisten großen Kraftwerke Europas stellen auf granulierten Holzbrennstoff um. Es entstehen mobile Kraftwerke, die mit granuliertem Holzbrennstoff betrieben werden. Immer mehr Holzpelletöfen werden installiert. Und wenn man berücksichtigt, dass Öl und Gas ständig teurer werden, wird der Einsatz von Gasgeneratoren für Lastkraftwagen und landwirtschaftliche Maschinen immer häufiger werden. Heute ist dies erst der Anfang der Entwicklung der Nutzung dieses neuen Brennstoffs. Der Bedarf daran wird mit jedem Tag wachsen.

Es ist zu beachten, dass kleine und familiengeführte Unternehmen bereits jetzt mit der Produktion von Brennstoff der neuen Generation beginnen und auf das stetige Wachstum der Nachfrage nach Pellets vorbereitet sein sollten. Ein solches Geschäft ist besonders interessant, da es keine großen Investitionen erfordert.