Pelletheizung

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Pelletheizung eines Wohnhauses mit Brennstoffzufuhr über Schnecke (Metallrohr links)

Eine Pelletheizung (oder auch Pelletsheizung) ist eine Heizung, in deren Heizkessel Holzpellets (kleine Presslinge aus Holzspänen und Sägemehl) verfeuert werden, weitere pelletierte Brennstoffe wie Strohpellets kommen vereinzelt zum Einsatz. Heutige Zentralheizungen mit Holzpellets als erneuerbare Energiequelle sind in Betrieb und Wartung mit Öl- und Gasheizungen vergleichbar und erreichen einen Wirkungsgrad von über 90 % (Näheres unten).

Arten[Bearbeiten]

Modell einer Pelletheizung mit Pelletlager (links), Transportschnecke (silber, unten), Kessel (rechts), Pufferspeicher (silber, hinten) und Schornstein

Grundsätzlich sind Pelletheizungen als Anlagen für den Betrieb von zentralen Hausheizungssystemen inklusive Steuerungs- und Regelungstechnik (also Pellet-Zentralheizungen) von Pellet-Einzelöfen mit direkter Wärmeabgabe in den Wohnraum zu unterscheiden.

Einzelöfen[Bearbeiten]

Pellet-Einzelöfen sind in der Regel Anlagen im Leistungsbereich von max. 6–8 kW und weniger, die direkt im Wohnraum aufgestellt werden. Sie verfügen in der Regel über einen kleinen Vorratsbehälter für Brennstoffe, der eine bis wenige Tagesrationen fasst. Brennstoffzufuhr und die Regelung der Verbrennung werden automatisch gesteuert, die Ascheaustragung erfolgt von Hand. Die Wärme wird meist direkt an die Raumluft abgegeben. Wasserführende Öfen nutzen einen Teil der Energie, um Wasser zu erwärmen, das sich in Wassertaschen um die Brennkammer befindet. Damit kann die Leistung einer vorhandenen Zentralheizung unterstützt oder im Einzelfall ersetzt werden. Das Angebot an Pellet-Einzelöfen ist ähnlich vielfältig wie bei Scheitholzöfen, auch Ausführungen mit Sichtfenster werden angeboten, die den Blick auf das Feuer eröffnen.

Zentralheizungen[Bearbeiten]

Pellet-Zentralheizungen kommen für Nennwärmeleistungen bzw. den Wärmebedarf (= sogenannte Heizlast, Berechnung nach EN 12 831) ab 3,9 kW aufwärts in Betracht. Pelletheizungen eignen sich nicht nur für den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern (bis ca. 30 kW), sondern auch für größere Wohn- oder Betriebseinheiten, die von größeren Anlagen oder von mehreren in Reihe geschalteten Pelletheizungen (Kaskadenanlagen) mit einigen hundert kW versorgt werden können. Hybrid- oder Kombianlagen können auch zusätzlich mit anderem Brennholz (wie Scheitholz oder Hackschnitzel) beschickt werden.

Pelletbrennersysteme laufen primär unter Volllast optimal und sind bis etwa 30 % der Nennleistung regelbar. Da bei Pelletheizungen die Dauer der energetisch weniger effizienten Aufwärmphase länger ist als bei Öl- oder Gasfeuerung, wirken sich kurze Brennphasen negativ auf die Brennstoffeffizienz aus. Eine Steigerung der Energieeffizienz und eine Reduzierung der Schadstoffemissionen wird daher erreicht durch die Kombination von Pelletheizungen mit Wärmepuffersystemen, im Allgemeinen über Wassertanks.

Anbau-Pelletbrenner[Bearbeiten]

Separate Pelletbrenner, die an einen bestehenden Öl- oder Holzkessel montiert werden, werden als preiswerte Alternative zu einer kompletten Heizungsumstellung angeboten. Die Effizienz in der Verbrennung ist bei diesen Lösungen allerdings verringert. Anders als bei auf Pellet abgestimmte Heizungen oder Öfen werden die Investitionskosten nicht mit öffentlichen Mitteln gefördert.

