Biomassekessel

Welches Holz eignet sich für den Biomassekessel?

Das geschlagene Holz wird am besten sofort in Scheite zerkleinert, deren Länge vom Ofen abhängig ist. Damit das Holz schnell trocknet und schadstoffarm verbrennt, sollte der Umfang der Scheite etwa 30 cm nicht überschreiten. Die Holzscheite müssen 2-3 Jahre trocken und luftig gelagert werden, bevor sie verfeuert werden. Beim Einkauf von Holz sollte man sich davon überzeugen, dass das Holz frisch ist oder trocken gelagert wurde, sowohl von unten als auch von oben. Wachsen Pilze auf dem Holz oder finden sich darin Holzwürmer, sollte man vom Kauf besser Abstand nehmen, da der Heizwert bereits stark reduziert ist. Scheitholz wird in der Regel nach Raummetern (Rm) oder Schüttraummetern (SRm) gehandelt. Umrechnung: 1 Rm ist etwa gleich 1,7 SRm oder 0,7 Fm (Festmeter, massives Holz ohne Hohlraum).

Schadstoffe bei Biomassekessel

Der Heizwert von Scheitholz bewegt sich zwischen 2.100 kWh/Rm (Buche, Eiche) und 1.200 kWh/Rm (Pappel). Schadstoffarm – von Feinstäuben abgesehen – verbrennt Holz nur dann, wenn die Flammentemperatur hoch ist (um 1.000 °C). Ist das Holz nass, muss ein großer Teil – manchmal bis zu 50% – der im Holz enthaltenen Energie zunächst zur Verdampfung des Wassers aufgewendet werden. Meist ist die Verbrennungstemperatur dann so niedrig, dass große Mengen an gesundheitsschädlichen Schadstoffen (u.a. Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe) entstehen, die die Nachbarschaft belästigen und den Ofen samt Schornstein schädigen können. Die richtige und genügend lange Lagerung von Holz ist deshalb sehr wichtig. Wichtig ist ferner, dass das Holz mit heller Flamme verbrennt.

Bundesimmissionsschutzverordnung und Biomassekessel

Um die Schadstoffbelastung aus Holzfeuerungen zu begrenzen, gibt es die Bundes­immissionsschutzverordnung (BImschV), die im Jahre 2010 novelliert wurde und seither für alle Öfen ab 4 kW Wärmeleistung gilt. Für die Emissionen von Kohlenmonoxid und Feinstaub gelten Grenzwerte, die in zwei Stufen verschärft wurden. Die erste Stufe trat im Jahre 2010 in Kraft. Seit dem Jahr 2015 gilt die zweite Stufe mit abermals verminderten Grenzwerten.

Für alte Öfen gelten sehr lange Übergangsfristen, die vom Schornsteinfeger anhand des Typenschilds ermittelt werden. Nach Ablauf der Frist kann ein Weiterbetrieb erreicht werden, wenn eine nachträgliche Bescheinigung des Herstellers vorgelegt wird oder die Emissionen vor Ort gemessen werden. Sind die Grenzwerte nicht erreichbar, müssen die Öfen mit Filtern nachgerüstet oder stillgelegt werden.

Ausgenommen von dieser Verordnung sind historische Öfen, Herde, Badeöfen, offene Kamine und handwerklich vor Ort gesetzte Grundöfen sowie Öfen, die die einzige Heizmöglichkeit einer Wohneinheit sind.

Kaminöfen und andere Holzfeuerstätten

Offene Kamine sind Energieverschwender, denn ihr Wirkungsgrad liegt nur bei etwa 5%. Nach BImschV dürfen diese Feuerstätten nur „gelegentlich“ betrieben werden. Es ist deshalb empfehlenswert, in diese Kamine eine Heizkassette mit Glasscheibe einbauen zu lassen, mit der der Wirkungsgrad auf 60-70% gesteigert werden kann. Hier sind die Anforderungen der BImschV zu beachten! Kaminöfen, die die zweite Stufe der BImschV einhalten, sind mit dem DINplus-Zeichen gekennzeichnet.

Kaminöfen gibt es praktisch in allen Größen aus Stahl als auch mit Steinen (Specksteinen) ummauert. Reine Stahlöfen reagieren sehr flink. Dies kann erwünscht sein, wenn man nur kurzzeitig angenehme Temperaturen erreichen möchte. Hat der Ofen dagegen eine große Speichermasse, dauert es lange bis die Wärme in der Wohnung ankommt. Andererseits hält sich die Wärme noch lange, auch wenn das Feuer erloschen ist. Die Temperatur im Raum (in einem gut gedämmten Haus) bleibt über längere Zeit stabil. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Oberflächen des Ofens nicht mehr so heiß werden und die Verbrennungsgefahr sinkt.

Zur Auswahl stehen Holzöfen für Stückholz oder Holzpellets. In Stückholzöfen können auch Holzbriketts und Braunkohlebriketts verheizt werden. Auf das Verheizen von Braunkohlebriketts sollte man aus Umwelt- und Klimaschutzgründen jedoch verzichten. Kohle ist der Brennstoff mit den höchsten Kohlendioxidemissionen und preislich ist Kohle nicht günstiger als Holz!

Oftmals werden Holzöfen viel zu groß dimensioniert. Da ein Holzofen in der Regel nur dann schadstoffarm brennt, wenn er mit voller Leistung betrieben wird, kann man einen überdimensionierten Ofen in einem einigermaßen gut gedämmten Haus in der Übergangszeit kaum nutzen. Es ist sofort zu warm.

