rungen und Vorschriften Rechtliche Anforde- 8

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Rechtliche Anforde-rungen und Vorschriften

8.1 Zulassung von Feuerungsanlagen

Maßgeblich für die generelle Verwendbarkeit vonBauprodukten wie Feuerungsanlagen sind inDeutschland die Landesbauordnungen und die Feue-rungsverordnungen der Länder. Damit die darin fest-gelegten Regeln zwischen den Bundesländern mög-lichst wenig abweichen, wurde eine sogenannte„Musterbauordnung“ (MBO) erlassen /8-1/. Darinsind die für alle Bundesländer angestrebten Standardsfestgelegt, bevor sie in Länderverordnungen umge-setzt werden.

Ü-Zeichen und CE-Kennzeichnung. Nach § 11 derEnergieeinsparverordnung (EnEV /8-6/) vom 2. De-zember 2004 dürfen Heizkessel, die mit flüssigen odergasförmigen Brennstoffen beschickt werden und de-ren Nennwärmeleistung mindestens 4 und höchstens400 Kilowatt beträgt nur dann eingebaut und aufge-stellt werden, wenn sie mit dem europäischen Konfor-mitätszeichen „CE-Kennzeichnung“ versehen sind.Da sich § 11 dieser Verordnung jedoch nicht auf Heiz-kessel bezieht, die mit festen Brennstoffen beschicktwerden, müssen Festbrennstoffkessel gemäß § 17 derMusterbauordnung (MBO) vom November 2002 ne-ben der genannten CE-Kennzeichnung auch das na-tionale Übereinstimmungszeichen „Ü-Zeichen“ tra-gen. Beide Zeichen dokumentieren, dass das Produktmit den geltenden Richtlinien übereinstimmt. Im Ge-gensatz zu freiwilligen Zeichen handelt es sich bei derCE-Kennzeichnung bzw. beim Ü-Zeichen (Abb. 8.1)also um ein notwendiges Zeichen, welches für das In-verkehrbringen eines Heizkessels erforderlich ist.

Die Gestaltung und Anbringung des Ü-Zeichensist in der Übereinstimmungszeichen-Verordnung(ÜZVO /8-29/) desjenigen Landes geregelt, in dem derHersteller seinen Sitz hat. Das Ü-Zeichen muss dieDaten des Herstellers, die Prüfgrundlage (bei Norm-

konformität die DIN/EN-Nummer, sonst die Zulas-sungsnummer) und die Prüfstelle nennen.

Das CE-Zeichen darf auf Produkten angebrachtwerden, die einer in nationales Recht umgesetztenEG-Richtlinie entsprechen und zusätzlich die wesent-lichen Anforderungen mitgeltender EG-Richtlinienerfüllen. Das CE-Zeichen ist nur ein Verwaltungszei-chen (kein Qualitätszeichen) und hat als Marktzulas-sungszeichen den Charakter eines Reisepasses /8-32/.

Für die Zulassung von Feuerungsanlagen sind vorallem die Maschinenrichtlinie, die Richtlinie überelektromagnetische Verträglichkeit und die Nieder-spannungsrichtlinie von Bedeutung. Gemäß dieserRichtlinien ist eine EG-Konformitätserklärung erfor-derlich. Diese wird vom Hersteller selbst ausgestellt.Er ist außerdem verpflichtet, das CE-Zeichen als sicht-bares Zeichen der Konformität auf dem Produktanzubringen. Die Konformitätserklärung ist in derSprache des Verwendungslandes auszustellen undbeinhaltet Name und Anschrift des Herstellers, eineBeschreibung des Produktes (Fabrikat, Typ, Serien-nummer etc.) und alle einschlägigen Bestimmungen,denen das Produkt entspricht (bei Heizkesseln fürfeste Brennstoffe unter anderen der DIN EN 303-5/8-19/).

Freiwillige Zeichen. Anbieter oder Hersteller, die sicheiner freiwilligen Prüfung ihrer Feuerungsanlage un-

Abb. 8.1: Beispiele für ein Ü-Zeichen und ein CE-Zeichen

Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen

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terzogen haben (z. B. nach DIN EN 303-5) können da-durch oftmals ein spezielles Prüfkennzeichen der be-treffenden Prüfstelle oder Zertifizierungseinrichtungführen. Derartige Prüfzeichen werden von verschiede-nen Prüfeinrichtungen (z. B. TÜV, DIN CERTCO, Bun-desanstalt für Landtechnik in Wieselburg) vergeben.Oftmals wird darin lediglich die Übereinstimmungmit den Anforderungen der jeweiligen Norm nocheinmal von unabhängiger Stelle festgestellt. Es ist aberauch möglich, dass die Einhaltung weitergehenderAnforderungen, die im Rahmen eines zusätzlichenAnforderungskatalogs festgelegt wurden, durch einsolches Zeichen bestätigt wird. Auch für Holzfeue-rungsanlagen gibt es bereits entsprechende Gütesiegelwie z. B. das Umweltzeichen „Blauer Engel“ für Pellet-öfen und Pelletheizkessel, das den Verbraucher aufFeuerstätten mit besonders umweltfreundlichen Ei-genschaften aufmerksam machen soll.

Relevante Normen. Für Feststofffeuerungen gelteneine Vielzahl von Normen aus dem Bereich der Feue-rungs- oder Kesselprüfung, elektrischen Sicherheit so-wie der Regel- und Steuertechnik /8-34/. Für die Prü-fungen werden beispielsweise folgende Normenherangezogen:- DIN EN 303-5 /8-19/, Heizkessel für feste Brenn-

stoffe, hand- und automatisch beschickte Feuerun-gen, Nenn-Wärmeleistung bis 300 kW,

- DIN 18894 /8-20/, Feuerstätten für feste Brennstoffe– Pelletöfen,

- DIN EN 13240 /8-21/, Raumheizer für feste Brenn-stoffe,

- DIN EN 14785 /8-22/, Raumheizer zur Verfeuerungvon Holzpellets,

- EN 12815 /8-23/, Herde für feste Brennstoffe,- DIN EN 13229 /8-24/, Kamineinsätze einschließlich

offene Kamine für feste Brennstoffe,- DIN 18892 /8-25/, Kachelofen- und/oder Putzofen-

Heizeinsätze für feste Brennstoffe,- DIN 18840 /8-26/, Feuerstätten für feste Brennstoffe

– Speicherfeuerstätten,- DIN 18897-1 /8-28/, Feuerstätten für feste Brenn-

stoffe – Raumluftunabhängige Feuerstätten.Auf Grund der großen Anzahl an Normen könnendiese hier nicht erschöpfend erläutert werden. Nach-folgend werden lediglich einige Ausführungen zu derfür Heizkessel wichtigsten Norm, der DIN EN 303-5/8-19/ gemacht. Diese Norm gilt für Holz-Zentralhei-zungskessel im kleineren Leistungsbereich und legt

einen inzwischen europaweit einheitlichen Anforde-rungs- und Prüfstandard fest.

DIN EN 303-5 (Heizkessel). Sie betrifft alle Holzfeue-rungskessel mit einer Nennwärmeleistung bis300 kW, die mit Über- oder Unterdruck im Brenn-raum, mit Naturzug oder Gebläse und mit Handbe-schickung oder automatischer Beschickung arbeiten,wobei als Wärmeträgermedium Wasser verwendetwird, welches einem zulässigen Betriebsdruck bis6 bar und einer zulässigen Betriebstemperatur bis100 °C ausgesetzt ist. Als Prüfbrennstoffe kommenunter anderem Stückholz mit einem Wassergehalt bis25 % (Brennstoffart A), Hackgut mit einem Wasserge-halt zwischen 15 % und 35 % (B1) oder Hackgut miteinem Wassergehalt von mehr als 35 % (B2), Press-linge wie Briketts oder Pellets (C) oder Sägespäne (D)in Frage.

Bei der heiztechnischen Prüfung gelten bestimmteeinheitliche Prüfvorschriften und Messverfahren, dieeine möglichst hohe Vergleichbarkeit der Messwertesicherstellen sollen. Durch die heiztechnische Prüfungmuss die Einhaltung bestimmter Mindestanforderun-gen für drei verschiedene in der Norm definierte Kes-selklassen nachgewiesen werden.

Beispielsweise muss der Kesselwirkungsgrad fürKessel der Klasse 3 (nur solche Kessel entsprechen inDeutschland den Anforderungen der 1. BImSchV)einen Mindestwert überschreiten, der sich aus Glei-chung (8-1) ergibt, wobei ηK den Kesselwirkungsgradin % und QN die Nennwärmeleistung in kW darstellen.

ηK = 67 + 6 log QN (8-1)

Tabelle 8.1: Emissionsgrenzwerte für Heizkessel der Klasse 3 für biogene Festbrennstoffe nach DIN EN 303-5 /8-19/ (Die Anforderungen wurden auf die in Deutschland üblichen Angaben bei 13 % O2 umgerechnet)

BeschickungNenn-

WärmeleistungkW

Emissionsgrenzwertemg/Nm³ bei 13 % O2

CO Corg Staub

von Hand bis 50> 50 bis 150

> 150 bis 300

3.6351.818

872

1097373

109109109

automatisch bis 50> 50 bis 150

> 150 bis 300

2.1811.818

872

735858

109109109

Rechtliche Anforderungen und Vorschriften

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Bei einer Nennwärmeleistung von beispielsweise25 kW wird somit ein Mindestwirkungsrad von75,4 % gefordert.

Daneben gelten bestimmte Emissionsgrenzwerte,sie sind in Tabelle 8.1 angegeben. Diese Emissions-werte werden von Holz-Heizkesseln bei entsprechen-den Prüfungen nach DIN EN 303-5 meist deutlichunterschritten (vgl. hierzu Kapitel 7).

Unabhängig von der Norm sind in jedem Fall dienationalen Emissionsgrenzwerte einzuhalten. FürDeutschland werden sie in Kapitel 8.6.2 dargestellt.

Neben diesen Emissions- und Wirkungsgradvor-gaben wird für die meisten Heizkessel eine Mindest-temperatur der Abgase vor dem Eintritt in denSchornstein gefordert; dadurch soll eine Taupunktun-terschreitung im Kaminsystem sicher vermieden wer-den. Gemäß DIN EN 303-5 muss diese Temperaturum mindestens 160 Kelvin über der Umgebungstem-peratur (Raumtemperatur) liegen. Liegt die Raum-temperatur während der Prüfung beispielsweise bei20 °C, beträgt die geforderte Mindestabgastemperaturdemnach 180 °C. Eine Unterschreitungen der Min-desttemperatur ist nur zulässig, wenn der Feuerungs-hersteller einen speziellen hierfür geeigneten Kamin-typ explizit vorschreibt.

Daneben sind eine Vielzahl weiterer sicherheits-technischer und heiztechnischer Anforderungen derDIN EN 303-5 zu erfüllen. Diese betreffen unter ande-rem die Festigkeit und Verarbeitung (z. B. Werkstoff-art, Mindestwanddicke, Ausführung der Schweißar-beiten, Fertigungskontrolle) und Anforderungen andie konstruktive Ausführung (z. B. Vermeidung einerkritischen Erwärmung, Vermeidung des Austritts vonGlut, Flammen oder Gasen, Temperaturregelung und-begrenzung, Beschickungseinrichtungen, elektrischeSicherheit, Rückbrandsicherung).

Ebenso ist der maximal zulässige Förderdruck,d. h. der Überdruck am Abgasstutzen des Kessels, inAbhängigkeit von der Nennwärmeleistung oder nachHerstellerangabe einzuhalten. Bei handbeschicktenHolzkesseln muss eine Mindestbrenndauer von 2Stunden für eine vom Hersteller angegebene Brenn-stofffüllung und bei automatisch beschickten Holz-kesseln von mindestens 6 Stunden im Heizbetrieb beiVolllast gewährleistet sein. Die kleinste Wärmelei-stung darf bei automatisch beschickten Heizkesselnmaximal 30 % der Nennwärmeleistung betragen, beihandbeschickten Heizkesseln ist eine deutlich höhereTeilleistung zulässig. In diesem Fall hat der Herstellerin den technischen Informationen anzugeben, wie dieerzeugte Wärme abgeführt werden kann (z. B. in Ver-bindung mit einem Pufferspeicher).

