So finden Sie die passende Holzheizung
Letzte Aktualisierung: 16.09.2024
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Wir sparen für Sie bis zu 37% - durch unseren Experten-Vergleich!Die Hackschnitzelheizung (auch Holzhackschnitzelheizung) erzeugt Wärme aus dem Brennstoff Hackschnitzel. Weil Hackschnitzel geschreddertes Holz sind, gehört die Hackschnitzelheizung zu den Holzheizungen und Biomasseheizungen. Die Hackschnitzelheizung dient heute häufig als regenerativer Wärmeerzeuger in wassergeführten Zentralheizungen in einem Einfamilienhaus aber auch Mehrfamilienhäusern und Gewerbebetrieben eingesetzt.
Sie ist insbesondere dort sinnvoll einsetzbar, wo hohe Systemtemperaturen (z. B. schlecht gedämmte Altbauten mit Heizkörpern und hohem Wärmebedarf pro m2) erforderlich werden und Hackschnitzel günstig verfügbar sind. Dies ist insbesondere in ländlichen Regionen der Fall, in denen vermehrt Restholz in aus der Holzwirtschaft oder Waldpflege anfällt.
Bei diesem biogenen Festbrennstoff handelt es sich um naturbelassenes Holz mit und ohne Rinde, das ohnehin vorhanden ist und anderweitig keine Verwendung mehr findet. Das Holz fällt beispielsweise bei der klassischen Holzverarbeitung als sogenanntes Restholz an.
Auch Waldholz oder Schwemmholz kann zur Hackschnitzelproduktion verwendet werden. Mitunter stammt das Holz für Hackschnitzel auch von Kurzumtriebsplantagen (kurz: KUP). Dort pflanzt man besonders schnell wachsende Bäume als Rohstoffmasse an, die anschließend zu Papier, Zellstoff oder eben Hackschnitzeln verarbeitet wird.
Das Holz wird mit maschineller Hilfe zerkleinert, so dass die der Hackschnitzelheizung ihren Namen gebenden Hackschnitzel beziehungsweise Holzhackschnitzel entstehen.
Die Anforderungen an die Qualität der Hackschnitzel werden seit 2014 von der Brennstoffnorm EN ISO 17225-4 festgeschrieben. Sie gewährleisten einen Mindeststandard bei den Hackschnitzelheizungen. Unter anderem sollen Hackschnitzel
Der sogenannte Brennwert von Holzhackschnitzeln hängt Großteils vom Wassergehalt ab, der in ihnen steckt. Aber auch die Holzart nimmt Einfluss auf den Brennwert. Es gilt: Harten Laubhölzern wie Buche, Esche und Eiche wird ein gutes Verhältnis von Volumen und Energie zugeschrieben.
Der Brennstoff Hackschnitzel ist den Holzpellets recht ähnlich. Unter anderem wegen ihrer inhomogeneren Zusammensetzung allerdings steckt in Holzhackschnitzeln nicht so viel Energie wie in Holzpellets. Daraus resultiert auch der größere Platzbedarf im Brennstofflager: Bei gleichem Energiegehalt brauchen Holzhackschnitzel demnach mehr Lagerplatz als Pellets.
Expertenwissen: Zur Lagerung der Hackschnitzel sollten Sie wissen, dass Sie diese in einem möglichst hohen, luftigen Lagerraum lagern. Empfohlen wird eine maximale Lagerzeit von drei Monaten. Die zu überschreiten birgt das Risiko von Fäulnis und Schimmel, da die vergleichsweise hohe Restfeuchte im Holzhackschnitzel einen idealen Nährboden für Mikroorganismen bildet. Deshalb sollten Sie die Holzhackschnitzel im Lager möglichst komplett aufbrauchen, bevor sie es mit frischer Biomasse neu auffüllen.
Ein Großteil der modernen Hackschnitzelkessel ist in der Lage, nicht nur Hackschnitzel, sondern auch Stroh/Strohpellets, Miscanthus, Getreide, Rinde und verunreinigte Hackschnitzel aus Landschaftspflege oder Kompostieranlagen zu verfeuern.
