Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Wer sich für eine Biomasseheizung entscheidet, steht vor der Wahl: Welchen Brennstoff will ich nutzen? Welche Leistung muss der Heizkessel haben? Mit welchem Feuerungssystem soll der Heizkessel betrieben werden? Kann ich den Heizkessel eventuell mit einer thermischen Solaranlage kombinieren? Muss ich einen Wärmespeicher ("Pufferspeicher") installieren? Die Auslegung von Zentralheizungsanlagen, die mit Biomasse als Brennstoff betrieben werden, sollten einer Fachkraft überlassen werden. Adressen nennen die Kesselhersteller sowie der Fachverband SHK. Eine Qualifizierung von Fachbetrieben der Pelletbranche führt das Deutsche Pelletinstitut durch. Jede Bauherrschaft sollte sich im Vorfeld jedoch auch selbst über Techniken, Brennstoffe und Preise erkundigen. Eine Möglichkeit dazu bietet die Informationsveranstaltung "Wärmegewinnung aus Biomasse", die monatlich, im Winter auch wöchentlich beim Technologie- und Förderzentrum in Straubing angeboten wird. Zu den vielfältigen rechtlichen Rahmenbedingungen, die bei der Auslegung und beim Bau und Betrieb von Heizanlagen zu berücksichtigen sind, geben Rechtsdatensammlungen Auskunft.

 

Installateur, Planer und Kesselhersteller in der Verantwortung

Die hohen Qualitätsanforderungen an Emissionsschutz und Energieeffizienz, die unter anderem mit den Anforderungen der 1. BImSchV gegeben sind, machen eine fundierte Planung und Auslegung der Heizanlage erforderlich. Wichtig ist eine gesamtverantwortliche Leistung aus einer Hand. Der Installateur oder Planer muss eine fundierte Grundlagenermittlung durchführen. Die abzudeckende Leistung, der Jahres-Energiebedarf und der Temperaturbedarf müssen sorgfältig ermittelt werden. Bei bestehenden Objekten kann dies beispielsweise anhand mehrjähriger Verbrauchsdaten erfolgen. Auf Basis dieser Grundlagen wählt der Installateur oder Planer eine bedarfsgerechte und mit dem Betreiber abgestimmte Lösung, die den Anforderungen am besten entspricht.

Nach der Fertigstellung der Anlage erfolgt die Inbetriebnahme durch den Kesselhersteller, den Installateur und den Schornsteinfeger: das Entzünden des Feuers, die Funktionsprüfung und die Abnahme von Heizkessel, Fördertechnik und Schornstein. Dabei empfiehlt es sich, die Einstellwerte schriftlich zu dokumentieren und anschließend eine systematische Betriebsoptimierung vorzunehmen. Der Hersteller des Heizkessels hat eine Garantie vorzulegen, aus der u.a. hervorgeht, dass der Holzheizkessel und das Brennstofftransportsystem mit einem bestimmten Referenzbrennstoff einwandfrei funktionieren, die vertraglich vereinbarten Leistungswerte erbracht werden und die Schadstoffemissionen des Wärmeerzeugers die zulässigen Grenzwerte in keinem Betriebsfall überschreiten. Der Referenzbrennstoff ist zumindest anhand der Brennstoffart, der Stückigkeit und des Wassergehalts unter Bezugnahme auf die aktuell gültige Norm zu definieren und vertraglich zu vereinbaren.

Grundsätzlich empfiehlt sich eine Begleitung mit dem Qualitätsmanagementsystem QM Holzheizwerke. Neben QMstandard, einem Qualitätsmanagement für Biomasseheizwerke mittlerer und großer Leistung, wird das speziell für Heizanlagen kleiner Leistung entwickelte QMmini angeboten. Beide Instrumente dienen zur Verbesserung der Qualität der Bioenergieanlagen, indem sie bestimmte Planungsstandards vorgeben. Ziele sind unter anderem ein besseres Betriebsergebnis und eine Erhöhung der Effizienz der Anlagen. Besonders interessant sind die standardisierten hydraulischen Schaltungen, die von QM Holzheizwerke als bewährte Planungsgrundlage vorgestellt werden, sowie die FAQ's, in welchen vielfältige Fragestellungen zur Gestaltung und zur Auslegung der hydraulischen Anlage beantwortet werden.