Verfahren[Bearbeiten]

Schnittbild einer Pelletheizung mit Fallschachtfeuerung

Ähnlich wie bei Hackschnitzelheizungen wird der Brennstoff periodisch angeliefert und mittels Zuführeinrichtungen aus dem Pelletlager (Heizanlagen) oder dem Tagesbehälter (Einzelöfen) automatisch bedarfsgemäß in die Brennkammer eingebracht. Für die Verbrennung kommen in Holzheizungen übliche Brennkammern zum Einsatz. Mit der erzeugten Wärme wird bei Pellet-Zentralheizungen Wasser aus dem Heizkreislauf im Kessel der Pelletheizung erwärmt. Die Wärmeverteilung erfolgt genauso wie bei anderen Systemen der Zentralheizung durch das erwärmte Wasser. Anders als bei Öl- oder Gasheizungen ist bei Pelletheizungen die Einbindung eines Warmwasserspeichers in das Heizsystem sinnvoll, der die im Brennvorgang erzeugte Wärme bis zur Wärmeanforderung durch das Heizsystem verlustarm speichert.

Brenner[Bearbeiten]

Unterschubfeuerung

Die als Festbettreaktor ausgeführte Feuerungsanlage wird automatisch mit Brenngut versorgt. Die Steuerungs- und Regelungstechnik der Anlage führt den Brennstoff schrittweise in der Menge zu, die der benötigten Wärmeabgabe entspricht. Je nach Ausführung werden die zugeführten Holzpellets entweder mit Heißluftgebläsen automatisch entzündet, oder es wird im Brennraum dauerhaft ein Glutbett erhalten.

Holzpelletheizungen arbeiten mit unterschiedlichen Techniken der Beschickung: Heute aktuell sind die speziell für die Pelletverbrennung entwickelte Fallschacht- oder Pelletfeuerung, die Unterschubfeuerung, die Quereinschubfeuerung oder der Einsatz eines Walzenrostsystems in Verwendung.

  • Bei der Fallschachtfeuerung rutschen die Pellets über eine Fallrinne in einen Brennertopf. Durch die Verwendung eines Brennertopfs ist der Verbrennungsbereich exakt definiert, die Verbrennung kann daher genau gesteuert werden.
  • Bei der Unterschubfeuerung werden die Pellets mittels einer Förderschnecke von unten auf einen Brennteller gedrückt, verbrennen dort und die übrig bleibende Asche fällt über den Tellerrand in den darunterliegenden Aschebehälter.
  • Die Quereinschubfeuerung funktioniert ähnlich wie die Unterschubfeuerung, nur dass der Brennstoff über eine Förderschnecke von der Seite auf den Brennteller geschoben wird. Dabei können sowohl der Brennteller als auch die Luftzufuhr zur Anpassung an Teilleistungen speziell ausgeformt werden.
  • Beim Walzenrostsystem fallen die Pellets von oben auf mehrere, sich langsam drehende Stahlscheiben mit geringem Zwischenraum. Ein Abstreifkamm reinigt bei jeder Umdrehung die Zwischenräume, so dass ebenfalls die Asche ungehindert nach unten durchfallen und Verbrennungsluft nach oben zugeführt werden kann.
  • Bei der Sturzbrandtechnik hingegen fallen die Pellets von oben auf einen Rost in einer Brennkammer. Die Flammen werden mit Hilfe eines Saugzuggebläses durch den Rost nach unten gezogen. Bei diesem System entsteht die geringste Aschemenge.

Um Effizienz und Schadstoffgehalt der Abluft zu optimieren, steuern moderne Pelletbrenner die Verbrennung entweder über einen Temperatur- oder Flammraumfühler in Verbindung mit einer über ein Saugzuggebläse stufenlos regelbaren Verbrennungsluftzuführung oder einer Lambda-Sonde. Die heißen Verbrennungsgase werden über einen Wärmeübertrager mit manueller oder automatischer Reinigung der Nachheizflächen bzw. Wirbulatoren (auch Turbulatoren genannt) in den Schornstein geführt.

Die anfallende Asche fällt in einen Aschekasten. Um die Intervalle, in denen eine Ascheentnahme nötig ist, zu verringern, wird die Asche teilweise im Aschekasten komprimiert. Vereinzelt werden auch Ascheaustragssysteme eingesetzt, bei denen die Brennrückstände mittels Förderschnecken in Sammelbehälter transportiert werden.

Wärmeübertragung und -Speicherung[Bearbeiten]

Ebenso wie bei der Verwendung anderer Brennstoffe erhitzt die Verbrennung des Energieträgers im Kessel das Wasser, das als Wärmeüberträger eines Heiz- und/oder Warmwassersystems dient und die Wärmeenergie über Pumpen und Rohrleitungen an den Ort des Verbrauchs transportiert. Da eine weitestgehend vollständige Verbrennung der Holzpellets nur im Regelbetrieb möglich ist und während der Aufwärm- und der Ausbrandphase größere Verluste und höhere Emissionen entstehen, wird bei Heizanlagen das erwärmte Wasser in der Regel wie bei Scheitholzheizungen zunächst in einen Pufferspeicher geleitet, von wo es von den Verbrauchern je nach Bedarf abgerufen wird. So werden ausreichend lange unterbrechungsfreie Feuerungsperioden gewährleistet.

