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Anlagentechnik für Holzenergie

Der Energieträger Holz wird hauptsächlich zur Gewinnung von Heizwärme, aber auch zur Erzeugung von Strom eingesetzt.

Die Holzbrennstoffe Scheitholz, Hackschnitzel, Holzpellets und Holzbriketts werden in verschiedenen Anlagentypen verbrannt. Diese reichen vom Kaminofen, mit dem ein Raum beheizt wird, über Zentralheizungen für Ein- und Mehrfamilienhäuser bis zu großen Heizwerken und Heizkraftwerken, die ganze Wohnviertel mit Wärme und Strom versorgen.

Der Verbrennungsprozess

Die Verbrennung von Holz läuft in verschiedenen Phasen ab. Zuerst wird bei Temperaturen ab 100 Grad Celcius (°C) der Brennstoff erwärmt und das enthaltene Wasser verdampft. Ab 150 °C werden die Kohlenstoffe pyrolytisch zersetzt und vergast. Ab 500 °C findet dann mit der Oxidation die eigentliche Verbrennung unter Wärmeabgabe statt. Bei der Verbrennung werden Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) freigesetzt.

Trocknung des Holzes und Wasser verdampft bei 150°C. Pyrolyse und Holz entgast bei 150°C bis 600°C. Oxidation heißt Holzkohle und Gase verbrennen bei 500°C bis 1.400°C.

Bei unvollständiger Oxidation entstehen auch unerwünschte Verbindungen wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (Teer, CnHn ) und Ruß. Zurück bleiben die nicht brennbaren Feststoffe als Asche. Reines Holz hat einen sehr niedrigen Aschegehalt von etwa 0,5 Prozent der Trockenmasse. Höhere Aschegehalte sind durch Rindenanteile von zwei bis fünf Prozent und Verunreinigungen wie Erde bedingt.

Anlagentypen und geeignete Holzbrennstoffe

  • Einzelöfen, Heizleistung 2-12 Kilowatt (kW). Als Holzbrennstoffe eignen sich: Scheitholz, Holzbriketts, Holzpellets.
  • Kleine Anlagen in Ein- bis Zwei-Familienhäusern, Heizleistung 6-35 kW. Als Holzbrennstoffe eignen sich: Scheitholz, Holzbriketts, Holzpellets und eventuell Holzhackschnitzel.
  • Mittlere Anlagen in Landwirtschaftsbetrieben und Mehrfamilienhäusern, Heizleistung 20-100 kW. Als Holzbrennstoffe eignen sich: Holzpellets und Holzhackschnitzel, eventuell auch Scheitholz und Holzbriketts.
  • Größere Anlagen in Gewerbebetrieben, Heizleistung 50-250 kW. Als Holzbrennstoffe eignen sich: Holzpellets und Holzhackschnitzel.
  • Große Heiz- und Heizkraftwerke, 250 kW bis über 100 Megawatt (MW) Heizleistung. Als Holzbrennstoffe eignen sich: Holzhackschnitzel, eventuell Holzpellets.

Emissionen

Holzfeuerungen belasten die Atmosphäre nicht zusätzlich mit dem Treibhausgas Kohlendioxid (CO2)
Im Gegensatz zu Feuerungen mit Öl, Gas oder Kohle setzen Holzfeuerungen bei der Verbrennung nur so viel CO2 frei, wie der Baum vorher bei seinem Wachstum der Luft entzogen hat. Lediglich bei der Holzernte, der Verarbeitung und dem Transport fallen geringe zusätzliche Mengen an CO2 an. Der Einsatz von Holz als Ersatz für fossile Energiequellen trägt somit zur Minderung der Klimaerwärmung bei.
Bei der Verfeuerung von Holz gelten gesetzliche Abgasgrenzwerte, gestaffelt nach Anlagengröße. Vor allem moderne Heizanlagen unterbieten die bisherigen Grenzwerte deutlich. Alte, umweltbelastende Feuerungsanlagen sollten deswegen durch neue ersetzt werden, die außerdem auch eine höhere Energieeffizienz besitzen und damit weniger Brennstoff benötigen. Bei automatisch beschickten Anlagen sorgt die Steuerung für eine schadstoffarme Verbrennung, bei handbeschickten Feuerungen spielt aber auch die Bedienung eine wichtige Rolle.

Förderung von Holzenergieanlagen

Der Einsatz von Holzenergieanlagen wird vom Bund und den Ländern durch verschiedene Programme gefördert:

  • Der Freistaat Bayern fördert Biomasseheizwerke, die kalkulatorisch mehr als 500 Tonnen CO2 in sieben Jahren vermeiden, mit einem einmaligen Zuschuss zu den Investitionskosten. Anträge können beim Technologie- und Förderzentrum Straubing (TFZ) gestellt werden. Dort finden Sie auch eine Übersichtskarte von den in Bayern geförderten Biomasseheizwerken.
  • Im Marktanreizprogramm (MAP) des Bundes werden besonders emissionsarme Scheitholzvergaserkessel bis einschließlich 100 kW Nennwärmeleistung sowie automatische beschickte Biomassefeuerungsanlagen mit einer Nennwärmeleistung von fünf bis 100 kW mit einem Investitionskostenzuschuss gefördert. Zuständig ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).
  • Zinsgünstige Darlehen und Tilgungszuschüsse für automatisch beschickte Biomassefeuerungsanlagen ab 100 kW Nennwärmeleistung zur Wärmeerzeugung, Anlagen zur Verbrennung fester Biomasse zur kombinierten Wärme- und Stromerzeugung sowie Nahwärmenetze gewährt auf Bundesebene die KfW Förderbank.
  • Die Stromerzeugung aus Holz wird über feste Einspeisevergütungen nach dem Erneuerbaren- Energien-Gesetz (EEG) gefördert. Nähere Informationen bietet das Bundesumweltministerium.

Publikationen

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)