Wärmequellen (Erdwärme, Sonne und Biomasse) / 3 Biomasse (Biothermie)

Die Bezeichnung Biomasse vereint im energietechnischen Sinne alle pflanzlichen und tierischen Naturprodukte, aus denen mittels Verbrennung Energie gewonnen wird. Bei der Biomasseanlage handelt sich also um eine Heizung, die mit regenerativen und biologischen Brennstoffen betrieben wird. Sie kann auf feste oder flüssige Brennstoffe ausgelegt sein. Die Bandbreite von Biomasseheizungen reicht von der Einzelfeuerstelle bis zu zentralen Heizsystemen.

Feste Biomasse

Die am häufigsten verwendeten Biomasseheizungen sind Holzheizungen. Eingesetzt werden zum Beispiel Holzscheite, Pellets, Hackschnitzel, Sägeholzreste, Holzrinde und Altholz. Auch halmgutartige Biomassen wie Stroh, energiereiches Getreide mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt (zum Beispiel Gerste, Roggen, Weizen), Maisspindeln, Gräser und Schilf oder organische Bioabfallprodukte wie zum Beispiel Pferdemist, Kuhdung und landwirtschaftliche Nebenprodukte und Erntereste werden als Biomasse verwendet.

Flüssige Biomasse

Biomasse kann auch in flüssiger Form zum Heizen eingesetzt werden. Etwa aus tierischen Ausscheidungen (Gülle) oder nachhaltig produzierten Pflanzenölen, wie Rapsöl, die bei Eintritt in den Feuerraum und den Brennprozess flüssig sind.

Generell sind alle nachwachsenden und brennbaren Naturstoffe mehr oder weniger gut zur Wärmegewinnung geeignet. Es gibt neben Kesseltechniken, die auf einen Brennstoff spezialisiert sind, auch allgemein gehaltene Feststoffbrennkessel. In ihnen können unterschiedliche Materialien verbrannt werden. Hier gilt jedoch: Je unspezifischer die Biomasseheizung ausgelegt ist, desto geringer ist ihr Wirkungsgrad.

In der erneuerbaren Wärmeversorgung dominieren bis heute nach Angaben des UBA die verschiedenen Formen der Biomasse bei der erneuerbare Wärmeversorgung. Die feste Biomasse – also Holz in seinen unterschiedlichen Nutzungsformen – liefert den weitaus größten Anteil an erneuerbarer Wärme. Allerdings hat der Anteil fester Biomasse an der gesamten erneuerbaren Wärme im Laufe der Zeit kontinuierlich abgenommen: von 86 % im Jahr 2000 auf 65 % im Jahr 2022. Insgesamt lieferte die feste Biomasse im Jahr 2022 einen Beitrag von 130,5 Milliarden kWh am Endenergieverbrauch für Wärme und Kälte. Flüssige Biobrennstoffe trugen 2,5 Milliarden kWh bei, gasförmige Biomasse 20,9 Milliarden kWh und biogener Abfall weitere 15,1 Milliarden kWh.

Das UBA stellt dazu fest, dass eine erfolgreiche Energiewende nicht vom Ausbau der Bioenergie abhängen darf. Fruchtbare Anbauflächen werden immer knapper und sollten daher nicht für die Produktion von Biomasse verschwendet werden. Zudem ist Biomasse hinsichtlich der Flächeneffizienz Wind- und Solarenergie um ein Vielfaches unterlegen. Rein rechnerisch kann Anbaubiomasse bedingt durch den immensen Flächenbedarf daher auch in Zukunft nur einen sehr bescheidenen Beitrag zur Energieversorgung leisten.

Zudem ist Heizen mit Holz ökologisch nicht unproblematisch. Feinstaub, Stickoxide, Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Kohlenmonoxid gelangen mit dem Rauch eines Holzfeuers in die Umwelt. Laut UBA übersteigen die Mengen gesundheitsschädlichen Feinstaubs aus Holzfeuerungen die aus den Abgasen des Straßenverkehrs. Vor allem Scheitholz verbrennt in kleinen Holzfeuerungsanlagen ohne automatische Regelung nie vollständig und es entstehen auch klimaschädliches Methan, Lachgas und Ruß. Lachgas trägt 298-mal und Methan 25-mal stärker zur Erderwärmung bei wie die gleiche Menge Kohlendioxid.

Hinweis

Gesetzliche Einschränkungen

GEG 2024

Auch die Novelle zum GEG 2024 sieht daher Einschränkungen für Biomasseheizungen vor. Nach dem 1.1.2024 ist eine Heizungsanlage, die feste Biomasse nutzt,

• mit einem Pufferspeicher auszustatten, der mindestens der Dimensionierung nach DIN V 18599-5: 2018-09 entspricht,
• mit einer solarthermischen Anlage oder einer PV-Anlage zur elektrischen Warmwasserbereitung zu kombinieren (außer Einzelraumfeuerungsanlagen, Hallenheizungen) und
• mit einer Einrichtung zur Reduzierung der Staubemissionen auszustatten, die nachweislich oder bauartbedingt einen Abscheidegrad von 80 % erreicht.

1. BImSchV

Wichtiger für das weitere Heizen mit fester Biomasse ist aber die Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (1. BImSchV). Sie schreibt vor, dass alle Holz- und Kaminöfen, die zwischen dem 1.1.1995 und dem 21.3.2010 in Betrieb genommen wurden, bis zum 31.12.2024 nachgerüstet oder stillgelegt werden müssen.

Ab 2025 dürfen Kaminöfen (oder Holzöfen) nicht mehr als 0,15 Gramm Staub sowie 4 Gramm Kohlenstoffmonoxid je Kubikmeter Abgasluft in die Luft pusten. Kann man diese Grenzwerte nicht einhalten, muss der Ofen nachgerüstet werden. Ist eine Nachrüstung auf diese Grenzwerte technisch nicht möglich, dann muss der Ofen außer Betrieb genommen werden.

3.1 Scheitholzkesselheizung

Der Scheitholzkessel erzielt dank der Holzvergasertechnik einen sehr hohen Wirkungsgrad und geringe Emissionen. Der Kessel verfügt über 2 Brennkammern: einen für die Holzvergasung und einen für die Holzverbrennung. Holzvergaserkessel benötige...