Dry matter losses during storage of wood chips from short rotation coppice

Lenz, Hannes

Establishing short rotation coppices represents an alternative and sustainable land use concept for farms. Harvesting of these fast-growing trees for use in energy applications takes place in January – March with moisture contents between 50 and 60%. The wood chips have to be stored for more than six months as the demand for fuel from biomass power and heating plants is low in spring and summer. Microbiological and chemical degradation can lead to dry matter losses of up to 30% during the storage process, which poses a risk to the profitability of the entire procedure. The distinct causes of dry matter losses have not yet been clarified, as so far there have not been detailed, reliable studies on a practice size scale and strong, method-related fluctuations restrict the informativness of past results. The aim of the current research project was to quantify the process of dry matter losses of wood chips during storage in practice-scale piles reliably, and for the first time regularly, in order to be able to draw conclusions about the interaction of microbiological and chemical degradation processes via the relations between characteristic storage parameters in future. The results of the present study show that with the aid of the developed sampling system (columns), it is possible for the first time to determine storage parameters and in particular dry matter losses in wood chip piles on a practice size scale regularly and reliably. Investigations are to be conducted on this basis in future to examine further storage parameters, such as the changes of wood component ratios (lignin, cellulose, hemicellulose, extractive substances), in order to clarify the causes of dry matter losses and then develop targeted countermeasures.

Die Etablierung von Kurzumtriebsplantagen stellt für landwirtschaftliche Betriebe ein alternatives und nachhaltiges Landnutzungskonzept dar. Die Ernte für die energetische Verwertungslinie dieser schnellwachsenden Bäume findet im Januar – März bei Wassergehalten zwischen 50 und 60% statt. Durch die geringe Nachfrage der Biomasseheiz(kraft)werke nach Brennstoff im Frühling und Sommer ist die Lagerung der Hackschnitzel über mehr als sechs Monaten erforderlich. Durch mikrobiologisch-chemischen Abbau können dabei Trockenmasseverluste von bis zu 30% entstehen, die die Rentabilität des Gesamtverfahrens gefährden. Die eindeutigen Ursachen dafür sind bisher ungeklärt, da detaillierte belastbare Untersuchungen im Praxismaßstab fehlen und starke methodenbedingte Schwankungen die Aussagefähigkeit vergangener Ergebnisse einschränken. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es Trockenmasseverluste während der Lagerung von Hackschnitzeln in Praxismieten zuverlässig und erstmalig regelmäßig zu quantifizieren, um über die Zusammenhänge charakteristischer Lagerparameter zukünftig Rückschlüsse auf das Zusammenwirken biologisch-chemischer Abbauprozesse ziehen zu können. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass mit Hilfe des entwickelten Probenahmesystems Lagerparameter und insbesondere Trockenmasseverluste in Hackschnitzelmieten im Praxismaßstab erstmalig regelmäßig und zuverlässig bestimmt werden können. Auf dieser Basis sollten zukünftig Untersuchungen durchgeführt werden, die weitere Lagerparameter, wie Holzinhaltsstoffe (Lignin, Cellulose, Hemicellulose, Extraktstoffe) aufnehmen, um die Ursachen von Trockenmasseverlusten zu klären und um dann gezielte Gegenmaßnahmen zu erarbeiten.

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Lenz, Hannes: Dry matter losses during storage of wood chips from short rotation coppice.

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