Hackschnitzelheizungen arbeiten wie Pelletheizungen auch in der Regel nahezu voll automatisch.
Eine komplette Hackschnitzelheizung besteht typischerweise aus den folgenden Anlagekomponenten:
So ein Heizkessel hat einen stabilen Kesselkörper, in dem eine Brennkammer aus feuerfestem Material sitzt. Außerdem stecken darin die sogenannte Einschubschnecke, das System zur Ascheaustragung sowie der Wärmetauscher, um das Heizungs- und Warmwasser zu erhitzen.
Expertenwissen: Achten Sie beim Kauf einer Hackschnitzelheizung darauf, ob die Brennstoffzufuhr links oder rechts montiert werden kann, um beim Aufstellen möglichst Platz zu sparen. Dank des Austragungssystems kommen die Hackschnitzel automatisiert vom angrenzenden Lagerraum über das Austragungssystem zum Heizkessel.
Haben die Hackschnitzel die Brennkammer des Hackschnitzelkessels erreicht, wird der automatische Zündvorgang mit Heißluftgebläsen. Ein elektronisch geregeltes Verbrennungsluft- und/oder Abgasgebläse sorgt im Brennraum für das Erhalten des Glutbettes. Eine Leistungs- und Verbrennungsluftregelung auf Basis der Kesselwasser- und Abgastemperatursensoren bzw. Lambdasonde sowie die integrierte Heizkreisregelung ist Stand der Technik.
Die in Stufen erfolgende Verbrennung gewährleistet dank geregelter Primär- und Sekundärluftzufuhr, dass die Heizung effizient und zugleich möglichst emissionsarm läuft. Ein Hackschnitzelkessel arbeitet außerdem modulierend, Hackschnitzelheizungen sind in der Regel bis zu etwa 30 % der Nennleistung teillastfähig, und witterungsgeführt, so dass der Brennstoffverbrauch weitgehend niedrig gehalten wird.
Die Feuerungsanlage selbst ist in der Regel als sogenannter Festbettreaktor ausgelegt. Die Hackschnitzel gelangen entweder
in den Brennraum.
Im Kleinanlagenbereich fertigen die Mehrzahl der Hersteller Hackschnitzelheizungen mit Rostfeuerung, ein Viertel fertigt Unterschubfeuerungen und die übrigen bauen Quereinschubfeuerungen ohne Rost ein.
Als weitere Varianten bzw. Entwicklungen sind Drehrostfeuerungen (bei größeren Feuerungen), Rüttelroste, Rollroste und Kipproste zu nennen. Mit diesen Entwicklungen wird eine Auflockerung des Glutbetts und somit ein besserer Ausbrand sowie eine bessere Rostentaschung bezweckt.
Expertenwissen: Handelt es ich um eine sehr homogene Hackschnitzelqualität (gesiebt), ist es außerdem möglich, den Hackschnitzelkessel mit Abwurffeuerung zu betreiben, so dass der Brennstoff von oben in den Feuerraum fällt.
Die vollständige Verbrennung der Hackschnitzel erfolgt lediglich dann, wenn die Hackschnitzelheizung im Regelbetrieb läuft. Das heißt, dass während der Aufwärm- und der Ausbrandphase bei Kesseln mit Stahlbrennkammern höhere Verluste und höhere Emissionen anfallen. Die Hackschnitzelheizung läuft demnach insbesondere anfangs, während der ersten Verbrennungsphase, vergleichsweise ineffizient.
Der Grund: Die Hackschnitzelheizung muss zunächst auf die vorgeschriebene Temperatur kommen, um Wärme über den Wärmetauscher an das im Heizkreis zirkulierende Heizwasser zu übergeben. Deshalb wird empfohlen, die Hackschnitzelheizung mit möglichst kleiner Taktung zu betreiben, also so, dass der Kessel über einen langen Zeitraum hindurch brennt.
