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Heizen mit Holz

April 2012 Das Heizen mit Holz findet in privaten Haushalten in Deutschland steigendes Interesse. Fast in jedem vierten Haushalt in Deutschland wird bereits mit Scheitholz, Holzbriketts, Pellets oder Hackschnitzeln geheizt. Nicht nur die steigenden Energiepreise sind der Grund dafür, sondern auch die neue Technik, die beim Heizen mit Holz zur Anwendung kommt.


Meist handelt es sich dabei um Einzelfeuerstätten wie zum Beispiel Kaminöfen oder Kachelöfen zur Beheizung einzelner Wohnräume. Aber immerhin fast ein Fünftel der mit Holz heizenden Haushalte verfügt über eine Holzzentralheizung (beispielsweise Scheitholzvergaserkessel, Pelletzentralheizung, Hackschnitzelheizung), die gleichermaßen auch der Brauchwassererwärmung dient. Das berichtet die Agentur für nachwachsende Rohstoffe Nordrhein-Westfalen (NRW).

Der Gesamtbestand an Holzheizungen in privaten Haushalten liegt bei fast 15 Millionen Anlagen, davon etwa eine Million Zentralheizungen, mit zunehmendem Trend. Bei insgesamt 30 Millionen Kleinfeuerungsanlagen in Deutschland ist somit jede zweite eine Biomasseanlage. Nicht nur steigende Preise für fossile Brennstoffe, sondern auch die staatliche Förderung des Erwerbs von umweltfreundlichen Biomasseanlagen haben dazu beigetragen, dass die Zahl der hocheffizienten und emissionsarmen Holzzentralheizungen steigt. So wurden bis Ende 2010 rund 140.000 Pelletheizungen in Deutschland installiert.

Die anzahlmäßig größte Marktbedeutung haben Einzelraumfeuerstätten wie zum Beispiel Kaminöfen und Heizkamine, die zunehmend auch als wasserführende Modelle zur Heizungsunterstützung angeboten und nachgefragt werden.

Die Förderung im Rahmen der "Richtlinien zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich" hat einen erfreulichen Ausbau des Marktes für emissionsarme Heizungen bewirkt.

In Deutschland werden jährlich rund 25 Millionen Festmeter Holz in Form von Schnittholz, Hackschnitzeln, Pellets und Briketts zum Heizen genutzt. Mit über 22 Millionen Festmetern ist Scheitholz aus dem Wald der bedeutendste Holzbrennstoff. Aber auch Holz aus dem eigenen Garten und der Landschaftspflege sowie unbehandeltes Gebrauchtholz und Stückholzreste aus Sägewerken sowie Holzbriketts und Waldholz-Hackschnitzel sind von nennenswerter Bedeutung.

Gute Zuwachsraten verzeichnen Holzpellets, die eine hocheffiziente und emissionsarme Nutzung von Holz als Brennstoff in modernen Kesseln und Öfen ermöglichen.



nach obenScheitholzvergaserkessel

Gemeint ist die Verbrennungstechnik, bei der die Vergasungszone und die Nachverbrennungszone räumlich voneinander getrennt stattfinden. Dies ist beispielsweise bei dem Verfahren des unteren Abbrands der Fall, wie es in der Abbildung "Scheidholzvergaser-Technologie im Querschnitt" dargestellt wird.

Scheidholzvergaser-Technologie im Querschnitt
© Hargassner
Scheidholzvergaser-Technologie im Querschnitt
1 Große Fülltür
2 Großzügiger Füllraum für 1/2 m Scheite
3 Heiße Auskleidung − verhindert Teerbildung
4 Anheiztür mit automatischer Zündung
5 Stellmotor – Primärluft
6 Stellmotor – Sekundärluft
7 Hochwertige massive Schamottbrennkammer
8 Hochtemperatur-Ausbrandzone
9 Ascheabscheidzone
10 Lambdasonde
11 Turbulatoren
12 Wärmetauscher Kessel
13 Hochwertige Vollisolierung
14 Autom. Kesselputzeinrichtung
15 Saugzuggebläse, drehzahlgeregelt
16 Rauchgasfühler
17 Rauchrohr oben, seitlich links bzw. rechts
18 ObenliegendeSchwelgasabsaugung
19 Automatische Rücklaufanhebung mit Mischer
20 Heizschlange für therm. Ablaufsicherung
21 Steuerung "Lambda-Touch-Tronic"
22 Isoliertür
23 Einfache Reinigung von vorne
24 Aschelade

Beim unteren Abbrand strömen die heißen Abgase nicht nach oben, sondern werden durch eine maschinelle Lüftung nach unten oder seitlich gezwungen, wo sie dann unter Sekundärluftzufuhr in einer zweiten Kammer ausbrennen. So wird jeweils nur die untere Schicht des Brennstoffs vom Glutbett erfasst, was für eine gleichmäßigere Verbrennung sorgt. Da die Verbrennungsphasen bei dieser Technik gleichzeitig ablaufen, wird eine kontinuierliche Beschickung ermöglicht. Die problematische Nachheizphase eines Durchbrandkessels entsteht hier nicht. Weiter sind für einen umweltfreundlichen Betrieb des Scheitholzvergaserkessels folgende Konstruktionsmerkmale wichtig:

