Holzpellets - Heizen mit Zukunft und Komfort

Teil 1: Marktentwicklung, Technik und gesetzliche Anforderungen

Bernd Geschermann und Steffen Hofmann*

Von Null auf 20.000 in fünf Jahren. So liest sich die bisherige Erfolgsgeschichte der Heiztechnik für Holzpellets in Deutschland und es ist kein Ende in Sicht. Die aktuellen Rahmenbedingungen zum Einbau einer Pelletheizung sind nahezu ideal. Attraktive Förderprogramme, hoher Komfort und das positive Image der Holzpellets sind Impulsgeber für den derzeitigen Boom. Für das Jahr 2004 rechnet die Branche mit gut 10.000 Neuinstallationen, nachdem allein im vergangenen Jahr bereits 6.800 Pelletheizungen installiert wurden.

Während die vor 20 Jahren in den USA entwickelte Technik zur Verbrennung von Holzpellets ziemlich schnell auch in Skandinavien und Österreich auf Interesse stieß, wurde der Brennstoff erst 1996 in Deutschland offiziell zugelassen. Mit zunehmender Entwicklung und Optimierung der Verbrennungstechnik bei den mittlerweile mehr als 70 Herstellern sind heute Kessel auf höchstem technischen Niveau verfügbar, die für fast jeden Einsatzfall geeignet sind. Zudem wurden individuelle Lösungen für die Brennstofflagerung entwickelt, um den automatischen Betrieb der Heizung jederzeit zu gewährleisten.

Entwicklung der Pelletheizungen in Deutschland (Energieagentur NRW, DEPV - Deutscher Energie-Pellet-Verband. e.V.)

Ein wichtiger Faktor für den sicheren Betrieb einer Pelletheizung ist der hochwertige Brennstoff. Holzpellets, basierend auf dem Rohstoff unbehandelter Säge- und Hobelspäne, werden in Produktionsstätten mit jährlichen Kapazitäten von bis zu 20.000 Tonnen hergestellt. Durch entsprechende Normen und Zertifizierungsprogramme ist flächendeckend ein sehr homogener und qualitativ hochwertiger Brennstoff mit definierten Verbrennungseigenschaften verfügbar.

Die Einsatzgebiete der Pelletheiztechnik reichen vom "einfachen" Holzpelletofen im Wohngebäude bis hin zu Kesseln mit einer Nennwärmeleistung von mehreren hundert Kilowatt für große kommunale Liegenschaften.

Der Pelletofen als Einzelfeuerstätte

Der Holzpelletofen wird üblicherweise im Wohnraum aufgestellt und ausschließlich im kleineren Leistungsbereich bis etwa 14 kW angeboten. Diese auch häufig als Primäröfen bezeichneten Feuerstätten können problemlos durch einen integrierten Wärmetauscher in das Heizungssystem eingebunden werden. Konstruktionsbedingt wird allerdings immer auch Wärme an die Umgebung abgegeben, wodurch kein monovalenter Betrieb des Pelletofens möglich ist. So werden die wasserführenden Einzelfeuerstätten vielfach als Ergänzung zur Zentralheizung eingesetzt und sind meistens so ausgelegt, dass maximal 80% der bereitgestellten Wärme an den Heizkreislauf und mindestens 20% als Strahlungswärme an die Umgebung abgegeben werden. Vor diesem Hintergrund sollte der Aufstellraum immer ein ausreichendes Mindestvolumen aufweisen, um Überhitzung zu vermeiden. Der Pelletofen ist mit einem integrierten Vorratsbehälter ausgestattet, in dem etwa 50 Kilogramm Holzpellets Platz finden, die unter Volllast für eine Betriebszeit von bis zu 25 Stunden ausreichen. Die Befüllung des Vorratsbehälters erfolgt entweder manuell durch Sackware, durch Schwerkraft aus einem höher liegenden Pelletlager oder durch mechanische Zuführung aus einer externen Bevorratung.

