Wir heizen richtig ein

Funktionalität, Energieeffizienz und Komfort – das sind die Kriterien, nach denen wir gemeinsam mit Ihnen die Auswahl Ihres neuen Heizsystems treffen. Ob Hochtemperatursystem, Warmluftheizung, Warmwasser-Fußbodenheizung oder Solaranlagen, unser Expertenteam informiert Sie gerne.

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Biomasseheizungen

Der Begriff Biomasse bezeichnet in der Biologie die organische Stoffmasse von Lebewesen. Während es in der Ökologie keinen einheitlichen Biomassebegriff gibt, wird in der Energietechnik als Biomasse nur die organische Masse bezeichnet, die zur Energiegewinnung genutzt werden kann.

Im Bereich der Heizenergie bezieht sich der Begriff vorwiegend auf Holz, aber auch auf andere nachwachsende Rohstoffe wie Elefantengras oder Getreide. Der Bundesverband der landwirtschaftlichen Berufsgenossenschaften e.V. definiert die Biomasse wie folgt:

„Organische Stoffe biogener, nicht fossiler Art zur energetischen Nutzung. Verwendung in Biomasse-Heizanlagen.“

Biomasseheizungen sind also die Heizungsanlagen, die Holz und andere organische Stoffe verbrennen und in Heizwärme verwandeln können. Im Rahmen der Energiewende wird zunehmend in die Entwicklung dieser Technologien investiert. Biomasse als Energieträger ist nahezu unbegrenzt verfügbar, schont die Ressourcen an fossilen Brennstoffen und verfügt über eine gute Ökobilanz sowie umweltfreundliche Emissionswerte.

Biomasseheizungen – auf den Brennstoff kommt es an

In erster Linie werden als Biomasseheizungen Hackschnitzel-, Holzpellet- sowie Scheitholzanlagen bezeichnet. Etwas seltener erfolgt die Gewinnung der Heizenergie mit Elefantengras oder Getreide. Moderne Anlagen sind dabei oft auch für mehrere Brennstoffe geeignet, so dass je nach Verfügbarkeit variiert werden kann. Herzstück jeder Anlage ist der Brennkessel. Die Verbrennung von Holzpellets und Hackschnitzeln wird mit ähnlicher Technik realisiert, abweichend aufgebaut ist der Holzvergaser, in dem Scheitholz verfeuert wird.

Die Hackschnitzelheizung

Die Hackschnitzelheizung besitzt einen Brenner, in den über ein Eintragungssystem das Hackgut automatisch gefördert wird. Da bei der Verbrennung Asche entsteht, gibt es ein zweites Austragungssystem, dass die anfallenden Verbrennungsrückstände automatisch abführt. Die Heizungen arbeiten mit verschiedenen Befeuerungstechnologien:

  • Bei der Unterschubfeuerung wird das Brennmaterial von unten in die Brennkammer gefördert. Diese Verbrennungstechnik ist für aschearme Brennstoffe besonders geeignet.
  • Bei der Querschubeinfeuerung werden die Hackschnitzel seitlich in die Brennkammer gebracht.

Wie bei anderen Heizungsanlagen auch wird die entstandene Wärmeenergie über einen Wärmetauscher auf den Pufferspeicher und anschließend ins Heizungssystem transportiert.

Die Pelletsheizung

Pelletheizungen verfügen über einen Brennkessel, in dem unter Luftzufuhr die Pellets getrocknet und anschließend verfeuert werden. Unterschieden werden halbautomatische und vollautomatische Systeme, für die Luftzufuhr sorgt ein Saugzuggebläse mit regelbarer Drehzahl. Innerhalb des Kessels wird der Brennstoff in mehreren Stufen verbrannt, so entsteht ein hoher Wirkungsgrad:

  • Trocknung der Pellets bei einer Temperatur von 150 Grad
  • Umsetzung von Holzgas bei Temperaturen zwischen 150 und 600 Grad
  • Verbrennung der Holzgase bei 400 bis 1.300 Grad

Die erzeugte Wärmeenergie wird über einen Wärmetauscher auf den Pufferspeicher übertragen und in das Heizungssystem geleitet.

