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Moderne Holzkessel nutzen den Brennstoff am besten

Wer seinen Heizkessel erneuern muss, steht zunächst vor der Frage, welcher Brennstoff zukünftig genutzt werden sollte. Nach dem Preiseinbruch für Heizöl und Erdgas, muss wieder etwas genauer geprüft werden, wie wirtschaftlich Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien sind.

Im landwirtschaftlichen Bereich sind Biobrennstoffe, und hier besonders das Holz, häufig die erste Wahl, wenn es um erneuerbare Energien geht. Für jede Form des Brennstoffes, ob Scheitholz, Hackschnitzel oder Pellets gibt es unterschiedliche, technisch ausgereifte Feuerungssysteme. Scheitholzkessel werden vorwiegend im Leistungsbereich bis 50 kW eingesetzt und fast ausschließlich manuell mit Brennstoff beschickt, Hackschnitzel- und Pelletfeuerungen arbeiten mit automatischer, bedarfsgerechter  Brennstoffzufuhr. Scheitholzkessel sind preisgünstiger als automatische Feuerungen und stellen weniger große Anforderungen an die Brennstoffbereitung und -lagerung. Dafür ist manueller Aufwand für das Beschicken und Betreuen der Feuerung erforderlich. Bei einem Wärmebedarf von mehr als 50 kW oder einem Heizölverbrauch von jährlich mehr als 6.000 l sollte man über automatische Systeme nachdenken.

Scheitholzvergaserkessel
ScheitholzvergaserkesselCarsten Brüggemann

Scheitholzkessel
Die meisten Scheitholzkessel arbeiten heute nach dem Unterbrand- oder Vergasungsprinzip. Die Kessel sind als Spezialkessel nur für das Verbrennen von Scheitholz geeignet. Mit Hilfe elektronischer Regelungen und der Steuerung der Verbrennung über sog. Lambda-Sonden, erreichen die Kessel gute Verbrennungsqualitäten und Wirkungsgrade. Da die dabei freigesetzte Energie häufig nicht direkt genutzt werden kann, sind ausreichend bemessene Wärmespeicher, also gut wärmegedämmte Wasserbehälter einzusetzen (möglichst 80 – 100 l Wasser/kW). Die feuerungstechnischen Wirkungsgrade moderner Feuerungen liegen heute bei 90% und darüber.

Holzhackschnitzelfeuerung
HolzhackschnitzelfeuerungCarsten Brüggemann

Holzhackschnitzel
Durch die homogene Form von Holzhackschnitzeln und eine so mögliche automatische,  bedarfsgerechte Zufuhr des Brennstoffes, werden gute Feuerungsqualitäten erreicht. Automatische Holzhackschnitzelfeuerungen holen sich den benötigten Brennstoff über Austrageinrichtungen bedarfsgerecht aus entsprechenden Vorratsbehältern. Da die Hackschnitzelgröße, abgesehen von gesiebter Ware stark schwanken kann, sollten robuste Zuführelemente installiert werden, die auch längere Splitter sicher zuführen und nicht so schnell verklemmen.
Sprinkleranlagen, Brandschutzklappen, Fall- oder Zellenradschleusen in den Zuführkanälen vermeiden Rückbrände aus den Feuerzonen in den Vorratsbereich.

Automatische Holzfeuerung
Automatische HolzfeuerungCarsten Brüggemann

Holzpellets
Während im land- und forstwirtschaftlichen Bereich eher eigene Brennstoffe wie Waldholz genutzt wird, bieten sich über Holzpellets auch für andere Bereiche Möglichkeiten, Holz als nachwachsenden Brennstoff in komfortablen Feuerungen zu nutzen. Zur Lagerung können Kellerräume, oftmals auch die bisherigen Heizöllagerräume genutzt werden. Pellets können als homogenes Schüttgut in recht kleinen Feuerungsanlagen mit automatischer Brennstoffzufuhr problemlos dosiert und verbrannt werden. Die Kessel oder Öfen sind meistens Spezialfeuerungen, die nur für Holzpellets geeignet sind.

Was ist bei Installation zu bedenken?
Alte Heizkessel sind häufig überdimensioniert. Grundsätzlich sollte der Installateur die erforderliche Heizleistung der neuen Feuerung errechnen, da er dafür  verantwortlich ist. Zur Kontrolle sollte man die zu beheizende Wohnfläche je nach Qualität der Wärmedämmung des Hauses mit 80 bis 100 Watt/m2 überschlagen. Bei der Wahl des Standortes der Feuerung sollte berücksichtigt werden, dass die Anlage für die Transportfahrzeuge oder Geräte gut zugänglich ist. Eine Holzfeuerung erfordert größeren Wartungs-, Betreuungs- und Beobachtungsaufwand als Feuerungen für fossile Brennstoffe. Auch aus diesem Grunde sollte die Anlage nicht im hintersten Keller versteckt werden, sondern gut zugänglich sein.