Messung, Steuerung und Regelung[Bearbeiten]

Die Mess-, Steuer- und Regeltechnik der Pelletheizung ist in der Regel aufwändiger als die vergleichbarer Heizsysteme mit fossilen Brennstoffen. Zum einen erfordert die Einbindung eines oder mehrerer Wärmespeicher eine Regelung der Warmwasserspeicherung, -abgabe und -nachlieferung, zum anderen ist die Regelung von Brennstoffzufuhr, Brennluftzufuhr und Feuerung aufwendiger.

Sicherheitseinrichtungen[Bearbeiten]

Wegen der Besonderheiten des Brennstoffs verfügen Pelletheizungen über andere Sicherheitseinrichtungen als Öl- oder Gasbrenner. So sind alle modernen Holzpelletheizungen mit einer Rückbrandsicherung ausgestattet, die einen Rückbrand in den Zubring-/Lagerbereich der Pellets unmöglich macht. Unterdruckregelungen im Feuerraum verhindern das Austreten giftiger oder brennbarer Gase in den Heizungsraum, ein Überhitzungsschutz bei manchen Anlagen > 25 kW oder Kombikessel wird durch Sicherheitswärmetauscher ermöglicht, die bei Überhitzung automatisch kaltes Wasser durch einen Wärmetauscher leiten.

Leistungsbereich und Wirkungsgrad[Bearbeiten]

Pelletheizungen sind in allen Leistungsbereichen ab ca. 3,9 kW verfügbar, als Einzelöfen zwischen ca. 4 und 20 kW. Die meisten heute verfügbaren Anlagen verfügen über eine Leistungsregelung über die Brennstoff- und Verbrennungsluftzufuhr, so dass sie sowohl bei Volllast als auch bei Teillast betrieben werden können. Derzeit erreichen Pelletkessel bei Volllastbetrieb (Nennwärmeleistung) im Heizwert-Betrieb einen feuerungstechnischen Wirkungsgrad von rund 85-95 %. Mit Pelletskesseln in Brennwert-Technik können Kesselwirkungsgrade bis zu ca. 106 % erreicht werden. Hierbei wird durch die Kondensation des Wasserdampfes in den Abgasen zusätzlich die Verdampfungsenergie (zumindest teilweise) zurückgewonnen. Dadurch erreicht man eine Abgastemperatur von nur 30 °C-40 °C. Als Material für den dafür notwendigen Wärmetauscher kommen korrosionsbeständige Materialien wie Edelstahl oder Graphit zum Einsatz.[1] Es sind besondere Maßnahmen im Kamin und die Abführung des so kondensierten Wassers nötig (350 Liter pro Tonne Pellet).

Von wenigen Ausnahmen abgesehen sinkt der Wirkungsgrad ab, wenn der Pelletskessel im Teillastbereich arbeitet. Die hier beschriebenen feuerungstechnischen Wirkungsgrade können stark von den tatsächlichen Anlagenwirkungsgraden abweichen, aus dem Grund spielt das Anlagen-Konzept eine große Rolle. Der Einsatz eines hinreichend großen Pufferspeichers ist wichtig.

Automatisierungsgrad, Betreuung und Wartung[Bearbeiten]

Geöffneter Pelletkessel. Kreisförmig angeordnete Rauchgaszüge (hier 12) im Wärmetauscherbereich. Um die sich an den Rohrwänden absetzenden Verbrennungs-
rückstände zu entfernen, sind Spiralfedern eingelassen, die elektromotorisch über die Welle in regelmäßigen Abständen bewegt werden. Ein Großteil der Aschenreste fällt so in den Verbrennungsraum zurück.

Moderne Pelletheizungen arbeiten nahezu vollautomatisch, sodass lediglich regelmäßige Reinigungs- und Wartungsarbeiten im Abständen von mehreren Wochen (Ascheentsorgung) oder einigen Monaten (Reinigung des Verbrennungsraumes) notwendig sind. Die regelmäßigen Arbeiten an der Heizung beschränken sich auf die Befüllung des Lagers, die Entnahme der Asche und bei einfacheren Modellen die Reinigung der Rauchzüge. Eine den Öl- oder Gasheizungen vergleichbare Bedienerfreundlichkeit ist ein wichtiges Entwicklungsziel von Herstellern. Für einzelne Pellet-Zentralheizungen genügen inzwischen Betreuungsintervalle von lediglich einmal jährlich.

