In der Schweiz wurden 2011 gemäss Forststatistik rund 1.7 Mio m3 Waldenergieholz genutzt. Es ist möglich, dass sich diese Menge in absehbarer Zukunft bis zu verdoppelt, wenn vermehrt Waldenergieholz genutzt wird.

Mit der steigenden Mechanisierung der Holzernte werden dabei immer mehr Rindenanteile und Astreisig als Waldenergieholz verwertet. Da die Nährstoffanteile vom Derbholz über Rinde, Äste und Astreisig bis hin zu den Nadeln und Blätter zunehmen, werden dadurch immer mehr Nährstoffe aus dem Wald entfernt. Dies kann zu Problemen mit den Nährstoffbilanzen führen, da unsere Wälder in der Regel auf weniger ertragreichen Böden stocken als die landwirtschaftlich genutzten Flächen.

Energieholzlager

Abb. 1 - Engergieholzlager am Waldrand bereit für den Abtransport. 2011 wurden in der Schweiz 1.7 Mio m3 Waldenergieholz genutzt. Foto: Thomas Reich (WSL)

Bei der Verbrennung von naturbelassenem Holz fallen heute in der Schweiz etwa 15'000 t Holzasche an, die sich im Rahmen eines Kreislauf-Konzepts für die Rückführung in den Wald eignen würden und so zu einer Verbesserung der Nährstoffbilanz beitragen könnten. Leider enthält die Holzasche neben den gewünschten Nährstoffen auch eine Reihe von Schwermetallen, deren Rückführung in den Wald problematisch sein kann.

Nach geltendem Recht müssen heute die Holzaschen auf Reaktordeponien entsorgt werden, da einerseits die vorgegebenen Grenzwerte für Schwermetalle gemäss ChemRRV für eine Rückführung von Holzaschen in den Wald nicht eingehalten werden können und andererseits die Löslichkeit von Asche-Bestandteilen die Richtlinien für Inertstoff-Deponien überschreitet.

Holz wird zu Asche

Abb. 2 - Bei der Verbrennung von naturbelassenem Holz fallen heute in der Schweiz etwa 15'000 Tonnen Holzasche an. Foto: Janina Briesemeister / pixelio.de

Der vorliegende Bericht vermittelt einen Überblick über die nationale und internationale Holzasche-Literatur und beleuchtet die verschiedenen Wirkungen und Risiken einer Holzasche-Rückführung in den Wald. Im Zentrum dieser Betrachtungen stehen ausschliesslich Rostaschen aus naturbelassenem, unbehandeltem Holz. Filteraschen mit einem erhöhten Schwermetall-Anteil fallen nicht darunter und müssen separat auf Reaktordeponien entsorgt werden.

Die zurzeit verfügbare Datengrundlage für die Berechnung von Stoffbilanzen ist für eine Bewertung der Nährstoffentzüge durch unterschiedliche Nutzungsintensitäten ohne zusätzliche Datenerhebung nicht ausreichend. Deshalb werden die Kenntnisse aus dem umliegenden Ausland zusammengetragen und ausgewertet. Im Weiteren sind keine Informationen aus der Schweiz über technische Belange und Kosten einer Rückführung von Asche vorhanden, so dass ebenfalls ausländische Literatur verwendet werden muss.

Rostasche: im Verbrennungsteil der Feuerungsanlage anfallende Asche

Filterasche: aus der Luft gefilterte Asche

Vor- und Nachteile der Rückführung von Holzasche in den Wald

Die Literaturstudie befasste sich mit dem Nährstoffentzug durch Holzernte, mit der Ascherückführung in den Wald und mit den abiotischen und biotischen Wirkungen. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Positiv

  • Eine Holzasche-Gabe wirkt sich am stärksten auf sauren Böden aus. Dort werden die Basenbelegung (BS%), das BC/Al-Verhältnis und die Säureneutralisationskapazität erhöht. Dadurch wird dem Prozess der Bodenversauerung entgegengewirkt und das Risiko einer Al-Toxizität in stark sauren Böden vermindert.
  • In Böden mit einer grossen organischen Auflage (z. B. Rohhumus) kann eine Aschengabe zu einer verstärkten Mineralisation führen, wodurch das Nährstoffangebot verbessert wird. Voraussetzung dafür ist, dass genügend Feuchtigkeit vorhanden ist.
  • Auf mineralischen Böden mit hohen N-Depositionen kann eine Holzasche-Gabe zu einer Verbesserung des Nährstoffgleichgewichts beitragen. In Einzelfällen kann Holzasche auch die Verfügbarkeit von K, Mg, sowie einiger anderer Elemente verbessern. Die P-Verfügbarkeit kann am ehesten von einer Erhöhung der biologischen Aktivität nach Holzasche-Gaben profitieren.

Neutral

  • Die Düngerwirkung einer Holzasche-Gabe auf das Wachstum von Bäumen ist auf mineralischen Böden mit einer geringen organischen Auflage in der Regel gering, da viele Standorte N- und P-limitiert sind und sich so zusätzliche Nährstoffgaben ohne diese Elemente kaum auswirken können.