Pellet- und Hackschnitzelfeuerungen werden zunehmend mit automatischen Zündungen angeboten. Der Kessel sollte möglichst über eine so genannte Rücklaufanhebung in das  Heizsystem eingebunden werden. So wird erreicht, dass der Kessel schnell auf Temperatur kommt und mangelhafte Verbrennungsqualitäten und Kondensatbildung während der Anheizphasen reduziert oder vermieden werden. Zudem kann kaltes Rücklaufwasser zu Spannungen im Material führen und so die Lebensdauer der Anlage mindern. Hochwertige Regelungen lassen gute Verbrennungsqualitäten erreichen. Lambdasonden im Rauchgasstrom messen die Sauerstoffkonzentration der Abgase. So kann die erforderliche Verbrennungsluft optimal dosiert und die Anlage mit geringen Emissionen gefahren werden. Eine separate Regelung von Primär- und Sekundärluft ist üblich.      

Pufferspeicher, also größere Wasserbehälter zur Leistungsregelung zwischen Kessel und Heizsystem zeigen bei jeder Biomassefeuerung positive Wirkung. Besonders sinnvoll erscheint ein Speicher, wenn im Sommer auch die Brauchwasserbereitung eines Haushaltes über die Holzfeuerung erfolgen soll. Dann können die Heizintervalle doch deutlich gestreckt und häufiger Schwachlastbetrieb der Anlage mit entsprechend schlechteren Verbrennungsqualitäten umgangen werden. Ein Volumen von 30 l/kW ist bei automatischen Anlagen sicher ausreichend, wird auch in Förderprogrammen gefordert. Bei Scheitholzkesseln werden 50 l/kW gefordert, 80 - 100 l/kW sind empfehlenswert.  

Emissionsgrenzwerte einhalten
In der novellierten 1. Bundesimmissionsschutzverordnung wurden die Grenzwerte für Staub und Kohlenmonoxid (CO) für Holzfeuerungen verschärft. Ab dem 1. 1. 2017 müssen nun alle Holzkessel die neuen, engen Grenzwert von 0,02 g Staub/m³ Rauchgas einhalten. Für bestehende Anlagen gelten Übergangsfristen z. T. bis 2024. Wie bisherige Erfahrungen zeigen, ist es kein großes Problem, einen neuen, sauberen Kessel mit gutem Brennstoff durch die Inbetriebnahmeprüfung zu bekommen. Kritischer wird es, wenn die Anlage zwei Jahre nach Inbetriebnahme  gemessen werden soll. Wenn der Kessel dann verschmutzt ist, sich die Regelung vielleicht etwas verstellt hat und der Brennstoff nicht optimal ist, könnte es Probleme mit den geforderten Werten geben. So sollte vor dem Kauf mit dem Hersteller  des Kessels geklärt werden,  ob über einen entsprechenden Wartungsvertrag eine Garantie für spätere Messungen vereinbart werden kann, damit das Risiko des Betreibers gemindert werden kann. Unabhängig davon sollte die Anlage in regelmäßigen Abständen gereinigt werden, um den Verschleiß und somit die Instandhaltungskosten zu minimieren.

Wirtschaftlichkeit
Bezüglich der Wirtschaftlichkeit sind neben den Investitionskosten und Fördermöglichkeiten die Brennstoffkosten von wesentlicher Bedeutung für den wirtschaftlichen Betrieb einer Anlage. Da Holz als Brennstoff im Vergleich zu anderen Energien recht preisgünstig ist, rechnen sich Holzfeuerungen umso besser, je größer der erforderliche Wärmebedarf ist. Staatliche Förderprogramme der BAFA (www.bafa.de) oder KfW (www.kfw.de) können die Wirtschaftlichkeit entsprechender Anlagen verbessern. Auch Staubfilter können über diese Programme gefördert werden. Seit Beginn dieses Jahres können die genannten Programme noch durch die sog. „APEE“- Förderung aufgestockt werden. Informationen dazu sind ebenfalls auf den Seiten der BAFA zu finden.

Kontakte

B.Sc. agr.
Gerold Tammen

Berater Energietechnik, Erneuerbare Energien

 0441 801-441

  gerold.tammen~lwk-niedersachsen.de


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