Kessel für Brennstoffe aus dem Wald - Heizen mit Holz wird wieder modern

Pelletheizungen

Im Bereich der Pelletheizungen lassen sich grundsätzlich drei Bauarten unterscheiden:

• Pelletöfen,
• Pellet-Zentralheizungen,
• Pellet-Brenneraufsätze.

Pelletöfen gibt es mit und ohne Wassertasche, wobei Pelletöfen ohne Wassertasche ausschließlich für das Heizen einzelner Räume ausgelegt sind. Für die Trinkwassererwärmung ist ein zusätzliches Heizsystem erforderlich, etwa ein Öl-, Gas- oder Pelletkessel. Pelletöfen mit Wassertasche sind an ein Zentralheizungssystem angeschlossen und geben bis zu 95% der erzeugten Wärme an das Heizsystem ab.
Einige Firmen bieten auch Scheitholz-Pellet-Kombinationskessel an. Sie eignen sich für den Betrieb mit Pellets und Stückholz.
Pellet-Brenneraufsätze ermöglichen eine relativ einfache Umstellung von Heizöl auf Holzpellets. Obwohl in Skandinavien weit verbreitet, findet diese Variante in Deutschland bislang kaum Anklang.

• Hochwertiger Brennstoff macht sich bezahlt

Der Brennstoff Pellets besteht aus getrocknetem, naturbelassenem Holz – überwiegend Sägerestholz. Die Norm DIN EN 14961-2 legt dafür drei Qualitätsklassen fest: die Klassen A1, A2 und B. Für private Haushalte ist die höchste Qualitätsklasse A1 zu empfehlen. A1 hat einen Aschegehalt von < 0,7% und Ascheschmelztemperaturen von über 1200°C. Mit einem Durchmesser von etwa 6 mm und einer Länge von 1 – 4 cm haben die Presslinge einen Heizwert von rund 5 kWh/kg. Damit entsprechen 2 kg Pellets etwa 1l Heizöl bzw. 1m3 Erdgas. Die Pellets der Klassen A2 und B haben höhere Aschegehalte und kommen hauptsächlich im gewerblichen, kommunalen und industriellen Bereich zum Einsatz.
Beeinflusst wird die Qualität außerdem durch Transport, Zwischenlagerung und die Einbringung in den Lagerraum. Durch mechanische Beanspruchung kann der Feinanteil in der Pelletcharge zunehmen, was zu Störungen an der Förderschnecke führen und das Verbrennungs- und Emissionsverhalten der Pelletheizung negativ beeinflussen kann.

• Kosten-Nutzen-Verhältnis

Auch wenn im Vergleich zu Heizöl und Gas für eine Pelletheizung ein höherer Anschaffungspreis zu zahlen ist, stellt der günstigere Brennstoffpreis mit der Zeit einen wirtschaftlichen Anlagenbetrieb in Aussicht. So lag der Preisvorteil gegenüber Heizöl in den letzten zehn Jahren durchschnittlich bei 23% und im Juli 2013 im Vorjahresvergleich sogar bei 32%. Das geht aus einem Bericht des DEPV (Deutscher Energieholz- und Pellet-Verband e.V.) hervor. Danach kostete die t Pellets 269 Euro und lag laut DEPV-Index 1,74% über dem Vormonatspreis. Begründen lässt sich die Preissteigerung mit dem seit 2012 rückläufigen Holzeinschlag, der eine geringere Verfügbarkeit von Holzspänen zufolge hat. 1 kg Pellets kostet somit durchschnittlich 26,9 Cent und 1 kWh Wärme daraus 5,5 Cent. Die Teuerungsrate lag in den vergangenen Jahren unter 5%.
Die regionalen Preisunterschiede fallen eher gering aus. So kostet in Nord- und Ostdeutschland 1t Pellets bei der Abnahme von 6t 263 Euro. In der Mitte Deutschlands sind es durchschnittlich 265 Euro und in Süddeutschland 274 Euro.