Der Holzvergaserkessel

Der Holzvergaserkessel besitzt zwei Brennkammern, die verschiedene Funktionen erfüllen. In der oberen Brennkammer wird das Holz getrocknet und in Holzgas umgewandelt. In dieser Kammer werden auch die leicht brennbaren Anteile im Holzgas verbrannt. In der zweiten Kammer herrschen höhere Temperaturen, dort werden die restlichen Holzgasanteile umgesetzt. Die Temperaturen in der zweiten Brennkammer betragen mehr als 1.000 Grad. Holzvergaser bestehen neben dem Brennkessel aus folgenden weiteren Komponenten:

  • Gebläse für die Übertragung der Holzgase von der oberen in die untere Brennkammer
  • Primär- und Sekundärluftzufuhr
  • Regelungstechnik zur Steuerung der Verbrennungsprozesse
  • Pufferspeicher zur Wärmespeicherung als Teil der Heizungsanlage

Durch die Nachverbrennung der Holzgase im zweiten Brennerraum erreichen Holzvergaser in Kombination mit hochwertigem Scheitholz einen hohen Wirkungsgrad. Holzvergaser werden auch als Kombikessel angeboten. Dann kann nicht nur Scheitholz, sondern auch Hackschnitzel oder Pellets verfeuert werden, wobei sich Pellets dafür besser eignen.

Biomasse Holz

Die am häufigsten verwendete Biomasse Holz ist in der Lage, die Energieversorgung langfristig zu gewährleisten. Das Energieholz wird in verschiedenen Formen verfeuert, für einen guten Brennwert ist jeweils eine entsprechende Qualität wichtig:

Hackschnitzel

Als Grundstoff für Hackschnitzel dienen Sturmhölzer, Ast- und Strauchschnitte, Schwarten und Holzabfälle. Die Hölzer werden in sogenannten Hackern maschinell zerkleinert, zum Einsatz kommen kleine Anbaugeräte ebenso wie selbstfahrende Großmaschinen oder stationäre Häcksleranlagen. Die Qualität der Hackschnitzel lässt sich meist bereits bei einer Sichtkontrolle ermitteln. Für einen hohen Brennwert sind folgende Kriterien entscheidend:

  • Niedriger Wassergehalt
  • Geringer Grünanteil
  • Scharfkantige Hackschnitzel
  • Geringer Feinanteil

In der EN 14 961 werden verschiedene Klassen für Biobrennstoffe festgelegt, die wichtigsten Kriterien liefern Größe, Asche- und Wassergehalt. Für Hackschnitzel gibt es vier verschiedene Klassen, die Einordnung erfolgt anhand Größe und Prozentsatz der Hauptfraktion mit mittelgroßem Hackgut, Fein- und Grobanteil. Entscheidend für den Brennwert ist der Wassergehalt.

In der neuesten Fassung der EN-Norm werden anhand von Herkunftsmerkmalen neue Klassen für Holzhackschnitzel definiert. Einen hohen Stellenwert nimmt der Lagerraum ein. In der Regel werden getrocknete Hackschnitzel eingelagert, für waldfrische Holzhackschnitzel gelten besondere Bedingungen, denn das Brennmaterial muss so schnell wie möglich getrocknet werden um Selbstentzündung oder Pilzbefall zu vermeiden. Trockenes Material wird in einem hohen und gut durchlüfteten Raum gelagert, bei der Innenlagerung in Bunkern empfiehlt sich ein Abluftsystem.

Empfehlenswert ist die Nutzung der Luft aus dem Lagerraum als Zuluft für den Brennkessel. Dadurch werden auch eventuell vorhandene Pilzsporen vernichtet. Aus dem Lagerraum werden die Hackschnitzel über verschiedene Fördersysteme in den Brenner gefördert. Für feine bis mittlere Hackschnitzel sind Blattfederrührwerke, Konus- sowie Dreh- oder Austragsschnecken ideal. Werden gröbere Hackschnitzel verfeuert, eignen sich Schubböden.

Holzpellets

Holzpellets werden aus Resthölzern gefertigt und enthalten eine Restfeuchte von weniger als 10 %. Die geringen Abmessungen machen den Brennstoff als Schüttgut geeignet, produziert werden die Pellets vor Ort in Hobel- oder Sägewerken aus den dort ohnehin anfallenden Holzresten. Um eine Tonne Pellets zu produzieren, sind sechs bis acht Kubikmeter Holz erforderlich. Zur Sicherung von guter Qualität und hohem Heizwert sollten Holzpellets verwendet werden, die das ENplus Gütesiegel aufweisen. Die Pellets sind dann garantiert nach den Richtlinien der EN 14961-2 gefertigt und übertreffen diese noch. Der gesamte Bereitstellungszyklus wird dabei lückenlos kontrolliert und dokumentiert. Gute Holzpellets erkennt man weiterhin an folgenden Anzeichen:

