„Holzheizung“ – Versionsunterschied

Eine Holzheizung verbrennt Holz und erzeugt dadurch Wärme zum Beheizen von Räumen und Gebäuden. Sie ist eine Gebäudeheizung. Holz ist ein biogener Festbrennstoff.

Der Brennstoff Holz („Brennholz“) kann verbrannt werden in Form von Scheitholz, Stückholz, Holzbriketts, Holzpellets oder Hackschnitzeln. Stückholz wird seit jeher verbrannt; Pellets und Hackschnitzel werden in speziell dafür gebauten Öfen mit automatischer Beschickung verbrannt.

Holzheizungen können Wärme für ein ganzes Haus (Zentralheizung) oder für einen einzelnen Raum erzeugen. Teilweise dienen sie auch der Unterstützung der Heizung und werden nur gelegentlich betrieben (z. B. Kamine). Versorgt eine Anlage ein großes oder mehrere Gebäude, bezeichnet man sie als Heizwerk bzw. Biomasse- oder Holzheizwerk.

Die Emissionen durch Holzheizungen (Feinstaub, Kohlenmonoxid, Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) etc.^[1]) haben durch die stark gestiegene Nutzung von Holz als Brennstoff teilweise zugenommen. Es gibt (wie in anderen Bereichen auch, z. B. Verkehr, konventionelle Heizungen) Gesetze und Verordnungen zur Begrenzung dieser Emissionen. Für Kleinfeuerungsanlagen in Deutschland legt insbesondere die Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV) Grenzwerte fest; die letzte Neufassung ist seit dem 22. März 2010 in Kraft.

Einige Typen von Holzheizungen dienen dem Beheizen nur einzelner Räume.

Neuzeitlich isolierte Ein- und Zweifamilienhäuser brauchen deutlich weniger Wärme als Altbauten; man kann mit einem wasserführenden Kaminofen oder Kachelofen Wasser erhitzen und dieses in einem Pufferspeicher speichern, um es später (= zeitversetzt) in die Zentralheizung zu speisen. Einige ermöglichen auch das Erwärmen von Brauchwasser, z. B. zum Duschen oder Baden. Das Funktionsprinzip ist einfach: Im Heizeinsatz des Ofens wird Wasser an Wärmetauscherflächen erwärmt und bei Erreichen einer eingestellten Mindesttemperatur (meist um 65 °C) in einen Pufferspeicher gepumpt. Der Pufferspeicher fasst meist 500, 750 oder 1.000 Liter, abhängig von der Leistung des wasserführenden Ofens oder anderer Quellen (z. B. Solaranlage), die ebenfalls angeschlossen werden können. So kann je nach Wärmebedarf ein Einfamilienhaus noch über einen längeren Zeitraum mit Wärme versorgt werden, während der Ofen außer Betrieb ist. Bei wasserführenden Öfen haben sich im Laufe der Jahre hauptsächlich zwei verschiedene Systeme durchgesetzt:

• Nachgeschaltete Wärmetauscher nutzen die im Abgas des Ofeneinsatzes vorhandene Rauchgastemperatur;
• sogenannte Kesselgeräte erzeugen das Warmwasser direkt im wasserumspülten Brennraum.

Welches System im Einzelfall besser geeignet ist, hängt von der Relation des Wärmebedarfs im Aufstellraum des Ofens zur benötigten Wasserleistung ab. Eine falsche Auslegung der Anlage kann zum Überheizen des Aufstellraums führen, während die Wasserleistung zu gering ausfällt, um damit den Pufferspeicher zu bedienen. Umgekehrt kann es zum Überladen des Pufferspeichers kommen, während im Aufstellraum des Kachelofens nicht genügend Leistung zur Beheizung zur Verfügung steht. Kachelöfen mit nachgeschaltetem Wasserregister eignen sich eher für einen Altbau mit hohem Wärmebedarf im Aufstellraum des Ofens und leichter Heizungsunterstützung. Kesselgeräte kommen hingegen eher in Niedrigenergiehäusern zum Einsatz; dort ist oft eine relativ geringe Ofenleistung gefragt und eine relativ hohe Wasserleistung zum Bedienen eines großen Pufferspeichers.

Ein Kamin ist eine Vorrichtung zum Beheizen und dezenten Beleuchten eines Raums. Kamine sind vollständig in die Raumwand eingelassen oder ragen ein Stück in den Raum hinein. Der Feuerraum ist häufig zum Wohnraum hin offen und gibt die Wärme direkt an die Raumluft ab. Durch die hohe und nicht regelbare Luftzufuhr entstehen bei der Verbrennung verhältnismäßig viele Schadstoffe, die über einen Schornstein abgeführt werden. Bei geschlossenen Kaminen (Sichtscheibe) ist die Luftzufuhr regelbar; im Brennraum ist die Temperatur viel höher als bei offenem Feuer; dadurch ist der Wirkungsgrad um ein Mehrfaches besser. Kamine können über eine Warmluftumwälzung verfügen; diese erhöht die Heizleistung (und damit den Wirkungsgrad) etwas.