Holt sich der Holzofen die Verbrennungsluft aus dem Raum, in dem er steht (raumluftabhängige Betriebsweise), gibt es oftmals Konflikte mit der Dunstabzugshaube oder der Lüftungsanlage. Schornsteinfeger verlangen dann eine automatische Abschaltung dieser Geräte, sobald der Ofen in Betrieb ist. Diese Probleme treten nicht auf, wenn der Holzofen raumluftunabhängig betrieben wird, wenn er also seine Verbrennungsluft direkt von draußen holt und hermetisch zum Raum hin abgedichtet ist. Solche Öfen sind inzwischen auf dem Markt erhältlich.

Öfen mit Wassertasche

Öfen mit Wasseranschluss an die Hausheizung sind deutlich aufwändiger. Wichtig ist, dass

• sie an einem Speicher mit mindestens 300-500 Liter Volumen arbeiten.
• sie eine Rücklaufanhebung haben; das rücklaufende Wasser sollte mindestens 50 °C heiß sein. Ansonsten verschmutzen und verrußen die Wärmetauscher.
• die Heizkreis-Umwälzpumpe erst eingeschaltet wird, wenn die Temperatur im Ofen genügend hoch ist.
• die Umwälzpumpe nicht im Wohnraum, sondern besser im Heizungsraum angeordnet wird, da sie Geräusche verursacht.

Der Anteil der Wärme, der an das Heizsystem abgegeben wird, sollte möglichst hoch sein. Gute Holzöfen erreichen einen Anteil von bis zu 70%. In diesem Fall kann der Ofen auch in der Übergangszeit gut genutzt werden. Eine thermische Solaranlage ist eine gute Ergänzung und übernimmt im Sommerhalbjahr die Wärmeversorgung. Sparsame Häuser (Effizienz- und Passivhäuser) können auf diese Weise völlig unabhängig von Öl und Gas betrieben werden.

Wegen des erheblichen technischen Aufwandes haben diese Holzöfen einen stattlichen Preis. Dementsprechend sollte ein solcher Ofen am besten täglich genutzt werden. Wer einen Holzofen mit Wassertasche nur gelegentlich am Wochenende nutzt, hat sehr hohe Investitionskosten und einen vergleichsweise geringen finanziellen Nutzen, denn der Ofen gibt nur Wärme in Höhe von 50 -100 Euro pro Jahr an das Heizsystem ab.

Schadstoffarme Pelletöfen mit Anschluss an die Hausheizung werden vom BAFA mit 2000 € Zuschuss gefördert (www.bafa.de).

Holz-Vergaserkessel

Holzvergaserkessel haben einen hohen Entwicklungsstand erreicht und schaffen Wirkungsgrade von 90% und mehr, bezogen auf den Heizwert. Sie arbeiten, wie alle Holzöfen, am saubersten und effizientesten, wenn sie mit voller Heizleistung betrieben werden. Da diese Wärmeleistung meist nicht sofort genutzt werden kann, muss die Wärme in Pufferspeichern zwischengespeichert werden, was auch die 1. BImschV verlangt. Das Wasservolumen des Speichers soll nach dieser Verordnung sowie auch nach den Förderkriterien des BAFA mindestens bei 55 Liter je kW Leistung oder 12 Liter je Liter Brennstofffüllraum verfügen. Empfehlenswert ist sogar ein Volumen von 110 Liter je kW Nennleistung. Ist der Holzvorrat im Kessel verbrannt, wird das Haus aus dem Speicher versorgt. Da die Wärmespeicher auf bis zu 90 °C aufgeheizt werden, müssen sie und die Rohrleitungen sehr gut und lückenlos Wärme gedämmt werden, am besten doppelt so dick wie die Energieeinsparverordnung es verlangt.

Holzvergaserkessel mit hohem Wirkungsgrad werden vom BAFA mit 2.000 € bezuschusst.

Pelletkessel

Mit Pelletkesseln lassen sich vollautomatische Holzheizungen realisieren. Stand der Technik sind Geräte ab einer Leistung von 10 kW, die zwischen 3 und 10 kW modulieren, die also ihre Leistung je nach Wärmebedarf kontinuierlich verändern können. Speziell für Niedrigstenergie- und Passivhäuser wurden sogar Wandgeräte mit einem Modulationsbereich zwischen 2,2 und 5 kW entwickelt. Beide Gerätetypen werden raumluftunabhängig betrieben.

In der Regel handelt es sich bei einem Pelletkessel um ein Heizwertgerät. Dieser Kessel schickt das Abgas also mit relativ hoher Temperatur in den Schornstein, so dass das im Abgas enthaltene Wasser nicht kondensiert. Seit einigen Jahren werden aber auch Brennwertkessel angeboten, die einen um etwa 10% höheren Wirkungsgrad als die normalen Heizwertgeräte haben. Der technische Aufwand – und damit die Kosten – zur Nutzung des Brennwerteffekts ist allerdings erheblich größer als bei Öl und Gas, da außer Wasser auch noch Staub im Abgas enthalten ist, das den Wärmetauscher verschmutzt. Neuerdings sind sogar Pelletkessel mit Stirlingmotor lieferbar, die neben Wärme auch noch Strom liefern.

Grundsätzlich sollte ein Pelletkessel immer mit einem Pufferspeicher versehen werden, um die Laufzeiten zu erhöhen. Bei geringem Wärmebedarf in den Sommermonaten hat ein Pelletkessel einen schlechten Wirkungsgrad. Die Ankopplung einer thermischen Solaranlage an den Speicher für die Wärmeversorgung im Sommer, ist deshalb optimal.

Um die gleiche Energie zu speichern wie ein Öltank, müsste ein Pellettank theoretisch dreimal so groß sein wie ein Öltank. Da in alten Häusern der Raum für Öltanks oft sehr großzügig dimensioniert ist, reicht dieser Raum zumeist für die Lagerung von Pellets aus, insbesondere dann, wenn das Haus mit einer guten Wärmedämmung versehen ist.