Thementage 2017

am 27. & 28. September 2017
Paaren im Glien (Brandenburg)

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Debarking Heads - Entrindende Harvesterköpfe

Blick über den Tellerrand könnte sich lohnen

Direkt im Bestand mit einem entrindenden Harvesterkopf entrinden – ob für eine bessere Nährstoffbilanz, ob für eine saubere Verbrennung oder einfach nur als Borkenkäfer-Prävention: Gründe, die für eine Entrindung im Wald sprechen, gibt es viele. Aber ergibt das einen Sinn? Ist das wirtschaftlich umsetzbar? Und: Sollen das jetzt alle machen?

H480C

Sehen wir uns zunächst die Ausgangslage an. Auch eine vermeintlich traditionsbewusste und konservative Branche, wie die Forstwirtschaft, sieht sich immer häufiger mit sich verändernden Gegebenheiten konfrontiert. Viele Wünsche werden an sie herangetragen, mal höflich formuliert, mal ohne Chance zur Stellungnahme. Möchten Sie einige Beispiele? Gerne!
Feinstaub. Was hat die Forstwirtschaft mit Feinstaub zu tun? Noch vor wenigen Jahren nicht viel. Das hat sich aber verändert, denn: Wir haben begonnen Holz wieder stärker energetisch zu nutzen. Sie werden Fragen: Haben wird das nicht schon seit dem zweiten Tag der Menschheit getan? Antwort: Richtig. Aber dank neuer Technik, Energiewende-Wunsch und Nachhaltigkeitszwang verbrennen wir mehr Holz als je zu vor. Also muss man sich das genauer ansehen. Und siehe da: Beim Verbrennen von Holz entsteht Asche. Und Feinstaub! Relativ viel sogar. Und wenn man noch genauer hinschaut, dann sieht man, dass überproportional viel Asche und Feinstaub beim Verbrennen von Rinde entsteht. Folgerungen sind einfach zu schließen: Mehr holzbetriebene Feuerungsanlagen gleich mehr Asche. Und bei unveränderter Abgasreinigung auch mehr Feinstaub. Der Umkehrschluss ist fast noch einfacher. Eine sauberere Verbrennung in Punkto Asche und Feinstaub erhält man, wenn man beim Verbrennen die Rinde weglässt. Zu diesem Schluss sind schon ganz unterschiedliche Menschen aus unterschiedlichen Branchen gekommen und versuchen entsprechend ihrem Fachgebiet einen Lösungsansatz zu entwickeln. Bislang stehen die meisten Ideen jedoch noch am Anfang, sind Prototypen, zu aufwendig und zu wenig mobil oder schlicht nicht bezahlbar. Rindenfreies Holz, noch bevor es überhaupt anderweitig ver- oder bearbeitet wird – das wäre was.

Holz entrindetBeispiel 2: Chemie im Wald. Das Ausbringen von Insektiziden ist so eine Sache. Es gibt Flächen, auf denen es gesetzlich verboten ist, z. B. wenn es um Trinkwasserschutzgebiete geht. Es gibt Flächen, auf denen ist es ausdrücklich nicht gewünscht, z. B. weil  frei auferlegte Forstzertifikate das nicht zulassen. Zudem gibt es Menschen die Bedenken haben, wegen Arbeitsschutz und unbekannter Langzeitfolgen, wegen der schwierigen Dosierung, oder weil es nicht selektiv genug wirkt. Auf der anderen Seite: Sollte es mal wieder zu einem großflächigen Windwurf kommen und die nächste Borkenkäfer-Invasion am Waldrand stehen, sorgen die vollen Lager der Holzkäufer und der zwangsläufig einsetzende Absatzdruck dazu, nochmal über den Einsatz von Insektiziden nachzudenken, um eine längerfristige Lagerung des Holzes im Wald, oder auf Lagerplätzen zu ermöglichen. Denn: Entrindungszüge, wie sie vielleicht der ein oder andere noch kennt, mit deren Hilfe vollkommen schadstofffrei den rindenbrütenden Borkenkäfer die Möglichkeit sich in gefällten Baumen fortzupflanzen genommen werden konnte, , sind nicht mehr so häufig anzutreffen wie noch in den Achtziger und Neunziger Jahren.
Kommen wir zurück zur Verbrennung, Beispiel 3: Heute Verbrennen wir nicht nur mehr Holz als einige Generationen vor uns, wir verbrennen auch immer häufiger Teile des Baumes, die bis vor kurzem (waldzeitlich gedacht) nicht rentabel in den Ofen zu stecken waren. Äste, Zweige, Blätter, Nadeln, junge Bäume, Büsche – alles wandert, gegriffen von gewaltigen Zangen, in den Hacker und fehlt somit bei der Bildung von neuen Humusschichten und zur natürlichen Regeneration des (Wald-)Bodens. Es konnte nicht lange dauern, bis der Ruf „Wie nachhaltig ist das denn?!“ durch die Wälder hallte. Natürlich versucht man dafür Lösungen zu finden, schließlich will die Forstwirtschaft nachhaltig bleiben!
Eine mögliche Lösung wären Nährstoffmanagementsysteme, am besten mit einem kinderleichten „Ampel-Karten-Prinzip“.