 

Feuerungstechniken, Dimensionierung der Wärmeerzeuger

Für die Verbrennung von Biomasse stehen verschiedene Feuerungssysteme zur Verfügung, wobei die Art und Beschaffenheit des Brennstoffs sowie die erforderliche Leistung der Feuerungsanlage ausschlaggebend für die Wahl eines bestimmten Systems sind. Im kleinen und mittleren Leistungsbereich sind für die Verbrennung von Holz vor allem Festbettfeuerungen üblich, insbesondere Unterschubfeuerungen und Rostfeuerungen mit Vorschubrost.

Bezüglich der Dimensionierung der Wärmeerzeuger gilt der Grundsatz, dass die Leistung des Holzheizkessels so gewählt werden sollte, dass dieser eine möglichst große Auslastung erzielen kann.

 

Hydraulik und Wärmespeicher

Das Qualitätsmanagementsystem QM Holzheizwerke nennet eine Reihe bewährter hydraulischer Schaltungen für Holzheizungen und empfiehlt diese als Qualitätsstandard.

 

Nicht nur bei Scheitholz- sondern auch bei Hackschnitzelheizungen ist die Einbindung eines Wärmespeichers zumeist sinnvoll. Der Speicher dient der hydraulischen Trennung von Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung. In aller Regel reagieren nämlich auch automatisch beschickte Holzheizkessel zu träge, um den schwankenden Leistungsanforderungen der Verbraucher unmittelbar folgen zu können. Der Speicher sorgt für einen Ausgleich, das Speicherlademanagement hält stets ausreichend Puffer im Speicher bereit. Letztendlich sorgt der Speicher für einen kontinuierlicheren Betrieb der Holzfeuerung; dies dient nicht nur der Verminderung von Schadstoffemissionen sondern reduziert auch die Instandhaltungskosten und verbessert die Auslastung des Holzheizkessels.


Der Speicher sollte in der Regel so dimensioniert werden, dass er die Wärme aufnehmen kann, die der Holzheizkessel während einer Stunde Vollbetrieb bereitstellt. Bei Betrieb mit mehreren Holzheizkesseln gilt dies für den leistungsstärkeren Heizkessel. Eine etwas größere Speicherdimensionierung kann in Ausnahmefällen sinnvoll sein, z.B. wenn extreme Lastspitzen zu erwarten sind oder sehr feuchter Brennstoffe verwendet werden soll. Auf den Speicher kann eventuell verzichtet werden, wenn eine sehr gleichmäßige Last bedient wird.


Verordnung fordert Speicher:
Für automatisch beschickte Biomasseheizanlagen, die in den Geltungsbereich der 1. BImSchV fallen ist ein Speichervolumen von mindestens 20 Litern je kW gesetzlich vorgeschrieben (vgl. § 5 Abs. 4 der 1. BImSchV). Dabei gelten einzelne Ausnahmen.


Speicher im Schwachlastbetrieb mit kleinster Leistung laden:
Im Schwachlastbetrieb sollte der Speicher stets mit der kleinsten Leistung geladen werden, damit der Holzheizkessel möglichst lange möglichst gleichmäßig in Betrieb ist und die besonders emissionsreichen An- und Abfahrvorgänge so wenig wie möglich durchfahren werden.

 

Abgasreinigung

Bevor das Abgas der Biomassefeuerungsanlage an die Umgebung abgegeben wird, müssen Schadstoffe herausgefiltert werden. Bei Biomasseheizwerken sind dies insbesondere Staubpartikel, eventuell auch Stickoxide. Außerdem sollte eine Rückgewinnung der im Abgas enthaltenen Wärme geprüft werden.

 

Brennstoffqualität

Sowohl die Funktion der Anlage als auch ihr Emissionsverhalten hängen von der Qualität der verwendeten Brennstoffe ab. Der Brennstoff muss den Vorgaben des Anlagenherstellers entsprechen, gerade bei häuslichen Feuerstätten ist die Einhaltung einer gleichbleibenden hohen Brennstoffqualität wichtig. Grundlage ist die Verwendung genormter Qualitätsbrennstoffe.

 

Publikationen, Literatur

VDI-Richtlinie 6012 Blatt 2.1 Biomassefeuerungsanlagen (für Holzheizanlagen bis max. 500 kW Nennwärmeleistung)

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen; Gülzow 2013

Burkhardt, W.; Kraus, R.: Projektierung von Warmwasserheizungen; Essen 2011

Albers, Karl-Josef (Hrsg.): Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik; Berlin 2016