Die Menge an Asche, die sich aus der Verfeuerung von Hackschnitzeln ergibt, hängt wesentlich von der Holzqualität an sich ab. So gilt unter anderem, dass je höher der Rindenanteil bei den Hackschnitzeln ist, auch desto mehr Asche anfällt. Bei einer erhöhten Aschemenge kommen automatische Ascheaustragssysteme zum Einsatz, die die Asche mit Hilfe einer Förderschnecke in entsprechende Sammelbehälter transportieren.
Experten-Wissen: Hackschnitzelheizungen können auch zur Stromerzeugung mittels Dampfturbine, Dampfmotor oder ORC-Turbine dienen (Holzhackschnitzel-Vergaser-BHKW). Auch wenn diese KWK-Anlagen bereits ab einigen hundert Kilowatt elektrische Leistung verfügbar sind, so bedarf es doch oft großer und ganzjähriger Wärmeabnehmer, um die Anlagen wirtschaftlich zu betreiben. Daher sind sie eher in größeren Biomasse-Heizkraftwerken in gewerblichen und industriellen Betrieben bzw. an Nah- und Fernwärmenetzen mit hinreichendem ganzjährigen Wärmeabsatz etabliert.
Für den Betrieb von Hackschnitzelheizungen bis 1.000 kW Heizleistung gelten die Vorschriften für Kleinfeuerungsanlagenverordnung (1. BImSchV). Die 1. Stufe trat zum 1. Januar 2010 in Kraft, die 2. Stufe zum 1. Januar 2015 (für Scheitholzkessel zum 1. Januar 2017).
Abhängig vom Zeitpunkt der Errichtung greifen in den kommenden Jahren zudem auch Übergangsregeln für Bestandsanlagen. So müssen z. B. zwischen dem 1. Januar 1995 und dem 31. Dezember 2004 errichtete Hackschnitzelheizungen (und andere automatisch beschickte Biomasseanlagen) ab dem 1. Januar 2019 die Emissionsanforderungen der 1. Stufe erfüllen, entsprechend nachgerüstet oder außer Betrieb genommen werden.
Kleine Hackschnitzelheizungen werden von den Kunden/Bauherren meist direkt über den Hersteller bzw. Heizungsbauer bezogen und von diesen bzw. in deren Regie samt aller Anlagenkomponenten geplant und installiert. Bei größeren Hackschnitzelheizungen werden meist auf Biomasseanlagen spezialisierte Ingenieurbüros mit der Planung und Umsetzung des Projekts beauftragt.
Die Investitionskosten für Hackschnitzelheizungen liegen deutlich höher als für andere Heizungsvarianten. Allerdings sind diese Kosten von hohen Fixkosten geprägt, sodass die Preise mit zunehmender Heizleistung nur sehr unterproportional ansteigen.
Kesselleistung | Netto-Preise |
---|---|
10 kW | 19.700 € |
20 kW | 20.300 € |
30 kW | 21.400 € |
40 kW | 22.200 € |
50 kW | 22.900 € |
60 kW | 23.400 € |
Die hier dargestellten Netto-Preise für Hackschnitzelheizungen beinhalten neben dem Heizkessel und Regelung alle zum Betrieb nötigen Anlagenkomponenten wie Rohrleitungen, Pumpen, Ausdehnungsgefäße, Isolierungen, Raumaustragung sowie Puffer- und Brauchwasserspeicher. Die für die Installation der Hackschnitzelheizung nötigen Montagekosten und die Kosten für ein Hackschnitzellager sind nicht in den Kosten in Tabelle 1 enthalten.
Für Hackschnitzelheizungen mit Pufferspeicher unter 100 kW Heizleistung wird derzeit aus dem Marktanreizprogramm (MAP) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) eine Förderung in Höhe von pauschal 3.500 Euro für Anlagen in Bestandsgebäuden gewährt (hinzu kommen mögliche Boni). Große Hackschnitzelheizungen bzw. Biomasseanlagen werden über Programme der KfW gefördert (Tilgungszuschuss, zinsgünstige Darlehen).
Aus dem Anreizprogramm Energieeffizienz (APEE) wird eine um 20 % erhöhte Förderung für Hackschnitzelheizungen gewährt, wenn eine alte Öl- oder Gasheizung ausgetauscht wird.
