Drei Objekte, zwei Planer, ein Brennstoff

Die Integration einer erneuerbaren Wärmequelle ist in Baden-Württemberg nicht nur im Neubau sondern auch bei Sanierungen bestehender Gebäude üblich – und gesetzlich vorgeschrieben. Wird z. B. ein Heizungsaustausch fällig, löst das die Wirkung des nur in diesem Bundesland geltenden Erneuerbare-Wärme-Gesetzes (EWärmeG) aus. Es bezieht sich, in Ergänzung zum bundesweit geltenden Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), ausschließlich auf den Bestand. Die Umsetzung zeigt, dass Hausbesitzer sich mit diesem regional geltenden Gesetz ebenso arrangieren wie Fachingenieure und Heizungsbauer. Bei der Brennstoffauswahl kommen häufig Holzpellets zum Einsatz, wie in drei nachfolgenden Objekten aufgezeigt wird.

Baden-Württemberg hat sein EWärmeG zum 1. Juli 2015 novelliert. Ziel war, die Erneuerbare Wärme noch stärker als bisher zu verankern, denn 1,2 Mio. Nachtspeicheröfen und 1 Mio. Ölheizungen sind in diesem Bundesland aktuell in Betrieb. Das Gesetz fordert nun 15 % statt bisher 10 % Erneuerbare Energie oder die Energieeffizienz des Bestandsgebäudes mit anerkannten Ersatzmaßnahmen zu steigern. Außerdem werden neuerdings auch bestehende Nicht-Wohngebäude einbezogen.
„Mit maßvoller Ordnungspolitik kann man den Anteil Erneuerbarer Energien am Wärmemarkt erhöhen. Seit dem erstmaligen Inkrafttreten des Erneuerbare-Wärme-Gesetzes (EWärmeG) für Baden-Würt­temberg im Jahr 2008 hat der Anteil der Pelletfeuerungen im Südwesten von 16,1 auf 21,1 % im Bundesländervergleich zugelegt.“ Hierauf verwies der Deutsche Ener­gieholz- und Pellet-Verband e. V. (DEPV) Anfang März 2015 in Berlin, bei einer Veranstaltung des baden-württembergischen Umweltministeriums, die im Zusammenhang mit der Novellierung stand. Die Ausrichtung des Gesetzes auf den Bestand habe sich in Baden-Würt­temberg bewährt und helfe, die Energiewende auf Gebäudeebene voranzubringen. Dazu forderte der Geschäftsführer des DEPV, Martin Bentele, die Bundesregierung auf, diesen Schritt beim Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), das zuletzt 2011 fortgeschrieben wurde, nun ebenfalls zu vollziehen.
Seit dem 1. April 2015 gelten bundesweit neue Förderrichtlinien, zu finden im Marktanreizprogramm (MAP). Dadurch wird die Heiztechnik mit erneuerbaren Brennstoffen weitergeführt, allerdings mit erhöhten Zuschüssen.
Nachfolgend ein Blick auf drei Objektbeispiele, von denen ein Projekt nach dem EWärmeG saniert wurde und zwei Neubauten auf Basis des EEWärmeG entstanden sind.

