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Wärme aus Biomasse im Einfamilienhaus

Wärme aus Holz wird in Deutschland vor allem durch Kleinfeuerungsanlagen im Leistungsbereich von ca. 15 Kilowatt (kW) bis 1 Megawatt (MW) Leistung gewonnen. Sie werden überwiegend in Ein- oder Zweifamilienhäusern eingesetzt und lassen sich in Stückholz-, Hackschnitzel- und Holzpelletfeuerungen einteilen. Die traditionelle Form einer Heizanlage im häuslichen Bereich ist die Stückholzbefeuerung im handbeschickten Kamin. Alte Öfen verbrennen das eingesetzte Holz oft jedoch nicht optimal und überschreiten im schlimmsten Fall auch die Grenzwerte für Feinstaubemissionen.

Pellets: Modernes Heizen mit Holz

Die effizienteste und sauberste Form der Wärmeerzeugung aus Holz für den Bedarf von Ein- und Mehrfamilienhäuser sind vor diesem Hintergrund Holzpelletheizungen. Holzpelletkessel bzw. -öfen verbrennen wenige Zentimeter lange, ca. 7 mm dünne Holzpresslinge, die so genannten Pellets. Holzpellets werden ohne chemische Bindemittel aus getrocknetem, naturbelassenem Restholz (Sägemehl, Hobelspäne, Waldrestholz) gepresst. Einzelne Pelletöfen können sowohl manuell als auch automatisch je nach Heizbedarf mit Holzpellets beschickt werden.

Pellet-Zentralheizungen können in größeren Wohnhäusern z.B. statt einer Ölheizung im Heizungsraum installiert werden. Vollautomatische Anlagen sind über eine Förderschnecke oder ein Saugsystem mit einem Lagerraum oder -behälter verbunden, aus dem die Pellets je nach Bedarf zum Heizkessel transportiert werden. Im Idealfall muss der Lagerraum nur einmal im Jahr mit Hilfe eines Pellet-Tankwagens aufgefüllt werden. In Bezug auf ihren Bedienkomfort kann die Pelletheizung ohne weiteres mit einer herkömmlichen Ölheizung konkurrieren.

Die Pellets werden mittels einer Förderschnecke oder einem Saugsystem vollautomatisch aus dem Vorratsbehälter in den Verbrennungsraum gefördert und elektrisch gezündet. Die Menge der eingetragenen Pellets wird hierbei durch die Heizleistung bzw. gewünschte Raumtemperatur bestimmt. Bei hochwertigen Anlagen steuert eine digital-elektronische Überwachung das optimale Verhältnis von Verbrennungsluft, Pelletsmenge und Betriebstemperatur und führt dadurch zu einem exakt aufeinander abgestimmten Verbrennungsvorgang mit geringen Emissionen und hohen Wirkungsgraden von bis zu 95 %.

Pufferspeicher sind bei der Installation von Pellet-Zentralheizungen sinnvoll. Durch den Einbau eines Pufferspeichers ist es möglich, die Zahl der Brennerstarts zu reduzieren und den Heizkessel ausschließlich im Volllastbetrieb laufen zu lassen. Dies erhöht den Wirkungsgrad und reduziert die Emissionen der Verbrennung. Gerade für Gebäude mit einem niedrigen Wärmebedarf ist der Einbau eines Pufferspeichers sehr empfehlenswert. Insgesamt gesehen erhöht der Einbau eines Pufferspeichers den Komfort der Anlage.

Holzpelletheizungen unterstützen ideal eine kleinere solarthermische Anlage und machen damit eine ausschließliche Wärmeversorgung mit Erneuerbaren Energien noch leichter.

Wärme aus Biomasse im Nahwärmenetz

Auch ganze Siedlungen lassen sich effizient mit Wärme aus Biomasse versorgen. Mit Hackschnitzeln oder anderem Holz betriebene Heizwerke oder Heizkraftwerke speisen Wärme in ein Nahwärmenetz ein. In Nahwärmenetzen oder großen Gebäuden kann die Wärme ebenso aus dezentralen, mit Pflanzenöl oder Biogas betriebenen Blockheizkraftwerken (BHKW) genutzt werden. Dabei wird gleichzeitig Strom in Kraft-Wärme-Koppelung erzeugt.

Das bedeutet, dass die bei der Stromerzeugung grundsätzlich anfallende Wärme ausgekoppelt und mit genutzt wird. Die Wärme fließt vom Blockheizkraftwerk in ein Nah- oder Fernwärmenetz. Die einzelnen Haushalte sind statt mit einer eigenen Kleinfeuerungsanlage durch einem Hausanschluss direkt mit der Leitung des Wärmenetzes verbunden. Durch die Nutzung von Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Koppelung werden im Verhältnis zur eingesetzten Primärenergie, d.h. zur jeweils genutzten Biomasse, sehr hohe Wirkungsgrade (bis zu 80 % und mehr) erzielt. Die Energie, die in der Biomasse steckt, wird damit besonders effizient genutzt.

Grundsätzlich kann die Kraft-Wärme-Koppelung auch in Mini-BHKWs (1 – 10 kW Leistung) direkt in Ein- und Mehrfamilienhäusern erfolgen. Diese Mini- oder Mikro-BHKWs verbrennen z.B. Biogas oder Holzpellets, um Strom und Wärme zu erzeugen.

Größere Heizkraftwerke mit über 0,5 Megawatt (MW) Leistung funktionieren ähnlich wie konventionelle Kraftwerke. Holzhackschnitzel werden in einer Brennkammer verfeuert. Die heißen Verbrennungsgase erhitzen Speisewasser, wobei Hochdruckdampf entsteht, der eine Dampfturbine antreibt. Diese erzeugt dadurch sowohl Strom als auch Abwärme, die über ein Nah- oder Fernwärmenetz zu den Verbrauchern geleitet werden kann.

Bei einem Verbrauch von 40.000 t Holz oder anderer Biomasse erzeugt ein Heizkraftwerk mit 5 MW Leistung jährlich rund 30 Millionen Kilowattstunden Strom und 50 Millionen Kilowattstunden Wärme.