Bei der Nachrüstung einer Hackschnitzelheizung mit einer Einrichtung zur sekundären Abscheidung der im Abgas enthaltenen Partikel (Partikelabscheidung) oder zur Nutzung der bei der Abgaskondensation anfallenden Wärme (Nutzung als Brennwertheizung) wird eine Förderung in Höhe von pauschal 600 Euro gewährt.
Position | Kosten |
---|---|
Hackschnitzelkessel | 20.210 € |
Pufferspeicher | 1.671 € |
Peripherie | 4.195 € |
Montage | 2.265 € |
Förderung (MAP und APEE) | 4.800 € |
Summe | 23.541 € |
Was die Anschaffung mehr kostet, spart der Betrieb ein: Weil für den Brennstoff Hackschnitzel kein Waldabbau erfolgen muss, sondern sowieso vorhandenes Restholz zu Hackschnitzeln zerkleinert wird, ist der Brennstoff nicht nur nachhaltig, sondern auch häufig sehr günstig zu haben.
So kann man für 10 Schüttraummeter (SRM) Hackschnitzel mit Preisen inkl. Transport im Umkreis von 50 Kilometern mit rund 200 Euro rechnen. 1 SRM kostet demnach 20 Euro.
Als grobe Faustregel für das Gewicht handelsüblicher Hackschnitzel gelten 250 kg pro Schüttraummeter, unabhängig vom jeweiligen Trocknungsgrad. Demnach kostet 1 kg Hackschnitzel rund 8 Cents. Da man mit 1 kg Hackschnitzel etwa 4 Kilowattstunden (kWh) Wärme erzeugen kann, rechnet man ganz grob mit reinen variablen Wärmegestehungskosten von rund 2 Cents pro erzeugter kWh.
Position | Jährliche Kosten |
---|---|
Brennstoffkosten | 2.050 € |
Stromkosten | 290 € |
Wartung Hackschnitzelkessel | 500 € |
Schornsteinfeger | 160 € |
Reinigung | 120 € |
Summe Verbrauchs- und Betriebskosten | 3.120 € |
Diese Gestehungskosten vernachlässigen jedoch die Anlagenkosten der Hackschnitzelheizung und die Betriebskosten. Daher muss man zur Bestimmung, ob das Heizen mit einer Hackschnitzelheizung wirtschaftlich sinnvoll ist, die Gesamtkosten mit einbeziehen. Hierzu zählen
Das Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ) aus Straubing hat beispielhaft für eine 30 kW-Hackschnitzelheizung bei einem Jahresheizwärmebedarf von 48.000 kWh Gesamtwärmegestehungskosten von rund 13 Cent/kWh ohne Berücksichtigung der MAP-Förderung berechnet.
Position | Jährliche Kosten |
---|---|
Annuität Heiztechnik | 2.790 € |
Annuität Förderung | 390 € |
Verbrauchskosten | 2.340 € |
Betriebskosten | 780 € |
Jährliche Gesamtkosten | 6.300 € |
Gestehungkosten pro kWh (ohne Förderung) | 0,13 € |
Fazit: Trotz der hohen Anschaffungskosten bestimmen die Kosten für die Beschaffung der Hackschnitzel in hohem Maße die Wirtschaftlichkeit einer Hackschnitzelheizung. Aufgrund der hohen Fixkosten der Anschaffungskosten sind Hackschnitzelheizungen mit einer Heizleistung von unter 30 kW und vergleichsweise geringem Brennstoffbedarf nur unter günstigen Umständen als wirtschaftlicher als z. B. Pelletheizungen anzusehen. Im Falle größerer Leistung und größeren Jahresheizwärmebedarfs verbessert sich die Wirtschaftlichkeit der Hackschnitzelheizung deutlich.
Im Vergleich zu anderen Heizungsarten mit fossilen Energieträgern kann sich die wirtschaftliche Vorteilhaftigkeit des Heizens mit einer Hackschnitzelheizung auch durch ein künftig wieder weiter auseinander laufendes Preisniveau zwischen fossilen Brennstoffen und Holzhackschnitzeln ergeben.