Sanierungsprojekt Mehrfamilien­häuser in Weil am Rhein
Die Baugenossenschaft Haltingen-Weil eG hatte kurz nach Inkrafttreten des regionalen EWärmeG im Jahr 2008 ein Konzept zur Modernisierung von zwei benachbarten Gebäuden (21 und 23 Wohnungen) begonnen und dabei erstmals Holzpellets eingeplant. Die Idee war, von der Heizzentrale des einen Hauses aus das benachbarte Gebäude zusätzlich mit Wärme zu versorgen. Dazu hat man zunächst das Pelletlager im Kellergeschoss neben der Heizzentrale untergebracht, das den Heizkessel über eine Förderschnecke mit Pellets versorgte. Allerdings wurde nach kurzer Zeit bemerkt, dass die Betriebsgeräusche der Fördertechnik innerhalb des Wohnhauses zu laut und der Pelletvorrat zu gering waren. Mit den danach zurate gezogenen Planern konnte Abhilfe geschaffen werden. Vor dem Gebäude sitzt nun unterirdisch ein 40 t fassender Beton-Fertigteilspeicher mit 60 m³ Volumen. Er ist am Speicherboden mit einem Spannfeder-Rührwerk als Austragsystem ausgestattet. In der Gebäudeaußenwand war eine Öffnung notwendig, durch die die Pellets in den höher gelegenen Heizraum transportiert werden. Dies geschieht mithilfe zweier Förderschnecken, einer waagerechten bis zum Revisionsschacht und einer schräg nach oben führenden bis zum Kessel.
Nach Auskunft des Bauherrn, Geschäftsführer der Baugenossenschaft Haltingen-Weil eG, Martin Stoll, läuft die Anlage seit Inbetriebnahme im Jahr 2010 ohne Probleme. „Wir haben durch den Außenspeicher keine störenden Geräusche mehr im Haus und mehr Kellerfläche als zuvor zur Verfügung“, stellt Stoll im Rückblick fest. Als durchschnittlichen Brennstoffbedarf nennt er 100 t pro Jahr. Aus Sicht des Planers Michael Pilgermayer, geschäftsführender Gesellschafter der Ratio Energie GmbH aus Lörrach, sind bei Mehrfamilienhäusern, wie dem hier vorgestellten Objekt, im Durchschnitt mindestens 6 % der Wohnfläche als Solarthermie-Fläche nötig, um nur 15 % erneuerbare Wärmeenergie gemäß aktueller gesetzlicher Forderung in Baden-Württemberg zur Verfügung zu stellen. „Das verursacht eine Investition von mehreren 10 000 Euro und ist damit im Verhältnis zu einer zentralen Pelletheizung, die 100 % erneuerbare Wärmeenergie liefert, im direkten Vergleich verhältnismäßig teuer“, so Pilgermayer.

Flussbau-Betriebshof in Donaueschingen
Der Neubau, dessen Eigentümer das Land Baden-Würt­temberg ist, wurde 2011 in Betrieb genommen. Von hier aus werden Flussbett und Ufer der Gewässer 1. Ordnung in ca. 30 km Umkreis instand gehalten. Neu erstellte Gebäude wie dieses fallen seit 2009 auch in Baden-Württemberg unter das Erneuerbare-Energien-Wärme­gesetz (EEWärmeG) des Bundes. Demnach muss die Wärmeversorgung zu mindestens 10 % durch Erneuerbare Energien gedeckt werden. Die Bauherrschaft „Vermögen und Bau Baden-Württemberg“, ein landeseigener Betrieb, hatte bereits bei Planungsbeginn den Wunsch, energetisch beispielhaft zu bauen. Der für dieses Objekt zuständige Fachingenieur für Gebäudetechnik, Stefan Zimmermann, Geschäftsführer und Inhaber von Ecoplan GmbH in Blumberg, kam durch einen Wirtschaftlichkeitsvergleich verschiedener Optionen und durch eigene Erfahrung zu der Empfehlung, eine Pelletheizung zu bauen. Damit wird die Wärmeversorgung zu 100 % mit Erneuerbaren Ener­gien realisiert.
Der eingesetzte Pelletspeicher „ThermoPel 15 000“ des Flussbau-Betriebshofes besteht aus Betonfertigteilen. Dieser wurde inklusive Austragsystem vom Hersteller innerhalb weniger Stunden vor Ort montiert und hat 15 m³ Fassungsvermögen. Das sind 9,7 t Holzpellets bzw. äquivalent 4800 l Heizöl. Der Behälter entspricht der VDI-Richtlinie 3464 und erfüllt u. a. deren Anforderungen an die Lagerbelüftung. Das Versetzen erfolgt bis zu dieser Speichergröße mit dem Kran am Lieferfahrzeug des Herstellers. Der Einbauort wurde so gewählt, dass zum Heizkessel eine geringe Entfernung besteht und Brennstofflieferanten möglichst nahe heranfahren können. Je kürzer und geradliniger die Befüllung und die Austragung zum Kessel erfolgen, desto schonender für die Pellets. Staub und Feinteile sind nicht erwünscht, sie würden den Wartungsbedarf im gesamten System erhöhen. Der Einstieg in den Speicher von oben ist möglich, allerdings nicht ohne Atemschutz erlaubt. Dies gilt auch für Behälter, die eine Lüftungsöffnung haben.
Der Kessel „ETA PE 25“ hat eine Leis­tung von 7,5 bis 25 kW. Die Entnahme der Pellets im unterirdischen Speicher erfolgt automatisch durch das pneumatische Austragsystem „Maulwurf 3000“. Die Heizfläche im Flussbau-Betriebshof ist mit einer Fläche von 300 m² relativ gering im Vergleich zum gesamten Gebäudekomplex, da die Büro- und Sozialräume nur einen kleinen Teil in Anspruch nehmen. Rückblickend auf die vergangenen Jahre, seit Inbetriebnahme im Jahr 2011, wurde ein durchschnittlicher Jahresverbrauch von 7 t Holzpellets ermittelt.

