Mechanische Schnittgeräte , 28.03.2013
REBHOLZ ALS ALTERNATIVER ENERGIETRÄGER
Die Verwendung des jährlichen Winterschnittholzes als Energierohstoff ist für Weinbaubetriebe durchaus eine Strategie, die sich lohnen kann.
Die Verwendung des jährlichen Winterschnittholzes als Energierohstoff ist für Weinbaubetriebe durchaus eine Strategie, um sich aus der Abhängigkeit von Öl und Gas und deren Kosten zu befreien. Es stellt sich aber die Frage, inwieweit mit dem Rebholz ein wichtiger Humus- und Nährstofflieferant verloren geht.
Mit der thermischen Verwertung energiehalti-ger Reststoffe wie Tres-ter und Rebholz besteht in Weinbaubetrieben die Möglichkeit, C02-neutrale Energieträger kosten- und umweltorientiert zu verwerten. Zugleich hat die Rebholzentfernung aus dem Weinberg auch eine wichtige Bedeutung für die Pflanzengesundheit, denn Krankheiten wie Esca können bisweilen nur durch Entfernen befallenen Holzes bekämpft werden.
Nach dem Rebschnitt fallen je Hektar Ertragsrebfläche bei 4000 bis 5000 Stock pro Hektar etwa 2000 bis 2600 kg Rebholz an, das nicht zum Anschnitt benötigt wird. Der Wassergehalt von frischem Rebholz liegt bei rund 45 Prozent, weshalb eine Lagerung mit Trocknung notwendig ist. Im lufttrockenen Zustand liegt der Wassergehalt lediglich bei circa 15 Prozent (1400 bis 1800 kg/ha lufttrockenes Rebholz).
Das Prinzip der Rebholzballenpresse basiert auf der Funktionsweise der Rundballenpressen aus dem Ackerbau. Die Rebholz-Rundballenpresse ist zapfwellengetrieben und wird am Schlepperheck angebaut. Die Geräte sind in zwei unterschiedlichen Arbeitsbreiten (0,93 m und 1,23 m) lieferbar, das Gewicht liegt je nach Ausstattung bei 480 bis 550 kg. Die Presse hat eine feste, geschlossene Ballenkammer, das heißt die Ballengröße von 60 cm Länge und 40 cm Durchmesser kann nicht variiert werden. Das Ballengewicht schwankt in Abhängigkeit von der Holzfeuchte und der Pressdichte zwischen 15 und 30 kg (Frischgewicht, circa 100 bis 120 Ballen pro Hektar). Optional wird eine Aufnahmevorrichtung angeboten, die bis zu sechs Rebholzballen fasst. Die Rebholzballen werden wie Stückholz zur Trocknung im Freien abgedeckt gelagert.
Eine weitere Variante, um Rebholz zu bergen, sind Reb-holzhäcksler mit Sammelvorrichtung. Das Rebholz wird durch eine Pickup vom Boden aufgenommen, anschließend wird das Holz wie bei einem Schlegelmulcher zerkleinert und in einem Behältnis gesammelt. Die Geräte sind zapfwellengetrieben und werden am Schlepperheck angebaut. Die Häcksler sind in vier unterschiedlichen Arbeitsbreiten (1,00 m bis 1,80 m) erhältlich, das Gewicht liegt zwischen 900 und 1400 kg.
Als Sammelvorrichtung werden Bunkerlösungen angeboten, dabei muss das Häckselgut in einem Lagerraum getrocknet werden. Eine Alternative bieten luftdurchlässige Big Bags, in denen das gehäckselte Rebholz im Weinberg gesammelt und später gelagert werden kann.
Bei allen Maschinen zur Rebholzbergung entspricht die Arbeitsgeschwindigkeit etwa der eines konventionellen Rebholzhäckslers. Die Rebholzballen können in einem entsprechenden Feststoffbrennkessel oder nach weiterer Aufbereitung in einer Hackschnitzelanlage verwertet werden. Das Häckselgut der Rebholzhäcksler kann unverändert in einer Hackschnitzelanlage verfeuert werden.