  • Separate Sekundärluftkanäle unmittelbar vor der Nachverbrennungszone
  • Eine Hochtemperaturbrennkammer für die Nachverbrennung der Holzgase mit frischer Sekundärluft
  • Kamintechnik: Einsatz eines Gebläses, statt Naturzug

Anlagekomponenten

Scheitholzkessel der Firma Viessmann
© Vissmann
Scheitholzkessel der Firma Viessmann
Scheitholzkessel können heutzutage nicht nur funktionell sein, sondern auch gut aussehen.
© Hargassner
Scheitholzkessel können heutzutage nicht nur funktionell sein, sondern auch gut aussehen.
Je größer der Füllraum eines Scheitholzvergaserkessels, desto länger ist der Nachladezyklus. Wie auch bei Pelletfeuerungen ist eine regelmäßige Reinigung der Wärmetauscherflächen nötig. Dies geschieht über einen manuell zu bedienenden Hebel.

Besonders gute Scheitholzvergaserkessel besitzen eine Leistungs- und Feuerungsregelung. Die Feuerungsregelung passt Primärluft- und Sekundärluftmenge optimal über einen Temperaturfühler oder eine Lambda- beziehungsweise CO-Sonde an den aktuellen Verbrennungsfortschritt an. Dadurch werden niedrige Emissionswerte und ein hoher Wirkungsgrad von bis zu etwa 90 Prozent erreicht.

Durch eine Leistungsregelung kann die Wärmeleistung bis auf 50 Prozent herunter geregelt werden. Die erfolgt, anders als bei den Pelletkesseln, über die Luftzufuhr, da die Brennstoffzufuhr nicht regelbar ist. Generell sind die Emissionen im Teillastbereich größer als im Volllastbetrieb.

Die Leistung von Heizungsanlagen wird auf den kältesten Tag im Jahr ausgelegt. Das Herunterregeln auf 50 Prozent der Volllast ist im Sommer, wenn lediglich Brauchwasser erwärmt wird, oft nicht ausreichend (das ist abhängig vom Baustand des Hauses). Daher ist in der Regel ein Pufferspeicher nötig, der die überschüssige Wärme des Verbrennungsprozesses aufnimmt. Bei leistungsgeregelten Anlagen kann die Speichergröße kleiner ausfallen und somit auch der Preis für den Speicher.

Wem das dauerhafte Heizen mit Scheitholz zu aufwändig ist, der kann auch einen Scheitholz-Pellet-Kombinationskessel einsetzen. Dieser hat die Vorzüge eines automatischen Pellet-Systems, bietet dabei aber zusätzlich die Möglichkeit, mit eigenem Scheitholz zu heizen und dadurch Kosten zu sparen.

Die Vorteile eines Scheitholzvergaserkessels

  • Geringe Brennstoffkosten, wenn das Holz selber geschlagen und gespalten wird. Das Holz kann aber auch über einen Händler bezogen werden.
  • Durch das Gebläse ist der Zug des Schornsteins unabhängig vom Wetter.
  • Eine Leistungsregelung auf bis zu 50 Prozent der Vollast ist möglich.
  • Liegt eine Leistungs- und Feuerungsregelung vor, so ist der Betrieb besonders energieeffizient und emissionsarm und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert.

Der Brennstoff Scheitholz

Ausschließlich mit trockenem (20 Prozent Rest-Wassergehalt), naturbelassenem und stückigem Holz dürfen Scheitholzvergaserkessel betrieben werden. Das Verbrennen von lackierten Hölzern oder Ähnlichem ist nach der 1. Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) verboten und darf nur in speziellen Anlagen erfolgen.

Zum Anfachen des Feuers eignet sich besonders Nadelholz, Laubholz hingegen verbrennt gleichmäßiger.

Die Lagerung




Das Brennholz sollte in den Wintermonaten geschlagen und sofort gespalten werden, um den Trocknungsprozess zu beschleunigen. An sonnigen, dem Wind ausgesetzten Flächen trocknet das Holz besonders gut. Das Zusägen auf Ofengröße, das Lagern im Kreuzstapel oder in Gitterboxen fördern den Trocknungsprozess. Dabei sollten mindestens 10 cm Abstand zu Gebäudewänden gewahrt werden. Gegen Regen hilft eine Abdeckung. Jedoch sollte das Holz niemals komplett in Plastikplanen eingepackt werden. Eine Lagerung in geschlossenen Räumen ist ebenfalls nicht empfehlenswert. Nach ein bis zwei Jahren hat das Holz den empfohlenen Wassergehalt von nur 20 Prozent erreicht.