Die DIN EN 303-5 schreibt auch vor, dass Heizkes-sel mit einem Typenschild versehen werden. Daraufmüssen folgende Informationen mindestens enthaltensein:- Name und Firmensitz des Herstellers, Hersteller-

zeichen,- Typ (Handelsbezeichnung),- Herstellnummer und Baujahr (Codierung zulässig),- Nennwärmeleistung bzw. Wärmeleistungsbereich

für jede zugelassene Brennstoffart,- Kesselklasse (nach DIN EN 303-5 sind 3 Klassen

möglich, in Deutschland ist nur die Klasse 3 zuläs-sig),

- maximal zulässiger Betriebsdruck in bar,- maximal zulässige Betriebstemperatur in °C,- Wasserinhalt,- Elektroanschluss (V, Hz, A), Leistungsaufnahme

in W.Außerdem wird eine Bedienungsanleitung verlangt,in der mindestens die folgenden Informationen ent-halten sein müssen:- Bedienung des Kessels, gefahrloses Beschicken,

Öffnen der Türen,- Reinigungsanweisung, Reinigungsintervalle,- Verhalten bei Störungen,- Wartung, Wartungsintervalle,- Brennstoffarten, zulässige Wassergehalte, Brenn-

stoffstückgröße, Schichtrichtung bei Scheitholz,- Maximale Füllhöhe im Füllraum,- Brenndauer für die zugelassenen Brennstoffarten

bei Nennwärmeleistung.Für den Installateur ist außerdem eine Montage-anleitung mit bestimmten technischen Informationenvorgeschrieben. Zusätzlich können noch Angaben ausanderen Normanforderungen notwendig sein.

8.2 Anforderungen an den Wärmeschutz und an die Anlagentechnik

Die wichtigste Energiesparvorschrift für Gebäudeund Heizung ist die am 1. Februar 2002 in Kraft getre-tene Energieeinsparverordnung (EnEV /8-9/); sie löstdie frühere Wärmeschutzverordnung und die Hei-zungsanlagenverordnung ab. Wesentliches Ziel derEnEV ist es, den Energiebedarf bei Neubauten umdurchschnittlich weitere 30 % auf den sog. Niedrigen-ergiehaus-Standard abzusenken. Sie erhält aber auchNachrüstanforderungen an den Baubestand.

Anders als die Wärmeschutzverordnung, die aufden Heizwärmebedarf abgestellt war, gibt die EnEV –


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auf der Grundlage einer Gesamtbilanzierung derGebäudehülle und Anlagentechnik – als Hauptanfor-derung den höchstzulässigen Jahres-Primärenergie-bedarf vor. Dieser ganzheitliche Ansatz ermöglichtauch eine flexiblere Planung, denn ein niedrigererStandard beim baulichen Wärmeschutz kann durcheine effizientere Anlagentechnik ausgeglichenwerden – oder umgekehrt. Ein baulicher Mindestwär-meschutz muss dabei allerdings immer eingehaltenwerden, er ist in seinem Niveau mit den Anforderun-gen der alten Wärmeschutzverordnung vergleichbar/8-15/.

8.2.1 Anforderungen bei Altbauten

Die EnEV unterscheidet bei Nachrüstungen im Bau-bestand unter „bedingten“ und „unbedingten“ Anfor-derungen.

„Bedingte“ Anforderungen müssen erst durchge-führt werden, wenn bestehende Gebäude erweitertoder wenn Außenbauteile ersetzt, erneuert oder erst-malig eingebaut werden. Hierunter fallen z. B. derEinbau einer nachträglichen Dämmung der Außen-wände und des Daches sowie der Austausch vonFenstern. Diese Anforderungen sind wirtschaftlichvertretbar, da auch bei einer Sanierung der BauteileKosten anfallen würden.

„Unbedingte“ Nachrüstanforderungen sind auch imunveränderten Gebäudebestand erforderlich. Dazuzählen im Wesentlichen die Dämmung nicht begehba-rer aber zugänglicher Dachräume oder die Dämmungvon nicht gedämmten Heizungsrohren oder Warm-wasserleitungen bis Ende 2006. Weiterhin müssen alteHeizkessel für Öl oder Gas mit Einbaudatum vorOktober 1978 ebenfalls bis Ende 2006 ausgetauschtwerden. Diese Frist verlängert sich bis Ende 2008 beiHeizkesseln, die die Abgasverlustgrenzwerte einhal-ten oder deren Brenner nach dem 1. November 1996erneuert wurden. Sind allerdings bereits Niedertem-peratur- oder Brennwertkessel vorhanden, ist einAustausch nach der EnEV nicht erforderlich.

Die EnEV lässt Ausnahmen zu: Eigentümer vonWohngebäuden mit nicht mehr als zwei Wohnungen,von denen zum Zeitpunkt des Inkrafttretens dieserVerordnung (1. Februar 2002) eine vom Eigentümerselbst bewohnt wird, sind von den genannten „unbe-dingten“ Nachrüstanforderungen freigestellt. Nur imFalle eines Eigentümerwechsels muss mit einer Fristvon zusätzlich zwei Jahren ab dem Eigentumsüber-gang, frühestens jedoch nach Ablauf der o. g. FristEnde 2006 nachgerüstet werden /8-15/.

8.2.2 Anforderungen bei Neubauten

Neubauten müssen die Anforderungen der EnEV er-füllen und dürfen den maximalen Jahres-Primärener-giebedarf sowie den maximalen Transmissionswär-meverlust nach Anhang 1 EnEV /8-9/ nichtüberschreiten. Somit ist sowohl der Jahres-Primär-energiebedarf als auch der Transmissionswärmever-lust gebäudespezifisch zu berechnen und die wesent-lichen Berechnungsergebnisse müssen in einem„Energiebedarfsausweis“ zusammengestellt werden.Im Unterschied zum alten Wärmebedarfsausweiswerden nunmehr neben den gebäudespezifischen Da-ten auch die Kennwerte der Heizungsanlagen mit er-fasst. Bei Neubauten und wesentlichen baulichen Än-derungen ist der Energiebedarfsausweis Pflicht, beiAltbauten freiwillig. Die Begrenzung des Jahres-Pri-märenergiebedarfs gilt jedoch nicht für Gebäude, diezu mindestens 70 % durch Kraft-Wärme-Kopplung,durch erneuerbare Energien mittels selbsttätig arbei-tender Wärmeerzeuger oder überwiegend durch Ein-zelfeuerstätten beheizt werden /8-15/. Diese Gebäudedürfen lediglich den in der EnEV (§ 3 sowie Anhang1, Tabelle 1) vorgegebenen Höchstwert des Transmis-sionswärmeverlustes nicht überschreiten.

Die Bestimmung des Primärenergiebedarfs erfolgtdurch Addition des Heizwärmebedarfs mit demTrinkwasserwärmebedarf multipliziert mit einer sogenannten Anlagenaufwandszahl ep, wobei dieErmittlung von ep in einem komplizierten Berech-nungsverfahren nach DIN V 4701-10 /8-27/ erfolgt.Durch den Einsatz von biogenen Brennstoffen wiez. B. Holz lassen sich die Anforderungen der EnEVleichter einhalten als bei Einsatz von fossilen Energie-trägern, da der Primärenergiefaktor fp bei Holz mitdem besonders günstigen Wert 0,2 beziffert ist unddieser Wert multiplikativ zur Ermittlung der Anla-genaufwandszahl ep mit einfließt /8-27/.

8.3 Bauliche Anforderungen

Die Regeln für den Einbau einer Feststofffeuerungsind in der jeweiligen Länder-Feuerungsverordnungfestgelegt. Diese folgt einer „Musterfeuerungsverord-nung“ /8-12/ die einen möglichst einheitlichenStandard aller Länder-Feuerungsverordnungen inDeutschland sicherstellt. Geringe Abweichungen zuden im Folgenden dargestellten Anforderungen zwi-schen den Bundesländern sind möglich, daher emp-fiehlt sich in jedem Fall eine rechtzeitige Abstimmungmit dem zuständigen Kaminkehrer.


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8.3.1 Verbrennungsluftversorgung

Bei raumluftabhängigen Feuerstätten, d. h. Feuerun-gen, die nicht über einen geschlossenen Luftkanal mitder Außenluft verbunden sind (gilt für fast alle Holz-feuerungen), ist eine ausreichende Verbrennungsluft-versorgung sicherzustellen. Diese Forderung ist er-füllt, wenn sich eine Tür ins Freie oder ein Fenster, dasgeöffnet werden kann, im Aufstellraum befindet oderdessen Rauminhalt bei mindestens 4 m3 je kW Ge-samtnennwärmeleistung liegt, wobei – bis zu einerGesamtnennwärmeleistung von 35 kW – auch eineVerbindung zu anderen Räumen mit Außenluftzutrittausreicht (d. h. über Undichtigkeiten der Türen, Lüf-tungsgitter oder Durchlasselemente). Für Feuerstättenüber 35 kW bis 50 kW werden dagegen eine oder zweiins Freie führende Öffnungen oder eine ent-sprechende Leitung mit mindestens 150 cm2 bzw.2 x 75 cm2 gefordert. Bei Feuerungen über 50 kW er-höht sich der geforderte Lüftungsquerschnitt um2 cm2 für jedes zusätzliches Kilowatt Nennwärmeleis-tung (Belüftungsanforderung nach FeuV § 3 /8-12/).

8.3.2 Aufstellort der Feuerung und dessen Nutzung als Brennstofflager

Aufstellort von Holzfeuerungen bis 50 kW. Für Ein-zelfeuerstätten und kleinere Zentralheizungsanlagenwerden zum Teil geringere Anforderungen an den

Aufstellort definiert. Sie sind in Abb. 8.2 dargestelltund werden nachfolgend zusammengestellt (vgl.hierzu auch Tabelle 8.2).- Feuerstätten dürfen nicht in Treppenräumen (außer

in Wohngebäuden mit nicht mehr als zwei Woh-nungen), in notwendigen Fluren und in Garagenaufgestellt werden.

- In Räumen mit Ventilatoren, wie Lüftungs- oderWarmluftheizungsanlagen, Dunstabzugshaubenoder Abluft-Wäschetrocknern dürfen Feuerstättennur unter bestimmten Bedingungen aufgestelltwerden, nämlich wenn ein gleichzeitiger Betriebder Feuerstätten und der luftabsaugenden Anlagendurch Sicherheitseinrichtungen verhindert wird,die Abgasführung durch besondere Sicherheitsein-richtungen überwacht wird.

- Die Feuerstätten müssen von Bauteilen aus brenn-baren Baustoffen und von Einbaumöbeln so weitentfernt oder so abgeschirmt sein, dass an diesenbei Nennwärmeleistung der Feuerstätten keinehöheren Temperaturen als 85 °C auftreten können.Andernfalls muss ein Abstand von mindestens40 cm eingehalten werden.

- Vor den Feuerungsöffnungen sind Fußböden ausbrennbaren Baustoffen durch einen Belag aus nicht-brennbaren Baustoffen zu schützen. Der Belagmuss sich nach vorn auf mindestens 50 cm und seit-lich auf mindestens 30 cm über die Feuerungsöff-nung hinaus erstrecken.

Abb. 8.2: Anforderung und Lagernutzung eines Aufstellraums für eine Holzfeuerstätte bis 50 kW Nennwärmeleistung (nach FeuV /8-12/)


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- Bauteile aus brennbaren Baustoffen müssen –soweit sie im Strahlungsbereich liegen – von denFeuerraumöffnungen offener Kamine nach obenund nach den Seiten einen Abstand von mindestens80 cm haben. Bei Anordnung eines beiderseitsbelüfteten Strahlungsschutzes genügt ein Abstandvon 40 cm.

