Seit Anfang des Jahres gilt die zweite Stufe der 1. Bundes-Immissionsschutzverordnung. Wer sich einen neuen Holzheizkessel anschaffen will, muss einiges beachten.
Im Jahr 2015 hat ein neues Zeitalter für Holzheizungen begonnen. Denn seit Januar gilt die zweite Stufe der 1. Bundes-Immissionsschutzverordnung (1. BImSchV). Sie regelt u. a., wie viel Staub Holzkessel ausstoßen dürfen.
Für Anlagen, die nach dem 22.03.2010 installiert wurden, galt bis Ende 2014 die erste Stufe (Übersicht 1). Seit Anfang 2015 müssen die ab dann installierten Kessel mit automatischer Befüllung die neuen Grenzwerte einhalten. Entscheidend ist hierbei der Beginn der Installation, nicht das Baujahr des Kessels. Für handbeschickte Scheitholzkessel gelten die Grenzwerte der Stufe 2 übrigens erst ab 2017.
Neue Staubgrenzwerte:
Beim Fein-staub hat der Gesetzgeber den zulässigen Wert von 100 auf 20 mg pro m3 Abgas deutlich reduziert. „Einige Modelle schaffen die neuen Anforderungen ohne zusätzlichen Filter nicht mehr“, sagt Herbert Wazula vom Bundesverband des Schornsteinfegerhandwerks. Schon kleinere Veränderungen in der Brennstoffqualität oder beim Kessel können dazu führen, dass der strenge Grenzwert überschritten wird.Besonders betroffen sind Einzelraumfeuerungen wie Pellet- oder Kaminöfen. Eine Studie des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) aus Leipzig zeigte im letzten Jahr, dass 79 % der Feinstaubemissionen bei Holzheizungen auf sie zurückgehen (Übersicht 2).
Kleiner Trost: Wegen der niedrigen Werte mussten die für die Messung zuständigen Schornsteinfeger auch auf neue Messgeräte umstellen. Diese haben jetzt Toleranzen von 20 % bei Kohlenmonoxid (CO) und 40 % beim Staub. Das kommt den Anlagenbetreibern zugute. „Die Toleranzen gelten aber nur für Messungen bei Neuanlagen, die ab März 2010 installiert wurden“, schränkt Wazula ein.
Brennstoffzuschlag:
Nach der VDI-Norm 4707-2 kann der Schornsteinfeger zudem beim gemessenen Staubgrenzwert einen „Brennstoffzuschlag“ abziehen. Die VDI-Norm berücksichtigt dabei Schwankungen von Inhaltsstoffen im Holz, die zu höheren Staubemissionen führen – unabhängig von der Qualität des Brennstoffs und dem Zustand der Holzheizung.Dieser Zuschlag gilt für mechanisch beschickte Anlagen (also Hackschnitzel- und Holzpelletkessel), die zwischen dem 1. 1. 2015 und 31. 12. 2018 errichtet werden. „Der Gesetzgeber will den Herstellern diese drei Jahre mehr Zeit geben, um die Kessel weiterzuentwickeln“, erklärt Wazula. Noch ist das allerdings nicht in trockenen Tüchern, einige Bundesländer haben rechtliche Bedenken.
Wie sehr sich dieses Vorgehen auf die konkrete Messung auswirken könnte, zeigt folgendes Beispiel: Angenommen, der Schornsteinfeger hat bei einer neuen Holzheizung 78 mg Staub pro m3 gemessen. Der Grenzwert liegt bei 20 mg (0,02 g), also müsste die Anlage auf den ersten Blick nachgerüstet bzw. stillgelegt werden. Doch diesen Wert muss der Prüfer erst noch korrigieren:
- In dem Bespiel hat der Schornstein-feger einen Sauerstoffgehalt von 9 % festgestellt. Nach der 1. BImSchV beziehen sich die Grenzwerte aber auf 13 %. Umgerechnet werden aus den 78 mg nur noch 52 mg Staub bei 13 % Sauerstoff.
- Weitere 40 % des gemessenen Wertes kann der Prüfer zurzeit noch abziehen, um die Toleranzen der neuen Messgeräte zu berücksichtigen. Das sind 20,8 mg, es bleiben also 31,2 mg übrig.
- Noch einmal 7 mg kann er als Brennstoffzuschlag abziehen.
- Es bleiben 0,0242 g/m3. Diesen Wert kann er auf 0,02 runden, sodass die Heizung den Grenzwert eingehalten hätte.
Regelmäßige Wartung:
Doch dieses Vorgehen ist kein Freifahrtschein für alle Anlagen. „Messungen der Schornsteinfeger zeigen bei den wiederkehrenden Prüfungen erheblich mehr Emissionen als die Hersteller bei der Typenprüfung erreicht hatten“, erklärt Dr. Volker Lenz, Leiter des Bereichs Thermo-Chemische Konversion beim DBFZ. Wenn die Anlagen Feinstaub ausstoßen, hat das verschiedene Ursachen (siehe Übersicht 3):- Bei unvollständiger Verbrennung kann der Abgasstrom Brennstoffteilchen aus dem Glutbett mitreißen.
