Basiswissen Heizen mit Holz

Holz als Energieträger kommt dank ständig verbesserter Technik immer häufiger zum Einsatz. Bioenergie in Form von Holz ist gespeicherte Sonnenenergie. Der nachwachsende Brennstoff ist am Markt als Scheitholz, Hackschnitzel, Briketts oder Holzpellets verfügbar.

Holz als Brennstoff - Energiegehalt und Emissionen

Holz als nachwachsender RohstofGroßbildansicht
CO2-Kreislauf

1. Heizwert von Holz 

Der Heizwert ist vor allem abhängig vom Wassergehalt. Hier ein paar Faustzahlen:
 

Mengenangabe                  Heizwert          Heizölmenge   


1 Raumeter Buchenscheitholz                   


2000 kWh

    200 l

1 Schüttraummeter Fichtenhackgut  
 
800 kWh
  
      80 l

1 Kubikmeter Pellets

3200 kWh
    
    320 l


2. Emissionen und ihre Begrenzung 

Idealerweise entstehen bei der Verbrennung Kohlendioxid, Asche und Wasser. Dieses Kohlendioxid trägt nicht zur Erderwärmung bei, da die nachwachsenden Bäume das CO2 zuvor aus der Atmosphäre aufgenommen haben (siehe Abb. CO2-Kreislauf oberhalb des Abschnitts).
Holz enthält immer auch Stickstoff-, Schwefel- und Chlorverbindungen. Dadurch entstehen bei der Verbrennung Stickstoff- und Schwefeloxide sowie Salzsäure. Zudem gelangt bei der Verbrennung des Holzes Staub in die Luft; zu über 90 Prozent Feinstaub. Bei einer unvollständigen Verbrennung kann zudem Kohlenmonoxid und klimaschädliches Methangas entstehen. Weitere Produkte einer unvollständigen Verbrennung sind organische Verbindungen.

Zur Begrenzung der Schadstoffemmissionen hat der Gesetzgeber einige rechtliche Vorschriften erlassen. Die aus Umweltsicht wichtigste rechtliche Vorschrift für kleine Holzfeurungsanlagen ist die 1. Verordnung zum Bundes-Immssionsschutzgesetz (1. BImschV). Eine Neufassung trat am 22. März 2010 in Kraft. Sie enthält Anforderungen an die Brennstoffe, die Sie in kleinen Anlagen verbrennen dürfen, Grenzwerte für den Schadstoffausstoß, Vorgaben für die Überwachung und eine Sanierungsregelung für bestehende Anlagen.

Vor diesem Hintergrund sind vier Dinge für ein sauberes Heizen wichtig:

  • eine emissionsarme und effiziente Feuerstätte
  • ein geeigneter trockener Brennstoff, der richtig gelagert ist
  • der richtige Umgang mit der Anlage sowie
  • die regelmäßige Wartung und Überwachtung der Anlage durch Fachleute

Die wesentlichen rechtlichen Vorschriften für Holzfeuerungsanlagen entnehmen Sie dem Ratgeber des Umweltbundesamtes zum "Heizen mit Holz" (Link unten auf der Seite).

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Anlagentypen

Kaminfeuer
Dank gleichbleibender Pressgrößen eignen sich Pellets hervorragend für vollautomatische Holzheizungen.

Je nach Vorverarbeitungsgrad des Brenngutes und Einsatzgebiet kommen handbeschickte oder automatische Systeme zum Einsatz. Die wesentlichen Techniken werden im nachfolgenden Abschnitt vorgestellt.

Allgemein gilt: Je gleichförmiger und handlicher das Brenngut ist, desto leichter ist eine automatische Verfeuerung möglich.
Je kleiner die thermische Leistung des Heizkessels ist, desto höhere Ansprüche werden an die Brennstoffqualität gestellt.

Moderne Heizungsfeuerungen

  • sind speziell an den jeweiligen Holzbrennstoff angepasst
  • ermöglichen eine emissionsarme Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad
  • lassen sich mit Solaranlagen kombinieren
  • lassen sich im vollautomatischen Betrieb betreiben und bieten einen ähnlichen Komfort wie Gas- oder Ölheizungen
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Zentrale Holzpellets- oder Hackschnitzelheizung

Pellet im TankGroßbildansicht
Pelletanlieferung mit einem Tankwagen: Die Lagerung erfolgt hier in einem Silosack.