Heizräume für Feststofffeuerungen (über 50 kW).Ab einer Gesamt-Nennwärmeleistung von mehr als50 kW sind für Holzfeuerungen besondere Räume(Heizräume) erforderlich, sofern es sich nicht um frei-stehende Gebäude handelt, die allein dem Betrieb derFeuerung und der Brennstofflagerung dienen (z. B.Kesselhäuser). Die für Holzfeuerungen geltenden An-forderungen an Heizräume werden nachfolgend zu-sammengestellt (vgl. hierzu auch Tabelle 8.2):

- Die Heizräume dürfen nicht anderweitig genutztwerden (außer mit Wärmepumpen, Blockheizkraft-werken, ortsfesten Verbrennungsmotoren sowiezur Brennstofflagerung) und dürfen nicht mit Auf-enthaltsräumen (außer für Betriebspersonal) odermit Treppenräumen in unmittelbarer Verbindungstehen.

- Heizräume müssen mindestens einen Rauminhaltvon 8 m3 und eine lichte Höhe von 2 m haben. Siesollen einen Ausgang besitzen, der ins Freie oder ineinen Flur führt, der die Anforderungen an not-wendige Flure erfüllt. Die Türen müssen in Flucht-richtung aufschlagen.

- Mit Ausnahme nichttragender Außenwände müs-sen Wände, Stützen und Decken über und unterihnen feuerbeständig sein. Deren Öffnungen müs-sen, soweit sie nicht unmittelbar ins Freie führen,

Tabelle 8.2: Wegweiser zu den wichtigsten Anforderungen der Feuerungsverordnung (FeuV /8-12/) an den baulichen Raum eines Aufstell- oder Heizraumes für Feststofffeuerungen je nach Feuerung und Lagerraumnutzung

Nutzungsart

zulässige Varianten einer kombinierten Heizraum-/Brennstofflagerraum-Nutzung

1 2 3 4 5 6 7 8 9

nur Lager bis 15.000 kg (Holz) X X X X X X X X

nur Lager über 15.000 kg (Holz) X

zusätzlich bis 1.000 l Heizöllagerung X X

zusätzlich bis 5.000 l Heizöllagerung X X Xa Xa X

Feuerstätte für Holz bis 50 kW X X X

Feuerstätte für Holz über 50 kW X

Feuerstätte für Öl oder Gas über 50 kW Xa Xa

Anforderungen gemäß Feuerschutzverordnung (FeuV):

keine Anforderungen an Wände, Decken, Türen und Nutzung X X X

Raum muss gelüftet werden können X X X X X

Verbrennungsluftversorgung nach FeuV § 3 X X X X X

Raumlüftungsanforderungen nach FeuV § 6, (4) X

dichte und selbstschließende Türen X X X X

keine Öffnungen gegenüber anderen Räumen X X X X

keine anderweitige Nutzung X Xb Xb Xb Xb Xb

keine Leitungen durch die Wände X

Wände, Decken u. Stützen feuerbeständig (F90) X X

Türen selbstschließend und feuerhemmend (F30) X X

Türen öffnen in Fluchtrichtung X

Abstand Feuerstätte zum Brennstofflager: 1 m (oder Strahlenschutz)

X X X X X

Feuerstätte nicht im Ölauffangraum X X X

a. Werden im Heizungsraum (ab 50 kW) mehr als 1.000 l Heizöl gelagert, muss beim Notschalter für den Heizkessel eine Absperrvorrichtung für die Heizölzufuhr vorhanden sein.

b. außer zur Brennstofflagerung oder mit Wärmepumpen, Blockheizkraftwerken und ortsfesten Verbrennungsmotoren


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mindestens feuerhemmende und selbstschließendeAbschlüsse haben. Trennwände zwischen Heizräu-men und den zum Betrieb der Feuerstätten gehö-renden Räumen mit gleichen Merkmalen sindhiervon ausgenommen.

- Heizräume müssen zur Raumlüftung jeweils eineobere und eine untere Öffnung ins Freie mit einemQuerschnitt von mindestens je 150 cm2 oder Leitun-gen ins Freie mit strömungstechnisch äquivalentenQuerschnitten haben (Belüftungsanforderung nachFeuV § 6, Abs.4).

- Lüftungsleitungen für Heizräume müssen eineFeuerwiderstandsdauer von mindestens 90 Minu-ten haben, soweit sie durch andere nicht zumBetrieb der Feuerstätten gehörende Räume führen.Die Lüftungsleitungen dürfen mit anderen Lüf-tungsanlagen nicht verbunden sein und nicht derLüftung anderer Räume dienen.

Brennstofflagerräume. Bis zu einer Menge von15.000 kg dürfen Holzbrennstoffe in einem Gebäudeoder Brandabschnitt ohne besondere Anforderungenan den Lagerraum bevorratet werden. Das entsprichteiner Menge von etwa- 34 Raummetern (Rm) Buchenscheitholz bzw. 49 Rm

Fichtenscheitholz (33 cm Scheite, geschichtet, luft-trocken, Wassergehalt 15 %),

- 51 m3 Buchenhackgut bzw. 77 m3 Fichtenhackgut(jeweils lufttrocken, Wassergehalt 15 %),

- 25 m3 Holzpellets (Wassergehalt 8 %).Im gleichen Lagerraum ist auch noch zusätzlich dieLagerung von bis zu 5.000 l Heizöl erlaubt. Das giltauch für die Lagerung in Aufstell- oder Heizräumen(Tabelle 8.2). Bei größeren Brennstoffmengen müssenspezielle Brennstofflagerräume mit feuerbeständigenWänden, Stützen und Decken (F 90) verwendetwerden (FeuV § 12 /8-12/); durch deren Decken undWände dürfen auch keine Leitungen geführt werden(ausgenommen Leitungen, die zum Betrieb dieserRäume erforderlich sind sowie Heizrohr-, Wasser-und Abwasserleitungen). Die Türen dieser speziellenBrennstofflagerräume (außer Türen ins Freie) müssenmindestens feuerhemmend und selbstschließend sein.

8.3.3 Abgasanlagen

Kamine. Im Gegensatz zu Gas oder Heizölfeuerun-gen, bei denen auch einfachere Abgasleitungen ver-wendet werden dürfen, müssen die Abgase aus Fest-stofffeuerungen in Kamine (Schornsteine) eingeleitetwerden. Dabei dürfen mehrere Feuerstätten an einen

gemeinsamen Kamin nur unter bestimmten Bedin-gungen angeschlossen werden (FeuV § 7 /8-12/), undzwar wenn- durch die Bemessung der lichten Querschnittsflä-

che, der Höhe und des Wärmedurchlasswiderstan-des die einwandfreie Ableitung der Abgase fürjeden Betriebszustand sichergestellt ist (Vermei-dung von gefährlichen Überdrücken gegenüberRäumen),

- bei Ableitung der Abgase unter Überdruck (d. h. imGebläsebetrieb) die Übertragung von Abgasen zwi-schen den Aufstellräumen ausgeschlossen ist undauch kein Austritt von Abgasen über andere nicht inBetrieb befindliche Feuerstätten stattfinden kannund

- die gemeinsame Abgasleitung aus nichtbrennba-ren Baustoffen besteht oder eine Brandübertragungzwischen den Geschossen durch selbsttätigeAbsperrvorrichtungen oder andere Maßnahmenverhindert wird.

Gemeinsame Kaminbenutzung. Feuerstätten mit Gebläseund Feuerstätten ohne Gebläse sollen nicht an eine ge-meinsame Abgasanlage angeschlossen werden, weiles beim gleichzeitigen Betrieb der Feuerstätten zu Be-einträchtigungen durch den Ventilatorbetrieb und zunegativen Effekten bei Winddruck in der Abgasanlagekommen kann. Wenn dennoch eine gemeinsameSchornsteinbenutzung vorgesehen ist (z. B. für meh-rere Holzfeuerungen in Altbauten), und die Einhal-tung der genannten Mindestvorschriften gewährleis-tet ist, gelten die Regeln nach DIN V 18 160 /8-18/: - Der Abstand zwischen der Einführung des unter-

sten und des obersten Verbindungsstückes solltenicht mehr als 6,5 m sein.

- Die Abgasanlagen dürfen hinsichtlich Brennstoffartgemischt belegt werden (z. B. Öl- und Holzfeuerun-gen an einem gemeinsamen Kamin), wenn die Ver-bindungsstücke der Feuerstätten für feste oderflüssige Brennstoffe eine senkrechte Anlaufstreckevon mindestens 1 m Höhe unmittelbar hinter demAbgasstutzen haben d. h., dass beispielsweise beieinem Kaminofen das Rauchrohr zum Teil nochsenkrecht im Wohnraum geführt werden muss.

- Bei Feuerstätten für feste Brennstoffe (Holzfeuerun-gen) müssen der senkrechte Teil der Abgasanlagedie Anforderung an Schornsteine und sämtlicheVerbindungsstücke die Anforderungen für festeBrennstoffe erfüllen.

An mehrfach belegte Abgasanlagen sollen nicht ange-schlossen werden:


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- Raumluftabhängige Feuerstätten gemeinsam mitraumluftunabhängigen Feuerstätten, sofern sienicht den Anforderungen nach DVGW-MerkblattG 637 Teil 1: 1993 entsprechen.

- Feuerstätten mit Gebläse gemeinsam mit Feuerstät-ten ohne Gebläse.

- Feuerstätten mit Gebläse, soweit nicht alle Feuer-stätten im selben Aufstellraum angeordnet sindoder soweit nicht alle Feuerstätten in derselbenBauart ausgeführt sind.

- Feuerstätten, die oberhalb des 5. Vollgeschossesangeordnet sind, soweit nicht alle Feuerstätten imselben Raum aufgestellt sind.

- Feuerstätten mit Abgastemperaturen über 400 °C.- Offene Kamine nach DIN EN 13229.- Kaminöfen nach DIN EN 13240.- Feuerstätten in Aufstellräumen mit ständiger offe-

ner Verbindung zum Freien, z. B. mit Lüftungsöff-nungen, ausgenommen Feuerstätten im selbenAufstellraum.

Um für Bayern eine einheitliche Auslegungsgrund-lage für diese Sollvorgabe zu haben, hat das Bayeri-sche Kaminkehrerhandwerk ein entsprechendesMerkblatt erlassen. Demnach kann nur unter Berück-sichtigung von besonderen Randbedingungen ein An-schluss an eine gemeinsame Abgasanlage – be-schränkt auf einen wechselseitigen Betrieb der Feuer-

stätten – in Betracht kommen. Diese Regelung giltgrundsätzlich nicht für Neubauten, dort sind Kaminein genügender Zahl einzuplanen und vorzusehen. Einwechselseitiger Betrieb der Abgasanlage ist demnachunter Einhaltung der ohnehin geltenden baurechtli-chen Vorgaben (FeuV /8-12/, DIN 18 160 /8-18/; DINEN 13384-2 /8-17/ und der nachfolgenden Vorausset-zungen vertretbar (Merkblatt Bayerisches Kaminkeh-rerhandwerk /8-31/):- Die Regelung soll nur in Einfamilienhäusern ohne

Einliegerwohnung Anwendung finden, damit dieGewähr gegeben ist, dass nur ein Betreiber die Feu-erstätten bedient. Der Betreiber verpflichtet sich,den Einzelofen nicht zu beheizen, wenn der Heiz-kessel betrieben wird bzw. im umgekehrten Fall dieHeizungsanlage nicht in Betrieb zu nehmen, wennder Einzelofen beheizt wird.

- Die sichere Funktionsfähigkeit der Abgasanlagemuss bei allen möglichen Betriebszuständen gege-ben sein (Nachweismöglichkeit nach DIN EN13384-1).

- Die Feuerstätten dürfen nicht in Räumen mit stän-dig offener Verbindung zum Freien aufgestellt wer-den. Die Heizleistung der Feuerstätte mit Gebläse,darf 35 kW nicht übersteigen.