Brennstoffbezug[Bearbeiten]

On-Board Wiegesystem eines Silofahrzeugs für Holzpellets

Der Brennstoff wird als Sackware (15-20 kg) zur händischen Befüllung, in 1-2 m³ großen Kunststofftüten (Bigbags) oder lose angeboten. Während Sackware vor allem für Einzelöfen oder Kleinstanlagen in Frage kommt, setzt die Nutzung von Bigbags entsprechende Aufhängesysteme und Hubtechnik voraus.

Die Anlieferung loser Holzpellets erfolgt meist durch ähnliche Silofahrzeuge wie die Lieferung von Futterpellets. Das Silo wird gekippt und die Pellets eingeblasen, außer bei staubdichten Sacksilos wird dabei üblicherweise gleichzeitig Luft abgesaugt, um die Staubbelastung zu vermeiden. Typische Zustellmengen für Endverbraucher liegen bei 3–10 Tonnen.

Lagerung und Austragung[Bearbeiten]

Tages-Vorratsbehälter

Die Holzpellets werden in loser Schüttung in einem Tank oder Lagerraum gelagert und mittels eines Fördersystems dem Brenner zugeführt. Der Lagerraum muss trocken sein, da die Pellets stark hygroskopisch auf Mauer- oder zu hohe Luftfeuchte während der Lagerung mit Zerbröseln reagieren.

Im Vergleich zu Öl benötigen Holzpellets etwa das dreifache Lagervolumen, freilich bei geringerem technischen Aufwand für den Raum, da Pellets im Unterschied zu Heizöl keine wassergefährdenden Stoffe sind. Zur Lagerung können die Pellets in einem einfachen Lagerraum untergebracht werden. Der Boden wird in Trichterform – üblicherweise in Holzkonstruktion – errichtet, am unteren Ende des Trichters ist der Einlass der Schnecke oder es befinden sich dort Entnahmesonden für das Gebläse. Mehrere Entnahmestellen im Lagerraum sichern auch bei eventuellen Störungen einer Entnahmestelle einen ungehinderten Betrieb. Alternativen zu einem Lagerraum sind vorgefertigte Tanks aus Gewebe oder Stahlblech. Vergrabene Erdtanks oder freistehende Silos können eingesetzt werden, wenn im Gebäude kein ausreichender Raum vorhanden ist. Bei feuchten Räumen muss zur Sicherung der Pelletqualität auf dichte Tanksysteme zurückgegriffen werden.

Zur Beschickung können Riesel-, Sauggebläse- oder Schneckensysteme benutzt werden. Die Wahl hängt primär von der Entfernung des Lagers zum Kesselraum ab, für Entfernungen über 2 m sind meist mehrstufige oder flexible Schneckenförderungen nötig. Gebläsesysteme können flexibel eingesetzt werden und fördern bis über 20 m. Die Austragung aus dem Lagerraum oder -behälter wird unterstützt durch einen schrägen Behälterboden oder Trichterauslauf.

Brennersysteme mit aktiver Austragungssteuerung versorgen sich selbst mit der benötigten Brennstoffdosis, anderenfalls ist zusätzlich noch ein kleiner Zwischenspeicher nötig, aus dem sich der Brenner bedient.

Siehe auch Gefahren durch Holzpellets

Entwicklung[Bearbeiten]

Bestand an Pelletkesseln in Österreich
Jahr Anzahl
1997
  
0.425
1998
  
1.746
1999
  
3.874
2000
  
7.340
2001
  
12.272
2002
  
16.764
2003
  
21.957
2004
  
28.034
2005
  
36.908
2006
  
47.375
2007
  
51.290
2008
  
62.391
2009
  
70.837
2010
  
78.978
2011
  
89.378
2012
  
101.754
Kleinfeuerungsanlagen < 100 kW, Jahresende[2]

Pellets als gepresste Sägespäne zur energetischen Nutzung und Pellet-Kaminöfen wurden in den 1970er Jahren in den USA entwickelt. Seit dem Ende der 1970er Jahre stiegen europäische Heizkesselhersteller, vor allem in Skandinavien und Österreich, in die Entwicklung der Pelletheizung ein. Der Markt für Holzpelletheizungen in Deutschland entwickelte sich erst später, nachdem 1997 die Verwendung von Holzpellets in Deutschland freigegeben wurde. Heute ist Deutschland der umsatzstärkste Absatzmarkt für Holzpelletheizungen.[3]

