Richtig Heizen mit Holz. Rita Kotschenreuther Forstliche Bioenergieberaterin, Hessen Forst 1

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1 Richtig Heizen mit Holz Rita Kotschenreuther Forstliche Bioenergieberaterin, Hessen Forst 1

2 Grundsätzliche Gedanken Ich möchte es warm haben Ich möchte einen Brennstoff ohne lange Anlieferwege Ich möchte den Brennstoff effektiv einsetzen Ich möchte dabei möglichst wenige Emissionen verursachen auch in der Herstellung Ich möchte eine dauerhafte Verlässlichkeit der Zulieferung Ich möchte einen klimaneutralen, regenerativen, möglichst preiswerten Brennstoff 2

3 Substitutionspotenzial (bei 20% Restwassergehalt) Heizöl 270 l 190 l 190 l 130 l 100 l 75 l 325 l 500 l Holz 1 Fm Buche Rundholz 1 Fm Fichte Rundholz 1 Rm Buche Scheitholz 1 Rm Fichte Scheitholz 1 Srm Buche Hackschnitzel 1 Srm Fichte Hackschnitzel 1 Srm Holzpellets 1 to Holzpellets 3

4 Die Wahl der Heizung offene Kamine (nur zur gelegentlichen Nutzung erlaubt) Kaminöfen, Grundöfen, Kachelwarmluftöfen sowie Zentralheizungskessel auf Scheitholzbasis: Auf richtige Dimensionierung achten (nicht: viel hilft viel) Hoher Wirkungsgrad Ofen mit geringem Schadstoffausstoß wählen (CO/Feinstaub) Optimal abgestimmter Schornstein/Zugbegrenzer Pufferspeicher bei Scheitholzkesseln mind. 55 Liter/KW Gute Pelletheizungen und Scheitholzvergaserkessel erfüllen heute schon die Vorgaben des Entwurfes zur Novellierung der 1.BImSchV, Stufe 2 4

5 Unterer Abbrand Holzvergaserkessel Eigentlich ist jeder Holzkessel ein Vergaserkessel. Aber die Bezeichnung Vergaserkessel wird meist nur für Feuerungen verwendet, die eine weitestgehende Trennung der Vergasungs- und Verbrennungszone ermöglichen. Hierdurch wird die Verbrennung optimiert. Die Optimierung bezieht sich auf die Verbrennung, damit aber auch auf den Wirkungsgrad Quelle:FNR 5

6 Brennholztrocknung Abdeckung gegen Niederschläge Luft nimmt Wasser von der Holzoberfläche auf Holzoberfläche wird erwärmt Wasser verdunstet Luft kühlt ab fällt nach unten und entweicht Quelle: Heise und Krämer, Bad Wildungen, ca cm Bodenabstand

7 Schön gestapelt schlecht gelagert Benutzen Sie bei Unsicherheit über die Holzfeuchte einen Holzfeuchtemesser 7

8 Abhängigkeit des Heizwertes von der Holzfeuchte 8

9 Die einfache Art der Verbrennung Quelle: Holzenergiezentrum Olsberg 9

10 Produkte bei der Verbrennung Produkte vollständiger Verbrennung: Kohlendioxid + Wasser + Asche Nebenprodukte vollständiger Verbrennung: Stickoxide + Staubpartikel Produkte unvollständiger Verbrennung: CO + CH + PAK + Feinstaub + Ruß + Teer Produkte aus Brennstoffverunreinigung: Schwefeloxide, HCl, Dioxine, Furane 10

11 Das Verfeuern Vor dem Anfeuern Altasche entfernen Nur naturbelassenes Holz mit anhaftender Rinde sowie Zapfen und Reisig zulässig Volle Luftzufuhr Mit feinem Material beginnen, schnell auf hohe Temperatur bringen, Glut aufbauen und erst dann größere Scheite nachlegen Brennraum nicht zu schnell zu voll füllen 11

12 Das weitere Vorgehen 1. Ofen auf Volllastbetrieb laufen lassen! 2. Teillast- und insbesondere Gluthaltebetrieb führen zu deutlich höheren Emissionen 3. Erst wenn reine Glut vorhanden ist kann Luftzufuhr reduziert aber nicht abgeriegelt - werden 4. Wärmetauscher regelmäßig reinigen 12

13 Vom Unsinn des Heizens durch Drosselung der Zuluft "Ein Dauerbrand wie bei einer Kohlefeuerung ist bei der Verbrennung mit Holz nicht möglich. Die landläufige Meinung, je geringer die Verbrennungsluftzufuhr, umso länger hält der Abbrand an, trifft auf Holz nicht zu. Zitat aus einem Sachverständigengutachten über einen Versottungsschaden 13

14 Verbrennungsverlauf/Feinstaub Quelle: Verenum,CH 14

15 Sauberer Verbrennung Sichtbare Folgen Schlechter Verbrennung Feine weiße Asche Rauch am Kaminkopf unsichtbar, danach weiß Temperatur im Kamin mind. 130 C, bei Austritt 60 C Dunkle Asche evtl. mit Stücken Austritt von dunklem Rauch Ablagerungen im Verbrennungsraum und Schornstein 15

