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Typen von Holzheizungssystemen |
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Holzheizungen stellen sowohl in Österreich, als auch in der EU den bei weitem größten Beitrag zur energetischen Nutzung von Biomasse dar. In keinem anderen Bereich der Biomassenutzung konnten ähnlich dramatische technologische Verbesserungen erzielt werden, wie im Bereich der Holzheizungen. Die Emissionen von Scheitholz- und Hackgutkesseln konnten von rund 20.000 mg CO/m³ auf Werte unter 100 mg CO/m³ gesenkt werden, während der Wirkungsgrad von 55% auf rund 90% stieg. Derzeit stellen Holzheizungen eine effiziente und relativ wettbewerbsfähige Art der Nutzung von Biomasse dar. Dies liegt daran, dass das Preisniveau konkurrierender Energieträger für die Beheizung von Häusern relativ hoch ist - jedenfalls viel höher als im Bereich der Elektrizitätserzeugung. Eine Reihe unterschiedlicher technischer Konzepte zur Beheizung von Häusern mit Holz sind verfügbar: verbesserte Kachelöfen, Scheitholzvergaserkessel, Hackgutkessel, Pelletkessel und Pelletöfen. Verbesserungen bei der Gebäudeisolierung führen zu einer bedeutenden Reduktion des Brennstoffverbrauchs. Dies verringert auch den Aufwand und den erforderlichen Lagerplatz für Holzbrennstoffe, die früher wesentliche Nachteile dieser Technologie darstellten. Auf technischer Ebene ist vom Allesbrenner zum modernen Scheitholzkessel bereits ein Quantensprung im Komfort und der Technik gelungen. Speziell mit der Entwicklung vom Scheit über das Hackgut zu den Pellets ist es außerdem gelungen, einen rieselfähigen Holz-Brennstoff anzubieten, der sich bei der Förderung wie eine Flüssigkeit, z.B. wie Öl, verhält. D.h. Holz wird in Form von Pellets mit dem Tankwagen angeliefert und mittels Tankschläuchen in den Pelletstank gepumpt. Außerdem wurden diese Kessel mit automatischer Zündung ausgestattet und somit zu vollautomatischen Anlagen. Damit wurde auf Basis Holz ein Heizungssystem geschaffen, das denselben Komfort wie Heizöl bietet (abgesehen von der periodischen Ascheentleerung, die aber auch durch den Rauchfangkehrer erfolgen kann). Um die Qualität der Holzkessel sicherzustellen, wurde beispielsweise im Land Steiermark eine sehr strenge Typengenehmigung eingeführt, die als strengste Europas gilt und richtungsweisend ist. Die Typenprüfung ist durch die Feuerungsanlagen-Genehmigungsverordnung der Steiermärkischen Landesregierung geregelt, zu erkennen ist die genehmigte Anlage an einer Plakette entsprechend Abbildung 2.
Weiterführende Literatur: "Moderne Holzheizungen: Neue Technologien - neue Marktchancen" (siehe Anhang) Die folgenden Kapitel zeigen auf, welche technischen Möglichkeiten es heute gibt, Holz als modernen Brennstoff zu nutzen.
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KachelöfenKachelöfen waren die effizientesten traditionellen Holzheizungen. Moderne Entwicklungen haben zu signifikanten Verbesserungen des technischen Designs von Kachelöfen geführt, die zu bedeutenden Emissionsreduktionen und zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades beigetragen haben. Der Bedienungskomfort konnte durch die automatische elektrische Zündung und eine Reihe anderer automatischer Bedienungselemente wesentlich vereinfacht werden. Kachelöfen sind die populärsten Zusatzheizungen in Österreich, und eine ausgezeichnete Lösung für Niedrigenergiehäuser. Ihr Preis schwankt stark je nach Design. Einfache Designs können kostengünstiger als Scheitholzvergaserkessel sein. Kontakt: Kachelofenverband
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Pelletkessel und PelletöfenHolzpellets sind ein homogener Brennstoff mit hoher Energiedichte, der die Konstruktion einfacher und kostengünstiger Kessel ermöglicht. Sie benötigen weniger Lagerraum und bieten denselben Heizkomfort, wie Öl- und Gaskessel. Pelletkessel weisen derzeit die höchsten Wachstumsraten im Bereich der Biomassekessel auf. Pellets können auch in Kaminöfen verwendet werden und eine komfortable und kostengünstige Zusatzheizung, z.B. zu existierenden elektrischen oder fossilen Heizsystemen darstellen. Der Preis von Pelletkesseln liegt derzeit bei rund ATS 100.000, der Preis von Pelletöfen bei rund ATS 35.000. Pellets kosten etwa 400 ATS pro MWh Rohenergie. Neue Kesselkonzepte erlauben die wahlweise Befeuerung sowohl mit Pellets als auch mit Scheitholz. Weiterführende Literatur: "Praktische Ratgeber: Automatische Holzfeuerungen" (siehe Anhang)