In Österreich liegt der Anteil von Pelletheizungen im Neubau nach Branchenberichten bei 35 %, der Bestand an Pelletheizungen steigt jährlich um mehr als 10 %, derzeit (Januar 2013) liegt er bei knapp mehr als 100.000 Anlagen. Mit 12,6 Pelletheizungen pro 1.000 Einwohner hat Österreich die höchste Dichte an Pelletheizungen in Europa.[2] In Deutschland wurden von 1999 bis 2008 rund 100.000 Pelletanlagen installiert.

Wirtschaftlichkeit und Betriebskosten[Bearbeiten]

Die Anschaffungskosten einer Pelletanlage sind höher als vergleichbarer Gas- und Ölheizungen, aber die Betriebskosten sind – je nach Brennstoff und aktuellem Brennstoffpreis – in Mitteleuropa häufig günstiger als bei fossilen Brennstoffen. Bei größeren Anlagen sinkt der Anteil der Investitionskosten gegenüber den Betriebskosten, so dass dort eine Kostenersparnis bereits nach weniger Betriebsjahren einsetzt als bei Kleinanlagen. Wiederum stehen für die Wärmeversorgung größerer Objekte weitere regenerative Alternativen zur Verfügung, mit gegenüber Pelletheizungen noch geringeren Betriebskosten, darunter Hackschnitzelheizungen oder Abwärme von Biogasanlagen. Derzeit wirken sich die zur Verfügung stehenden finanziellen Förderungen zugunsten von Pelletheizungen aus.

Siehe auch: Gebäudeheizung – zur Wirtschaftlichkeitsberechnung und Dimensionierung von Heizanlagen im Allgemeinen

Förderung[Bearbeiten]

  • In Deutschland wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit der Einbau von Pelletheizungen im Rahmen eines „Marktanreizprogramms“ (MAP) gefördert. Der Zuschuss beträgt 1400 € für Pelletöfen mit Wassertasche (wasserführende Öfen), 2400 € für Pelletkessel ohne Pufferspeicher (Kesselleistung 5 bis 66,6 kW) und 2900 € für Pelletkessel mit neu errichtetem Pufferspeicher mit mindestens 30 Litern Inhalt pro kW max. Kesselleistung (hier 5 bis 80,5 kW) Zusätzliche Boni werden gewährt, wenn gleichzeitig die Installation einer förderfähigen thermischen Solaranlage (Bivalente Heizung) und/oder einer Anlage zur solaren Warmwasserbereitung erfolgt oder die Energieeffizienz (Wärmedämmung) des beheizten Objektes auf einen bestimmten Standard gebracht wird.[4] Der Einbau eines Abgaswärmetauschers zur Steigerung des Wirkungsgrades und/oder eines Partikelfilters zur Abscheidung des im Abgas enthaltenen Feinstaubs wird mit einer zusätzlichen „Innovationsförderung“ unterstützt.
  • In Österreich gibt es für neue Zentralheizungsanlagen oder die Umstellung auf Pelletheizung Zuschüsse von Bund, den Bundesländern und einzelnen Gemeinden.
  • In der Schweiz werden Holzpelletheizungen ebenfalls gefördert. Dies ist kantonal unterschiedlich geregelt.
  • In Belgien zahlt die Wallonische Region 2008–2009 folgende Prämien je Anlage: 1.750 € bis 50 kW (+35 € je kW bis 100 kW), 3.500 € für 100 kW (+18 € je kW bis 500 kW), 10.700 € für 500 kW (+8 € je kW bis maximal 15.000 €).

Brennstoff[Bearbeiten]

siehe auch Hauptartikel Holzpellet
Holzpellets

Holzpellets (DIN plus) haben einen Heizwert von 5 kWh/kg, und ein Öläquivalent von 2,16 kg/l bzw. 3,33 l/l OE. Der Energiegehalt von einem Kilogramm Pellets kommt damit dem eines halben Liters Heizöl gleich, an Volumen (in Schüttraummetern) einem drittel Liter.