- Genauso können bei unvollständiger Verbrennung giftige Ruß- und Kohlenwasserstoffteilchen gebildet werden.
- Inhaltsstoffe aus dem Holz wie Kalium können beim Verdampfen zu Partikel wie Kaliumchlorid werden.
Diese Emissionen lassen sich mit einer regelmäßigen Wartung der Anlage reduzieren. Ein Indiz für eine gute Wartung ist der Sauerstoffgehalt im Abgas. Je niedriger dieser Wert, desto höher ist der Wirkungsgrad der Heizung. Früher waren Sauerstoffgehalte von 12 bis 14 % üblich. „Die Kesselhersteller haben den Wirkungsgrad der Anlagen aber erhöht, gute Anlagen erreichen heute Werte von 9 % und weniger“, beschreibt Wazula.
Ein hoher Sauerstoffgehalt kann aber auch ein Indiz für eine große Strömungsgeschwindigkeit im Kessel sein. Mit einer guten Wartung kann man diesen Wert herabsetzen. Das reduziert nicht nur den Staubgehalt, sondern auch den Brennstoffbedarf.
Mit einem Pufferspeicher lassen sich zudem Wärmenutzung und Verbrennung zeitlich entkoppeln. Der Kessel läuft auf Volllast, bis die eingestellte Pufferspeichertemperatur erreicht ist. Das senkt den Feinstaubausstoß.
Hochwertiger Brennstoff:
Wichtig ist auch, dass der Anlagenbesitzer die Vorgaben des Kesselherstellers einhält und nur einwandfreie Brennstoffe einsetzt. Liegt z. B. der Wassergehalt im Holz deutlich über 15 %, steigen die Emissionen vor allem bei Einzelraumfeuerungen spürbar an. Bei unter 10 % dagegen, wie sie bei künstlich getrocknetem Holz auftreten können, gibt es auch mehr Feinstaub. Grund ist, dass das Holz einen höheren Heizwert hat, dadurch die Temperatur im Glutbett steigt und mehr Aerosolbildner freigesetzt werden. Auch bei rindenreichem Holz aus Kurzumtriebsplantagen oder bei Waldrestholz mit Nadeln und viel Rinde können viel Staub emittieren.Es gibt auch Brennstoffe wie Halmgüter, Stroh, Landschaftspflege- oder Waldrestholz, die von sich aus sehr aschereich sind. „Die Holzheizung muss bei diesen Brennstoffen die Asche schnell abführen können, bevor Ascheteilchen mitgerissen werden“, rät Lenz (DBFZ).
Auch können diese Brennstoffe zu Verschlackung auf dem Brennrost führen, wenn die Glutbetttemperaturen zu hoch sind. Denn dann schmilzt die Asche. Das kann nicht nur den Kessel beschädigen, sondern auch den Luftzutritt vermindern und damit zur unvollständigen Verbrennung führen mit der Folge von mehr Emissionen.
Filter muss passen:
Sollte die Anlage trotz guter Wartung und hochwertigem Brennstoff trotzdem noch zu viel Staub ausstoßen, bleibt nur noch der Kauf eines Staubfilters. „Es gibt inzwischen auch Modelle für kleinere Anlagen, die 80 bis 90 % des Staubes herausreinigen“, erklärt Lenz. Das sind Gewebefilter oder Elektrofilter, bei denen die Teilchen elektrisch aufgeladen werden und sich an der Metallwand ablagern.Vor dem Kauf eines Filters sollte der Betreiber jedoch analysieren lassen, welche Zusammensetzung der Staub hat, welche Mengen anfallen und wie hoch die Strömungsgeschwindigkeit im Abgas ist. Denn davon hängt die Abreinigungsleistung des Filters ab (für weitere Informationen lesen Sie den Beitrag „Staubfilter für Holzkessel: Das bietet der Markt“ im Energiemagazin 3/2014).
„Pelletkessel und kleinen Hackschnitzelanlagen mit sehr gutem und einheitlichem Hackgut haben gute Chancen, die Grenzwerte auch ohne Staubabscheider einhalten zu können“, lautet Lenz Fazit. Will der Landwirt jedoch bei größeren Anlagen mit den Brennstoffen flexibel sein und neben Holzhackschnitzeln z. B. auch Agrarbrennstoffe wie Miscanthus einsetzen, wird er um einen Filter nicht herumkommen. Da sich der Markt für wirtschaftliche Abscheider im kleinen Leistungsbereich erst langsam entwickelt, sollten sich Anlagenbetreiber nicht nur über die Kessel, sondern auch über Filtertechnik informieren.