  • Grün heißt: toller Boden, hier kann wenig falsch gemacht werden, alle Baumteile können genutzt werden.
  • Rot:  Auf keinen Fall mehr als den Stamm nutzen, keine Energieholz-Nutzung.
  • Gelb liegt irgendwo dazwischen.

An solchen Karten wird vielerorts gearbeitet, damit sie für alle Flächen zu Verfügung stehen. Wenn aber nun auf gelben und roten Flächen weniger Holz genutzt wird, wie stillen wir dann unseren stetig wachsenden Holzbedarf?  Erhöht sich damit nicht der Druck auf die grünen Flächen bis diese als gelb einzustufen sind? Und die gelben bald rot werden?

Rinde i Bestand

Liebe Lesende, Sie erkennen vermutlich worauf das alles hinausläuft: Die Rinde muss runter! Sie muss im Bestand zurückbleiben. Dort wo sie entstanden ist. Das wäre die Antwort auf so viele Wünsche die wir haben!
Aber wie lässt sich dieser Wunsch erreichen?
Hier hilft der sprichwörtliche „Blick über den eigenen Tellerrand hinaus“, wobei es in unserem Fall „der Blick in einen anderen Topf“ besser trifft.  Denn unser Blick richtet sich nicht nur räumlich nach wo ganz anders, sondern auch auf eine hier völlig fremde Bewirtschaftungsweise: Plantagen in Südamerika und Brasilien, die mittels Kahlschlägen bewirtschaftet werden. Genauer gesagt: Es geht um die Eukalyptusernte. Da es in diesen Regionen der Erde keine Jahreszeiten wie wir sie kennen gibt, und die Gesellschaft an ihren Wald andere Ansprüche hat als wir in Mitteleuropa, arbeitet man dort mit kürzeren Umtriebszeiten und härteren „Bandagen“. Obwohl vieles dort anders gehandhabt wird, zumindest die eine oder andere Sorge dürfen wir uns doch teilen. Der Nährstoffentzug zum Beispiel. Der ist bei uns nicht so schnell mit bloßem Auge zu erkennen, auch weil es sich womöglich über mehr als eine Generation hinzieht und alles deutlich langsamer vorangeht, bis ein eintretender Effekt mit bloßem Auge erkennbar wird. Dennoch ist er da. In z. B. Brasilien kann man bereits im zweiten oder dritten Umtriebszyklus sehen, wie sehr die Böden verarmen. Deutlicher wird das dort, weil es ein und derselbe Mensch im Laufe seines Lebens sehen und miterleben kann. Düngen ist eine Lösung, da aber in dem Wort „Forstwirtschaft“ ja auch „wirtschaft“ steckt und Düngen meist mit monetärem Aufwand verbunden ist… Und obwohl Düngung eine reele Option ist: Im Werk muss die Rinde dann doch ab. Hierbei muss man wissen, dass einmal angetrocknete Rinde bei Eukalyptus nur mit großen Anstrengungen zu entfernen ist.
Also hat man sich auf die Suche nach Alternativen und Lösungen gemacht und auch etwas gefunden, was, wenn man bedenkt, das die Technik schon seit rund 25 Jahren flächig eingesetzt wird, gut funktioniert: Entrindende Harvesterköpfe. Diese lassen die Rinde auf der Fläche zurück und sorgen damit für die gleichzeitige Lösung vieler Probleme.  
Zur selben Zeit erfreut man sich in Südamerika daran, dass sich durch die Entrindung weitere Vorteile ergeben. Die fehlende Rinde muss, weder in Form von Masse noch als Volumen, transportiert werden und spart dadurch Logistikkosten. Ein verringerter Kraftstoffverbrauch kommt somit sowohl dem Geldbeutel, als auch der Umwelt zugute! Und ebenfalls das Problem mit rindenbrütenden Schädlingen, die ja bekanntermaßen vor allem in eben jener Plantagenwirtschaft häufig besonders hart zuschlagen (wirtschaftlich gesehen), wird stark reduziert, vielleicht sogar völlig chemiefrei eliminiert.
Aber: Andere Länder, andere Sitten! Das entrindete Holz in Südamerika wird für gewöhnlich nicht gesägt, es dient zum größten Teil der Zellstoffgewinnung. Das bedeutet, ob es bei der Entrindung Holzverletzungen gibt oder nicht, und wenn ja, wie stark diese sind, spielt eine untergeordnete Rolle. Wichtiger ist, dass das Holz zu mindesten 97% rindenfrei ist. Ansonsten wird es im Werk nicht mehr angenommen.
Natürlich ist es viel leichter eine Maschine so umzubauen, dass sie einem Stamm die Rinde abzieht, wenn dieser Stamm immer von der gleichen Baumart ist, die Durchmesserspreite sehr eng ist und man jede Menge Platz zum Bewegen der Stämme hat. Leider sind das Faktoren, die so bei uns in Mitteleuropa kaum oder nicht gegeben sind. Wenn bei uns ein Harvester Holz erntet, dann für gewöhnlich in einer selektiven Einzelstamm-Entnahme, mit einem verbleibenden Bestand um ihn herum den man beschädigen kann. Zudem hat er es mit ganz unterschiedlichen Durchmessern und mit mindestens zwei unterschiedlichen Baumarten zu tun. Es herrschen also völlig andere Voraussetzungen.
Und trotzdem würden wir auch in Deutschland gerne die Vorteile von im Bestand entrindetem Holz nutzen: Nährstoffsituation verbessern, Einsparungen in der Logistikkette, Borkenkäferprävention, sauberere Verbrennung, usw. Deshalb wurde ein von der Fachagentur für Rohstoffe e. V., kurz FNR, gefördertes Projekt ins Leben gerufen, in dem das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e. V. (KWF) und die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, Fakultät Wald und Forstwirtschaft (HSWT) gemeinsam die entrindenden Harvesterköpfe hier und mit bei uns gängigen Arbeitsverfahren austesten und unter die Lupe nehmen. Ziel ist es zu erfahren, ob mit diesen Harvesterköpfen unsere heimischen Baumarten im Bestand wirtschaftlich darstellbar zu entrinden sind, oder ob man dafür ggf. Änderungen an den Köpfen vornehmen müsste, wie groß der „Benefit“ durch diese Köpfe ist und/oder ob es vielleicht Nachteile gibt, die dieses Verfahren unattraktiv erscheinen lassen können.