Preisentwicklung[Bearbeiten]

Auf dem Pelletmarkt hat es in den vergangenen Jahren starke Zuwächse bei Angebot und Nachfrage gegeben. Nach einem anfänglich recht hohen Preis nach Markteinführung Ende der 1990er-Jahre, einer Phase relativ niedriger Preise um 3,50 Cent/kWh in Deutschland von 2002 bis 2005 und mehreren Monaten hoher Pelletpreise von mehr als 5 Cent/kWh im Winter 2006/07 wegen Angebotsengpässen haben die Hersteller ihre Kapazitäten stark ausgebaut, so dass der Handelswert seit 2007 auf ein Niveau zwischen ca. 3,50 und 4,50 Cent/kWh gesunken ist. In Deutschland überstieg die Produktionskapazität für Holzpellets (2,5 Mio. t im Jahr 2009) den Verbrauch im Jahr 2009 um ca. 230 %. Die Preise pro kWh schwankten bei Holzpellets zwischen 2004 und 2009 um maximal 2 Cent, bei Heizöl im gleichen Zeitraum um 6 Cent.[5][6]

Im Vergleich zu Erdgas lässt sich die Preisentwicklung in Österreich objektiv anhand der Österreichischen Preisindices der Produkte beobachten: Im Jänner 2013 lag der Pelletpreisindex bei 139,91 gegenüber dem Basiswert Jänner 2006, das heißt der Pelletpreis stieg in diesen 7 Jahren nur um das 1,40-fache[7] gegenüber dem Österreichischen Gaspreisindex von 143,75, d. h. der Gaspreis stieg in diesen 7 Jahren um das 1,44-fache[8] (zur Verdeutlichung der üblichen Preisschwankungen siehe Gaspreisentwicklung und [9]).

Für die Anlieferung loser Ware kann eine „Einblaspauschale“ von netto ca. 30 € erhoben werden; unter 3 Tonnen Liefermenge werden oft Mindermengenaufschläge fällig. Die 15-kg-Sackware kostet zwischen 7 und 20 % mehr als lose Ware und auch für Bigbags (750-1000 kg) werden Aufschläge berechnet.

Rohstoffherkunft und Brennstoffalternativen[Bearbeiten]

Neben den ursprünglich genutzten Sägespänen werden zur Pelletherstellung zunehmend Holzsortimente verwendet, die auch von der Papierindustrie und der holzverarbeitenden Industrie nachgefragt werden. Hierzu zählen neben Holzhackschnitzeln auch Waldrestholz und Stammholz. Die Zuwachsraten und Gesamtverbräuche der Holzpelletnutzung stärken die Nachfrage im Bereich der geringeren Holzqualitäten. Zu den Strategien zur Erhöhung des Rohstoffangebots zählen die Ganzbaumnutzung, die verstärkte Nutzung schnell wachsender Holzarten und die Anlage von Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen. Während die Energieholzerzeugung auf Ackerflächen aus Umweltsicht ein Gewinn sein kann[10], können bei der Intensivierung der Rohstoffausbeute im Forst Zielkonflikte mit Natur-, Umwelt- und/oder Bodenschutz auftreten. Zur Rohstoffherkunft siehe auch Holzpellet#Kritik.

Alternative Brennstoffe zum Betrieb von Pelletheizungen befinden sich in der Entwicklung und Erprobung. Neben Strohpellets sind Restwertpellets (z. B. Mühlenrückstände) und weitere pelletierte Biomasse wie z. B. Riesen-Chinaschilf oder Rapskuchen mögliche Rohstoffe. Nicht-holzartige Biomasse wird in Pelletform für Biomasseheizkraftwerke genutzt, ist jedoch derzeit für Pelletheizungen i. d. R. ungeeignet, da diese Brennstoffe sowohl bei der Verbrennungstechnik (z. B. wegen hohem Siliziumanteil und Versinterungen) als auch bei der Abgasreinigung einen erhöhten Aufwand benötigen. Getreide als Brennstoff benötigt hierfür geeignete Anlagen (Getreideverbrennung) und ist gemäß Kleinfeuerungsverordnung (1. BImschV) in der Anwendung beschränkt.

Umweltverträglichkeit[Bearbeiten]

Zentrale Aspekte bei der Umweltverträglichkeit der Pelletheizung sind die Rohstoffherkunft, die bei der Verbrennung entstehenden Schadstoffemissionen sowie die Klimabilanz.

