Erneuerbar und CO2-neutral

Holz als Brennstoff ist vor dem Hintergrund der Energiewende eine wichtige Energiequelle. Planer und Installateure schätzen ihn nicht nur als regenerativ im Sinne des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes, sondern auch der Fördermittel wegen. Mit ­automatischen Pellet- und Hackschnitzelfeuerungen lässt sich zudem bequem heizen. Die Voraussetzung für eine einwandfreie Verbrennung ist auch eine Frage von Transport und Lagerung der Brennstoffe. Im Beitrag werden u. a. Hinweise gegeben, mit welcher Bau- und Betriebsweise möglichst wenig Staub aufgewirbelt wird.

Im Jahr 2015 wurden laut Umweltbundesamt erst 13,3 % des Endenergieverbrauchs für Wärme und Kälte aus Erneuerbaren Energien abgedeckt. Doch es sind noch enorme Ausbaupotenziale vorhanden. Ganze Siedlungen und Stadtteile können über Nahwärmenetze effizient mit Wärme aus Biogas oder Holz versorgt werden. Die Solarthermie punktet weiterhin bei der Erwärmung von Trinkwasser im Privathaus. Geheizt wird zunehmend mit Wärmepumpen, die nun auch oberflächennahe Geothermie, Abwasserwärme und weitere regenerative Quellen nutzen – und deren Strombedarf umweltfreundlich aus der Photovoltaik des eigenen Hauses gedeckt werden kann. Auf der Beliebtheitsskala der Regenerativen unangefochten oben sind jedoch Holzbrennstoffe. Das Angebot reicht von Scheitholz über Holzbriketts bis zu Hackschnitzeln und Pellets.

Versorgung gesichert?
„Die Liste der Felder, auf denen die Deutschen nicht an der Spitze liegen, ist kurz. Nirgends auf der Welt gibt es so viele Würs­te, nirgends so viel eingetragene Vereine. Und in keinem Land Europas gibt es so viel Holz“, schreibt Dr. Lukas Weber von der Frankfurter Allgemeinen Zeitung im Vorwort des „Ratgeber Pelletlagerung“. Von den gut 121 Mio. m³, die der deutsche Wald jährlich zunimmt, werden etwas mehr als 80 % geerntet, und davon wiederum bleibt ein beträchtlicher Teil liegen, weil sich die Verwertung nicht lohnt.
Obwohl das Verbrennen von Holz CO2 freisetzt, gelten Holzbrennstoffe als klimaneutral. Ein Baum bindet durch die Assimilation seiner Blätter soviel CO2, wie beim Verbrennen des Holzes wieder freigesetzt wird. Dies ist allgemein bekannt. Für Peter Wohlleben, Förster und Buchautor („Der Wald, ein Nachruf“) ist dies zu pauschal. Er betrachtet das gesamte ökologische Gefüge inklusive Waldboden, nicht nur den einzelnen Stamm. Auch für ihn ist Holz ein wichtiger nachwachsender Rohstoff, der aber nur dann bedenkenlos genutzt werden kann, wenn er aus ökologisch bewirtschafteten Wäldern stammt.

Komfortabel und emmissionsarm heizen
Manuelle Brennstoffzufuhr mit Stückholz, Holzbriketts oder Pellets ist üblich bei Kaminöfen, Kachelöfen, Speicheröfen, Heizkaminen, Herden und Pellet­öfen. Das sind die bekanntesten Feuerstätten, in denen Holzbrennstoffe verfeuert werden – und rund 11 Mio. sind derzeit in Deutschland installiert. Bei der Verbrennung entstehende Wärme wird über Heizflächen an ein Trägermedium (Luft bzw. Wasser) sowie durch Wärmestrahlung abgegeben. Verbrennungsluft muss den Räumen des Gebäudes entnommen oder von außerhalb zugeführt werden. Die richtige Luftmenge wird je nach Gerätetyp und Bauart am Gerät manuell eingestellt. Einige Feuerstätten verfügen über eine automatische Regelung. Diese bewirkt, dass das Feuer im Brennraum optimal mit der richtigen Menge Verbrennungsluft versorgt wird. Wie regelmäßige Messungen durch Schornsteinfeger zeigen, haben automatisch betriebene Anlagen, in denen hochwertige Pellets oder Hackschnitzel verbrannt werden, kein Problem, die heutigen Grenzwerte für die Luftreinhaltung einzuhalten.