Ein Kaminofen ist ein Ofen für fossile oder biogene Brennstoffe. Meist stehen Kaminöfen vor einer Wand (nicht in der Wand eingebaut) im Wohnraum und haben eine geschlossene Brennkammer. Sie sind aus Gusseisen oder Stahlblech gefertigt und haben oft Glasscheiben für freie Sicht in den Feuerraum. Kaminöfen können als Dauerbrandofen oder als Zeitbrandofen ausgeführt sein, die durch eine Tür manuell mit Brennstoffen befeuert werden. Die Luftzufuhr lässt sich meist über Schieberegler oder Luftklappen regeln. Der Wirkungsgrad der effizientesten Kaminöfen erreicht über 80 %.

Ein Kachelofen ist im Allgemeinen ein aus Schamottesteinen gesetzter Zimmerofen, der mit Kacheln verkleidet ist. In ihm kann man Stückholz und Holzbriketts verheizen, in manchen auch Kohle. Ein Kachelofen wird auch Speicherofen genannt, weil er eine große Speichermasse (z. B. Ton, Kacheln usw.) hat. Diese Masse nimmt Wärme auf, speichert sie und gibt sie bei einer Temperatur von 80 bis 125 °C an die Raumluft ab. Zwischen dem Zeitpunkt des Anzündens und dem Beginn der Wärmefreisetzung liegt einige Zeit.

Ein Heizungsherd ist ein Kaminofen mit integrierter Kochstelle und gelegentlich auch mit Backfach. Wasserführende Modelle können an die Heizungsanlage angeschlossen werden und versorgen so einen Heißwasserspeicher, Pufferspeicher und/oder das Wohnhaus mit Wärme. Heizungsherde bieten, ebenso wie Kaminfeuer, die Möglichkeit, das Feuer im Brennraum zu betrachten. Nach der neuen Ersten Bundesimmissionsschutzverordnung (1. BImSchV) sind in Deutschland für Heizungsherde Mindest-Wirkungsgrade von 75 % vorgesehen. Neben der Anwendung in Wohnhäusern werden sie in Ferienhäusern auch zur Komplettheizung eingesetzt. In Europa erfolgt die Sicherheits- und Emissionsprüfung einheitlich gemäß der DIN EN 12815.

Der Wirkungsgrad der o. g. Öfen kann durch einen Abgaswärmetauscher verbessert werden, mit dem die Öfen in die Zentralheizung eingebunden werden. Es gibt auch Ofenrohre mit Kühlrippen oder ähnlichem; gängige Bezeichnungen sind Warmlufttauscher, Abgaskühler oder Abgaswärmetauscher.

Zentralheizung nennt man eine Heizung, die mehrere Räume oder ein ganzes Gebäude beheizen kann. In der Regel dient Wasser wegen seiner guten Eignung (gut verfügbar, ungefährlich, hohe spezifische Wärmekapazität) als Wärmeträger bzw. -überträger und in Pufferspeichern oft auch als Wärmespeicher.

Holzvergaserkessel haben einen höheren Wirkungsgrad und deutlich niedrigere Emissionswerte als die Naturzugkessel, da ein geregeltes Gebläse für eine optimale Luftzufuhr bei der Verbrennung sorgt. Der Holzvergaserkessel wird einmal gefüllt („beschickt“) und brennt dann über mehrere Stunden aus. Der Pufferspeicher sollte so groß sein, dass der Kessel über die gesamte Brenndauer im energetisch günstigen Volllastbetrieb arbeiten kann. Die gespeicherte Wärme kann anschließend über einen längeren Zeitraum (mehrere Tage) bedarfsgerecht abgerufen werden. Der Heizwasserkreislauf eines älteren Einfamilienhauses kann mehrere hundert Liter Wasser enthalten (große Rohrdurchmesser; Heizkörper mit viel Wasserinhalt); auch er kann einen Teil der Wärme puffern. Neubauten haben dagegen relativ wenig Wasser im Kreislauf.