Klimaschutz[Bearbeiten]

Da Pellets aus dem nachwachsenden und damit CO2-neutralen Rohstoff Holz bestehen, kann deren Klimabilanz günstiger ausfallen als bei fossilen Brennstoffen. Die Menge an CO2, die bei der Verbrennung freigesetzt wird, entspricht genau der Menge CO2, die beim Wachstum des Holzes in dieses eingebunden wurde.[11]

Der CO2-Ausstoß von Holzpellets beträgt etwa 42 g/kWh, bei Heizöl liegt der Wert bei etwa 303 g/kWh[12] Nach dem Globalen Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) weist der Lebenszyklus von Holzpellets (inklusive Transporte und Materialvorleistung) als Koppelprodukt höherwertiger Holznutzung einen Aufwand nicht-erneuerbarer Energien von etwa 13 % der Nutzenergie aus.[13] Aufgrund der Förderungen wurde die Nachfrage nach Pellets deutlich angeheizt. Daraus resultieren Nebenwirkungen wie ein Preisanstieg sowie eine vermehrte Verwendung von Waldholz, anstatt von Holzabfällen.[14]

Energiesicherheit und regionale Wertschöpfung[Bearbeiten]

Durch den Einsatz des biogenen Energieträgers Holzpellets wird die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern reduziert. Zudem kann im Unterschied zu fossilen Brennstoffen bei der Nutzung von Holzpellets teilweise auf regional erzeugte Brennstoffe zurückgegriffen werden. Die Ausgaben für den Brennstoff bleiben dann weitgehend in der eigenen Region und erhöhen dort die Wertschöpfung.

Emissionen[Bearbeiten]

Bei den Schadstoffemissionen (Kohlenmonoxid, flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen, Stickoxiden) liegen Pelletheizungen im Bereich anderer Heizsysteme – mit Unterschieden je nach Schadstoff und Heizsystem. Die Feinstaubemissionen moderner Pelletheizungen liegen geringfügig über den vergleichbarer Öl- oder Gasheizungen, jedoch weit unter den gültigen Grenzwerten. Auch nach der vorgesehenen Absenkung der Abgaswerte im Jahr 2015 gemäß 1. BImschV können die Anlagen die Grenzwerte einhalten.[15]

Schwefeldioxid (SO2)[Bearbeiten]

Holzpellets nach DIN plus oder ÖNORM M 7135 haben einen Schwefelgehalt von maximal 0,04 Gew-%, der zwischen Erdgas nach Spezifikation des DVGW (max. 30 mg/m³ bzw. 8 mg/kWh zuzüglich Schwefelanteile aus durchschnittlicher Odorierung) und leichtem Heizöl (maximal 0,1 Gew-% nach § 10 der 10. BImSchV) liegt.[16] Laut Globalem Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) beträgt die Freisetzung von SO2 über den gesamten Lebenszyklus von Holzpellets aus der Restholzverwertung etwa 0,53 g/kWh. Heizöl (Brennwerttechnik) und Erdgas bilanzieren mit 0,73 g/kWh bzw. 0,18 g/kWh.[13]

Ozonbelastung[Bearbeiten]

Die Ozonbelastung durch Freisetzung von Ozon-Vorgängerstoffen (Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid, Methan und flüchtige organische Verbindungen) wird für die Verbrennung von Holzpellets aus der Restholzverwertung in GEMIS mit 0,88 g/kWh ausgewiesen, etwa um den Faktor zwei mehr als bei der Verbrennung von Heizöl mit Brennwerttechnik (0,41 g/kWh) oder von Erdgas (0,35 g/kWh).[13] Da die vermehrte Bildung von Photooxidantien aufgrund der dazu notwendigen intensiven Sonnenstrahlung hauptsächlich in den Sommermonaten ein Problem darstellt („Sommersmog“), während Raumheizungen naturgemäß überwiegend im Winter arbeiten, wird dieser Emission aber vergleichsweise wenig Problempotential zugeschrieben.

Feinstäube[Bearbeiten]

Die Feinstaubemission moderner Pelletkessel liegt im Normbetrieb bei etwa 8 mg pro MJ Wärmemenge, entsprechend 29 mg/kWh. Inzwischen gibt es Pelletsheizanlagen, die durch optimierte Verbrennung die Feinstaubemissionswerte unterschreiten und auch in Bereichen installiert werden dürfen, wo strengere Regelungen gelten. Diese Anlagen arbeiten mit Brennwerttechnik und haben ein relativ staub- und rußarmes Abgas (ca. 4 mg Feinstaub pro MJ). Der Vergleichswert für die Feinstaubemission liegt bei Einzelöfen (offener Kamin, Kachelofen) bei etwa 150 mg/MJ, bei Stückholzkesseln bei etwa 90 mg/MJ, und bei Ölheizungen bei 3 mg/MJ.[17]