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Scheitholzkessel-HolzvergaserkesselDas Bild zeigt das Schema eines Scheitholzkessels der neuesten Generation. Die Holzverbrennung erfolgt in einem zweistufigen Prozess: Vergasung in der 1. Stufe und Hochtemperaturverbrennung in einer eigenen Brennkammer in der 2. Stufe. Um eine saubere Verbrennung sicherzustellen, verwenden die meisten Hersteller eine Lambdasonde, d.h. der Restsauerstoff im Rauchgas wird gemessen, um die optimale Menge an Sekundärluft über verstellbare Klappen der Verbrennung zuzuführen. Der Kessel wird generell bei Volllast betrieben und heizt Wasser in einem Pufferspeicher auf, aus dem eine kontinuierliche Wärmeabgabe erfolgt. Wenn thermische Solarkollektoren installiert sind, kann der Pufferspeicher im Sommer auch als Solarboiler dienen. Auf diese Weise kann auf sehr kostengünstige Weise 100%ige Wärmeenergiedeckung mit erneuerbarer Energie erzielt werden. Die neuesten Modelle von Scheitholzkesseln könnten auch ohne Pufferspeicher betrieben werden, da sie selbst bei 30% Teillast kaum signifikant höhere Emissionen aufweisen.
Der durchschnittliche Preis eines Scheitholzkessels inklusive Pufferspeicher für ein Einfamilienhaus liegt bei etwa ATS 80.000. Scheitholz kostet etwa ATS 350 pro MWh Rohenergie. Es kann zum Unterschied von Pellets und Hackgut auch im Freien gelagert werden. Weiterführende Literatur: "Praktische Ratgeber: Holzvergaserkessel" (siehe Anhang).
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HackgutkesselDer Vorteil von Hackgutkesseln liegt in ihrem automatischen Brennstoffbeschickungssystem, das einen ebenso hohen Komfort garantiert wie Öl- oder Gaskessel. Hackgutkessel nach Stand der Technik sind mit einer kontinuierlichen Leistungsregelung ausgestattet und benötigen keinen Pufferspeicher. Ein Nachteil von Hackgutheizungen ist der relativ große Raumbedarf für die Lagerung von Hackgut. Aufgrund der möglichen Unterschiede bei der Brennstoffqualität benötigen Hackgutkessel eine robuste mechanische Ausführung und eine hochwertige elektronische Steuerung. Aus diesem Grund sind sie deutlich teurer als Pellet- oder Scheitholzkessel. Sie sind dann zu empfehlen, wenn der Wärmebedarf so hoch ist, dass der Aufwand für Scheitholzbeschickung zu groß ist und Pellets ein zu teurer Brennstoff sind. Die mittleren Kosten einer Hackgutheizung mit 20 - 30 kW Leistung liegen bei ATS 150.000. Hackgut kostet ATS 27 – 34 pro MWh.
Hackgutfeuerungen sind vor allem dann interessant, wenn der Nutzer direkten Zugang zu günstigem Brennstoff hat. D.h. Hackgutheizungen sind die Wahl für Nutzer im bäuerlichen, forstwirtschaftlichen und holzbe- und verarbeitenden Bereich. Weiterführende Literatur: "Praktische Ratgeber: Hackgutfeuerungen" (siehe Anhang).
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Sonstige HolzheizungenNeben diesen Heizungstypen gibt es weitere Zentralheizungssysteme, die speziell für kleinere oder Niedrigenergiehäuser geeignet sind. Insbesondere:
Außerdem werden Holzheizungen im Wohnbereich zunehmend als Zusatzheizung verwendet, um den Flair und die wohlige Wärme der Holzheizung genießen zu können. Diese Systeme bieten sich in der Übergangszeit auch als Gesamtheizungssysteme an. Darunter fallen insbesondere:
Weiterführende Literatur: "Praktische Ratgeber: Kleinfeuerungen im Wohnbereich" (siehe Anhang).
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Fernwärme aus Biomasse - Fortgeschrittene Technologien für höchsten HeizkomfortDie Einführung von kleinen Biomassefernwärmeanlagen stellt einen der größten Erfolge im Bereich der erneuerbaren Energie in Österreich dar. Zwischen 1980 und 2000 wurden mehr als 500 Anlagen – vorwiegend im ländlichen Raum – errichtet. Derzeit werden pro Jahr rund 30 - 70 neue Anlagen errichtet. Entschlossene politische Unterstützung, die aktive Rolle regionaler Energieagenturen und der Landwirtschaftskammern und beachtliche Subventionen (30 - 50% der Investitionskosten) waren wichtige Faktoren für diesen Erfolg.