EntrindenUm zu diesen Erkenntnissen zu gelangen wurden und werden Versuche in Zusammenarbeit mit verschiedenen Herstellern von Harvesterköpfen, mit verschiedenen Baumarten, zu unterschiedlichen Jahreszeiten gefahren. Bei diesen Versuchen werden möglichst wenige Faktoren auf einmal verändert, um am Ende eine höchst mögliche Aussagekraft zu erzielen. Die ersten Versuche fanden im Juni und Juli 2015 in der Revierförsterei Harpstedt des Forstamtes Ahlhorn (Niedersachsen) statt. Die Versuchsfläche war ein 23,5 ha großer, 53-jähriger Kiefern-Fichten-Mischbestand mit geringem Birken und Lärchenanteilen. Die Entrindung der Buchen, Eichen und Douglasien wurden in geringem Umfang in anderen Harpstedter Beständen erprobt. Der Forstbetrieb Jürgen Raker aus Cloppenburg führte mit seinem John Deere 1270 E und einem H 480 C die Arbeiten durch. Für den Harvesterkopf wurden die vier Entrindungswalzen speziell angefertigt.  Zur Ausstattung gehört auch ein breiteres Messrad für die Längenvermessung, es soll das Blockieren durch Rindenreste verhindern. Die Entrindung klappte erstaunlich gut, wie die Bilder zeigen. Der Baum wird, ohne ihn in die Sortimente einzuschneiden, einmal oder auch mehrmals mit drehenden Bewegungen durch das Aggregat gezogen. Durch die spezielle Bauform der Vorschubwalzen wird er dabei nicht nur entastet, sondern gleichzeitig entrindet. Die Rinde und Äste bleiben dabei innerhalb der Aufarbeitungszone im Bestand, also dort wo die Nährstoffe von der Vegetation wieder aufgenommen werden können. Die Vermessung und das Einschneiden erfolgen in einem zweiten Durchgang. Die Gesamtleistung in Festmeter je Maschinenstunde reduziert sich durch die zusätzliche Entrindung um rund 10%. Natürlich wirken sich hier ebenfalls viele Faktoren aus, die auch die Arbeitsproduktivität bei einer regulären Aufarbeitung mit einem Harvester beeinflussen (z. B. Vertrautheit des Fahrers mit der Maschine und dem Verfahren, Geländeverhältnisse, Tageszeit, Witterung, H/D-Verhältnis der Bäume).
Ob eine vollständige Entrindung erforderlich ist oder ob eine Teilentrindung ausreicht, hängt letztendlich von den gesteckten Zielen und Anforderungen des Waldbesitzers und der holzverarbeitenden Industrie ab.
Das entrindete Holz muss während der Vegetationszeit mindestens zwei Tage im Bestand abtrocknen, ansonsten rutscht es beim Rücken aus dem Rungenaufbau des Rückezuges und die Polter rollen auseinander.
Mit dem entrindenden Harvesterkopf kann ebenfalls ohne Entrindung aufgearbeitet werden, sodass nicht fortwährend die Vorschubwalzen gewechselt werden müssen. Dies spart Montagezeit von etwa einem halben Tag. Über eventuelle Langzeitfolgen für das Aggregat kann hier noch keine Aussage getroffen werden.
Die Entrindungsqualität bei dieser Versuchsreihe ist, bei allen bisher getesteten Baumarten, als gut bis sehr gut einzustufen. Die Holzbeschädigungen sind erstaunlich gering, auch aus Sicht eines Sägewerkers. Das mag auch daran liegen, dass mit eher niedrigen Anpressdrücken im Harvesterkopf gearbeitet werden konnte.