Eine Studie [18] im Auftrag des Instituts für wirtschaftliche Ölheizung (IWO) berücksichtigt zusätzlich den dynamischen Betrieb. Im wintertypischen Tagesprofil emittierte ein Pelletkessel dabei 114 mg/kWh Feinstaub, im Gegensatz zu gemessenen 74 mg/kWh im Dauerbetrieb. Die Vergleichswerte für den Ölbrenner betrugen im Versuch 0,10-1,40 mg/kWh (dabei kaum Unterschiede zwischen Dauer- und Intervallbetrieb).

Kritik[Bearbeiten]

Nach einer Studie der Österreichischen Gesellschaft für Umwelt und Technik, die Kapitalkosten und laufende Kosten von Heizungsanlagen unter verschiedenen Heizwärmeverbräuchen und Energiepreisszenarien vergleicht, „rechnen“ sich Pelletheizungen bei geringeren oder gleich bleibenden Energiepreisen im Vergleich zu fossilen Heizsystemen nur für deutlich überdurchschnittliche Wärmeverbraucher , je mehr Energie (vor allem bei Niedrigenergiehäusern) durch Wärmedämmung eingespart wird, desto mehr schlagen die hohen Anlagenerrichtungskosten im Gesamtpreis über die Lebensdauer durch und Pelletheizungen stellen dann „unter Annahme konstant niedriger Energiepreise u. U. sogar das teuerste Heizsystem dar“. Pelletheizkessel brächten aber neben Scheitholzheizungen die niedrigsten Gesamtkosten, wenn die Heizkosten fossiler Brennstoffe noch weiter steigen[19].

Weitere Kritik hier.

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. http://www.pelletsheizung.at/de/pellematic_plus/#tab2
  2. a b  Karl Furtner, Herbert Haneder: Heizölkessel - Marktanteile schwinden. Österreich ist Europameister beim Heizen mit Pellets. In: Landwirtschaftskammer Niederösterreich (Hrsg.): ökoenergie. 122000 Auflage. Nr. 90, Wien Februar 2013, S. 2-3.
  3. FNR: Marktübersicht Pellet-Zentralheizungen und Pelletöfen. S. 7
  4. Erneuerbare Energien – Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle, www.bafa.de/
  5. Deutscher Energieholz- und Pelletverband DEPV: Energiepreisentwicklung in Deutschland. Abgerufen am 24. Januar 2010.
  6. DEPV: Entwicklung Pelletproduktion. Abgerufen am 24. Januar 2010.
  7. Der Pelletpreisindex PPI 06 und zugehörige pdf-Datei
  8. Austian Energy Agency: Österreichischer Gaspreisindex ÖGPI und zugehörige pdf-Datei
  9. Grafik Gaspreise in Deutschland in Cent/kWh ab 1991 (Flash; 369 kB)
  10. NABU, 2008: ENERGIEHOLZPRODUKTION IN DER LANDWIRTSCHAFT. Chancen und Risiken aus Sicht des Natur- und Umweltschutzes. (pdf; 1,3 MB)
  11. Mit Holz umweltgerecht heizen, Der BUND
  12. Deutsches Pelletinstitut: Emissionsbilanz von Brennstoffen. Abgerufen am 23. Januar 2010.
  13. a b c Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme, Ergebnisdaten aus GEMIS 4.2, November 2004
  14. Folgen des Pellet-Booms: "Der Waldboden blutet aus" Spiegel, November 2009
  15. [1] (PDF; 612 kB) Kumulierte Emissionen
  16. nach: Erdgas – Der umweltschonende fossile Energieträger. Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft (BGW). o. Datum. Bild 4, S. 17. (PDF 1,5 MB)
  17. Feinstaub, was tragen unsere Pelletheizung dazu? (B.energie AG, Schweiz)
  18. Dr.-Ing. Michael Struschka et al.: Feinstaubemissionen moderner Heizkessel, Universität Stuttgart
  19. Vollkostenvergleich von Heizsystemen für Einfamilienhäuser – Vergleich der Lebenszykluskosten von Heizöl-, Erdgas-, Pellet- und Scheitholzheizungen für alte Einfamilienhäuser in neun Szenarien, österreichische gesellschaft für umwelt und technik [sic], Wien Dezember 2011, (pdf-Datei, zuletzt abgerufen September 2012), Seite 9