- In der Nutzungseinheit der Feuerstätten dürfensich keine Lüftungsanlagen befinden, die mit Hilfe

Tabelle 8.3: Wegweiser zu den (Mindest-)Anforderungen an die Abgasanlage je nach Feuerung(en) (nach FeuV /8-12/, und DIN 18 160 /8-18/ und Merkblatt Landesinnungsverband für das Bayerische Kaminkehrerhandwerk /8-31/)

Nutzungsart der AbgasanlageVarianten einer Kaminbelegung

1 2 3 4 5 6 7 8

Öl-/Gas-Feuerstätte (mit Gebläse) X X X

Holzfeuerung im Naturzuga X X X X

Holzfeuerung mit Gebläseb X X X X

zusätzliche Holzfeuerung im Naturzuga, c X

zusätzliche Holzfeuerung mit Gebläseb, c X

Mindestanforderung:

Abgasleitung X

Einzelkamin (holzfeuerungstauglich) X X X X X X X

zwei getrennte Kamine (z. B. doppelzügig) (X)d (X)d (X)d

gleichzeitiger Betrieb ist auszuschließene X X X X

gleichzeitiger Betrieb ist ggf. möglichf Xf

a. Einzelfeuerstätte ohne Gebläse (z. B. Kamin- oder Kachelofen) oder Scheitholzkessel im Naturzugbetrieb b. z. B. Holz-Pelletofen, Gebläse-Scheitholzkessel, Hackschnitzel- und Pellet-Zentralheizungskessel c. Die Zulässigkeit mehrerer Feuerungen ist individuell auf Grund von Berechnungen nach DIN EN 13384-2 /8-17/ festzustellen.d. bei gleichzeitigem Betriebe. z. B. durch temperaturgesteuerte Kaminfreigabe. Ein gleichzeitiger Betrieb am Einzelkamin ist hier nur mit baurechtlicher Ausnahmegenehmigung

sowie speziellem Sicherheitsgutachten oder Typenprüfung zulässig.f. Die Betriebssicherheit der Anlage einschließlich schornsteintechnischer Belange muss nachgewiesen sein (siehe Fußnote e).


139

von Ventilatorunterstützung Luft aus den Räum-lichkeiten absaugen.

- Zweckmäßigerweise wird am Rauchrohranschlussdes Einzelofens eine Absperrvorrichtung gegenRuß (Rußabsperrschieber) eingebaut, damit derRauchrohranschluss am Kamin abgedichtet werdenkann, wenn der Einzelofen nicht beheizt wird. Fürden Rußabsperrschieber ist ein Prüfzeugnis gemäßBauregelliste A, Teil 2, erforderlich.

- Die Verbrennungsluftklappe der nicht betriebenenFeuerstätte soll sich im geschlossenen Zustandbefinden.

Durch die gemeinsame Nutzung der Abgasanlagekann es zu Geräuschübertragungen und Geruchsbeläs-tigungen im Wohnbereich kommen. Bei einem erhöh-ten Rußanfall in der Abgasanlage steigt die Gefahr desAusstaubens an den Rauchrohranschlüssen. In Neu-bauten ist daher für eine kombinierte Nutzung ver-schiedener Feuerungen stets der Einbau eines mehrzü-gigen Kamins zu empfehlen (vgl. Tabelle 8.3).

Ein gleichzeitiger Betrieb von Feuerungen, die aneinem gemeinsamen Kamin angeschlossen sind, istdagegen nur unter besonderen Bedingungen zulässig.Hierzu bedarf es eines Berechnungsverfahrens nachDIN EN 13384-2 /8-17/ für die jeweilige Anlagenkom-bination.

Auch für den abwechselnden (d. h. nicht gleichzei-tigen) Betrieb an einem gemeinsamen Kamin werdenin der Praxis wie bereits am Beispiel des Merkblattsdes Bayerischen Kaminkehrerhandwerks beschrieben,meist spezielle Absperr- oder Sicherheitseinrich-tungen (Rauchrohrschieber) gefordert, die verhin-dern, dass Abgase über die zweite bzw. dritte nicht inBetrieb befindliche Feuerung in Wohn- oder Aufstell-räume gelangen können. Das entsprechende Merk-blatt wird am Heizkessel angebracht, damit derBetreiber an die Einhaltung der im Merkblatt genann-ten Bedingungen erinnert wird.

In der Praxis bedeutet diese Regelung beispiels-weise, dass ein Kaminofen, der zusammen mit einemHeizölkessel an einen gemeinsamen Kamin ange-schlossen ist, nur in der Übergangszeit betrieben wer-den darf, und auch nur dann, wenn der Heizkesselnicht gleichzeitig zur Brauchwassererwärmung ver-wendet wird. In solchen Fällen erfolgt die Brauchwas-sererwärmung nur zu bestimmten Tageszeiten (z. B.nur in den Morgenstunden bei ruhendem Kaminofen-betrieb), oder es ist eine solarthermische Brauchwas-serbereitung vorhanden. Vor Baubeginn bzw. vorErneuerung der Feuerungsanlage ist es daher aufjeden Fall ratsam, den zuständigen Bezirkskaminkeh-

rer zu kontaktieren und die geplanten Maßnahmenbereits im Vorfeld abzustimmen.

Anforderungen an Kamine. Im Unterschied zu Abgaslei-tungen müssen die für Holzfeuerungen gefordertenKamine (nach FeuV § 7 /8-12/) - gegen Rußbrände beständig sein (d. h. sie müssen

auch für das gelegentlich erforderliche gezielteAusbrennen von Teer- und Rußablagerungengeeignet sein, vgl. Kapitel 8.4),

- in Gebäuden, in denen sie Geschosse überbrücken,eine Feuerwiderstandsdauer von mindestens90 Minuten haben (F 90),

- unmittelbar auf dem Baugrund gegründet oder aufeinem feuerbeständigen Unterbau errichtet sein (esgenügt ein Unterbau aus nichtbrennbaren Baustof-fen für Kamine in Gebäuden geringer Höhe, fürKamine die oberhalb der obersten Geschossdeckebeginnen sowie für Kamine an Gebäuden),

- durchgehend sein; sie dürfen insbesondere nichtdurch Decken unterbrochen sein, und

- für die Reinigung Öffnungen mit Kaminreini-gungsverschlüssen haben.

Die Kamine müssen von Holzbalken einen Abstandvon mindestens 2 cm, bei einschaliger Ausführungmindestens 5 cm haben. Bei sonstigen Bauteilen ausbrennbaren Baustoffen beträgt der Mindestabstand5 cm (außer bei Bauteilen mit geringer Fläche, wiez. B. Fußleisten oder Dachlatten). Zwischenräume inDecken- und Dachdurchführungen müssen mit nichtbrennbaren Dämmstoffen ausgefüllt sein (z. B. Mine-ralwolle, Gasbeton). Verbindungsstücke zu Kaminen(z. B. das Rauchrohr eines Kaminofens im Wohn-raum) müssen von Bauteilen aus brennbaren Baustof-fen einen Abstand von mindestens 40 cm einhalten. Esgenügt ein Abstand von mindestens 10 cm, wenn dieVerbindungsstücke mindestens 2 cm dick mit nichtbrennbaren Dämmstoffen ummantelt sind. Wenndiese Verbindungsstücke zu Kaminen durch Bauteileaus brennbaren Baustoffen führen (z. B. durch Holz-decken), sind sie in einem Schutzrohr aus nichtbrenn-baren Baustoffen (z. B. Stahl) mit einem Abstand vonmindestens 20 cm zu führen oder in einem Umkreisvon mindestens 20 cm mit nicht brennbaren Dämm-stoffen zu ummanteln. Das führt beispielsweise dazu,dass für ein Verbindungsstück mit 15 cm Durchmes-ser eine Aussparung von 55 cm benötigt wird. Aus-nahmen von diesen Regeln (z. B. geringere Abstände)sind nur zulässig, wenn sichergestellt ist, dass keinbrennbarer Baustoff sich auf über 85 °C aufheizenkann (bei Nennwärmeleistung der Feuerstätte).


140

Für die Höhe der Mündungen von Kaminen geltenbestimmte Anforderungen, die auch in Abb. 8.3zusammengefasst sind: - Bei Dachneigungen bis einschließlich 20 Grad gilt

eine Mindesthöhe von 1 m über der Dachfläche.- Bei Dachneigungen von mehr als 20 Grad ist der

First die Bezugsgröße, die Kaminmündung musshier mindestens 40 cm höher sein.

- Bei Dachaufbauten, Öffnungen zu Räumen (z. B.Fenster) sowie ungeschützten Bauteilen aus brenn-baren Baustoffen (ausgenommen Bedachungen) ineinem Umkreis von 1,5 m müssen diese ummindestens 1 m überragt werden.

- Bei Feuerstätten für feste Brennstoffe in Gebäuden,die eine weiche Bedachung besitzen (z. B. Reed-dächer) muss der Kamin im Bereich des Firstesangeordnet sein und diesen um mindestens 80 cmüberragen.

- Speziell in Bayern gilt: Die Oberkanten von Lüf-tungsöffnungen, Fenstern oder Türen müssen ummindestens 1 m überragt werden, sofern sich diesein einem Umkreis von 15 m befinden (Abb. 8.3) unddie Feststofffeuerung eine Gesamtnennwärme-leistung bis 50 kW besitzt. Der Umkreis vergrößert

sich um 2 m je weitere angefangene 50 kW bis aufhöchstens 40 m.

Bei der Errichtung von Schornsteinen und beim An-schluss der Feuerung sind auch die in Kapitel 6.3 dar-gestellten technischen Grundlagen zu beachten.

8.4 Kaminkehrung

Nach dem Schornsteinfegergesetz /8-10/ sind Grund-oder Wohnungseigentümer verpflichtet, dem Bezirks-schornsteinfegermeister neu installierte Feuerungenzu melden und Zutritt zu den kehr- und überwa-chungspflichtigen Anlagen zu gewähren. Die Häufig-keit der Kehrung ist in der jeweiligen Kehrordnungder Länder geregelt (z. B. /8-13/); die Einheitlichkeitdieser Verordnungen in Deutschland regelt eine Mus-terverordnung. Eine Übersicht über die Kehrhäufig-keit von Holzfeuerungsanlagen bietet Tabelle 8.4.

Zusätzlich zur Kehrung werden die baurechtlichvorgeschriebenen Be- und Entlüftungseinrichtungenfür den Aufstellraum der Feuerung (vgl. Kapitel 8.3.1)einmal jährlich überprüft. Außerdem kann es – jenach Ermessen des Kaminkehrers – erforderlich sein,dass die Kaminanlage ausgebrannt wird. Dies erfolgtdann, wenn sich die Verbrennungsrückstände (z. B.Glanzruß, Teerablagerungen) nicht mit den üblichenKehrwerkzeugen entfernen lassen. Bei messpflichti-gen Feuerungsanlagen wird außerdem eine einmaligeoder eine jährlich wiederkehrende Emissionsmessungvom Bezirksschornsteinfegermeister durchgeführt(vgl. Kapitel 8.6.3).

Die für die Kehrung, Lüftungsprüfung, das Aus-brennen oder die Emissionsmessung anfallendenGebühren richten sich nach der Gebührenordnungder Kaminkehrer /8-14/. Beispielsweise hängt dieeigentliche Kehrgebühr von der Kaminhöhe und – beivorhandenen Rauchrohren – auch von deren Länge,der Anzahl und dem Winkel der Richtungsänderun-gen sowie dem Rauchrohrdurchmesser ab.

