Feinstaubentwicklung: CO2- neutrales Heizen mit Haken
Umweltgerechtes Heizen war auf der Mitte März in Essen zu Ende gegangenen Messe für Sanitär, Heizung, Klima und erneuerbare Energien (SHK) eines der Schwerpunktthemen. Aufsehen erregte eine Studie, die in Sachen Feinstaubentwicklung fossilen Brennstoffen bessere Noten gibt als dem nachwachsenden Heizmittel Holzpellet. Unrealistisch gemessen hätten die Wissenschaftler der Uni Stuttgart, hält der Deutsche Energieholz- und Pelletverband dagegen. VDI nachrichten, Essen, 26. 3. 10, rok –
Der vergangene strenge Winter mag der Grund dafür gewesen sein, dass auf der SHK 2010 beim Themenbereich umweltfreundliches Heizen weniger die Klimaerwärmung, d. h. die CO2-Minderung im Mittelpunkt des Interesses stand als die Reinhaltung der Luft. Für das Institut für wirtschaftliche Ölheizung (IWO) war das die Gunst der Stunde, auf eine Studie der Universität Stuttgart hinzuweisen, die belegt, dass bei der Feinstaubentwicklung die Heizverfahren mit fossilen Brennstoffen gegenüber der klimaneutralen Wärmeerzeugung mit Holzpellets besser abschneiden.
Generell genießt die Holzpelletheizung bei Umweltschützern hohes Ansehen. Die Wärmeerzeugung mit dem alternativen Brennstoff ist im Gegensatz zum Einsatz fossiler Energieträger weitgehend CO2-neutral, was vor allem Klimaschützer freut und auf der SHK 2010 in Essen auch von Anbietern entsprechender Heiztechnik ins Feld geführt wurde. Tatsächlich wird bei der Verbrennung der Holzpellets die Menge an Kohlendioxid (CO2) freigegeben, die der Rohstoff – also der Baumbestand im Wald – zuvor im Laufe seines Wachstums aufnahm. Die Verbrennung fossiler Energieträger dagegen setzt CO2 frei, das vor Millionen Jahren dem Kreislauf entnommen wurde.
„Feinstaubemissionen moderner Heizkessel“ lautet nun der Titel der Studie, die sich allerdings lediglich mit dem Aspekt der Reinhaltung der Luft beschäftigt und im Vergleich mit fossilen Energieträgern bei der Verbrennung von Holzpellets einen besonders hohen Anteil von Feinstaubentwicklung feststellt.
Erstellt wurde die vom IWO initiierte Untersuchung unter der Leitung von Dr.-Ing. Michael Struschka am Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK) der Universität Stuttgart
In einer Versuchsreihe hatten die Autoren der Studie den Feinstaubausstoß und die gasförmigen Emissionen von Heizkesseln im Leistungsbereich bis 20 kW ermittelt, und zwar mit den Brennstoffen Holzpellets, Heizöl und Erdgas. Bei den fossilen Brennstoffen kamen Heizöl „extraleicht“ (EL), Heizöl EL schwefelarm und Bioheizöl sowie Erdgas „hoher Qualität“ (H) zum Einsatz.
„Wir haben drei Wärmebedarfsprofile zugrunde gelegt, die kalte, mittlere und milde Wintertage repräsentieren,“ erläutern die Autoren der Studie. Der angenommene tägliche Heizbetrieb habe bei 16 Stunden ohne Warmwassererzeugung gelegen. In der Praxis entspreche dies dem Betrieb mit Nachtabsenkung.
Ergebnis: Holzpelletheizungen können im ungünstigsten Fall bis zu 1200-mal mehr Feinstaub emittieren als Öl- und Gasheizgeräte. Und auch beim Ausstoß von Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) schnitten Öl- und Gasheizkessel besser ab als Wärmeerzeuger, die mit dem nachwachsenden Brennstoff befeuert werden.
Das Ergebnis überrascht. Doch die Testreihe habe sich nicht – wie sonst üblich – auf den stationären Dauerbetrieb beschränkt, betonen die Autoren der Untersuchung. Denn in der Realität schwanke der vom Heizkessel abzudeckende Wärmebedarf – bedingt durch Tages- und Jahreszeiten – sehr stark. Deshalb sei – so Struschka – in dieser Versuchsreihe auch der Betrieb mit drei unterschiedlichen Wärmebedarfsprofilen und daraus resultierender taktender Betriebsweise simuliert worden. Zentrales Ergebnis: Sowohl im stationären Dauerbetrieb als auch unter Berücksichtigung der Start- und Stopp-Vorgänge im realitätsnahen Betrieb hätten die Schadstoffemissionen bei modernen Öl- und Gasheizungen auf einem sehr niedrigen Niveau gelegen.
Anders beim Pelletkessel: Der gemessene Ausstoß von Feinstaub liege bei dem alternativen Wärmeerzeuger durchweg höher als beim Öl- oder Gaskessel und nehme – so Struschka – im realitätsnahen Betrieb gegenüber dem eher unrealistischen Dauerbetrieb sogar noch einmal deutlich zu. So liegen beim Pelletkessel im günstigeren Fall des stationären Dauerbetriebs die Feinstaubemissionen mit 74 mg/kWh um den Faktor 430 höher als beim mit Heizöl EL schwefelarm betriebenen Ölkessel (0,17 mg/kWh).
Aber hier liege, so Martin Bentele, Geschäftsführer des Deutschen Energieholz- und Pellet-Verbandes (DEPV), die Fehlannahme der Forscher: Ca. 80 % der geförderten Pelletheizungen in Deutschland werden dem Verband zufolge mit Pufferspeichern betrieben, die die Zahl der Starts und Stopps der Heizung von den etwa 4000/a, wie sie für Gas- und Ölheizungen typisch sind, auf unter 1000/a drücken.
Beim Betrieb mit dem Wärmebedarfsprofil, das einen kalten Wintertag mit einer Kesselauslastung von 44 % repräsentiert, haben die Forscher beim Pelletkessel sogar bis zu 1200-mal mehr Feinstaub (114 mg/kWh) als beim Ölkessel mit schwefelarmem Heizöl (0,09 mg/kWh) gemessen. Diese Zunahme der Staubemissionen des Pelletkessels beim Betrieb mit Wärmebedarfsprofilen führen die Wissenschaftler der Universität Stuttgart vor allem auf das unter Emissionsgesichtspunkten ungünstige Startverhalten des Pelletkessels zurück, das beim Betrieb mit schwankendem Wärmebedarf natürlich häufiger auftritt.
Die Studie zeigt auch, dass Öl- und Gasheizungen erheblich weniger Kohlenmonoxid (HEL schwefelarm: 9 mg CO/kWh Erdgas H: 57 mg CO/kWh) sowie Stickoxide (Heizöl EL: 80 mg NO2/kWh Erdgas H: 48 mg NO2/kWh) ausstoßen als Pelletkessel. Der alternative Wärmeerzeuger emittierte im Dauerbetrieb 658 mg CO/kWh und 262 mg NO2/kWh. ELMAR WALLERANG
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