  • Hohe Festigkeit
  • Geringer Feinanteil
  • Geringer Ascheanfall
  • Hoher Ascheschmelzpunkt und damit geringe Verschlackung
  • Fachgerechte Anlieferung

Gelagert werden müssen Holzpellets luftig und trocken, da feuchtes Material zu Störungen im Brennkessel führen kann. Der Lagerraum sollte über einen Schrägboden mit 45 Grad Neigung und glattem Boden verfügen, wenn die Pellets automatisch über Förder- oder Schneckensysteme in den Brennraum transportiert werden. Nach jeder dritten Befüllung empfehlen sich eine gründliche Reinigung und die Entfernung der Feinanteile. 

Scheitholz

Scheitholz wird im Holzvergaser verfeuert. Je nach Gehölzart und Feuchtigkeitsgehalt variiert der Brennwert, auch die Emissionswerte unterscheiden sich. Hart- und Laubholz hat dabei einen höheren Brennwert als Weich- und Nadelholz. In modernen Holzvergasern kann nahezu jedes Brennholz eingesetzt werden, da die Verbrennungstemperaturen hoch und spezifische Eigenschaften der Hölzer kaum noch relevant sind. Als Faustformel für den Heizwert gilt unabhängig von der Holzart folgende Regel: Je höher der Wassergehalt im Holz (erkennbar zum Beispiel am hohen Gewicht), umso geringer die Heizleistung in kWh/kg. Scheitholz wird besonders umweltverträglich, wenn es über kurze Transportwege zum Verbraucher gelangt, weiterhin sollte man auf PEFC-zertifiziertes Holz achte, das ausschließlich in heimischen Wäldern geschlagen ist.

Alles außer Holz - nachwachsende Brennstoffe

Neben dem Brennstoff Holz, der in verschiedenen Formen verfeuert wird, gibt es noch weitere für Heizungsanlagen geeignete Energieträger:

  • Miscanthus oder Elefantengras gehört zu den sogenannten C4-Pflanzen. Die mehrjährige, schnellwachsende Pflanze ist ein idealer Biomasselieferant, da der Massenzuwachs weit über dem anderer Energiepflanzen liegt. 2,23 Kilogramm Miscanthus entsprechen dem Heizwert von einem Liter Heizöl. Aufgrund des reichen Ertrages lassen sich mit einem Hektar der Pflanze 6.000 bis 8.000 Liter Heizöl ersetzen. Nachteil des Brennstoffes ist der hohe Schlackeanteil in der Asche, dem kann jedoch mit entsprechender Technologie und der Zugabe von Kalk entgegengewirkt werden.
  • Getreide, auch als Energiekorn bezeichnet, wird speziell als Heizenergieträger angebaut, hat im Vergleich zum Elefantengras allerdings geringere Erträge und eine weniger hohe Energieausbeute. Die Verbrennung von Energiekorn ist je nach den Weltmarktpreisen für Getreide mehr oder weniger rentabel und wird zum Teil kontrovers diskutiert.
  • Stroh fällt bei der Getreideernte an. Zu Pellets verpresst, lässt sich das Biomaterial als preiswerter Energieträger verfeuern.
  • Schnellwachsende Hölzer wie Pappel oder Weide nehmen als Brennstoff ebenfalls an Bedeutung zu. Die sogenannten Kurzumtriebshölzer werden auf landwirtschaftlichen Flächen kultiviert, geerntet und gehäckselt und als Hackschnitzel verfeuert.

Biomasseheizungen mit staatlicher Förderung

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) kann unter bestimmten Bedingungen den Bau von Biomasseheizungen fördern. Vor dem Anlagenkauf sollten jeweils die aktuellen Förderbedingungen eingesehen werden. Grundsätzlich werden folgende Arten von Biomasseanlagen vom BAFA bezuschusst:

  • Holzpellets- und Hackschnitzelkessel
  • Holzpelletöfen mit Wassertasche
  • Kombikessel zum Betrieb mit Holzpellets, Holzhackschnitzel und Scheitholz
  • Emissionsarme Scheitholzvergaserkessel

Nicht gefördert werden Pelletöfen als Warmluftgeräte. Insgesamt richten sich die Kriterien für die Antragstellung nach der Art des Antragstellers. Unterschieden wird zwischen Basisförderung und Förderung von speziellen Anlagen in Abhängigkeit von der Anlagengröße.