Mehrfamilienhaus in Allensbach
Der Neubau des privaten 6-Familien-Hauses ist seit 2014 bezogen. Vor Baubeginn wurden auch hier verschiedene Heizungsarten von Fachingenieur Zimmermann verglichen und der Bauherrschaft vorgelegt – wieder mit der Empfehlung für Holzpellets. Nach dem bundesweit geltenden EEWärmeG 2011 musste der Anteil Erneuerbarer Energien für Heizung und Warmwasserbereitung 10 % betragen. Aufgrund der Entscheidung des Bauherrn pro Pellettechnik sind es nun 100 %. Vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gab es gemäß damaligen Bestimmungen den Zuschuss von 2400 Euro.
Gerhard Hausler ist Eigentümer des 6-Familien-Hauses in Allensbach. „Mir liegen die Aspekte des Umweltschutzes am Herzen“, sagt er und begründet seine Sympathie für Holzpellets mit weiteren Argumenten: „Als Unternehmer schätze ich Anlagen mit niedrigen Betriebskosten, auch wenn ich in deren Anschaffung zunächst mehr investieren muss. Dieses Heizmaterial wird preiswert bleiben, denn der Rohstoff Holz ist bei uns regional verfügbar“. Wichtig ist ihm die damit einhergehende 100-prozentige Wertschöpfung im Inland. Und er kennt die Vorteile für Umwelt und Klima, denn Holz ist nachwachsend und damit CO2-neutral.
Wie im Beispiel zuvor wurde ein Pelletspeicher „ThermoPel 15 000“ mit pneumatischem Austragsystem gewählt, hier ergänzt durch eine automatische Füllstandsanzeige – alles vom Behälterhersteller vor Ort montiert, einschließlich dem Anschluss an die Saugturbine des Kessels. Aufgrund werkseitig gefertigter Speicherdurchführungen werden die wasserdichten Verbindungen für Elektrokabel und für Saug- sowie Rückluft-Schlauch gewährleistet. Die Pelletförderung im Speicher erfolgt von oben. Sie ist kompatibel mit den Systemen der führenden Kesselhersteller. Der Roboter „Maulwurf“ wandert über die Oberfläche des Brennstoffvorrats und wird intervallartig von der Saugturbine des Heizkessels, hier ein „Windhager BioWIN 30“ mit einer Leis­tung von 30 kW, gesteuert.
Nach Auswertung der ersten Heizperiode wurde ein Jahresbrennstoffbedarf für Heizung und Warmwasser bei 6 Wohnungen mit ca. 13 t festgestellt.

Speicherfüllung
Holzpellets, in Silofahrzeugen als loses Schüttgut mit ca. 650 kg/m³ gebracht, werden mit Luftdruck vom Lkw aus in den Speicher eingeblasen. Dies geschieht von oben über einen flexiblen Schlauch, der mit einer Feuerwehr-Kupplung Storz A an der inneren Speicherabdeckung festgemacht wird. Ein zweiter Schlauch, parallel dazu verlegt, sorgt für den Druckausgleich und befördert Staub und Luft zum Fahrzeug zurück. Der unterirdische Behälter hat neben der Füllöffnung eine Einstiegsluke. Sie wird vom Fahrer des Lieferfahrzeugs geöffnet, das Austragsystem Maulwurf nach oben gezogen und dort bis zum Ende des Füllvorgangs fixiert.

Literatur:
[1]    VDI-Richtlinie 3464 „Lagerung von Pellet“, September 2015
[2]    DEPI-Informationsblatt „Anforderungen an die Lagerbelüftung nach VDI 3464“, Deutsches Pelletinstitut (DEPI). Berlin, August 2015
[3]    DEPV-Broschüre „Empfehlungen zur Lagerung von Holzpellets“, Deutscher Energieholz- und Pellet-Verband e.V. (DEPV). Berlin, November 2015
[4]    Planerhandbuch „Unterirdische Lagersysteme für Biomasse, Pellets und Wärme“, Mall GmbH. Donaueschingen, 2015

Autor: Dipl.-Ing. Klaus W. König, Überlingen am Bodensee

Bilder, sofern nicht anders angegeben: Mall GmbH, Donaueschingen

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