Heizwert Trockenmasse - Verdampfungswärme Wasseranteil = Heizwert
Beispiel: Rebholz mit 15 Prozent Wassergehalt (85 %x4,95 kWh) - (15 %x 0,68 kWh) = 4,1 kWh/kg
Bei 1400 bis 1800 kg lufttrockenem Rebholz pro Hektar ergibt sich ein Energiewert von circa 5700 bis 7400 kWh/ha. Verglichen mit Heizöl (Heizwert: 10 kWh/1) ergibt sich ein Heizöläquivalent von rund 570 bis 740 Liter Heizöl pro Hektar. Ein Raummeter Buchen- oder Eichenholz hat bei einem Wassergehalt von 20 Prozent einen Energiegehalt von rund 1900 kWh. Somit entspricht im Vergleich mit Hartholz der Energiegehalt des Rebholzes circa drei bis 3,9 Raummeter je Hektar Ertragsrebfläche.
Eine exakte Wirtschaftlichkeitsberechnung ist aufgrund stark schwankender Energiepreise schwierig. Bei einem angenommenen Heizölpreis von 75 ct/1 ergeben sich für ein Hektar Ertragsrebfläche äquivalente Heizwertkosten von ungefähr 430 bis 560 €.
Durch die Entfernung des Rebholzes geht dem Boden ein wichtiger Teil an organischer Substanz verloren. Um diesen Verlust zu bestimmen und ersetzen zu können, ist eine Humusbilanzierung (siehe Tabelle 2) unerlässlich. Eine solche Bilanz zeigt, dass bei einer konventionellen Bewirtschaftung ohne Rebholzentfernung die Humusbilanz mit einem Saldo von - 1,040 t/ha Humus nicht ausgeglichen ist. Um einen nachhaltigen Weinbau zu betreiben, sollte dieser Verlust ohnehin ausgeglichen werden. Wird zusätzlich das Rebholz aus dem Weinberg entfernt, verschiebt sich das Saldo um weitere 0,260 t/ha Humus ins Negative auf - 1,3 t/ha Humus.
Um diesen Verlust auszugleichen, wäre zum Beispiel eine jährliche Ausbringung von 6 t Stallmist und 3 t Stroh (jeweils Trockenmasse) möglich. Um lediglich den Humusverlust von 0,260 t/ha durch die Rebholzentfernung auszugleichen, wäre eine jährliche Zufuhr von zum Beispiel 2 t/ha Stallmist oder 2 t/ha Stroh (jeweils Trockenmasse) möglich.
Bei der Verbrennung von Rebholz entsteht durchschnittlich ein Ascheanteil von 3,5 Prozent, bezogen auf die absolut trockene Masse. In dieser Asche bleiben bis auf den Stickstoff alle Nährstoffe, die im Rebholz enthalten sind, erhalten. Wird davon ausgegangen, dass die Asche verkompostiert und wieder im Weinberg ausgebracht wird, ist lediglich der Verlust an Stickstoff zu berücksichtigen.
Um den Humus- und Stickstoffverlust zu ersetzen, werden inklusive Arbeitsaufwand Kosten von rund 100 €/ha veranschlagt. Geht man von einer jährlichen Festkostenbelastung durch die Anschaffung einer Rebholzsammelmaschine von 1550 € aus (A = 15.000 €, Zins = 5 %, Afa 12 Jahre), entstehen bei einer Flächenleistung von 50 ha je Jahr Kosten von rund 31 €/ ha zuzüglich variable (Materi-al-)Kosten von 25 €/ha.
Berücksichtigt man weiterhin pauschale Kosten für Transport und Lagerung in Höhe von 30 €/ha ergeben sich Gesamtkosten von 186 €/ha. Daraus ergibt sich ein Energiepreis von 2,5 bis 3,3 ct/kWh oder ein vergleichbarer Heizölpreis von 25 bis 33 ct/1.
Daraus lässt sich ableiten, dass die energetische Rebholzverwertung für Weinbaubetriebe lohnenswert sein kann.
Quellenangaben sind bei den Autoren erhältlich
Mit der thermischen Verwertung energiehalti-ger Reststoffe wie Tres-ter und Rebholz besteht in Weinbaubetrieben die Möglichkeit, C02-neutrale Energieträger kosten- und umweltorientiert zu verwerten. Zugleich hat die Rebholzentfernung aus dem Weinberg auch eine wichtige Bedeutung für die Pflanzengesundheit, denn Krankheiten wie Esca können bisweilen nur durch Entfernen befallenen Holzes bekämpft werden.