Holzpelletsanlagen werden aufgrund der einfachen Handhabung und des geringeren Platzbedarfs in Leistungsbereichen bis 50 KW am häufigsten verwendet. Hackschnitzelanlagen sind eher für Gebäude mit einem höheren Wärmebedarf geeignet. 
Beide Brennstoffe, Pellets und Hackschnitzel, können als Sackware für Handbeschickung bezogen werden oder als lose Ware mit einem Tankfahrzeug direkt in den Lagerraum eingeblasen werden.

Halbautomatische Kompaktanlagen besitzen einen Vorratsbehälter direkt am Kessel, der von Hand im Abstand von zwei bis vier Wochen mit Sackware aufgefüllt werden muss. Die Kesselzufuhr wird dann je nach Bedarf automatisch geregelt. Vollautomatische Systeme dagegen versorgen den Kessel mit Brennstoff direkt aus dem Lager. Je nach Lagerraumanordnung gibt es verschiedene Fördersysteme: Liegt das Lager direkt über dem Heizraum, kann man auf das einfache Schwerkraftsystem zurückgreifen, Brenngut aus Nachbarräumen kann mit einer Förderschnecke transportiert werden. Die aufwendige Saugaustragung kommt nur bei weiteren Entfernungen, wie von Außen liegenden Erdtanks oder überdachten Gewebesilos zum Einsatz.

Der Verbrennungsvorgang im Kessel ist bei halb- und vollautomatischen Zentralheizungen derselbe: Die Hackschnitzel oder Pellets werden im Kesselinneren mit einer kleinen Brennerschnecke zum Brennteller befördert, elektrisch gezündet und unter Luftzufuhr verbrannt. Die beim Verbrennen entstehenden Gase steigen nach oben zu den Wärmetauscherrohren, die die Wärme an den Heiz- und Brauchwasserkreislauf abgeben. Bevor die Abgase zum Schornstein geleitet werden, misst eine Lambda-Sonde den Restsauerstoffgehalt und regelt vollautomatisch die Luft- und Brennstoffzufuhr. Für einen durchgehend hohen Wirkungsgrad müssen Aschebehälter und Heizflächen gelegentlich von Hand gereinigt werden.

Um auch an wärmeren Tagen effektiv mit Hackschnitzeln oder Holzpellets heizen zu können, empfiehlt sich die zusätzliche Installation eines Pufferspeichers. So muss der Kessel nicht für die Warmwasserbereitung uneffektiv in Teillast fahren, sondern kann vollständig abgeschaltet werden. Das erwärmte Wasser kann im Pufferspeicher für mehrere Tage gespeichert werden.

 

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Pelletkessel plus LagerGroßbildansicht
Schema einer Pelletanlage. Eine Förderschnecke transportiert hier das Brenngut aus dem Lager.


Zentrale Scheitholzheizung

Die einfachste Aufarbeitung von Holz ist das Schlagen von Scheitholz. Daher eignen sich Scheitholzkessel besonders für Brennholz-Selbstversorger, die Scheite können aber auch kostengünstig und schon gespalten aus der Forstwirtschaft bezogen werden. Der Aufwand ist jedoch deutlich größer als bei automatischen Anlagen, denn die Holzscheite müssen im Abstand von etwa vier bis acht Stunden von Hand in den Füllschacht des Kessels eingelegt werden. Die Aschekammern müssen ebenfalls regelmäßig gereinigt werden.

Die Scheitholzverbrennung arbeitet nach dem folgenden Prinzip: Die eingelegten Scheite rutschen von alleine nach, denn im unteren Teil des Schachts befindet sich das Glutbett, das die unterste Holzschicht verbrennt. Dabei entstehen Schwelgase, die seitlich in die Nachbrennkammer abziehen und dort unter Luftzufuhr verbrennen. Für eine saubere und effektive Gasverbrennung muss die Luftzufuhr zusätzlich über eine Lambda-Sonde geregelt werden. Der Sondensensor misst den Restsauerstoffgehalt der Abgase und steuert das Saugzuggebläse so, dass die richtige Menge Verbrennungsluft zugeführt und die Abgase durch den Schornstein abgeleitet werden. Anschließend wird die bei der Gasverbrennung freigesetzte Wärme über integrierte Wärmetauscherrohre an das Wasser des Heiz- oder Brauchkreislaufs abgegeben.

Da ein Scheitholzkessel nicht im Teillastbetrieb laufen kann, ist ein Pufferspeicher unentbehrlich. Er speichert das erhitzte Brauch- oder Heizwasser für mehrere Tage, sodass der Kessel nur nach Bedarf beheizt werden muss und die überschüssige Wärme des Volllastbetriebs aufgefangen wird.