Negativ

  • Holzasche kann die Schwermetallfracht im Boden erhöhen, dies ist in sauren Böden wegen der erhöhten Mobilität besonders problematisch. Bedingt durch die starke Basizität der Holzasche ist das kurzfristig kein Problem. Längerfristig kann es eines werden, wenn die Bodenversauerung fortschreitet und einige dieser eingebrachten Schwermetalle wieder mobil werden. Dabei können sie ins Grundwasser oder in die Nahrungskette gelangen.
  • Frische, lose Holzasche kann durch ihre hohe Basizität zu Verbrennungen an empfindlichen Pflanzen und zu Schädigungen an Boden-(Mikro-)organismen führen, sowie zu einer verstärkten Mobilität von organischen Substanzen und Bodeninhaltsstoffen beitragen. Normalerweise sind solche Effekte nur von kurzer Dauer. Diese Effekte können durch eine Behandlung der Holzaschen (Verfestigung, Pelletierung) vermieden werden.
  • Für die Kontrolle der Aschequalität sowie eine Aschenachbehandlung braucht es zusätzliche Arbeitsschritte, die zu einem erhöhten zeitlichen und finanziellen Aufwand führen.
  • Eine gleichmässige grossflächige Verteilung der Holzasche kann im Wald mit vernünftigem Aufwand nur durch Luftapplikationen gewährleistet werden. Dabei sind Fragen der gesellschaftlichen Akzeptanz, der Lärmbelastung sowie zu den Sicherheitsabständen zu Gewässern und Biotopen noch zu klären.

Empfehlungen

versuchsweises Ausbringen von Holzasche

Abb. 3 - Durch die Rückführung der Holzasche in den Wald liesse sich der Nährstoffentzug durch Holzernte kompensieren. Doch es gibt auch Risiken. Foto: Werner Landolt (WSL)

  • Der Effekt einer Asche-Ausbringung im Wald ist mit einer Kalkung vergleichbar und daher vor allem auf sauren Waldböden angezeigt. Im Vordergrund stehen dabei die Erhöhung der Basenbelegung (BS%) im Boden, sowie das Verhindern einer zunehmenden Versauerung des Bodens durch atmogene Einträge.
  • Es empfiehlt sich, nur karbonatisierte und gebrochene Rostasche oder solche in granulierter oder pelletierter Form auszubringen. Dadurch werden ihr pH-Wert, sowie ihre Reaktionsfähigkeit und Löslichkeit stark herabgesetzt und negative Einflüsse auf Flora und Fauna vermieden.
  • Um die Schwermetallfracht von Holzaschen in den Boden zu begrenzen, sind strikte Qualitätskontrollen und Mengenbeschränkungen notwendig. Es dürfen nur Rostaschen von naturbelassenem Holz in den Wald zurückgeführt werden. Bereits damit würden die heute geltenden Grenzwerte gemäss ChemRRV (SR 814.81) in einem wesentlichen Teil der Fälle überschritten. Zudem sollten die Aschen aus Feuerungen stammen, welche Leistungen grösser als 70 kW aufweisen. Bei automatischen Feuerungen ist das Brenngut von homogenerer Qualität, der Verbrennungsprozess läuft geregelter ab und es fallen grössere Mengen Holzaschsche an. Bei Feuerungen mit einer Leistung grösser 500 kW müsste eine strikte Trennung der Altholzverbrennung garantiert sein.
  • Holzasche darf nicht in der Nähe von Oberflächengewässern und im Bereich von Grundwasserfassungen ausgebracht werden. Auch gegenüber Biotopen sind ausreichende Sicherheitsabstände einzuhalten.
  • Beim Ausbringen der Holzasche mit Kreiselstreuern bleibt relativ viel Holzasche in der Rückegasse liegen. Eine Ausbringung der Holzasche mit Helikopter erfolgt gleichmässiger, ist aber kostenintensiver und braucht eine spezielle Anwendungsbewilligung.
  • Da bei der Durchforstung und der Holzernte Licht und Wärme in den Wald eindringt, wird dabei die Mineralisation angeregt. Deshalb sollte Holzasche erst 3-5 Jahre nach einem Eingriff ausgebracht werden, um einen zusätzlichen Mineralisationsschub zu verhindern. Eine Ausbringung sollte maximum alle ca. 25 Jahre im Spätsommer erfolgen. Es wird empfohlen jeweils Holzaschemengen von 2-4 t/ha auszubringen
  • Die Datengrundlage bezüglich der Stoffbilanzen und -flüsse im Boden ist heute ungenügend und muss klar verbessert werden. Dazu gehört auch die Quantifizierung der Nährstoffentzüge durch die Holzernte. Dies ist eine Grundvoraussetzung für weitergehende Empfehlungen. Bis es soweit ist, sollten die Empfehlungen aus dem Ausland berücksichtigt werden.

Fazit

Holzasche aus naturbelassenem Holz ist letztlich ein Produkt des Waldes. Eine Rückführung wäre daher trotz einiger Vorbehalte vertretbar, sofern eine strikte Qualitätskontrolle und Mengenbeschränkung eingehalten werden. Dies ist am ehesten gewährleistet, wenn dieser Kreislauf im regionalen Massstab betrieben und dokumentiert wird, mit kurzen Wegen zwischen Holzproduzenten und Asche-Abnehmern einerseits sowie Heizungsbetreibern andererseits. Schwieriger dürften die Kontrollen werden mit Zwischenhandel und langen Transportwegen.

(TR)