Holzpellets sind effiziente Energiespeicher. In puncto Heizwert entsprechen zwei Kilogramm Pellets etwa einem Liter Heizöl (IKZ-HAUSTECHNIK).

Vor allem im Neubau und dem im Zuge der Energieeinsparverordnung (EnEV) deutlich reduzierten Wärmebedarf stellt der Pelleteinzelofen häufig das Herzstück der Wärmeversorgung für Wohngebäude dar und ist für die Beheizung von Einfamilienhäusern mehr als ausreichend. Durch die Ergänzung mit einer solarthermischen Anlage und einem korrekt dimensionierten Wärmespeicher als hydraulische Weiche steht ein technisch ausgereiftes und 100% regeneratives System zur Verfügung. Für die seltenen Fälle, in denen die solare Einstrahlung nicht ausreicht, wird ein elektrischer Heizstab in den Speicher eingebaut. Die Kosten für ein solches Komplettsystem liegen bei mindestens 10.000€. Mit der Inanspruchnahme öffentlicher Förderprogramme ist ein solches Heizungssystem auch aus wirtschaftlicher Sicht sehr attraktiv.

Der Pelletkessel als Zentralheizung

Im Keller aufgestellte Pelletheizkessel sind problemlos in der Lage, den Wärmebedarf von Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie auch von größeren Gebäuden zu decken. Die mit Holzpellets betriebene Zentralheizung besteht aus den Komponenten Brennstofflager, Brennstoffzuführung, Pelletkessel und evtl. Wärmespeicher. Pelletkessel als Zentralheizung können in halbautomatische und (voll)automatische Heizanlagen unterteilt werden.

Halbautomatische Pelletheizungen, auch Kompaktanlagen genannt, sind mit einem integrierten Tages- oder Wochenbehälter ausgestattet. Der Behälter kann manuell, normalerweise jedoch durch ein Saugsystem beschickt werden und sollte bis zu 250kg bzw. 400Liter fassen können. Abhängig von Wohnfläche und Witterung reicht dieser Vorrat bis zu einem Monat. Der Brennstoff wird hier über eine integrierte Förderschnecke in den Feuerraum transportiert. Dieser Anlagentyp ist vor allem dann eine Option, wenn die Kosten für die automatische Zuführung eingespart werden sollen und die manuelle Befüllung des integrierten Behälters in Kauf genommen wird.

Pelletofen (Wodtke GmbH, D-Tübingen).

Der Klassiker ist die vollautomatische Pelletheizanlage, die aus einem Pelletlagerraum oder einem Gewebetank ganzjährig mit Holzpellets versorgt wird. Der Brennstofftransport erfolgt bedarfsgerecht durch eine Schnecke oder eine Saugaustragung. Wenn die Brennstofflagerung in unmittelbarer Nähe zum Kessel erfolgt, ist die kostengünstigere Variante mit der Förderschnecke zu bevorzugen. Mehr Lagerflexibilität bietet allerdings das Saugsystem, mit dem die Holzpellets pneumatisch zum Kessel transportiert werden. Abhängig von der Saugleistung können damit Distanzen von bis zu 40 Meter und ein Höhenunterschied von maximal fünf Meter überbrückt werden.

Am Kessel angekommen, werden die Pellets anschließend über eine Sicherheitsschleuse gegen möglichen Rückbrand und eine zweite Förderschnecke (Stokerschnecke) in den Brennraum transportiert. Hier unterscheidet man zwischen den Feuerungssystemen Unterschub-, Einschub- und Wurfbeschickung. Bei der Unterschubfeuerung wird der Brennstoff von unten, bei der Einschubbeschickung von der Seite in die Verbrennungszone eingeschoben. Diese Systeme lassen eine sehr kompakte Bauweise zu. Mit der Wurfbeschickung erfolgt die Brennstoffdosierung in genau definierten Mengen. Durch die Zuführung geringer Brennstoffmengen entsteht ein kleines Glutbett, das eine gute Regelbarkeit des Kessels zulässt.