8.5 Zulässige Brennstoffe und deren Einsatzbereich

Brennstoffgruppen. Biomasse-Festbrennstoffe wer-den auf Grund ihrer unterschiedlichen genehmi-gungsrechtlichen Beurteilung im Bundes-Immissions-schutzgesetz verschiedenen Gruppen (Ziffern 3 bis 8)zugeordnet (nach § 3 (1) der 1. BImSchV /8-11/). Siesind nachfolgend zusammengestellt: - Ziffer 3: Torfbriketts, Brenntorf,

Abb. 8.3: Höhe und Abstände von Schornsteinmündun-gen (nach /8-18/, /8-12/). Unteres Bild: Anfor-derung gilt nur in Bayern


141

- Ziffer 3a: Grillholzkohle, Grillholzkohlebriketts,- Ziffer 4: naturbelassenes stückiges Holz einschließ-

lich anhaftender Rinde, beispielsweise in Form vonScheitholz, Hackschnitzel sowie Reisig oder Zap-fen,

- Ziffer 5: naturbelassenes nicht stückiges Holz, bei-spielsweise in Form von Sägemehl, Spänen, Schleif-staub oder Rinde,

- Ziffer 5a: Presslinge aus naturbelassenem Holz inForm von Holzbriketts entsprechend DIN 51 731/8-16/ (Ausgabe Mai 1993) oder vergleichbare Holz-pellets oder andere Presslinge aus naturbelassenemHolz mit gleichwertiger Qualität,

- Ziffer 6: gestrichenes, lackiertes oder beschichtetesHolz sowie daraus anfallende Reste, soweit keineHolzschutzmittel aufgetragen oder enthalten sindund Beschichtungen nicht aus halogenorganischenVerbindungen bestehen,

- Ziffer 7: Sperrholz, Spanplatten, Faserplatten odersonst verleimtes Holz sowie daraus anfallendeReste, soweit keine Holzschutzmittel aufgetragenoder enthalten sind und Beschichtungen nicht aushalogenorganischen Verbindungen bestehen,

- Ziffer 8: Stroh oder ähnliche pflanzliche Stoffe.Grundsätzlich können die genannten Brennstoffeauch in brikettierter oder pelletierter Form verwendetwerden. Bei der Herstellung solcher Presslinge dürfenallerdings keine Bindemittel verwendet werden; alsAusnahmen sind lediglich Bindemittel aus Stärke,pflanzlichem Paraffin oder Melasse zugelassen (§ 3 (4)1.BImSchV). Die unter Ziffer 5 genannten Holzpress-linge nach DIN 51 731 /8-16/ dürfen allerdings solcheBindemittel nicht enthalten. Allerdings werden in

Deutschland zur Zeit noch viele Holzpellets ausÖsterreich verkauft, bei deren Herstellung die nachÖNORM M 7135 /8-33/ maximal zulässige Menge anBindemitteln (z. B. Mais- oder Kartoffelstärke) von2 % zugesetzt werden darf.

Nicht näher definiert ist der Begriff „strohähnlich“(Ziffer 8). Gemäß der Interpretation der zuständigenBehörden handelt es sich hierbei um Energiepflanzenwie z. B. Schilf, Elefantengras, Heu oder Maisspindeln/8-35/. Getreidekörner fallen demnach nicht unter dieBrennstoffziffer 8, das Gleiche gilt auch für tierischesEinstreumaterial.

Einsetzbarkeit und Genehmigungspflicht. Für dieBrennstoffe der Ziffern 3 bis 8 sind unterschiedlicheEinsatzbereiche und Genehmigungsvorschriften zubeachten. Sie werden nachfolgend zusammengefasst.

Naturbelassene Holzbrennstoffe (Ziffer 4, 5 und 5a). Holz-feuerungen (für naturbelassene Holzbrennstoffe) mitweniger als 1.000 kW Nennwärmeleistung könnenohne emissionsschutzrechtliche Genehmigung errich-tet werden. Als naturbelassen gilt „Holz, das aus-schließlich mechanischer Bearbeitung ausgesetzt warund bei seiner Verwendung nicht mehr als nur uner-heblich mit Schadstoffen kontaminiert wurde“(§ 2 1. BImSchV /8-11/). Neben den forstlichen Ernte-rückständen oder den Nebenprodukten der Sägein-dustrie können naturbelassene Holzbrennstoffe auchaus Gebrauchtholz (Alt- oder Recyclingholz) stam-men; für den Einsatz in nicht genehmigungspflichti-gen Kleinanlagen kann hier allerdings der Nachweis

Tabelle 8.4: Häufigkeit der Kehrung von Schornsteinen für Holzfeuerungen (nach /8-13/)

Häufigkeit Anlagenart bzw. Einsatzfall

4-mal jährlich - Kamine für Feuerungen, die ganzjährig regelmäßig benutzt werden (d. h. nahezu tägliche Benutzung außer z. B. in Urlaubs- und Abwesenheitszeiten bzw. bei gewerblicher Nutzung an den arbeitsfreien Wochenenden). Zu den ganzjährig benutzten Anlagen zählen in der Regel die Scheitholzkessel, jedoch nicht die jährlich über-wachten mechanisch beschickten Anlagen (hier nur 2-malige Kehrung).

3-mal jährlich - Kamine für feste und flüssige Brennstoffe, die nur in der üblichen Heizperiode (ca. 1. Oktober bis 30. Juni) benutzt werden (ohne Unterscheidung zwischen privater oder gewerblicher Nutzung)

2-mal jährlich - Holzfeuerungen, die jährlich überwacht werden (z. B. Holzhackschnitzelfeuerungen > 15 kW, vgl. Kapitel 8.6.3)- Kamine, die nur zeitweise benutzt werden, d. h. zum Beispiel als Zusatzheizung, die in den Übergangszeiten

(Frühjahr/Herbst) auch regelmäßig im Einsatz ist (z. B. Einzelfeuerstätten) oder Anlagen in regelmäßig benutz-ten Wochenend- und Gartenhäuserna

1-mal jährlich - Kamine, die nur selten benutzt werden (d. h. eine anderweitige Vollbeheizung wird vorausgesetzt, oder es han-delt sich um Anlagen in Schlafräumen, Wochenend- oder Gartenhäusern, die nur in Ferienzeiten genutzt wer-den). Eine seltene Benutzung ist in der Regel auch bei offenen Kaminen gegeben.

- Rauchrohre von Zentralheizungsanlagen (d. h. frei in Räumen zum Kamin hin verlaufende Verbindungs-stücke), wobei Warmluftheizungen, die mehrere Räume beheizen, hierbei nicht als Zentralheizungen gelten

a. Bei weniger als 45 Betriebstagen pro Jahr wird nur einmal gemessen, bei mehr als 90 Betriebstagen dreimal.


142

der Unbedenklichkeit gefordert werden (Altholzver-ordnung /8-7/).

Nicht-naturbelassene Holzbrennstoffe (Ziffer 6 und 7). Zuden nicht-naturbelassenen Brennstoffen mit Einsatz-möglichkeit im Kleinanlagenbereich (unter 1.000 kW)zählen Schreinereiabfälle und Reste aus der Verarbei-tung von Holzwerkstoffen, die aber nicht mit halo-genorganischen Verbindungen verunreinigt sein dür-fen. Ihr Einsatz ist nach § 6 der 1.BImSchV /8-11/ nurzulässig in Anlagen ab 50 kW Nennwärmeleistung,und es muss sich dabei – sofern die Leistung unter1.000 kW liegt – um Anlagen der holzbe- und -verar-beitenden Betriebe handeln (vgl. auch Tabelle 8.6).

Stroh (Ziffer 8). Bei Stroh oder strohähnlichen Brenn-stoffen der Ziffer 8 (z. B. Heu, Miscanthus) setzt dieGenehmigungspflicht gemäß 4. BImSchV (Sp. 2Abs. 1.3) bereits bei 100 kW Feuerungswärmeleistungein (vgl. auch Tabelle 8.5). Bis 1.000 kW wird hierfürnoch das sogenannte „vereinfachte“ Verfahren ange-wendet, das heißt, dass bei Planung und Errichtungder Anlage auf eine öffentliche Auslegung zur Bür-gerbeteiligung gemäß BImSchG § 10 verzichtet wer-den kann. In der Praxis stellt jedoch auch diesesvereinfachte Verfahren eine – verglichen mit Holz-feuerungen, die noch bis 1.000 kW genehmigungsfreisind – relativ große Hürde dar. Sie führt dazu, dassStrohfeuerungen zwischen 100 und ca. 1.000 kW Leis-tung in Deutschland nahezu nicht vorkommen.

Körner (Getreide, Raps etc.). Die Zulässigkeit von Kör-nern in nicht-genehmigungspflichtigen Feuerungenist nicht eindeutig geklärt. Zwar können sie im Ge-misch mit Stroh (z. B. als Getreide-Ganzpflanzen) ein-gesetzt werden, da es sich hierbei um einen „stroh-ähnlichen“ Brennstoff nach Ziffer 8 handelt. Beialleiniger Verwendung von Körnern werden diese je-doch von den Genehmigungsbehörden meist nicht alsstrohähnlich angesehen.

Bei derartigen Brennstoffen besteht aber die Mög-lichkeit einer Ausnahmegenehmigung durch diezuständige Behörde (d. h. durch das Landratsamtbzw. die Kreisverwaltungsbehörde). Eine solche Aus-nahme kann auf Antrag des Betreibers im Einzelfallauf Basis von § 20 der 1. BImSchV zugelassen werden,wenn die Anforderungen der 1. BImSchV wegenbesonderer Umstände zu einer unbilligen Härte füh-ren und schädliche Umwelteinwirkungen nicht zubefürchten sind /8-11/. Die Handhabung dieser Aus-nahmegenehmigung ist Ländersache; neben demLand Bayern haben bislang lediglich die Länder

Nordrhein-Westfalen und Baden-Württemberg ein-heitliche Auflagen für solche Ausnahmegenehmigun-gen festgelegt. Sie sind nachfolgend am Beispiel Bay-ern zusammengestellt /8-5/:- Getreideganzpflanzen oder Getreidekörner dürfen

nur von Anbauflächen stammen, die mindestens 1Jahr lang nicht mit chloridhaltigen Mineraldünge-mitteln gedüngt wurden,

- Besondere Emissionsbegrenzungen, nachzuweisendurch nach Prüfzeugnissen (nach DIN EN 303-5):NOx: 500 mg/Nm3 (13 % O2)Staub: 75 mg/Nm3 (13 % O2),

- Staub-Emissionsbegrenzungen bei wiederkehren-den Messungen (Kaminkehrer):bis 50 kW: 100 mg/Nm3 (13 % O2)über 50 bis 100 kW: 75 mg/Nm3 (13 % O2),

- CO-Emissionsbegrenzungen bei wiederkehrendenMessungen (Kaminkehrer):bis 50 kW: 1,0 g/Nm3 (13 % O2)über 50 bis 100 kW: 0,5 g/Nm3 (13 % O2),

- Einsatz nur in Betrieben der Land- und Forstwirt-schaft, Gartenbau, Agrargewerbe.

Neben den rechtlichen Bedenken ist der Einsatz vonKörnern in Kleinanlagen auch mit erheblichen techni-schen Risiken verbunden, die meist auf den höherenAschegehalt und die niedrigen Ascheerweichungs-temperaturen zurückzuführen sind (vgl. Kapitel 6).

Mist aus der Tierhaltung. Hierbei handelt es sich z. B.um Pferdemist, der auf Basis von Sägemehl oderStroh anfällt und gelegentlich bei der Entsorgung Pro-bleme bereitet. Für derartiges Material gilt die gleicheEinschätzung wie für die oben genannten Körner.Auch hier ist ein legaler Einsatz als Brennstoff nurüber die erwähnte Ausnahmegenehmigung nach § 20der 1. BImSchV möglich. Einheitliche Auflagen derLänder existieren hier jedoch bislang noch nicht.