Beispiel Pelletheizungen im kommunalen Bereich
Die Stadt Stuttgart besitzt insgesamt 14 Pelletheizungen. Darüber hinaus ist die Kommune als Hackschnitzelproduzent und -nutzer aktiv. Jährlich wird die Menge von 11 000 m³ hergestellt und in vier städtischen Heizanlagen eingesetzt. Der Heizungsbetrieb funktioniert komfortabel, wie der Hausmeister des kommunalen Bürgerhauses im Stadtteil Zuffenhausen-Rot, Winfried Jackisch, bestätigt: „Eine Wartung im Jahr durch den Heizungsbauer und den Aschekasten leeren, und das war es.“ Nach seinen Angaben sind die nächsten städtischen Pellet- und Hackschnitzelheizungen schon geplant. Der störungsfreie Betrieb ist allerdings nicht selbstverständlich. Erforderlich sind gute Ware sowie der richtige Umgang mit dem Brennstoff, von der Herstellung bis zur Verbrennung.
Die hohe Qualität von Holzbrennstoffen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für einen komfortablen und emissionsarmen Betrieb von Feuerungen und damit auch für die Zukunftsfähigkeit der Holzenergie in Deutschland. Für Pellets ist das Zertifizierungsprogramm „ENplus“ seit sechs Jahren fest am Markt etabliert. Der Großteil der bundesweit produzierten Pellets ist „ENplus“-zertifiziert. Kontrolliert wird die gesamte Bereitstellungskette von der Herstellung bis zur Anlieferung beim Endkunden. Inzwischen ist die Zertifizierung auch für Hackschnitzel und Holzbriketts möglich.

Pelletlieferung und Entnahme
Transport und Lieferung bis ins Lager müssen sorgfältig erfolgen, damit möglichst wenig Staub und Feinanteile entstehen – eine wesentliche Voraussetzung für störungsfreien Betrieb des Heizkessels. Pellets werden daher mit einem speziell ausgelegten Silofahrzeug angeliefert. Es ist mit einem geeichten On-Bord-Wiegesystem, innen beschichteten Schläuchen zur Minimierung der Reibung beim Einblasen der Pellets sowie einem Absaugventilator mit Staubsack ausgestattet. Der Silo-Lkw verfügt zudem über einen Kompressor, der die Luft für den Einblasvorgang verdichtet. Die komprimierte Luftmenge wird zum Teil in die Kesselkammer am Fahrzeug geleitet und drückt die Pellets in die Leitung. Der andere Teil der Luftmenge wird als Treibluft genutzt, um die Pellets zu beschleunigen und durch den Schlauch zu transportieren.
Bei kurzen Einblasentfernungen kann es sinnvoll sein, die Pellets mit höherem Druck und nur wenig Treibluft einzublasen, während bei langen Einblasentfernungen der Treibluftanteil erhöht werden muss. Ein Absauggebläse verhindert Überdruck im Lagerraum, in dem der Treibluftanteil abgesaugt und ein leichter Unterdruck im Lager erzeugt wird. Damit dies gelingt, ist eine dichte Ausführung des Lagerraumes erforderlich.
Frei aufstellbare Behälter im Raum sind bei kleinen Heizanlagen ebenso möglich wie sogenannte Bunker, also geschlossene Räume, oder in den Erdboden eingelassene Speicher. Das erforderliche Volumen, die Statik, die Geräuschbelastung, die Anlieferung des Brennstoffs und die Entnahmetechnik sind Aspekte, die die Auswahl des Lagers bestimmen. Rührwerke, Saugsonden und Schnecken entnehmen den Brennstoff von unten aus dem Lager, bestimmte Saugsysteme alternativ von oben. Werden Lager mit Fördertechnik im Kellergeschoss neben der Heizzentrale innerhalb eines Wohnhauses untergebracht, sollten die Betriebsgeräusche nicht zu laut sein. Fertigteilspeicher in der Erde sind in dieser Hinsicht unproblematisch. Allerdings sollte rechtzeitig geprüft werden, ob das Entnahmesystem des Lagers mit dem Pelletkessel zusammenpasst. Besteht keine Freigabe des Kesselherstellers, liegt die Verantwortung beim Installateur. Er gewährleistet für die Funktionseinheit Kessel, Entnahmesystem und Lager. Für Pelletspeicher ist ein pneumatisches Saugsys­tem zur Entnahme des Brennstoffs von oben empfehlenswert. Denn dort befinden sich weniger Staub und Feinanteile, als am Speicherboden. Und das System ist jederzeit zugänglich.