Bei den Baumarten Kiefer, Buche, Eiche kommt es in der Vegetationszeit vernachlässigbar selten, bei den Baumarten Fichte, Douglasie, Lärche öfter vor, dass beim Abschieben langer Rindenstreifen immer wieder ein Rindenstück zwischen Stamm und Messrad gerät und so verhindert, dass das Messrad (ob des fehlenden Kontaktes zum Stamm) sich dreht. Das Aggregat „verliert“ hierbei das Maß, die Steuerung „weiß“ zu diesem Zeitpunkt nicht mehr, an welchem Teil des Stammes das Aggregat steht und welche Strecke seit dem letzten Nullschnitt zurückgelegt wurde.
Der Fahrer muss den Stamm nun aus dem Aggregat lassen, erneut greifen und einen neuen Nullschnitt setzen, damit die Messung von vorne beginnen kann. Zwar ist das Problem einfach zu lösen, dennoch kostet es etwas mehr Zeit und erhöht geringfügig den Kraftstoffverbrauch und den X-Holz-Anteil.
Erst im Laufe des Forschungs-Projektes können hier belastbare Werte veröffentlicht werden. Weder am verbleibenden Bestand noch am Waldboden waren bei den bisherigen Versuchseinsätzen Schäden abweichend von einer regulären Maßnahme mit einem Harvester festzustellen. Dennoch ist anzunehmen, dass es durch das Arbeitsverfahren zu Schäden an der Verjüngung in bereits stark verjüngten Beständen kommen kann. Verjüngte Bestände waren bisher allerdings nicht Bestandteil der Versuchsflächen. Der Kraftstoffverbrauch erhöht sich, auch wenn es den einzelnen Unternehmer nicht entlastet, für den „ökologischen Fußabdruck“ des Verfahrens ist es wichtig: Der Mehrverbrauch von Kraftstoff, der für die Entrindung aufgewandt wird, relativiert sich voraussichtlich durch Kraftstoffeinsparungen in der Rückung und in den folgenden Abschnitten der Logistikkette durch reduzierte Volumina und Massen. Betrachtet man die gesamte Logistikkette könnte evtl. eine absolute Kraftstoffersparnis pro Festmeter entstehen.
Wie geht es nun in diesem Projekt weiter?
Es werden weitere Versuche mit Harvesterköpfen von verschiedenen Herstellern, zu unterschiedlichen Jahreszeiten und mit wechselnden Baumarten  durchgeführt. Weiter werden Daten erhoben und analysiert, das Verfahren optimiert und gegebenenfalls wird die eine oder andere technische Änderung umgesetzt und getestet. Es werden Erhebungen zum Entrindungsgrad gemacht, aus welchen Rückschlüsse bezüglich der verbleibenden Rindenmenge für den Bestand gezogen werden können. Wirtschaftliche Faktoren werden er- und berechnet, die Rindenverteilung im Bestand wird erfasst und am Schluss wird eine Empfehlungen ausgesprochen werden, wann, bei welchen Baumarten und –Durchmessern und zu welchem Zweck ein entrindender Harvesterkopf sinnvoll und wirtschaftlich einzusetzen ist. Oder eben nicht.

Jochen Grünberger (KWF); Eberhardt Guba (NLF)

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