Hackschnitzelkessel

Seit einigen Jahren kommen auch Hackschnitzelheizungen in Ein- und Mehrfamilienhäusern, in der Landwirtschaft und im Garten- und Landschaftsbau vermehrt zum Einsatz. Die automatisch beschickten Biomassefeuerungen wurden bislang hauptsächlich in kommunalen, gewerblichen und industriellen Gebäuden genutzt. Ein Grund hierfür mag der Platzbedarf sein, da eine Hackschnitzelheizung mehr Raum benö­tigt als vergleichbare Öl- und Gasheizungen. Meist kommt auch noch ein Hackschnitzellager für die Trocknung des Jahresvorrats hinzu. Die Investition ist daher deutlich höher als bei anderen Heizungsvarianten.
Kleinanlagen bieten Hersteller meist mit Rostfeuerung an. Hinzu kommen Varianten mit Unterschubfeuerung und Quereinschubfeuerung ohne Rost. Für Brennstoffe mit hohem Aschegehalt wie etwa Stroh, Miscanthus, Rinde und verunreinigte Hackschnitzel eignet sich die sogenannte Drehrostfeuerung. Hier lockern Rüttel-, Roll- oder Kipproste das Glutbett auf, was einen besseren Ausbrand und eine bessere Rostentaschung ermöglicht.

• Qualitätsfaktoren

Die Hackschnitzel selbst bestehen unter anderem aus Waldrestholz, Industrierestholz und Gebrauchtholz. Sie werden am Markt als reine Sortimente und als Mischungen angeboten. Die Beschaffenheit variiert erheblich. Aschegehalt, Schüttdichte, Heizwert und Wassergehalt sind daher wichtige Qualitätskriterien. So ist beispielsweise der Wassergehalt für die Lagerfähigkeit maßgeblich. Bei waldfrischem Hackgut liegt der Wert bei ca. 50 – 60%. Als für die Lagerung geeignet gelten Hackschnitzel mit einem Wert unter 30%, da erst dann mit keinem weiteren mikrobiellen Abbau zu rechnen ist. Auch der Heizwert wird dadurch erheblich beeinflusst. Liegt der Heizwert von erntefrischem Nadelholz bei etwa 2 kWh je kg lässt er sich durch Trocknung auf 20% Wassergehalt auf 4 kWh je kg verdoppeln.
Dagegen bestimmt die Schüttdichte das für die Lagerung notwendige Raumvolumen. Während Hackschnitzel aus Eiche und Buche bei einem Wassergehalt von 20% einen Heizwert von etwa 1100 kWh je Schütt­raummeter (srm) aufweisen, liegt der Heizwert bei Hackschnitzel aus Pappelholz bei etwa 680 kWh/srm. Um den Jahresbedarf eines Mehrfamilienhauses von 44 MWh abzudecken, sind daher entweder 40srm Eiche- und Buche-Hackschnitzel oder 65srm Pappel-Hackschnitzel notwendig.
Schaut man sich die Menge der Verbrennungsrückstände an, so erkennt man Unterschiede im Aschegehalt. Weist Nadelholz ohne Rinde einen Wert unter 0,5% auf, so kommt Hackgut aus Laub- und Nadelholz mit Rinde je nach Rindenanteil auf Werte bis zu 3%. Weiden- und Pappel-Hackschnitzel aus landwirtschaftlichem Kurzumtrieb haben dagegen einen Aschegehalt von fast 2%. Die größten Schwankungen findet man unterdessen bei Hackgut aus Landschaftspflegeholz. Hier ist im Mittel mit einem Ascheanteil von 5% zu rechnen.

Scheitholzkessel

Aber auch im Bereich der Scheitholzkessel hat sich einiges getan. Ladezustandsmelder im Wohnbereich erleichtern inzwischen das Heizmanagement. Zudem wird derzeit intensiv an der Weiterentwicklung der Leistungs- und Feuerungsregelung gearbeitet.
Unterscheiden lassen sich je nach technischen Merkmalen drei Kategorien:

• reine Volllastkessel,
• leistungsgeregelte Vergaserkessel,
• leistungs- und feuerungsgeregelte Vergaserkessel.

