Forschungs- und Innovationsprojekt
Wasserschutz bei der Lagerung von Holzhackschnitzeln (WaSchuHack)

Durch den Klimawandel werden Technologien, die Energie aus unserer Natur bereitstellen, immer wichtiger. Holzhackschnitzel bieten die Möglichkeit aus Rest- und Schadholz des heimischen Waldes Wärme und Strom zu erzeugen. Hierzu wird das Holz im Wald gehackt und direkt zu den Heizwerken transportiert oder zwischengelagert. Eine teilweise Zwischenlagerung kann aus folgenden Gründen nicht vermieden werden: Gerade in Zeiten hoher Borkenkäferholzmengen müssen die Holzhackschnitzel ab dem späten Frühjahr bis in den Herbst produziert werden, um dem Käfer Brutraum zu entziehen. Der hauptsächliche Wärmebedarf besteht jedoch erst in kälteren Zeiten, sodass das Gros der Holzhackschnitzel erst im Winter verfeuert wird. Eine vollständige Lagerung des benötigten Brennstoffs direkt am Heizwerk ist zumeist aus Platzgründen nicht möglich. Somit sind Zwischenlagerplätze im Wald unumgänglich, um die Versorgungssicherheit der bayerischen Heizwerke insbesondere über die Wintermonate sicherzustellen.

Die Zwischenlagerung der Hackschnitzel hat außerdem den Vorteil, dass der Wassergehalt des waldfrischen Materials während der Lagerung zumeist deutlich sinkt. Durch den geringeren Wasseranteil steigt der nutzbare Energiegehalt des Materials pro Tonne stark an, weil weniger Wasser bei der Verbrennung verdampft werden muss.

Aus den Haufwerken von Holzhackschnitzeln kann Sickerwasser austreten, das hohe Konzentrationen an gelösten organischen Stoffen enthält. Wenn solches Wasser in Oberflächengewässer gelangt, werden die gelösten organischen Stoffe von Mikroorganismen rasch abgebaut. Durch den Sauerstoffverbrauch beim Abbau kann es für andere aquatische Lebewesen zu einem Sauerstoffmangel im Wasser kommen. Welche Mengen an Sickerwasser anfallen und welche Fracht an gelösten organischen Stoffen darin enthalten ist, war bisher nicht genau bekannt und sollte in diesem Projekt untersucht werden.

Für die Untersuchung wurde ein „Hackschnitzeltisch“ gebaut, der mit Hackschnitzeln aus Waldrestholz von Fichte überschüttet wurde. Unter dem Tisch wurde auf einer Fläche von 32 Quadratmetern in 128 Rasterfeldern das Sickerwasser nach Niederschlagsereignissen aufgefangen, die Menge gemessen und der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) sowie der biochemische Sauerstoffbedarf während 5 Tagen (BSB5) bestimmt. Gleichzeitig wurde mittels Temperaturloggern die Entwicklung der Temperatur an verschiedenen Stellen im Haufwerk untersucht. Mit Hilfe von mit Holzhackschnitzeln gefüllten Beuteln (Bilanzbeutel) wurde die Entwicklung des Wassergehalts an verschiedenen Stellen im Haufwerk beobachtet. Mit einer Wetterstation wurden Wetterdaten gesammelt und zusätzlich mit einem Regenmesser die Niederschlagsmenge zwischen den Sickerwasserentnahmen bestimmt. Nach der erfolgreichen Erprobung des Verfahrens in einem Vorversuch wurden auf einem ehemaligen Bundeswehrschießplatz in Freising jeweils zwei Holzhackschnitzelhaufwerke während vier Lagerperioden von jeweils fünf Monaten untersucht.

Der Versuch zeigt, dass Niederschlagswasser vor allem in den äußeren Schichten abfließt und nur zu einem geringen Teil als Sickerwasser aus den Haufwerken austritt. Im Mittel trat 13,5 % der Niederschlagsmenge als Sickerwasser aus, davon mehr als Dreiviertel am Rand der Haufwerke. Bei einem der acht Haufwerke entstanden auch präferenzielle Fließwege durch das Haufwerk hindurch. Eine Auslaugung der Hackschnitzel von herauslösbaren organischen Stoffen im Verlauf der Lagerung konnte nicht festgestellt werden. Die Konzentrationen von CSB und BSB im Sickerwasser sind sehr hoch, wenn sie mit den Grenzwerten verglichen werden, die für das Einleiten von häuslichem und kommunalem Abwasser in Gewässer festgelegt sind. Für die Bewertung der Fracht an organischen Stoffen im Sickerwasser wurde ein Vergleich mit der Verdünnung durchgeführt, die bei der Einleitung von Abwasser aus Kläranlagen in Oberflächengewässer akzeptiert wird. Dazu wurden die höchsten gemessenen Frachten auf einen großen Hackschnitzellagerplatz hochgerechnet und angenommen, dass alles Sickerwasser in ein Oberflächengewässer gelangt. Der Abfluss eines kleineren Baches würde ausreichen, um dieselbe Verdünnung zu erzielen. Der Vergleich zeigt, dass die mit dem Sickerwasser aus großen Hackschnitzelhaufen anfallenden CSB- und BSB-Frachten im Hinblick auf den Schutz der Oberflächengewässer nicht vernachlässigbar klein sind. Es sollten bei der Hackschnitzellagerung deshalb Vorkehrungen getroffen werden, dass das Sickerwasser nicht in Oberflächengewässer gelangt. Ebenso sollen Mulden auf den Haufwerken vermieden werden, damit möglichst viel Sickerwasser über die Deckschicht randlich abfließt und nicht in den Lagerplatzuntergrund infiltriert. Wenn das Wasser stattdessen im gewachsenen humosen Oberboden angrenzend an dem Lagerplatz versickert, kann mit einem raschen Abbau bzw. einer ausreichenden Filterung gerechnet werden.