Hackschnitzel- und Pelletlager
Bei Lagersystemen aus Betonfertigteilen mit einer Speichergröße bis zu 12 m³ erfolgt das Versetzen in die Erde mit dem Kran am Lieferfahrzeug. Der Einbauort wird so gewählt, dass eine geringe Entfernung zum Heizkessel besteht und Brennstofflieferanten möglichst nahe heran fah­ren können. Je kürzer und geradliniger die Befüllung und die Austragung zum Kessel erfolgt, desto schonender für die Pellets. Denn Staub und Feinanteile können den Wartungsbedarf im gesamten System erhöhen.
Der Einstieg in einen Pelletspeicher bzw. ein Lager ist nur mit mobilem Kohlenmonoxid-Messgerät erlaubt. Bei einer CO-Konzentration über 60 ppm muss der Speicher verlassen werden. Das gilt auch für größere Behälter und Räume mit einer Lüftungsöffnung. Wichtig in diesem Zusammenhang ist die Kennzeichnung am Zugang. Im Online-Shop des Deutschen Pelletinstitutes (DEPI) können die vorgeschriebenen Aufkleber mit Sicherheitshinweisen kostenlos bestellt werden.
Hackschnitzel versprechen zwar güns­tigere Brennstoffkosten, verursachen jedoch auch deutlich höhere Wartungs- und Baukosten – nicht zuletzt durch das im Vergleich zu Pellets 3-mal größere Lagervolumen. Hackschnitzellager im Erdboden werden zumeist aus Ortbeton gebaut oder als Betonfertigteil geliefert. Die Öffnung muss so groß sein, dass das Material abgekippt werden kann. Die Entnahme erfolgt generell von unten per Rührwerk und Schnecke. Bei Leerstand und Wartung im Sommer sollten die Reste in den Ecken des Speichers ausgeräumt werden. Um Hohlräume innerhalb des Hackschnitzelvorrats zu vermeiden, ist ein durch Elektromotor gesteuertes Rüttelsieb sinnvoll. Es wird unterhalb der Öffnung eingebaut, muss dem Druck der abgekippten Ladung standhalten und eine geeignete Gitterweite aufweisen.

Füllstands-Kontrolle
Pellet- und Hackschnitzelspeicher können mit einer Füllstands-Kontrolle ausgerüs­tet werden. Verschiedene technische Varianten sind auf dem Markt, z. B. ein sta­tionäres Ultraschall-Messsystem. Es ermöglicht eine komfortable Überwachung aus der Ferne und misst mit hoher Genauigkeit, abhängig von der Anzahl
der eingesetzten Sensoren. Wie viele Pellets noch im Lager sind, sieht der Betreiber dann direkt an der Anzeigeeinheit oder auf seinem internetfähigen Endgerät. Wird das Endgerät beim Brennstoff­lieferanten platziert, schlägt dieser seinem Kunden eigenverantwortlich den Lieferzeitpunkt und die Menge vor. Das ermöglicht günstigere Angebote, da der Lieferant so seine Touren und die Aus­las­tung seiner Fahrzeuge optimieren kann.

Contracting/Förderprogramme
Bauherrn, die ihre Heiztechnik erneuern wollen, ohne zu investieren, entscheiden sich für Contracting. Abgerechnet wird nicht nach der gelieferten Brennstoff-, sondern nach der erzeugten Wärmemenge. Für den Kesselbetreiber ist dann gleichgültig, wie feucht die Hackschnitzel waren bzw. wie viel Energie sie enthielten. Mit Blick auf möglichst seltene Anlagenstörungen und geringe Aschemengen setzen Contractoren in der Regel auf die Qualität von „ENplus“-zertifizierten Brennstoffen.
Die Richtlinie des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) beinhaltet neben der Förderung von Holzfeuerungen und wasserführenden Pelletöfen auch Zuschüsse für Einzelmaßnahmen zur Heizungsoptimierung. Dazu zählen der Einbau eines Pelletlagers, aber auch anfallende Kosten für Tiefbau- und Anschlussarbeiten. Für einen unterirdischen Pelletspeicher können Bauherren so 10 % der Investitionssumme bzw. bis zu 50 % der MAP-Basisförderung als Zuschuss erhalten. Wichtig ist jedoch: Die Förderung bezieht sich auf den Bestand und Heizkesselleistungen bis 100 kW. Bei Anlagen über 100 kW gilt die KfW-Förderung. Ein entsprechender Förderantrag wird innerhalb von 9 Monaten nach Inbetriebnahme beim BAFA eingereicht.

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