Je trockener das Holz ist, desto größer ist auch der Brennwert. Ein nützliches Hilfsmittel, um die Brennstoff-Feuchte zu berechnen, bietet die Energie Agentur NRW (www.energieagentur.nrw.de) mit dem "Biomasserechner für Waldholz".

Dieses Holz ist trocken genug
© Wolfcraft
Dieses Holz ist trocken genug
... und kann zum Heizkessel transportiert werden.
© Wolfcraft
... und kann zum Heizkessel transportiert werden.

nach obenDie Hackschnitzelheizung

Diese Art der Biomasseheizung ist eher für Mehrfamilienhäuser von Bedeutung. Hackschnitzelfeuerungen funktionieren ähnlich wie Pelletheizungen, sind damit vollautomatisch und bis zu 30 Prozent der Nennleistung teillastfähig. In der Regel können auch Pellets in Hackschnitzelanlagen verbrannt werden. Hackschnitzelanlagen haben eine höhere Leistung als Pelletkessel, das Leistungsspektrum reicht von 15 kW bis in den zweistelligen Megawatt-Bereich. Je nach Leistungsgröße sind verschiedene Verbrennungstechniken möglich.

Die komplette Feuerungsanlage umfasst ein Brennstofflager mit Befüll- und Austragevorrichtung, ein Fördersystem zur Feuerung, die Hackschnitzelfeuerung selbst, ein Wärmeabgabesystem, einen Brauchwasserspeicher und gegebenenfalls ein Puffersystem, ebenso eine Abgasanlage und ab einer bestimmten Leistung auch sekundäre Rauchgasreinigungen sowie das Ascheaustragungssystem.
© Hargassner
Die komplette Feuerungsanlage umfasst ein Brennstofflager mit Befüll- und Austragevorrichtung, ein Fördersystem zur Feuerung, die Hackschnitzelfeuerung selbst, ein Wärmeabgabesystem, einen Brauchwasserspeicher und gegebenenfalls ein Puffersystem, ebenso eine Abgasanlage und ab einer bestimmten Leistung auch sekundäre Rauchgasreinigungen sowie das Ascheaustragungssystem.

Legende für beide Abbildungen Hackschitzelheizung

1 Vollschamottierte Unterschubfeuerung
2 Flammbündelplatte
3 Wärmetauscher Kessel
4 Turbulatoren
5 Flugascheabscheidung
6 Rauchrohr
7 Lambdasonde
8 Heizschlangen für therm. Ablaufsicherung
9 Antriebsmotor für Rost, Ascheaustragung und Kesselputzeinrichtung
10 Ascheaustragungsschnecke
11 Flugascheaustragung
12 Autom.Kesselputzeinrichtung
13 Aschebox
14 Verbrennungsluftgebläse
15 Primärluft
16 Sekundärluft
17 Automatische Zündung
18 Einschubschnecke
19 Stellmotor für Brandschutzklappe
20 Motor Einschub
21 Raumaustragungsschnecke
22 Motor Raumaustragung
23 Schieberost
24 Fallschacht mit Brandschutzklappe
25 Elektronische Steuerung
26 Wartungstür
27 Bodenrührwerk mit Federn
28 Rührwerksgetriebe

Querschnittzeichnung einer modernen Hackschnitzelheizung des österreichischen Spezialisten Hargassner
© Hargassner
Querschnittzeichnung einer modernen Hackschnitzelheizung des österreichischen Spezialisten Hargassner

Ab einer bestimmten Größenordnung (etwa 0,5 MW) ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) eine Option, also die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme, oder das Einspeisen in ein Nahwärmenetz zur Beheizung mehrerer Wohneinheiten.

Manche Hersteller bieten Feuerungstechnik an, die auch mit alternativen Biobrennstoffen wie beispielsweise Miscanthus-Hackgut betrieben werden kann. Miscanthus ist eine schnell wachsende "Energie-Pflanze", die auch als Chinaschilf bekannt ist. Eine solche zusätzliche Möglichkeit ist bei der Anlagenwahl zu berücksichtigen. Denn eventuell bietet sich damit zukünftig die Nutzung von kostengünstigen Brennstoffen an. Wichtig ist, dass die Anlage nur mit den vom Hersteller vorgesehenen Brennstoffen beschickt wird. Vom Hersteller nicht zugelassene Brennstoffe verstoßen möglicherweise gegen das Bundes-Immissionsschutzgesetz. Denn sie können zu schlechter Verbrennung führen, somit erhöhte Immissionswerte bewirken und gegebenenfalls auch Beschädigungen der Anlagenteile.

Hackschnitzel werden beispielsweise aus getrocknetem Waldholz oder Holzresten der Holzverarbeitung hergestellt, getrocknet und zerkleinert. Hackschnitzel bilden eine interessante Alternative zu Pellets und Scheitholz, besonders wenn große Leistungen erforderlich sind.

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Basiswissen Energie

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