Produktionsabfälle als Wärmeträger Holzheizung im Großformat: Biomassen-Warmlufterzeuger reduziert Heizkosten

Vor allem gewerbliche Bauten stehen deshalb vor einer großen Herausforderung, da sie für ihren sehr hohen Heizbedarf ein spezialisiertes Lüftungs- und Heizsystem benötigen. Allerdings gibt es bereits durchaus Möglichkeiten zur umweltfreundlichen Hallenheizung, wie das Beispiel der Zimmerei Sieveke zeigt. Ein Biomassen-Warmlufterzeuger beheizt hier seit Anfang 2008 die Werkhalle sowie das Wohn- und Geschäftshaus und erwärmt das Brauchwasser. Als Energieträger dienten nur die Holzreste aus der eigenen Produktion.

Massivholzmauern, Wandelemente, Dachkonstruktionen oder ganze Holzbauten – bei den Planern und Ingenieuren von Sieveke dreht sich alles um Holz. Der Naturstoff ist derzeit auch bei Architekten und Bauherrn sehr beliebt, das Geschäft floriert.

Mit der Menge an Aufträgen wächst aber auch die Menge an Holzresten in der Produktion. „Früher wurden diese Abfälle in Containern gesammelt und entsorgt“, berichtet Detlef Logemann, der unter anderem den Bereich „Sonderbauten“ der Zimmerei betreut. „Gleichzeitig erwiesen sich die mit Öl befeuerte Luftheizung in der Werkhalle und die separate Gasheizung für das Wohn- und Geschäftshaus als große Kostenpunkte.“ Der Gedanke lag nahe, beide Probleme miteinander zu verbinden. 

CO₂-neutral und förderungswürdig

Hackschnitzel- und Pellet-Heizungen sind im privaten Wohnungsbau schon seit Jahren bekannt und verbreitet, der Brennstoff wäre auch für Holz verarbeitende Industrien ideal. Allerdings wird bei der Wohnungsheizung Wasser erhitzt, was eine ganz andere Anlagenstruktur benötigt, als für die Warmlufterzeugung, die in großen gewerblichen Gebäuden üblich ist. Um diese Lücke zu schließen, hat der niedersächsische Wärme- und Lüftungsspezialist Nordluft einen speziellen Warmlufterzeuger für die Befeuerung mit Biomasse entwickelt. Ziel war es, durch die ungewöhnliche Methode Energiekosten, Ressourcen und CO₂ zu sparen.

Letzteres beruht auf der einfachen Rechnung, dass bei der Verfeuerung von Holz und ähnlichen biologischen Stoffen nur die Menge CO2 frei gesetzt wird, die in den Wachstumsjahren aufgenommen wurde. Deshalb gilt Biomasse in der derzeitigen Klimadebatte als CO₂-neutral und förderungswürdig. Wenn der Wärmeenergiebedarf zu 50 % mit Biomasse gedeckt wird, ist damit die Forderung des EEWärmeG bereits erfüllt. Was darüber hinausgeht, wird bei Neubauten von staatlicher Seite mit unterschiedlichen Maßnahmen gefördert.

In der Zimmerei Sieveke deckt die neue Heizanlage sogar den gesamten Wärmebedarf: 200 kW Leistung erbringt der Warmlufterzeuger, davon erwärmen 80 kW einen 10 000-l-Warmwasserspeicher und heizen damit die 700 m² Fläche des Wohn- und Geschäftshauses einschließlich des Brauchwassers. Die restlichen 120 kW dienen zur Beheizung der Abbundhalle, in der das Bauholz zugeschnitten, bearbeitet und zusammengepasst wird.

Die Ölheizung wurde hier bereits demontiert. „Die Gasheizung im Haus bleibt nur noch zur Sicherheit als Sekundäranlage bestehen“, erzählt Logemann. Eine Fernwärmeleitung überträgt die Wärme vom Warmwasserspeicher in der Halle zum benachbarten Gebäude. Die Kostenersparnis insgesamt liegt bei etwa 12500 Euro pro Jahr.