Zur Brennstofflagerung sind unterschiedliche Systeme für fast jeden Einsatzfall verfügbar. Im Gebäudebestand wird häufig der ehemalige Öllagerraum umgebaut und den Anforderungen entsprechend gestaltet. Im Neubau bietet es sich an, bereits in der Planungsphase die Brennstoffbevorratung vorzusehen. Einfache und standardisierte Systeme sind Gewebetanks bzw. Sacksilos, Erdtanks und Stahl- oder Kunststofftanks. Hinweis: Die verschiedenen Lagersysteme werden im dritten Teil dieser Serie ausführlich beschrieben.

Kompaktanlage (Guntamatic Heiztechnik).

Der Einsatz eines Wärmespeichers wird von Herstellern und Installateuren sehr unterschiedlich beurteilt. Höhere Investitionen für Pelletkessel werden durch diese zusätzliche Komponente zunächst negativ beeinflusst. Aus rein technischer Sicht ist der Einsatz eines Pufferspeichers ohne Einschränkung empfehlenswert. In erster Linie sind insgesamt deutlich weniger Brennerstarts erforderlich. Vor allem außerhalb der Heizperiode wird der Pelletkessel maximal einmal pro Tag hochgefahren, um die erforderliche Speicherbeladung vorzunehmen. Neben einer äußerst schonenden Betriebsweise im idealen Leistungsbereich kann eine Brennstoffeinsparung um bis zu zehn Prozent erreicht werden. Empfehlenswert ist ein Speichervolumen von mindestens 25Liter pro Kilowatt. Bei der Kombination mit einer solarthermischen Anlage wird der Speicher auf die Solarkomponente ausgelegt und häufig größer dimensioniert.

Anforderungen an den Heizraum und den Schornstein

Die gesetzlichen Anforderungen beim Einbau einer Pelletheizung sind in den jeweiligen Feuerungsverordnungen (FeuVO) der Bundesländer, basierend auf einer Musterfeuerungsverordnung des Bundes, geregelt. Grundsätzlich empfiehlt sich vor dem Einbau die Abstimmung mit dem Schornsteinfeger. Für die üblicherweise raumluftabhängigen Feuerstätten ist kein eigener Heizraum vorgeschrieben, wenn eine ausreichende Verbrennungsluftversorgung sichergestellt ist. Ausreichend ist eine Tür bzw. ein Fenster ins Freie oder ein Raumvolumen von mindestens 4m³ pro Kilowatt Nennwärmeleistung. Für Feuerungen über 35kW wird eine Zuluftöffnung ins Freie mit einem Querschnitt von mindestens 150m² (> 50kW zusätzlich 2cm²/kW) gefordert. Bis zu einer Nennwärmeleistung von 50kW gelten allgemein geringe Anforderungen an den Aufstellort. Jedoch dürfen diese Kessel nicht in Treppenhäusern, notwendigen Fluren und Garagen aufgestellt werden.

Pelletheizung (ÖkoFen Pelletsheizung).

Die FeuVO beschreibt außerdem die Anforderungen an den Brennstofflagerraum. Bis zu einer Lagermenge von 15 Tonnen (Öläquivalent: 7500 Liter) sind üblicher Weise keine über die gängigen Brandschutzbestimmungen hinaus gehenden Anforderungen zu erfüllen. Ein separater Lagerraum für größere Mengen muss unter anderem mit einer feuerhemmenden Tür und feuerbeständigen (F90) Wänden und Decken ausgestattet sein. Im Zuge der Novellierung der Landesbauordnungen werden derzeit ebenfalls Änderungen in der FeuVO diskutiert, die höhere Anforderungen an die Pelletlagerung stellen.

Fortsetzung folgt

*) Bernd Geschermann und Steffen Hofmann, Mitarbeiter der Energieagentur NRW, Wuppertal, www.ea-nrw.de

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