Altholz. Für das aus dem Recycling stammende Alt-holz (auch „Gebrauchtholz“) gelten zum Teil spezielleRegelungen. Nach der neuen Altholzverordnungwird es vier Altholzklassen zugeordnet /8-7/: - Kategorie A I: naturbelassenes oder lediglich

mechanisch bearbeitetes Altholz, das bei seiner Ver-wendung nicht mehr als unerheblich mit holzfrem-den Stoffen verunreinigt wurde (entspricht Ziffer 4und 5 der 1. BImSchV),

- Kategorie A II: verleimtes, gestrichenes, beschichte-tes, lackiertes oder anderweitig behandeltes Altholzohne halogenorganische Verbindungen in derBeschichtung und ohne Holzschutzmittel (ent-spricht Ziffer 6 und 7 der 1. BImSchV),


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- Kategorie A III: Altholz mit halogenorganischenVerbindungen in der Beschichtung ohne Holz-schutzmittel,

- Kategorie A IV: mit Holzschutzmitteln behandeltesAltholz, wie Bahnschwellen, Leitungsmasten, Hop-fenstangen, Rebpfähle sowie sonstiges Altholz, dasauf Grund seiner Schadstoffbelastung nicht denAltholzkategorien A I, A II oder A III zugeordnetwerden kann, ausgenommen PCB-Altholz.

Unbelastetes Altholz der Kategorie A I kann – da esmit den oben genannten Brennstoffen der Ziffern 4und 5 der 1. BImSchV vergleichbar ist – auch in Klein-anlagen ohne Leistungsbegrenzung eingesetzt wer-den. Der Nutzer solchen Holzes muss dessen Unbe-denklichkeit sicherstellen; das geschieht durchSichtkontrolle und Sortierung. Bei den Gebrauchthöl-zern der Kategorie A I handelt es sich in der Regel umEuropaletten, Einwegpaletten, Industriepaletten ausVollholz sowie aus Vollholz hergestellte Transportkis-ten, Verschläge, Obstkisten, Kabeltrommeln, Möbelund Kücheneinrichtungen. Hölzer der Kategorie A IIkönnen ebenfalls in Kleinanlagen eingesetzt werden,sofern es sich hierbei um Anlagen der Holzbe- oder-verarbeitung handelt. Alle übrigen Althölzer sindnur in genehmigungspflichtigen Anlagen über100 kW Feuerungswärmeleistung erlaubt.

8.6 Anforderungen, Emissionsbegrenzungen und -überwachung

8.6.1 Anforderungen an den Anlagenbetrieb

Aus den Verordnungen zum Immissionsschutz undden dazugehörigen Erläuterungstexten lassen sichbestimmte generelle Anforderungen an die Anlagen-ausstattung und den Betrieb von Holzfeuerungenableiten. Sie sind nachfolgend zusammengefasst.

Brennstofffeuchte. Die in handbeschickten Biomasse-feuerungen eingesetzten Brennstoffe müssen in luft-trockenem Zustand sein (§ 3 (3) 1. BImSchV /8-11/).Unter günstigen Lagerbedingungen kann davon aus-gegangen werden, dass Scheitholz, das im Winter ge-schlagen und gespalten wurde, im Herbst nach einerLagerdauer von neun Monaten schon ofenfertig ge-trocknet ist. Das zeigen mehrjährige Messungen imsüddeutschen Klimaraum /8-30/. Voraussetzunghierzu ist allerdings die Wahl eines trockenen windi-gen Lagerortes mit ausreichendem Abstand der abge-deckten Holzstapel voneinander und von Hauswän-

den; diese Bedingungen sind beispielsweise bei einerLagerung im Wald nicht gegeben (vgl. Kapitel 3.4.2.1).Eine nach Holzarten differenzierte Festlegung derMindestlagerdauer ist unter günstigen Bedingungennicht erforderlich /8-30/. Derartige Empfehlungen wer-den jedoch in der 1. Bundesimmissionsschutzverord-nung (kommentierte Fassung) gegeben (nach /8-35/),darin wird als Faustregel vom Erreichen des luft-trockenen Zustands nach- 1 Jahr (Pappel, Fichte),- 1,5 Jahren (Linde, Erle, Birke),- 2 Jahren (Buche, Esche, Obstbäume),- bzw. 2,5 Jahren (Eiche)ausgegangen.

Brennstoffbeschränkungen für Kleinstanlagen (bis 15 kW).In Holzfeuerungen bis 15 kW Nennwärmeleistungdürfen nach § 5 der 1. BImSchV /8-11/ nur naturbelas-sene stückige Holzbrennstoffe der Brennstoffziffern 4und 5a verwendet werden, d. h. Scheitholz, Hack-schnitzel, Reisig, Zapfen oder Holzpellets und -bri-ketts. Andere naturbelassene Holzbrennstoffe wieSägemehl, Späne, Schleifstaub oder Rinde scheidensomit aus. Das Gleiche gilt auch für Stroh- oder son-stige Pellets, da diese nicht – wie gefordert – der DIN51 731 /8-16/ entsprechen. Ebenfalls ausgeschlossensind Getreide- oder Rapskörner. Bei Kochheizherdenoder Kachelöfen ohne Heizeinsatz (Grundöfen) geltendie genannten Brennstoffbeschränkungen auch, wenndie 15 kW-Grenze überschritten wird (vgl. § 6 (4),1. BImSchV /8-11/). Neben den Holzbrennstoffen sindprinzipiell auch Braun- und Steinkohlebrennstoffe er-laubt, sofern diese nach Angabe des Herstellers geeig-net sind.

Dauereinsatz. Offene Kamine dürfen nicht zum regel-mäßigen Heizen sondern nur gelegentlich betriebenwerden (§ 4 (3) 1. BImSchV /8-11/). In ihnen ist auchdie Nutzung von Braun- oder Steinkohlebrikettsuntersagt. Das gilt jedoch nicht für Kamine, die mitgeschlossenem Feuerraum betrieben werden, wennderen Wärmeabgabe bestimmungsgemäß überwie-gend durch Konvektion erfolgt.

Vollastbetrieb und Wärmespeicheranforderung. Handbe-schickte Biomasse-Feuerungsanlagen mit flüssigemWärmeträgermedium (Zentralheizungsanlagen) sindgrundsätzlich bei Volllast zu betreiben. Hierzu ist einausreichend bemessener Wärmespeicher (Pufferspei-cher) einzusetzen. Diese Forderung gilt nicht, wenn essich um eine Anlage handelt, die die in Kapitel 8.6.2dargestellten Emissionsanforderungen auch im Teil-


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lastbetrieb, d. h. bei gedrosselter Verbrennungsluftzu-fuhr, erfüllt (§ 6 (3), 1. BImSchV /8-11/). In der Praxisist jedoch davon auszugehen, dass auf einen Puffer-speicher aus technischen Gründen und wegen des ge-stiegenen Betriebskomforts nicht verzichtet werdenkann.

Wärmespeicherdimensionierung. Über die Dimensionie-rung der Wärmespeicher für nicht-teillastfähige Zen-tralheizungskessel werden in der 1. BImSchV keinedefinitiven Vorschriften gemacht. Lediglich in der fürdas Kaminkehrerhandwerk kommentierten Fassungder Verordnung werden mindestens 25 l Speichervo-lumen je Kilowatt Nennwärmeleistung gefordert/8-35/. In der Praxis wird diese Minimalanforderungoft als nicht ausreichend – auch nicht für teillastfähigeAnlagen – angesehen; beispielsweise wird für die Be-antragung von öffentlichen Fördermitteln für Scheit-holzkessel ein Mindestvolumen von 55 l/kW gefordert/8-3/; die meisten Praxisempfehlungen liegen sogarbei 100 l/kW, d. h., dass eine Scheitholzfeuerung mit

25 kW Nennwärmeleistung über ein Speichervolu-men von 2.500 l verfügen sollte.

8.6.2 Emissionsbegrenzungen

Die Schadstoffemissionen von Feuerungen für festeBiomassebrennstoffe sind im Bundes-Immissions-schutzgesetz durch die Bundes-Immissionsschutzver-ordnung (1. BImSchV.) und – bei größeren Anlagen-leistungen – durch die Technische Anleitung zurReinhaltung der Luft (TA Luft) begrenzt. Die darinfestgelegten Maximalwerte sind in Tabelle 8.5 zusam-mengestellt.

Für Anlagen bis 15 kW Nennwärmeleistung wur-den keine Emissionsbegrenzungen festgelegt, somitbesteht hier auch keine Messpflicht (vgl. Kapitel8.6.3). Hier gelten lediglich die allgemeinen Anforde-rungen der 1. BImSchV (§ 4), wonach die Abgasfahnevon Anlagen für feste Brennstoffe im Dauerbetriebgrundsätzlich einen helleren als den Grauwert 1 der

Tabelle 8.5: Emissionsgrenzwerte bei der Verfeuerung von naturbelassenen biogenen Festbrennstoffen (nach /8-11/ bzw. /8-8/); Emissionswerte bezogen auf Abgas im Normzustand (Nm³) bei 0 °C und 1.013 mbar

Anlagenleistung N/Fa relevanteVorschrift

Bezugs-sauerstoffVol. % O2

Emissionsbegrenzung

CO(g/Nm³)

Ges.-Cb

(mg/Nm³)NOx

c

(mg/Nm³)

Staub(mg/Nm³)

Emissionswerte bei der Verfeuerung von naturbelassenem Holz:

bis 15 kW N 1. BImSchV keine Begrenzung (außer „heller als Grauwert 1“)d

15 – < 50 kW N 1. BImSchV 13 4 - - 150

50 – < 150 kW N 1. BImSchV 13 2 - - 150

150 – < 500 kW N 1. BImSchV 13 1 - - 150

500 – < 1000 kW N 1. BImSchV 13 0,5 - - 150

1 – < 2,5 MW F TA Luftf 11 0,15e 10 250c 100

2,5 – < 5 MW F TA Luftf 11 0,15 10 250c 50

5 – < 50 MW F TA Luftf 11 0,15 10 250c 20

Emissionswerte bei der Verfeuerung von Stroh und ähnlichen pflanzlichen Stoffeng:

15 – < 100 kW N 1. BImSchV 13 4 - - 150

100 kW – < 1 MWg F TA Luftf 11 0,25 50 500 50

1 – < 50 MWg F TA Luftf 11 0,25e 50 400 20

a. Mit Anlagenleistung ist hier gemeint: N Nennwärmeleistung, d. h. die höchste von der Feuerungsanlage im Dauerbetrieb nutzbar abgegebene Wärme-menge je Zeiteinheit (wird vom Hersteller unter Angabe des Brennstoffs festgelegt) F Feuerungswärmeleistung, d. h. der auf den unteren Heizwert bezogene Wärmeinhalt des Brennstoffs, der einer Feuerungsanlage im Dauerbetrieb je Zeiteinheit zugeführt werden kann.

b. Die Emission flüchtiger organischer Kohlenstoffverbindungen (engl. VOC) wird als „Gesamtkohlenstoff“ (Ges.-C) angegeben.c. angegeben als Stickstoffdioxid (NO2)d. allgemeine Anforderung der 1. BImSchV: Abgasfahne muss heller sein als „Grauwert 1“ (Grauwertskala in Anlage 1 zur 1. BImSchV)e. Bis 2,5 MW Feuerungswärmeleistung gilt der Grenzwert nur bei Betrieb mit Nennlast.f. TA-Luft, novellierte Fassung vom 24. Juli 2002 /8-8/.g. Bei Feuerungen für Stroh und ähnliche Brennstoffe sind ab 100 kW Feuerungswärmeleistung außerdem für PCDD/F (Dioxine und Furane) eine

Begrenzung von 0,1 ng TE/Nm3 und für gasförmige anorganische Chlorverbindungen (angegeben als HCl) von 30 mg/Nm3 einzuhalten /8-8/.


145

sogenannten „Ringelmann-Skala“ (vgl. hierzu1. BImSchV, Anlage 1) erreichen muss.