Reine Volllastkessel verbrennen Scheitholz bei voller Wärmeabgabe ohne Möglichkeit einer Regelung. Daher produzieren sie insbesondere in den Übergangszeiten Herbst und Frühling mehr Wärme als benötigt. Ein Pufferspeicher nimmt die überschüssige Wärmeenergie auf. In diesem Zusammenhang bietet sich auch eine solarthermische Anlage an. Wichtig ist dabei die Schichtung des Warmwassers. Denn trotz aller Zu- und Ablaufvorgänge im System ist die vertikale Durchmischung der unterschiedlich temperierten Speicherwasserschichten weitgehend zu unterbinden.
Im Unterschied dazu steuert ein leis­tungsgeregelter Vergaserkessel die Wärmeabgabe über die Sauerstoffzufuhr. Meist handelt es sich um einen weiterentwickelten Volllastkessel mit einer separaten Gebläsesteuerung. Die Regelung der Sauerstoffzufuhr kann manuell oder automatisch erfolgen und wird meistens durch ein Kesselwasserthermostat ausgelöst.

Effizientes Heizen – staatlich gefördert

Die höheren Investitionskosten lassen so manchen Hausbesitzer vor einer Holzheizung zurückschrecken. Um die Attraktivität für Verbraucher zu steigern, unterstützt der Staat die Anschaffung mit finanziellen Anreizen. Die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) und das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) haben dazu Förderprogramme aufgelegt. So fördert das BAFA beispielsweise die Umrüstung bestehender Anlagen auf Bio­masseheizungen und die KfW bietet für die Erstinstallation bei Neubauten zinsgünstige Darlehen an. Über das Marktanreizprogramm (MAP) sind Einmalzuschüsse möglich. Für den Austausch einer alten Heizung gegen eine neue Pelletheizung hat das DEPI (Deutsches Pelletinstitut) Zuschüsse von mindestens 2400 Euro
errechnet. Kommt ein Pufferspeicher hinzu, erhöht sich der Zuschuss um weitere 500 Euro. Durch verschiedene Boni und Kombinationen, beispielsweise mit einer Solarthermieanlage, lässt sich der Zuschuss auf bis zu 11550 Euro erhöhen. Wird ein Pelletkessel mit 15 kW Leistung plus Pufferspeicher gekoppelt mit Solarkollektoren angeschafft, können dafür bis zu 7100 Euro Fördergelder beantragt werden.
Auch für die Umrüstung auf eine Hackschnitzel- oder Scheitholzanlage haben die KfW und das BAFA Förderprogramme aufgelegt. So besteht die Möglichkeit einer Basisförderung in Höhe von pauschal 1400 Euro. Voraussetzung hierfür sind automatisch beschickte Holzhackschnitzelanlagen mit einem Pufferspeicher von mindestens 30l/kW oder emissionsarme Scheitholzvergaserkessel mit Leistungs- und Feuerungsregelung mit einer Leistung von 5 bis 100 kW und einem Pufferspeicher von mindestens 55l/kW. Zudem dürfen die Kessel Staubemissionsgrenzwerte von maximal 15 mg/m3 nicht überschreiten. Die Basisförderung ist spätestens sechs Monate nach Fertigstellung zu beantragen.
Dagegen ist ein Antrag auf Innovationsförderung vor der Umsetzung zu stellen. Die Innovationsförderung kommt zum Tragen, wenn es um die Errichtung und Nachrüstung von Anlagenteilen automatisch beschickter Anlagen bis 100 kW geht. Hier können für Anlagen bestehender Gebäude pauschal 750 Euro und für Anlagen in Neubauten 850 Euro beantragt werden. Bei der gleichzeitigen Installation einer Holzheizung und einer Solaranlage gibt es einen Kombinationsbonus in Höhe von 500 Euro.

Fazit

Die ständig steigenden Öl- und Gaspreise geben durchaus Anreize, um auf Erneuerbare Energien umzusteigen. Dennoch sind trotz der finanziellen Förderung umweltfreundlicher Heiztechniken und der vielfältigen Modelle und Anbieter derzeit nur 20% aller Heizgeräte auf dem aktuellen Stand der Technik. Angesichts dessen ein enormes Potenzial in Zeiten der Energiewende – entfallen doch rund 40% des Gesamtenergiebedarfs auf Gebäude und davon wiederum etwa 85% auf die Beheizung und die Trinkwassererwärmung.

Autorin: Carola Tesche, freie Journalistin