Nach dem Rebschnitt fallen je Hektar Ertragsrebfläche bei 4000 bis 5000 Stock pro Hektar etwa 2000 bis 2600 kg Rebholz an, das nicht zum Anschnitt benötigt wird. Der Wassergehalt von frischem Rebholz liegt bei rund 45 Prozent, weshalb eine Lagerung mit Trocknung notwendig ist. Im lufttrockenen Zustand liegt der Wassergehalt lediglich bei circa 15 Prozent (1400 bis 1800 kg/ha lufttrockenes Rebholz).
Die Technik
Zurzeit stehen drei Maschinen von drei verschiedenen Herstellern mit zwei unterschiedlichen Arbeitsweisen zur Rebholzaufbereitung zur Verfügung.Das Prinzip der Rebholzballenpresse basiert auf der Funktionsweise der Rundballenpressen aus dem Ackerbau. Die Rebholz-Rundballenpresse ist zapfwellengetrieben und wird am Schlepperheck angebaut. Die Geräte sind in zwei unterschiedlichen Arbeitsbreiten (0,93 m und 1,23 m) lieferbar, das Gewicht liegt je nach Ausstattung bei 480 bis 550 kg. Die Presse hat eine feste, geschlossene Ballenkammer, das heißt die Ballengröße von 60 cm Länge und 40 cm Durchmesser kann nicht variiert werden. Das Ballengewicht schwankt in Abhängigkeit von der Holzfeuchte und der Pressdichte zwischen 15 und 30 kg (Frischgewicht, circa 100 bis 120 Ballen pro Hektar). Optional wird eine Aufnahmevorrichtung angeboten, die bis zu sechs Rebholzballen fasst. Die Rebholzballen werden wie Stückholz zur Trocknung im Freien abgedeckt gelagert.
Eine weitere Variante, um Rebholz zu bergen, sind Reb-holzhäcksler mit Sammelvorrichtung. Das Rebholz wird durch eine Pickup vom Boden aufgenommen, anschließend wird das Holz wie bei einem Schlegelmulcher zerkleinert und in einem Behältnis gesammelt. Die Geräte sind zapfwellengetrieben und werden am Schlepperheck angebaut. Die Häcksler sind in vier unterschiedlichen Arbeitsbreiten (1,00 m bis 1,80 m) erhältlich, das Gewicht liegt zwischen 900 und 1400 kg.
Als Sammelvorrichtung werden Bunkerlösungen angeboten, dabei muss das Häckselgut in einem Lagerraum getrocknet werden. Eine Alternative bieten luftdurchlässige Big Bags, in denen das gehäckselte Rebholz im Weinberg gesammelt und später gelagert werden kann.
Bei allen Maschinen zur Rebholzbergung entspricht die Arbeitsgeschwindigkeit etwa der eines konventionellen Rebholzhäckslers. Die Rebholzballen können in einem entsprechenden Feststoffbrennkessel oder nach weiterer Aufbereitung in einer Hackschnitzelanlage verwertet werden. Das Häckselgut der Rebholzhäcksler kann unverändert in einer Hackschnitzelanlage verfeuert werden.
Energiegehalt und Bewertung
Rebholz hat im absolut trockenen Zustand (Wassergehalt null Prozent) einen durchschnittlichen Heizwert von circa 4,95 kWh/kg. Bei luftgetrocknetem Rebholz muss bei der Verbrennung jedoch zuerst das darin enthaltene Wasser verdampft werden. Die dazu benötigte Energie beträgt 0,68 kWh/kg Wasser (Verdampfungswärme). Zieht man die für das Verdampfen des Wassers benötigte Energie von der in der verbleibenden Trockenmasse enthaltenen Energie ab, errechnet sich der tatsächliche Heizwert.Heizwert Trockenmasse - Verdampfungswärme Wasseranteil = Heizwert
Beispiel: Rebholz mit 15 Prozent Wassergehalt (85 %x4,95 kWh) - (15 %x 0,68 kWh) = 4,1 kWh/kg
Bei 1400 bis 1800 kg lufttrockenem Rebholz pro Hektar ergibt sich ein Energiewert von circa 5700 bis 7400 kWh/ha. Verglichen mit Heizöl (Heizwert: 10 kWh/1) ergibt sich ein Heizöläquivalent von rund 570 bis 740 Liter Heizöl pro Hektar. Ein Raummeter Buchen- oder Eichenholz hat bei einem Wassergehalt von 20 Prozent einen Energiegehalt von rund 1900 kWh. Somit entspricht im Vergleich mit Hartholz der Energiegehalt des Rebholzes circa drei bis 3,9 Raummeter je Hektar Ertragsrebfläche.