Zwischen 15 und 1.000 kW Nennwärmeleistunggelten für Holzfeuerungen lediglich Kohlenmon-oxid(CO)- und Staubgrenzwerte, die je nach Anlagen-leistung abgestuft festgelegt wurden (Tabelle 8.5).Abweichend davon wurden für „Stroh und ähnlichepflanzliche Stoffe“ (Brennstoffziffer 8) besondererechtliche Anforderungen festgelegt. Bis 100 kWNennwärmeleistung gelten zwar einheitlich die glei-chen Grenzwerte wie bei Holzfeuerungen bis 50 kW;ab 100 kW Leistung (hier: Feuerungswärmeleistung,vgl. Tabelle 8.5) erhöhen sich jedoch die Anforderun-gen, da die Anlagen in den Gültigkeitsbereich derTA Luft fallen. Neben den deutlich strengeren Emissi-onsbegrenzungen (Tabelle 8.5) ändert sich damit auchder Sauerstoff-Bezugswert von 13 auf 11 % O2; dazwi-schen liegt der Faktor 1,25, d. h. dass beispielsweiseein Staubgrenzwert von 150 mg/Nm3 bei 11 % O2einer Konzentration im Abgas von 120 mg/Nm3 bei13 % O2 entspricht. Zusätzlich müssen genehmi-gungspflichtige Strohfeuerungen (über 100 kW) auchBegrenzungen bei den organischen Kohlenstoffver-bindungen sowie bei den Stickstoffoxiden (NOx) ein-halten.

Für die Verbrennung von gestrichenem, lackiertemoder beschichtetem Holz (Ziffer 6) und Sperrholz,Spanplatten, Faserplatten oder verleimtem Holz(Ziffer 7), die nur in Anlagen der holzbe- und -verar-beitenden Betriebe und auch nur ab einer Nennwär-meleistung von 50 kW zulässig sind, gelten strengereGrenzwerte für Kohlenmonoxid (Tabelle 8.6). Die Ein-haltung der Emissionsgrenzwerte wird hier jährlichvom Bezirkskaminkehrermeister festgestellt, unab-hängig davon, ob es sich um eine hand- oder automa-tisch beschickte Feuerung handelt.

8.6.3 Emissionsüberwachung

Alle Biomasse-Feststofffeuerungen in Zentralhei-zungsanlagen über 15 kW Nennwärmeleistung unter-liegen einer Messpflicht, lediglich Einzelfeuerstättenmit einer Nennwärmeleistung bis 11 kW für die Be-heizung eines Einzelraumes oder für die ausschließli-che Brauchwasserbereitung sind davon befreit (§ 14,1. BImSchV). Die anfallenden Kosten für die Überwa-chungsmessungen müssen vom Anlagenbetreiberübernommen werden. An hand- und automatisch be-schickte Feuerungen werden zum Teil unterschiedli-che Überwachungsanforderungen gestellt.

Handbeschickte Scheitholzfeuerungen. Bei handbe-schickten Scheitholzfeuerungen für naturbelassenestückige Brennstoffe (Brennstoffziffer 4) wird die Ein-haltung der in Tabelle 8.5 genannten Grenzwerte nureinmalig und zwar innerhalb von 4 Wochen nach derInbetriebnahme vom Bezirkskaminkehrermeister fest-gestellt. Wenn die Emissionsanforderungen nicht ein-gehalten werden, erfolgt innerhalb von 6 Wochen eineWiederholungsmessung. Von dieser Messverpflich-tung sind alle Holz-Zentralheizungsanlagen mit mehrals 15 kW Nennwärmeleistung betroffen. Da für Anla-gen bis 15 kW Nennwärmeleistung keine Emissions-begrenzungen festgelegt wurden, besteht bei ihnenauch keine Messpflicht.

Bei handbeschickten Anlagen, die in holzbe- und-verarbeitenden Betrieben ab 50 kW Nennwärmeleis-tung auch für gestrichene, lackierte oder beschichteteHölzer (Brennstoffziffer 6) oder für Sperrholz, Span-platten, Faserplatten oder verleimtes Holz (Brenn-stoffziffer 7) zulässig sind, besteht – wie bei denmechanisch beschickten Anlagen – eine jährlich wie-derkehrende Messpflicht. Das gilt auch, wenn es sichnicht um eine Zentralheizungsanlage sondern umeine Warmluftheizung eines gewerblichen Holzverar-beiters (z. B. Schreinerei) handelt.

In beiden Fällen sind die Messungen stets imungestörten Dauerbetriebszustand der Feuerungsan-lage bei Nennwärmeleistung oder ersatzweise bei derhöchsten einstellbaren Wärmeleistung durchzuführen(1. BImSchV, Anlage III). Handelt es sich allerdingsum eine teillastfähige Anlage, die ohne ausreichenddimensioniertem Wärmespeicher betrieben wird, soist die Messung im Teillastbereich durchzuführen. Bei

Tabelle 8.6: Emissionsgrenzwerte bei der Verfeuerung von gestrichenem, lackiertem oder beschichtetem Holz (Ziffer 6) und Sperrholz, Spanplatten, Faserplatten oder verleimtem Holz (Ziffer 7) in Anlagen der holzbe- und -verarbeitenden Betriebe; Emissionsangaben bezogen auf Abgas im Normzustand (Nm³) bei 13 % O2 (nach /8-11/)

Anlagen-Nenn-wärmeleistung

(kW)

Emissionsbegrenzung

CO(g/Nm³)

Ges.-C(mg/Nm³)

NOx(mg/Nm³)

Staub(mg/Nm³)

< 50 Brennstoffe nicht zugelassen

50–100 0,8 - - 150

>100–500 0,5 - - 150

>500–1.000 0,3 - - 150


146

den übrigen Anlagen wird versucht, niedrige Lastzu-stände während der Messung zu vermeiden, da sichder Schadstoffausstoß – zumindest beim Kohlenmon-oxid – in der Regel erhöht.

Die allgemeine Anforderung der 1. BImSchV (§ 4),wonach die Abgasfahne von Anlagen für feste Brenn-stoffe im Dauerbetrieb grundsätzlich einen hellerenals den Grauwert 1 der sogenannten „Ringelmann-Skala“ erreichen muss (vgl. hierzu 1. BImSchV,Anlage 1), wird nicht regelmäßig überprüft. Hierbeihandelt es sich um einen eher selten verwendetenMessparameter, der hauptsächlich im Streitfall, wiezum Beispiel bei Belästigungen in der Nachbarschaft,zur Anwendung kommt. Die mit einem hohenGrauwert gemessene Rußbildung weist auf einenbesonders unvollständigen Verbrennungsprozess mitentsprechender hohen Geruchsbelästigungen hin.Messungen des Grauwertes können auch bei nichtmesspflichtigen Anlagen bis 15 kW Nennwärmeleis-tung vorgenommen werden.

Mechanisch beschickte Anlagen. Bei mechanisch(automatisch) beschickten Holz-Zentralheizungs-anlagen von mehr als 15 kW Nennwärmeleistungmuss die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte(Tabelle 8.5) im Betrieb jährlich wiederkehrend nach-gewiesen werden (§ 15, 1. BImSchV). Kleinere Anla-gen bis einschließlich 15 kW – darunter fallen vielePelletkessel und neuerdings auch einige Holzhack-schnitzelfeuerungen – sind dagegen von der wieder-kehrenden Überwachung befreit; das gilt auch für dieErstmessungen nach der Inbetriebnahme, da für dieseLeistungsklasse keine Emissionsbegrenzungen festge-legt wurden.

Bei Anlagen mit einer Nennwärmeleistung vonweniger als 1.000 kW werden die Überwachungsmes-sungen vom Bezirkskaminkehrermeister durchge-führt. Bei automatisch beschickten Feuerungsanlagenfür „Stroh und ähnliche Brennstoffe“ (Brennstoffziffer8) gilt dies jedoch nur bis <100 kW. Strohfeuerungenhöherer Anlagenleistung werden außerdem nur nochalle 3 Jahre überprüft (nach der vorgeschriebenenErstmessung, vgl. BImSchG § 28 /8-4/). Da diese Mes-sung aber nicht vom Kaminkehrer, sondern voneinem speziellen hierfür zugelassenen Prüfinstitutdurchgeführt wird, sind die anfallenden Kosten umein Vielfaches höher, zumal dabei auch eine Vielzahlweiterer Messgrößen erfasst wird.

Ausnahmen von der jährlichen Messpflicht beste-hen – wie bei den Scheitholzfeuerungen – wenn dieFeuerung jährlich bis zu höchstens 300 Stunden undausschließlich zur Trocknung von selbstgewonnenenErzeugnissen in landwirtschaftlichen Betrieben einge-setzt wird, wobei die Trocknung über Wärmeaustau-scher erfolgen muss. Im letzteren Fall wird nur injedem dritten Jahr durch den Bezirksschornsteinfeger-meister gemessen (§ 15 (2), 1. BImSchV).

Der zuständige Kaminkehrer kündigt die Mes-sung, d. h. den voraussichtlichen Messtermin, zwi-schen 8 bis 6 Wochen vorher schriftlich an. Die Mes-sung findet im ungestörten Dauerbetriebszustand beiNennwärmeleistung oder ersatzweise bei der höch-sten einstellbaren Wärmeleistung statt. Eine Messungwährend einer Betriebsphase mit zu geringer Leis-tungsabnahme (z. B. im Sommer) wird in der Regelvermieden, da die Messergebnisse unter solchenBetriebsbedingungen erfahrungsgemäß schlechterausfallen.

147

99

Kosten der

Festbrennstoffnutzung

9.1 Brennstoffpreise und -kosten

Die meisten in Kleinanlagen einsetzbaren Bio-massebrennstoffe werden zu kalkulierbaren Markt-preisen angeboten, so dass die Kosten für deren Be-schaffung durch Anfrage bei den jeweiligenAnbietern festgestellt werden können. Nachfolgendwerden einige Orientierungswerte zu den Marktprei-sen zusammengestellt. Dabei ist darauf hinzuweisen,dass erhebliche regionale und saisonale Schwankun-gen bestehen und dass je nach Qualität, Aufberei-tungsart, Liefermenge und Liefer- oder Abladeservicezum Teil erhebliche Zu- oder Abschläge zu berück-sichtigen sind. Folglich sollte eine Investitionsent-scheidung stets auf den vor Ort anfallenden tatsächli-chen Preise beruhen.

Sämtliche hier genannten Preise enthalten diejeweilige Mehrwertsteuer, die je nach Anbieter ver-schieden sein kann. In der Regel beträgt sie bei Direkt-bezug von forstlichen Anbietern (Forstbetriebe, Forst-ämter) 5 % und im sonstigen Handel forstlicherProduke 7 %. Holzpellets werden als forstliches Pro-dukt folglich ebenfalls mit 7 % Mehrwertsteuer ver-kauft. Die Steuer muss auf Verlangen in der Rechnungausgewiesen werden.

Eine Übersicht zu den Beschaffungsmöglichkeitenwird in Kapitel 3 gegeben. Die für eine Mengen- undPreisbeurteilung notwendigen Faustzahlen findensich in Kapitel 4.

Marktpreise für Scheitholz. Die häufigste Einheit fürden Scheitholzverkauf ist der Raummeter. In dieserEinheit kann die reine Holzmasse weitgehend unab-hängig vom Wassergehalt gehandelt werden. BeimRaummeter handelt es sich um geschichtetes Holz,das ab einem bestimmten Durchmesser gespalten ist.Da es beim Anbieter zunächst meist als Meterscheitüber einen längeren Zeitraum zwischengelagert wird,ist mit der Verkaufseinheit des Raummeters gemein-

hin diese Ausgangsform des „Meterscheit-Raumme-ters“ definiert (Abb. 9.1), auch wenn später das weiteraufbreitete ofenfertige Holz (z. B. 33-er Scheitlänge)im geschichteten Zustand ein etwas geringeres Volu-men einimmt (vgl. hierzu Umrechnungsfaktoren inKapitel 4). Gelegentlich kann der Raummeter beimAnbieter aber auch individuell anders definiert sein,oder es werden kurz gesägte Scheite nach Schütt-Ku-bikmetern verkauft. Auch der Verkauf nach Gewichtist möglich, er ist aber mit Unsicherheiten bezüglichdes Wassergehaltes verbunden. Der Verkauf alsSchüttgut (lose oder nach Gewicht) nimmt in jüngsterZeit zu, da bei der Aufbereitung vermehrt hochme-chanisierte automatische Brennholzmaschinen (ohneZwischenaufbereitungsschritte) eingesetzt werden(Kapitel 3). Planungszahlen für die Umrechnung derVerkaufseinheiten sind in Kapitel 4 zusammen-gestellt.