Biomassefernwärmeanlagen werden mit industriellen Holzabfällen und Waldhackgut befeuert. Die meisten der Anlagen werden durch landwirtschaftliche Genossenschaften betrieben, da viele Bauern auch Waldbesitzer sind, die Absatzmöglichkeiten für ihr Durchforstungsholz suchen. Konzentrierte F&E-Anstrengungen haben eine wichtige Rolle für den Erfolg gespielt, da sie zu wesentlichen Verbesserungen der Anlagentechnologie führten. Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf unterschiedliche Möglichkeiten zur Reduktion der Anlagenemissionen. Neue kostengünstige Technologien zur Minimierung von Feinstaubemissionen wurden entwickelt, an neuen Ansätzen zur Optimierung der Energieausbeute von Rauchgaskondensationssystemen wird derzeit gearbeitet (Obernberger, BIOS). Doch neben diesen Nahwärmenetzen ergeben sich insbesondere in Gebieten mit geringerer Siedlungsdichte – also in Bereichen wo Nahwärme nicht mehr wirtschaftlich ist – die Möglichkeit von sogenannten Mikronetzen. Diese Netze werden häufig im Rahmen von Holzenergie-Contracting oder bäuerlichen Wärmeverkäufermodellen im kleinen Leistungsbereich betrieben.
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Holzenergie-ContractingWas versteht man unter Holzenergie-Contracting-Projekten?Bei derartigen Modellen investiert eine bäuerliche Gruppe in die Biomasseanlage zuzüglich der baulichen Maßnahmen und mietet sich im Keller des Wärmeabnehmers ein. Der Betreiber ist für die Funktion, Wartung und Reparatur der Heizungsanlage verantwortlich. Der Wärmeabnehmer bezahlt wie bei einer Fernwärmeversorgung einen einmaligen Anschlusspreis sowie einen mittels Wärmezähler eruierten Wärmepreis. Der Wärmeabnehmer hat mit der Heizungsanlage keinen organisatorischen Aufwand. Umliegende Gebäude werden bei gutem Leistungsverhältnis (direkt oder indirekt mit Wärmetauscher) mitversorgt. Mit dem Holzenergie-Contracting soll die Umsetzung von Biomasseheizungen für Geschosswohnbauten, kommunale Gebäude und Gewerbebetriebe ermöglicht werden, ohne dass für den Interessenten die Investitionskosten zu tragen sind. Es wird vielmehr eine Art "Kleinst-Nahwärme-Anlage" geschaffen. Der Kunde erhält die Wärme zur Verfügung gestellt, ohne dass er sich um die Errichtung, Betrieb und Finanzierung der Anlage kümmern muss. Erfolg der Holzenergie-Contracting-ProjekteDie Eigendynamik und die hohe Anzahl realisierter Projekte zeigt den Erfolg dieses Modells. Ging Ende 1995 das erste derartige Projekt in Betrieb, so waren Ende 1999 bereits mehr als 40 derartige Modelle (mit ca. 4.000 kW Leistung) störungsfrei und mit hoher Akzeptanz in Betrieb. Sind bei solchen Projekten die Abnehmer derzeit meistens öffentliche Institutionen (Gemeindeamt, Kindergarten, Volksschule) oder private Wohngebäude, geht eine wesentliche Stoßrichtung jedoch in den Bereich der Versorgung von Geschosswohnbauten. Die anfängliche Skepsis von Seiten der Wohnbaugenossenschaften konnte ebenfalls bereits ausgeräumt werden. Kosten eines Holzenergie-Contracting-ProjektsDie Preise für derartige Modelle stellen sich derzeit wie folgt dar: Für die Betreiber (bäuerliche Gruppe) sind ca. 10 bis 15 % Eigenmittel aufzubringen - der Rest kann mit Anschlusserlösen und Investitionsförderungen (derzeit ca. 30 bis 40%) gedeckt werden. Hierbei können die betreibenden Landwirte für den Schüttraummeter Weichhackgut ATS 250 exkl. USt. erzielen bzw. die Wartungs- und Betreuungsarbeiten nach Stundensatzempfehlungen des Österreichischen Kuratoriums für Landtechnik und Landentwicklung (ÖKL) ca. ATS 100 pro Stunde verrechnen. Für die Abnehmer ergeben sich daraus übliche Biomassefernwärmetarife:
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