Um eine saubere Verbrennung zu gewährleisten, werden die Produktionsreste aus der Zimmerei erst gehäckselt und vermischt, sodass ein homogenes Materialverhältnis hergestellt wird. Einseitige Gemenge könnten sonst dazu führen, dass nur schnell brennendes Material in den Brenner gefördert wird und dadurch keine gleichmäßige Verbrennung gewährleistet ist.

Die normalen Hackschnitzel haben einen Feuchtegehalt von 15 bis 20 % und einen ungefähren Heizwert von 4 kW pro kg. Eine Stockerschnecke mit einstellbarer Vorschubgeschwindigkeit transportiert die Holzreste fortlaufend aus dem Brennstoffsilo in den Brenner. Hochgerechnet benötigt die Zimmerei für ihre Heizung geschätzte 250 m³ Hackschnitzel im Jahr, also 30 bis 40 t. Dieses entspricht vergleichsweise einer Heizölmenge von 15000 l.

Geringe Emissionen

Über ein Umluftkanalsystem wird die zu erwärmende Luft angesaugt und gefiltert, bevor sie zum Wärmetauscher geleitet wird. Da Luft eine geringere Dichte als Wasser aufweist, kann sie deutlich schneller erhitzt werden als bei einem herkömmlichen Heizkreislauf, was Energiekosten und Brennstoff spart. Der feuerungstechnische Wirkungsgrad der Anlage liegt dadurch bei knapp 92 %, die maximale Warmluftleistung bei 16000 m³/h.

Zudem kann mit der erwärmten Luft direkt beheizt werden, was die Gesamtkonstruktion des Heizsystems vereinfacht, Energieverluste beim Wärmetransport vermeidet und keine Stillstands- und Bereitschaftsverluste entstehen lässt. Die Investitionskosten liegen dadurch rund 20% unter denen einer herkömmlichen Warmwasserheizung mit Hackschnitzelkessel.

Da der Warmlufterzeuger unter der Leistungsgrenze von 1000 kW bleibt, gelten für ihn noch nicht die Emissionsgrenzwerte der TA Luft, sondern der ersten Verordnung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (1. BImSchV). Hierin wird für Staub ein Maximalanteil von 150 mg/m³ vorgeschrieben.

Durch die hohen Temperaturen in der Brennkammer des Biomasse-Warmlufterhitzers werden die Schadstoffe im Rauchgas allerdings bereits reduziert, sodass der TÜV Nord bei Messungen in der Zimmerei Sieveke zum Beispiel nur einen Staubanteil von 41,2 mg/m³ feststellte. Auch alle anderen Vorgaben, unter anderem die Grenze für den Kohlenmonoxid-Wert, wurden deutlich unterschritten.

Für Prozesswärme interessant

Inzwischen sind deutschlandweit 15 der umweltfreundlichen Heizanlagen im Einsatz, bislang im Leistungsbereich von 50 bis 500 kW, zwei Systeme mit 750 kW sind geplant. Hauptsächlich wird die Technik derzeit in Holz verarbeitenden Betrieben sowie in der Land- und Forstwirtschaft genutzt, aber auch in Unternehmen, die sehr viel Prozesswärme benötigen. Dazu zählen vor allem Trocknungsvorgänge, etwa wie bei Kräutern, Hopfen, Hackschnitzel oder in Lackieranlagen.

„Gerade in diesem Bereich sehen die Firmen großes Energiesparpotenzial“, erklärt Walter Kampers, einer der Geschäftsführer von Nordluft. „Zum anderen hat die Holzindustrie großes Interesse daran, weil sie natürlich den Brennstoff sehr günstig herstellen oder beziehen kann.“

In der Verfahrenstechnik, in der oft durchgehender Bedarf an Prozesswärme herrscht, hat sich die Investition bereits nach ein bis zwei Jahren amortisiert. „Vielen ist die neue Technik aber auch noch fremd. Man kennt zwar Pellet- und Hackschnitzel-Heizkessel für herkömmliche Pumpenwarmwasserheizungen, ein Warmlufterzeuger mit Biomassenfeuerung ist aber eine ganz neue Idee.“

Kontakt: Nordluft Wärme- und Lüftungstechnik GmbH & Co. KG, 49393 Lohne, Tel. 04442 8890, Fax 04442 88959, info@nordluft.com, www.nordluft.com