Ist Brennwerttechnik mit Gas besser als mit Heizöl EL?

Dipl.-Ing. oec. Lambert Lucks*

Die zusätzliche Energieeinsparung durch die Gasbrennwerttechnik gegenüber der Niedertemperaturtechnik liegt bei ca. 15%. Bei der Ölbrennwerttechnik beträgt diese Einsparung rechnerisch nur ca. 10%. Auf den ersten Blick führt dies zu dem irreführenden Eindruck, dass die Gasbrennwerttechnik effizienter sei. In diesem Beitrag sollen die Ursachen für diese missverständliche Betrachtung erörtert werden und eine fachlich richtige Darstellung erfolgen.

Bezugsgröße Heizwert und Brennwert

Brennwertgeräte erreichen Wirkungsgrade von über 100%. Wahrscheinlich ist jedem klar, dass eine solche Aussage unsinnig ist. Denn Wirkungsgrade von über 100% sind nach den physikalischen Gesetzen nicht möglich. Wie also kommt es zu der Aussage, ein Brennwertkessel habe beispielsweise einen Wirkungsgrad von 106%?

Der Grund liegt in den Bezugsgrößen "Heizwert" und "Brennwert". Früher wurde die Energie, die in dem Wasserdampf der Abgase steckt und durch den Schornstein entwich, nicht berücksichtigt (Heizwert). Heute sind die technischen Voraussetzungen anders. Denn ein Teil der im Abgas enthaltenen Energie wird durch die Brennwertgeräte wiedergewonnen. Bei der Berechnung des Wirkungsgrades eines Brennwertkessels verwendet man aber nicht den Brennwert, sondern bleibt beim Heizwert. Die Folge: Man bekommt mehr Energie als durch den Heizwert eigentlich möglich wäre. Und deshalb kommt es zu der – scheinbar – nicht korrekten Aussage von Wirkungsgraden von über 100%.

Bild 1: Wirkungsgrad eines Brennwertkessels bei verschiedenen Bezugsgrößen.

Kommen wir aber zurück zu der eingangs aufgestellten Aussage, die Energieeinsparung eines Gasbrennwertkessels liege im Vergleich zu einem Niedertemperaturkessel bei 15%, die eines Ölbrennwertkessels bei "nur" 10%. Bild 1 zeigt die Wirkungsgrade zweier Brennwertkessel. Obwohl es für beide Energieträger "Gas" und "Öl" die gleiche Wärmebilanz aufweist, ergeben sich verschiedene Wirkungsgrade. Da für Erdgas theoretisch ein Wirkungsgrad von 107% und bei Heizöl EL von 102% berechnet wird, erweckt es den Eindruck, dass der Betrieb mit Erdgas effizienter wäre als mit Heizöl EL. Das ist aber effektiv falsch. Bezogen auf den Heizwert (traditionell) kommen wir zu den bekannten Wirkungsgradangaben. Bezogen aber auf den Brennwert des jeweiligen Energieträgers (physikalisch richtig) zeigt sich, dass die Brennwerttechnik für beide Energieträger gleich effizient ist.

Das Problem, das in logischer Konsequenz aus der Beibehaltung der Bezugsgröße Heizwert resultiert, zeigt sich bei der Wirkungsgradangabe für ein Brennwertgerät. So kann es geschehen, dass ein Brennwertgerät, das sowohl für den Einsatz von Heizöl EL und Erdgas geeignet ist, mit zwei verschiedenen Wirkungsgradangaben gekennzeichnet sein müsste: einmal für Erdgas, einmal für Heizöl EL. Obgleich der Wirkungsgrad eines Kessels nicht vom Brennstoff bestimmt wird und für beide Energieträger gleich hoch bleibt. Zudem vermittelt die höhere Wirkungsgradangabe für Erdgas fälschlicherweise sogar noch einen höheren Nutzen.

Bild 2: Wirkungsgrad eines Niedertemperaturkessels bei verschiedenen Bezugsgrößen.

Was bedeutet dies für die Niedertemperaturtechnik?

Werfen wir nun einen Blick auf die konventionelle Niedertemperaturtechnik. Der brennstoffspezifische Verlust ist bei Heizöl EL geringer als bei Erdgas. Oder anders ausgedrückt: Der feuerungstechnische Wirkungsgrad ist bei Heizöl EL, bezogen auf den Brennwert, höher als bei Erdgas (Bild 2).

Niedertemperaturtechnik mit Heizöl EL so effizient wie die Brennwerttechnik mit Erdgas

Man muss die Energieausnutzung eines Kessels also auf die einzig sinnvolle Bezugsgröße betrachten, nämlich den Brennwert (Ho). Stellt man des Weiteren den feuerungstechnischen Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und dem Luftverhältnis dar, so kann man diese Zusammenhänge sehr einfach in Bild 3 ablesen. Dargestellt sind die Verläufe mehrerer feuerungstechnischer Wirkungsgrade bei den Brennstoffen Erdgas und Heizöl EL. Die Ergebnisse daraus sind verblüffend: Der feuerungstechnische Wirkungsgrad eines mit Heizöl EL befeuerten Niedertemperaturkessels mit einem Luftverhältnis l = 1,2 (entspricht einem CO₂-Gehalt von 13%) und bei einer Abgastemperatur von 120°C liegt bei etwa 88,5%. Aber auch der feuerungstechnische Wirkungsgrad eines Gasbrennwertkessels (l = 1,2) mit einer Abgastemperatur von ca. 55°C liegt bei etwa 88,5%.

Bild 3: Feuerungstechnischer Wirkungsgrad bez. auf H_o.

B i l d e r : Institut für wirtschaftliche Oelheizung e.V., Hamburg

* Dipl.-Ing. oec. Lambert Lucks, Institut für wirtschaftliche Oelheizung e.V., Hamburg

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