Naturzugkessel werden durch die mit einem Temperaturregler verbundene oder von Hand eingestellte Öffnung einer Klappe geregelt. Man kann die Leistung regeln; wenn das Feuer „zu wenig Luft“ bekommt, kann es zu einer unvollständigen Verbrennung (=> erhöhte Emission von Kohlenmonoxid etc.) kommen. Wenn die freigesetzte Heizenergie über dem aktuellen Bedarf liegt, braucht man einen Pufferspeicher. Naturzugkessel sind als Alleinheizung oder kombiniert mit einer bestehenden Öl-, Gas- oder Pelletheizung einsetzbar.

Holzpelletkessel bieten den Komfort der klassischen Öl- oder Gasheizung, weil der Betrieb automatisierbar ist (Beschickung durch Förderschnecke, Entzündung durch Heißluft und Kesselreinigung durch Rütteln). Aufgrund des definierten Grades an Restfeuchte der Holzpellets und geregelter Verbrennung entstehen geringe Aschemengen. Moderne Pelletheizungen haben einen höheren Wirkungsgrad und geringere Abgaswerte als andere Holzfeuerungen.

Holzhackschnitzelkessel bieten ebenfalls den Komfort der klassischen Öl- oder Gasheizung, weil der Betrieb automatisiert ist (Beschickung mit Holzhackschnitzeln durch Förderschnecke, Entzündung durch Heißluft und Kesselreinigung durch Rütteln). Aufgrund der geregelten Verbrennung (mittels Lambdasonde) entstehen geringe Aschemengen.

Holzheizungen emittieren prinzipbedingt mehr Feinstaub, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Ruß als Gas- oder Ölheizungen vergleichbarer Leistungen.

Wenn die Abgase viele Ruß- oder Aschepartikel enthalten, sieht der Rauch grau aus. Anhand des Grautons kann der Rußgehalt geschätzt werden. Je dunkler der Grauton, desto höher ist der Rußgehalt. Weißer Rauch entsteht durch Wasserdampf, der nach dem Austreten aus dem Schornstein kondensiert oder bereits als Nebelkondensat-Aerosol austritt. Bei der Verbrennung von feuchtem Holz wird Wärme zur Verdampfung des Wassers verbraucht, dies senkt die Flammentemperatur und behindert eine Nachverbrennung flüchtiger organischer Verbindungen (siehe dazu auch Kaminofen#Luftzufuhr und Kachelofen#Unvollständige Verbrennung), wodurch infolge unvollständiger Verbrennung (siehe auch Schwelen) Ruß und im abgekühlten Rauchgas Wasserdampf entsteht. Viele Schadstoffdämpfe oder -gase – wie etwa Kohlenmonoxid – sind farblos und daher unsichtbar. Eine genaue quantitative Bestimmung der Schadstoffe ist nur messtechnisch möglich.

Bei der Verbrennung von Öl, Gas und Holz entstehen stets auch kleine Mengen Kohlenmonoxid (CO) (durch unvollständige Verbrennung). In der Atmosphäre wird es schnell verdünnt. Kohlenstoffmonoxid kommt in natürlichen und künstlichen Umgebungen vor, wirkt aber als Treibhausgasvorläufersubstanz. Eine typische Konzentration in der Atmosphäre sind 0,1 ppm.^[2] In Wohngebäuden liegt die normale Konzentration bei 0,5 bis 5 ppm, wobei in der Nähe von Gasbrennern Konzentrationen von bis zu 15 ppm auftreten können. Holzfeuer in Kaminen können bis zu 5 ‰ Kohlenstoffmonoxid (= bis zu 5000 ppm) freisetzen.^[3]

Das von Holzheizungen freigesetzte Kohlendioxid wurde zuvor während des Wachstums vom Baum aufgenommen und ist somit Teil des Kohlenstoffzyklus. Der Transport des Holzes zum Ort der Verbrennung verursacht unter Umständen eine gewisse Menge CO₂, z. B. durch Transport mit einem Kraftfahrzeug.

In Europa wird vor allem das erhöhte gesundheitliche Risiko diskutiert, das mit dem zunehmenden Einsatz von Holzfeuerungen verbunden ist, die im Zusammenhang mit den erneuerbaren Energien als „nachhaltige“ Form der Energienutzung propagiert werden.^[4]

Etwa von 2000 bis 2005 wurden Feinstaubreduktionen mittels emissionsärmerer Formen der Holzverbrennung durch eine Zunahme der Holzverfeuerungsanlagen zunichtegemacht. Die Feinstaubemissionen aus Holzfeuerungsanlagen überstiegen nach einer Untersuchung des Umweltbundesamtes die Emissionen aus dem Straßenverkehr (nur Verbrennung) von 22.700 Tonnen.^[5]

Um das Problem der Feinstaubemissionen durch Holzverbrennung zu reduzieren, hat der Gesetzgeber in Deutschland beschlossen, dass Anlagen, die vor dem 1. Januar 1975 zuletzt einer Typenprüfung unterzogen wurden, entweder bis Ende 2017 nachgerüstet oder stillgelegt werden müssen. Auflagen für neuere Anlagen wurden 2010 in der Ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (1. BImSchV) beschlossen.