16 CO 2 - und CO- Konzentrationen Quelle: FNR 16

17 Emissionen beim Heizen Abhängig von Alter und Konstruktion der Heizungsanlage Filter/Pufferspeicher/Dimensionierung/ Zugbegrenzer im Schornstein Wartungszustand Bedienerverhalten Qualität des Holzes 17

18 Fazit Bedienungsfehler sind das eigentliche Problem Schornsteinfeger-Innungsvorstand Christian Schmahl (NRW) warnt nachdrücklich: "Wenn der Betreiber frisch geschlagenes Holz in seinem Ofen verbrennt, oder Restholz, wie zum Beispiel Dachlatten oder Zaunpfähle, dann wird auch der beste Ofen zur Dreckschleuder." 18

19 Zusammenfassung Wichtig für einen umwelt- und anlagenfreundlichen Betrieb: Richtig dimensionierte Anlage (inkl. Puffer) Moderne Feuerungstechnik Optimale Lagerung und optimales Brenngut Optimale Beschickung Optimale Verbrennung bei guter Luftzufuhr Holz ist nur bei vollständiger Verbrennung ein sauberer Brennstoff!!! 19

20 Es kommt drauf an was man draus macht Es kommt drauf an, was man draus macht! Der gute Name des Brennstoffes Holz darf nicht verheizt werden! 20

21 Beispiel-Werte Bestandteile Quelle: 22

22 Schadstoffbilanz versch. Brennstoffe 23

23 Richtige Werbung und Lagerung des Brennholzes Holz in der saftfreien Zeit schlagen Direktes Sägen und Spalten auf ofenfertige Stücke (je nach Vorgabe für Ofen) Luft muß bei der Lagerung zirkulieren: Lagern auf Unterlagen mit Abstand vom Boden von 20-40cm Abstand von Wänden Nicht in Kellern und Scheunen o.ä. lagern Lange genug lagern 24

24 Kohlendioxid - Kreislauf 26

25 Energieaufwand für die Herstellung Bereitstellungsverluste: Gewinnung, Umwandlung, Transport % des Endenergiegehaltes , ,2 2,3 2,7 Scheitholz Hackgut Holzpellets Erdgas Heizöl Flüssiggas 27

26 Trocknungsverlauf 28

27 Handbeschickte Holzfeuerungen 29

28 Stadien der Verbrennung 1. Erwärmung und Trocknung (bis 150 C) 2. Entgasung (bis 600 C) CO/CH --- brennbar 3. Gase reagieren mit Luftsauerstoff/ eigentliche Verbrennung (bis 1200 C) = Oxidation 4. Ausbrand 30

29 Rußproben Filterproben während Anfeuerungsphase (links) und während konstantem Betrieb bei hoher Temperatur (rechts) Quelle: Verenum, CH 31

30 Das optimale Verbrennen Durch Temperatur Time Turbulenz - hoch, schnell erreicht - ausreichende Verweilzeit der Gase im Brennraum - gute Durchmischung von ausreichendem Sauerstoff und Brenngasen 32

31 Raummaße Festmeter ( f m ) Raummeter ( r m ) Schüttraummeter ( s r m ) 1,00 fm 1,43 rm 2,50 srm 0,70 fm 1,00 rm 1,75 srm 0,40 fm 0,57 rm 1,00 srm 34

32 Holzart Energiegehalte Heizwert kwh/kg Gewicht Je Rm Scheit- oder Rollenholz kg (Theoretisch zu ersetzende) Heizölmenge l/rm Ahorn 4, Birke 4, Buche 4, Eiche 4, Esche 4, Pappel 4, Douglasie 4, Fichte 4, Kiefer 4, Lärche 4,

33 Aschezusammensetzung Gew. % Ca K Mg Fe Na P Mn Nadelholz 34,2 11,5 4,4 3,4 2,9 3,6 2,0 Laubholz 40,8 9,4 3,1 2,4 1,7 3,0 0,4 Rinde 37,8 7,1 3,7 4,6 1,8 2,8 2,0 Metalle in mg Mg/kg Zn Pb Cu Co Cd Nadelholz Laubholz Quelle:ib-huelsmann 37

34 Vergleich der Emissionen verschiedener Brennstoffe * Weil das Kohlendioxid bei Holz auch anfallen würde, wenn es im Wald verrottet, kann für den Emissionsvergleich der Wert Null eingesetzt werden. Quelle: Bundesamt für Konjunkturfragen, Betrieb von automatischen Holzfeuerungen, 1990, S

35 Kenndaten von Biomassebrennstoffen Heizwert Hu (MJ/kg) C % N % Hg (mg/kg TS) Cl (mg/kg TS) PCDD/F (ng/kg TS) Buchenholz 18,42 47,90 0, ,24 Getreidestroh allgemein 17,19 45,08 0,47 0, ,12 Miscanthus 17,65 47,48 0,73 0, ,11 aus NAWARO-Datenbank,