Das Heizen mit Hackschnitzeln verursacht eine der geringsten Klimagasemissionen. Die Aufarbeitung von Holz zu Scheitholz oder Hackschnitzeln erfordert einen nur sehr geringen Arbeits-, Maschinen- und Energieaufwand. Selbst bei einem etwas höherem Aufwand, wie er für die Erzeugung von Hackschnitzeln aus landwirtschaftlichen Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln bzw. Weiden oder für die Erzeugung von Pellets aus Holz oder Stroh erforderlich ist, liegen die u.a. CO2um ein Vielfaches unter denen aus Öl- und Gasheizungen.
Experten-Wissen: Laut Berechnungen des Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der Universität Stuttgart beläuft sich das CO2-Äquivalent für Holzhackschnitzel auf etwa 26 gCO2 Äq./kWhth.
Während für Hackschnitzelheizungen auf der einen Seite positive zu bewertende Klimagasemissionen verbucht werden, stehen auf der anderen Seite jedoch negativ zu bewertende Schadstoffemissionen, im Wesentlichen Feinstaub, Stickstoffoxide (NOx) und Kohlenstoffmonoxid (CO).
Um Feinstaub-Emissionen zu reduzieren, hat das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gemeinsam mit der KIT-Ausgründung CCA-Carola Clean Air und dem Heizkesselproduzenten HDG Bavaria einen sich automatisch reinigenden Feinstaubabscheider entwickelt, der die Konzentration von Ruß und Staub um bis zu 90 Prozent vermindern kann.
Der Feinstaubabscheider hält die strengen Grenzwerte der Ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (1. BImSchV) für Staubemissionen ein. Bei einer Abgastemperatur bis 200 °C, einer Konzentration der Partikelmassen von bis zu 100 mg/Nm3 und einer Corona- Entladungsleistung von 45 W liegt der Abscheidegrad bei ca. 77 %.
Die Heizkosten werden durch den Einbau eines Feinstaubabscheiders nur marginal beeinflusst. Zwar erfordern die Staubabscheider bei Hackschnitzelheizungen von 100 bis 200 kW Leistung zusätzliche Investitionskosten von ca. 10 bis 20 %, in Bezug auf die Wärmegestehungskosten ergeben sich gemäß VDI 2067 - auch bei 30 bis 100 kW-Kessel - nur geringfügig höhere Wärmepreise.
Auch durch eine Vorwärmung der Verbrennungsluft, die optimierte Zufuhr und Verteilung von Primär- und Sekundärluft am Verbrennungsrost und im Brennraum sowie in Verbindung mit einem neu entwickelnden Regelungskonzept zeigten Forscher von Fraunhofer UMSICHT, des Lehrstuhls für Energieanlagen und Energieprozesstechnik an der Ruhr-Universität Bochum(RUB-LEAT) und der Firma POLZENITH 2019, dass es so möglich ist, die Emissionen von Hackschnitzelheizungen wesentlich zu vermindern.
Ein dauerhaft effizienter und emissionsarmer Betrieb einer Hackschnitzelfeuerung basiert jedoch immer auch auf der Verwendung eines entsprechend qualitativ hochwertigen Brennstoffs. Die international geltende Norm DIN EN ISO 17225-4 definiert hierzu einheitliche Qualitätsklassen. Darauf aufbauend und mit Erkenntnissen der langjährigen Erfahrung aus der Pelletzertifizierung hat das Deutsche Pelletinstitut (DEPI) im Jahr 2016 das Programm ENplus-Hackschnitzel entwickelt.
Seit Oktober 2016 können sich auch Hackschnitzel anbietende Unternehmen im Rahmen des Zertifizierungsprogramms ENplus-Hackschnitzel für drei Qualitätsklassen zertifizieren:
Jeder zertifizierte Holzhackschnitzel-Hersteller erhält ein individuelles Zertifizierungszeichen mit unternehmensspezifischer Identifikationsnummer. Wer ENplus-zertifizierte Hackschnitzel kauft, bekommt damit einen Nachweis für den Einsatz natürlicher, unbehandelter Holzrohstoffe und für eine gesicherte Brennstoffqualität.
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