In Klein-Holzheizungen (private Kamine oder Öfen bis zu einer Nennleistung von 15 kW) dürfen nur die in § 3 der 1. BImSchV, Nr. 1 – 4 sowie 5a genannten Brennstoffe verwendet werden, also naturbelassenes, stückiges oder zu Presslingen verarbeitetes Holz. Die Verbrennung lackierter, gestrichener oder imprägnierter Hölzer ist verboten, weil dabei diverse Schadstoffe entstehen.

Die Verbrennung behandelter Hölzer kann nachträglich durch eine Rußprobe nachgewiesen werden, eine Überprüfung kann im Verdachtsfall stattfinden.

Mit der am 3. Dezember 2009 beschlossenen Novellierung der 1. BImSchV wurden Grenzwerte für Feinstaub (0,10 g Staub/m³) und andere Schadstoffe festgelegt. Seit 2015 gilt für Neuanlagen eine Verschärfung (0,02 g Feinstaub/m³).^[6]

Grenzwerte gelten für Anlagen ab 4 kW Leistung, ausgenommen Einzelraum-Feuerungsanlagen. Kommunen können Auflagen bei der Errichtung (bis hin zu Verboten) machen. So trat z. B. in Aachen im Oktober 2010 eine lokale Festbrennstoffverordnung für das Stadtgebiet in Kraft.^[7]

Von technischer Seite ist vor allem an eine Regelung der Verbrennungstemperatur und an eine Rauchgasreinigung zu denken.

Seit 1. September 2007 ist die revidierte Luftreinhalteverordnung (LRV) in Kraft. Sie enthält neue Grenzwerte für die Feinstaubemissionen von Holzfeuerungen.

Brennholz ist der älteste Brennstoff der Menschheit und wird seit ca. 400.000 Jahren genutzt. Der große Bedarf führte unter anderem auch zur Holzknappheit zum Ende des 18. Jahrhunderts in Mitteleuropa, eine Konsequenz war die Substitution von Holz durch fossile Energieträger im 19. und 20. Jahrhundert. Heute steigt die Bedeutung von Holz in dieser Hinsicht wieder an.

Rund die Hälfte (68,3 Millionen Kubikmeter) des jährlichen Rohholzaufkommens (135,4 Millionen Kubikmeter) fließt heute in die Erzeugung von Bioenergie.^[8] Holz wird in Deutschland derzeit vor allem für die Wärmebereitstellung genutzt, wobei Privathaushalte die größten energetischen Verbraucher von Holz darstellen (33,9 Mio. Kubikmeter Holz)^[9]. Im Wärmebereich ist Holz die wichtigste Quelle Erneuerbarer Energien. Holz lieferte im Jahr 2016 rund 114,5 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) Wärme^[10]. Rund neun Prozent des deutschen Wärmeverbrauchs im Jahr 2016 wurde damit durch Holzenergie gedeckt^[10]. Zusammen mit dem Biomasse-Anteil im Abfall, der in Müllverbrennungsanlagen verwertet wurde (0,9 Prozent des Wärmeverbrauchs), lieferte feste Biomasse allein 75 Prozent der erneuerbaren Wärme.

Holz wird hingegen nur zu einem geringeren Anteil auch zur Stromerzeugung genutzt. 2016 stammten 7 Prozent der Bruttostromerzeugung aus Bioenergie^[11]. Holz alleine machte im Jahr 2016 mit 10,9 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) einen Anteil von 0,005 Prozent aus^[10].

Im Verkehrsbereich spielt Holz spätestens seit dem Zweiten Weltkrieg keine Rolle mehr. Eine Wiederentdeckung der Maschinen mit Holzvergaser erlebte beispielsweise die Landwirtschaft während des Zweiten Weltkriegs, als Kraftstoffknappheit herrschte aber die Felder trotzdem bestellt werden mussten. Damals wurden Traktoren (z. B.: der Firma Lanz) wieder vermehrt mit Holzvergaser angetrieben. Allerdings war der Verbrauch von 1 Ster Holz pro Arbeitsstunde sehr hoch.

Holz ist nach der Wasserkraft die zweitwichtigste erneuerbare Energie der Schweiz.