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Einzelöfen

Freistehender Ofen
Freistehende Öfen sorgen in der Übergangszeit für angenehme Wärme. An kalten Wintertagen bleibt eine zusätzliche Heizungsanlage aber unerlässlich.

Eine Einzelofenanlage bringt zusätzliche Wärme in einzelne Wohnräume, kann eine Heizungsanlage aber nicht vollständig ersetzen. Um die Wärme großflächiger nutzen zu können, kann auch ein Wärmetauscher eingebaut werden, der erwärmte Luft über Rohrsysteme in Nachbarräume leitet. In seltenen Fällen ist auch ein Anschluss an das Heizsystem sinnvoll.

Viele Hausbesitzer nutzen ihren Ofen nur für die Übergangszeit, um die Heizperiode zu verkürzen und nur nach Bedarf zu befeuern. Ein dauerhaftes Zusatzheizen mit dem Ofen dagegen ist mit sehr viel Aufwand verbunden, da das Brenngut von Hand nachgelegt und der Aschekasten regelmäßig gereinigt werden muss. Als Brenngut werden üblicherweise Scheitholz oder Briketts verwendet, es gibt aber auch spezielle Hackschnitzel- oder Pelletöfen, deren zusätzlicher Speicher das Schüttgut je nach Bedarf in den Ofen leitet. Der Speicher muss ebenfalls regelmäßig im Abstand von wenigen Tagen von Hand befüllt werden.

Einzelraumbefeuerung kann man über Kamine, Dauerbrandöfen oder Kachelöfen betreiben: Kamine erzeugt durch ihr sichtbares Feuer eine gemütliche Atmosphäre, verursachen aber auch die meisten Schadstoffe. Außerdem ist bei Kaminen in modernen Häusern eine geregelte Luftzufuhr und eine Abtrennung zum Wohnraum unerlässlich, da die Luftdichtigkeit keinen Sauerstoff für das Feuer durchlässt. Es gibt zum Beispiel auch Schornsteine, die Zu- und Abluft gleichzeitig führen.

Effizienter und emissionsärmer sind dagegen Dauerbrandöfen oder Kachelöfen, da sie die Wärme besser speichern und über einen längeren Zeitraum abgeben können, ohne permanent auf Volllast zu laufen. Im Gegensatz zu Kaminanlagen können Ofenanlagen häufig freier im Raum platziert werden, die Abgase müssen dann über Ofenrohre zum Schornstein geleitet werden.

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Wirtschaftlichkeit

Die Investitionskosten für Holz- oder Pelletheizungen liegen deutlich höher als die einer vergleichbaren Öl- oder Gasbrennwertheizung. Dafür sind Brennstoffkosten häufig niedriger.

Die Wirtschaftlichkeit hängt in erster Linie von den Brennstoffkosten ab und muss für die gesamte Lebensdauer der Anlage kalkuliert werden. Die Kosten pro Kilowattstunde liegen bei Holzpellets z. B. deutlich unter denen von Öl und Gas. Auf diese Weise kann sich die Installation einer Holzpelletheizung trotz der zunächst höheren Investitionskosten auf Dauer rechnen.

Eine zusätzliche Effizienzsteigerung der Heizungsanlage lässt sich außerdem zum Beispiel durch die Kombination mit einer solarthermischen Anlage erzielen. So kann im Sommer der Kessel ganz abgeschaltet werden, wenn die Kollektoren den Brauchwasserkreislauf heizen.

Bei Planung einer neuen Heizung emfiehlt es sich, einen unabhängigen Energieberater einzuschalten. Dieser kann im Bedarfsfall auch eine produktunabhängige Wirtschaftlichkeitsrechnung durchführen und gegebenenfalls vorliegende Angebote von Firmen beurteilen. Kontaktadressen entnehmen Sie der ALTBAUNEU-Plattform (Link unten auf der Seite).

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Förderung

www.alt-bau-neu.de/kreis-guetersloh
www.alt-bau-neu.de/kreis-guetersloh

Zusätzlich wird die Heizungsumstellung (auch in Kombination mit einer Solaranlage) durch verschiedene staatliche Zuschüsse oder günstige Kredite gefördert. Weitere Informationen zu aktuellen Fördermöglichkeiten finden Sie auf der AltBauNeu-Internetplattform des Kreises Gütersloh (Link, unten auf der Seite).

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