Eine exakte Wirtschaftlichkeitsberechnung ist aufgrund stark schwankender Energiepreise schwierig. Bei einem angenommenen Heizölpreis von 75 ct/1 ergeben sich für ein Hektar Ertragsrebfläche äquivalente Heizwertkosten von ungefähr 430 bis 560 €.
Zur Humusbilanz
Durch die Entfernung des Rebholzes geht dem Boden ein wichtiger Teil an organischer Substanz verloren. Um diesen Verlust zu bestimmen und ersetzen zu können, ist eine Humusbilanzierung (siehe Tabelle 2) unerlässlich. Eine solche Bilanz zeigt, dass bei einer konventionellen Bewirtschaftung ohne Rebholzentfernung die Humusbilanz mit einem Saldo von - 1,040 t/ha Humus nicht ausgeglichen ist. Um einen nachhaltigen Weinbau zu betreiben, sollte dieser Verlust ohnehin ausgeglichen werden. Wird zusätzlich das Rebholz aus dem Weinberg entfernt, verschiebt sich das Saldo um weitere 0,260 t/ha Humus ins Negative auf - 1,3 t/ha Humus.Um diesen Verlust auszugleichen, wäre zum Beispiel eine jährliche Ausbringung von 6 t Stallmist und 3 t Stroh (jeweils Trockenmasse) möglich. Um lediglich den Humusverlust von 0,260 t/ha durch die Rebholzentfernung auszugleichen, wäre eine jährliche Zufuhr von zum Beispiel 2 t/ha Stallmist oder 2 t/ha Stroh (jeweils Trockenmasse) möglich.
Bei der Verbrennung von Rebholz entsteht durchschnittlich ein Ascheanteil von 3,5 Prozent, bezogen auf die absolut trockene Masse. In dieser Asche bleiben bis auf den Stickstoff alle Nährstoffe, die im Rebholz enthalten sind, erhalten. Wird davon ausgegangen, dass die Asche verkompostiert und wieder im Weinberg ausgebracht wird, ist lediglich der Verlust an Stickstoff zu berücksichtigen.
Um den Humus- und Stickstoffverlust zu ersetzen, werden inklusive Arbeitsaufwand Kosten von rund 100 €/ha veranschlagt. Geht man von einer jährlichen Festkostenbelastung durch die Anschaffung einer Rebholzsammelmaschine von 1550 € aus (A = 15.000 €, Zins = 5 %, Afa 12 Jahre), entstehen bei einer Flächenleistung von 50 ha je Jahr Kosten von rund 31 €/ ha zuzüglich variable (Materi-al-)Kosten von 25 €/ha.
Berücksichtigt man weiterhin pauschale Kosten für Transport und Lagerung in Höhe von 30 €/ha ergeben sich Gesamtkosten von 186 €/ha. Daraus ergibt sich ein Energiepreis von 2,5 bis 3,3 ct/kWh oder ein vergleichbarer Heizölpreis von 25 bis 33 ct/1.
Daraus lässt sich ableiten, dass die energetische Rebholzverwertung für Weinbaubetriebe lohnenswert sein kann.
Quellenangaben sind bei den Autoren erhältlich
Medium

- Die Forschungsanstalt Geisenheim ist eine der ältesten Forschungseinrichtungen des Wein- und Gartenbaus im deutschsprachigen Raum.
- Im Rahmen einer engen Verknüpfung mit der Hochschule RheinMain werden in Geisenheim rund 1000 Studierende der Fachrichtungen Weinbau und Oenologie, Getränketechnologie, Gartenbau sowie Landschaftsarchitektur von den Mitarbeitern der Forschungsanstalt in Vorlesungen und Übungen mit betreut.
- Ziel unserer Arbeit ist es, innovative Forschungen in anwendbare Handlungsansätze für die Praxis umzusetzen und anzubieten, um deren Konkurrenzfähigkeit zu stärken. Die zukünftigen Diplomingenieure, Bachelors und Masters sollen sowohl national als auch international Leitungsfunktionen in den von uns vertretenen Industrien übernehmen können.