Vom jährlichen Holzzuwachs in den Schweizer Wäldern wurde 2006/07 etwas mehr als die Hälfte genutzt. Würde das Potenzial ausgeschöpft, könnte Holz 5 % des gesamten Energieverbrauchs oder 10 % des Wärmebedarfs decken.

Insgesamt deckte die Holzenergie 2005 rund 3,4 % des Gesamtenergiebedarfs oder rund 7 % des Wärmebedarfs. Die installierten Heizungen nutzten 2007 rund 3,8 Millionen Kubikmeter Holz zur Energiegewinnung.

Seit 1990 hat sich die Anzahl automatischer Holzheizungen in der Schweiz beinahe verdreifacht, ihr Holzverbrauch stieg anderthalb- bis zweifach. Daher tragen inzwischen auch in der Schweiz schlecht betriebene kleine Holzfeuerungen im Jahresmittel mehr zur Feinstaubbelastung bei als der Straßenverkehr.^[12]

Bei den Holzheizungen mit mehr als 50 kW Leistung stehen 19 % aller Anlagen der Schweiz im waldreichen Kanton Bern, gefolgt von Zürich (12 %) und Luzern (11 %). Auch bezüglich der gesamthaft installierten Leistung liegt Bern mit 15 % an der Spitze, vor Zürich (13 %) und Luzern (10 %). Dies erklärt sich auch dadurch, dass überwiegend Personen aus dem ländlichen Raum mit Holz heizen.

Im Februar 2008 wurde vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) das Deutsche Biomasseforschungszentrum gegründet.^[13]

1. ↑ Qualität und Quantität von Feinstäuben lassen sich mit einfachen Mitteln deutlich reduzieren (Memento des Originals vom 29. Oktober 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.lwf.bayern.de (PDF; 155 kB)
2. ↑ Carbon Monoxide. National Academy of Sciences, Washington, D.C. 1977, ISBN 0-309-02631-8, S. 29.  Fehler beim Aufruf der Vorlage:Cite book: Bei Nachname Autor wurde Parameter und Alias bzw. mehrere Aliase angegeben.
3. ↑ Green W: An Introduction to Indoor Air Quality: Carbon Monoxide (CO). United States Environmental Protection Agency, abgerufen am 16. Dezember 2008. 
4. ↑ Doubts cast on biofuels’ air quality claims Bericht vom 15. November 2011 bei www.euractiv.com (englisch)
5. ↑ Die Nebenwirkungen der Behaglichkeit: Feinstaub aus Kamin und Holzofen. Hintergrundpapier des Umweltbundesamtes, März 2006.
6. ↑ 1.BImschV, Fassung 2009 (PDF; 579 kB)
7. ↑ Ordnungsbehördliche Verordnung über den Betrieb von Einzelraumfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe(Aachener Festbrennstoffverordnung – FBStVO) vom 29. September 2010
8. ↑ Thünen 'Welche Rolle spielt das Energieholz', Seite 10, zitiert hier Mantau 2012. (PDF) Abgerufen am 12. Juli 2017. 
9. ↑ Thünen, Rohstoffmonitoring Holz. Abgerufen am 12. Juli 2017. 
10. ↑ ^{a b c} AGEE Stat, Zeitreihen zur Entwicklung Erneuerbarer Energien in Deutschland. (PDF) Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 17. Mai 2017; abgerufen am 12. Juli 2012.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.erneuerbare-energien.de 
11. ↑ AG Energiebilanzen e.V., Stromerzeugung nach Energieträgern 1990-2016. (Download als pdf). Abgerufen am 12. Juli 2017. 
12. ↑ Möglichkeiten zur Emissionsreduktion für kleine Feuerungen, abgerufen am 28. Januar 2012.
13. ↑ Archivierte Kopie (Memento des Originals vom 29. Oktober 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.dbfz.de

Wiktionary: Holzheizung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• energieberatung.ibs-hlk.de: Erläuterungen zu den speziellen Kesselarten und Brennstoffkombinationen
• Umfassende Informationen des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) zur 1. BImSchV - Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes. In: gesetze-im-internet.de. 26. Januar 2010, abgerufen am 28. Dezember 2018. .
• Umfassende Informationen zum Anheizen und von Holzfeuerungen mit Flammenbildern, zur Vermeidung von Wirkungsgradverminderungen bei Szoltán Faragó (private Website), Menüpunkt Kaminfeuer
• Energie aus dem Kaminofen – Energiegehalt verschiedener Holzarten im Vergleich mit Heizöl und Erdgas. Ein kostenfreies WebApp für Nutzer von Kaminöfen, entwickelt für iPhone und Safari
• Das richtige Heizen mit einem Kaminofen muss gelernt sein

zu PAK:

• Polyzyklisch aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)