Die Preisbildung für Scheitholzbrennstoffe hängtvon einer Vielzahl von Faktoren ab. Hierzu zählen vorallem die absetzbare Brennstoffmenge, Nähe zumVerbraucher oder zu den Ballungsgebieten, Aufberei-tungsqualität, Lagerdauer, Serviceangebote und Vie-les mehr /9-3/.

Abb. 9.1: Ein Raummeter Brennholz


148

Die Größenordnung der üblichen Schwankungenlässt sich am Beispiel der Preisvariabilität in Tabelle9.1 ablesen. Mit Zunahme der Aufbereitungsintensitätist ein deutlicher Preisanstieg zu verzeichnen. Er ver-läuft bei Hartholz und Weichholz etwa gleich. Bei denPreisen je Raummeter erscheint Weichholz zunächstgünstiger. Der Vergleich der energiemengenbezoge-nen Preise (Tabelle 9.1) zeigt jedoch, dass für die glei-che Energiemenge bei gleicher Brennstoffform einnahezu einheitlicher Verkaufspreis zustande kommt.Die größte Preisspanne lässt sich für die besondershäufig verkauften Hartholzscheite mit 33 cm Längefeststellen. Hier liegt der Durchschnittspreis ein-schließlich Anlieferung bei ca. 77 €/Rm; er kann aberin Ausnahmefällen (städtische Abnehmer) bis zu über142 €/Rm betragen (z. B. gestapeltes ofengetrocknetesHolz in Einweg-Holzboxen à 1,4 Rm). Die Nähe zuden Großstädten wirkt sich generell preiserhöhendaus /9-3/.

Bei größeren Holzverbrauchern (z. B. Betreibervon Scheitholzkesseln) werden häufig günstigereBrennholzquellen genutzt.

Beispielsweise zählt hierzu das Selbstwerberholz,welches in waldreichen Gebieten zum Teil nochkostenlos ab Wald angeboten wird, jedoch in Stadt-

nähe Preise bis über 30 €/Rm (unaufgearbeitet!) erzie-len kann. Ein häufiger Preis für Selbstwerberholz liegtbei ca. 15 €/Rm. Allerdings handelt es sich hierbeinoch nicht um den eigentlichen Endenergieträger,sondern um den im Wald stehenden oder liegendenRohstoff, für dessen Bereitstellung die eigentlicheErnte-, Aufbereitungs-, Transport- und Einlagerungs-leistung durch den Käufer erst noch erbracht werdenmuss. Wenn jedoch ofenfertiges Holz gekauft wird,gelten die in Tabelle 9.1 genannten Endverbraucher-preise. Darin sind die Zuschläge für die Anlieferungfrei Haus bereits enthalten. Diese Zuschläge lassensich bei Scheitholz auf durchschnittlich ca. 4 €/Rmbeziffern /9-6/, das heißt, dass Selbstabholern meistein entsprechender Preisnachlass für das ofenfertigeHolz eingeräumt wird.

Marktpreise von Holzpellets und Briketts. „Ver-edelte“ Holzbrennstoffe wie Holzpellets und -briketts,die vor allem von Kleinverbrauchern abgenommenwerden, sind meist deutlich teurer als Scheitholz. Fürlose angelieferte Holzpellets (Lieferung 5 t im Um-kreis von 50 km) werden derzeit durchschnittlicheMarktpreise um ca. 258 €/t erzielt (Stand: Dezember2006), wobei die Preise im Norden um ca. 20 €/t höherliegen als im Süden Deutschlands /9-2/. Dieser mitt-lere Preis entspricht einem Heizöl-Äquivalentpreisvon 54 ct/Liter HEL. Bei Abnahme kleinerer Mengenerhöht sich der Preis (z. B. 2 t: ca. 280 €/t); Mengenüber 10 t sind um ca. 10 bis 15 €/t günstiger /9-2/.

Für besonders kleine Abnahmemengen werdenPellets auch in Säcken verkauft (z. B. an Betreiber vonPellet-Kaminöfen). Nicht selten liegen derartige Klein-gebinde, die in Bau- und Verbrauchermärkten erhält-lich sind, umgerechnet bei über 300 €/t, so dass sichein Energiepreis von über 62 ct/l errechnet, der damitüber dem Niveau des Heizölpreises liegt.

Auf einem ähnlich hohen Preisniveau liegen Holz-briketts, vor allem wenn sie in den Gebindegrößen derVerbrauchermärkte angeboten werden (z. B. 12 kgPackung). Größere Abnahmemengen können dage-gen bereits zu Preisen wie bei Holzpellets beschafftwerden. Das gilt vor allem für die losen Briketts, dieauf Paletten oder in Großsäcken angeboten werden.Bezogen auf den Energiegehalt ist somit – verglichenmit Scheitholz – von Preisaufschlägen in Höhe von ca.50 bis 100 % auszugehen. Holzbriketts werden abermeist auch nur in kleinen Mengen, z. B. in Einzelfeu-erstätten für die Gluterhaltung über Nacht, verwendetund stellen selten den Hauptbrennstoff einer Biomas-seheizung dar.

Tabelle 9.1: Mittlere Scheitholzpreise im Januar 2007. Angaben für Lieferung von je 6 Raummetern geschichtetes Holz frei Haus (Entfernung bis 10 km), Preise inkl. MwSt (Quelle: regelmäßige Befragung von 28 Anbie-tern in Deutschland) /9-6/.

Preisangabe (Mittelwert und Spanne)

Sortiment/Holzart €/Rmaa

a. Alle Preisangaben sind bezogen auf Meterscheitholzvolumen (gespalten). Preisunterschiede zwischen Meterscheiten und Kurzholz sind somit nicht auf unterschiedliche Holzmassen im jeweiligen Raummetermaß zurückzuführen.

€/GJ €/l Heizölb

b. Preis je Liter Heizöläquivalent HEL. 1 l Heizöl EL („Extra Leicht“) entspricht 9,88 kWh. Zur Umrechnung auf andere Bezugsgrößen vgl. Kapitel 4

Meterware Hartholz, gespalten

55,20 (37–85)

9,82 0,35

MeterwareWeichholz, gespalten

37,80(27–67)

9,28 0,33

33 cm Scheitea

Hartholz gespalten70,20

(48–132)12,49 0,44

33 cm Scheitea

Weichholz gespalten52,30

(35–86)12,84 0,46

Kosten der Festbrennstoffnutzung

149

Preise für Waldhackschnitzel. Holzhackschnitzel wer-den auf dem allgemeinen Holzbrennstoffmarkt nur re-lativ selten angeboten. Zwischen Anlagenbetreiber undmöglichen Brennstoffanbieter(n) bestehen daher meistfeste langjährige Geschäftsbeziehungen. Bei den Liefe-ranten handelt es sich oft um die Waldbesitzer selbst,die als Einzelanbieter oder Waldbauerngenossenschaftauftreten. Das betrifft insbesondere größere Heiz-werke, bei denen Hackschnitzel vermehrt zum Einsatzkommen und die ihre Brennstoffversorgung in der Re-gel über einen größeren Zeitraum vertraglich absichernmöchten. Eine flächendeckende Versorgung auch fürkleine häusliche Zentralheizungsanlagen existiert der-zeit noch nicht, obgleich erste Aktivitäten zum Aufbaueiner derartigen Infrastruktur bereits stattfinden.

Angesichts der Tatsache, dass freie Marktpreisekaum genannt werden, ist ein Preisvergleich schwierig.Zur Orientierung kann allerdings eine vierteljährlicheBefragung von Anbietern herangezogen werden, dieWaldrestholz oder Sägewerksabfälle an Heizwerke lie-fern. Demnach liegt der mittlere Hackschnitzelpreis(Basis: September 2006) derzeit bei ca. 69 €/t (bezogenauf einen Wassergehalt von 35 %, Lieferung frei Heiz-werk im Umkreis von 20 km) /9-2/. Das entspricht einemEnergiepreis von ca. 2,2 ct/kWh bzw. 22 ct/l Heizöl.

Jedoch können die Preise in der Praxis stark abwei-chen, zumal zwischen den Lieferanten für Waldhack-gut und dem Heizwerksbetrieb oft ein hohes Maß anwirtschaftlicher Verflechtung besteht. Durch Liefer-rechte, Genossenschaftsanteile, Beteiligungen oderInvestitionskostenzuschüsse spiegeln die Angaben sol-cher Produzenten kaum einen freien Marktpreis wider.

Marktpreise für sonstige Festbrennstoffe. Die relativhohen Preise für Holzpellets haben in der Praxis injüngster Zeit das Interesse an der energetischenVerwendung von Getreidekörnern geweckt, obgleichdieser Brennstoff hinsichtlich verschiedener Eigen-schaften einige Probleme bereitet (vgl. Kapitel 4 undKapitel 6). Unter den derzeitigen Preisverhältnissen –Triticale war in 2006 für ca. 127 €/t frei Abnehmer er-hältlich /9-11/ – beträgt der energiemengenbezogeneVergleichspreis für Getreidekörner ca. 3,3 ct/kWh(32 ct/l HEL). Das entspricht etwas mehr als der Hälftedes Holzpelletpreises in 2006. Neben den technischenRisiken und dem erhöhten Schadstoffausstoß ist derEinsatz dieses Brennstoffs aber in den meisten Feue-rungsanlagen auch rechtlich problematisch (Kapitel 8).

Im Vergleich zu den privaten Haushalten könnenindustrielle Abnehmer oder Betreiber größerer Feue-rungen auf deutlich günstigere Biomassebrennstoffezurückgreifen. Hierzu zählen vor allem Rinde oder

Hackgut aus Sägeresten. Ähnlich günstig sind auchSchwarten und Spreißel aus dem Rohholzzuschnitt imSägewerk; dieses Holz muss aber erst noch ofenfertigaufbereitet werden.

Entwicklung der Brennstoffpreise. Um die wirtschaft-lichen Chancen und Perspektiven von Biomasse-Fest-brennstoffen abschätzen zu können, ist es unter ande-rem erforderlich, deren spezifische Energieträgerkostenzu vergleichen. In Abb. 9.2 wurden hierzu die Preis-beobachtungen verschiedener Quellen auf ein einheitli-ches Maß, d. h. auf die Energiemenge eines LitersHeizöl (extra leicht, HEL), umgerechnet. Die Darstellungzeigt, dass Waldhackschnitzel (hier: 69 €/t bei einemWassergehalt von 35 % frei Heizwerk im Umkreis von20 km) zur Zeit der preisgünstigste Energieträger ist.Holzpellets (hier: 258 €/t vgl. /9-2/), und Scheitholz(77 €/Rm, vgl. /9-6/) gehören dagegen zu den teuerstenBiomassebrennstoffen, letzterer wird aber in der Praxisoft deutlich günstiger bereitgestellt, weil anstelle deshier betrachteten freien Brennholzmarktes vielfach an-dere Beschaffungsmöglichkeiten vorliegen und vieleHolzkunden einen Teil der Aufbereitungsarbeit selbstleisten und sogar die Fäll- und Rückearbeiten im Waldals sogenannte Selbstwerber übernehmen.

Das Gleiche gilt für Holzhackschnitzel. Ähnlichgünstig wie diese liegen derzeit die Getreidebrenn-stoffe (hier 127 €/t, vgl. /9-11/), die hier bei weniger alsder Hälfte des Heizölpreises (Dezember 2006) liegen.Noch Anfang 2004 hatten diese beiden Äquivalent-preise gleichauf gelegen, danach setzte die in Abb. 9.2dargestellte gegenläufige Preisentwicklung ein, durchdie die bis heute anhaltende Diskussion um eineBrennstoffnutzung von Getreide auch in Kleinfeue-rungen stark angeheizt worden war.

Abb. 9.2: Preisverlauf von Biomasse-Festbrennstoffen und Heizöl, umgerechnet in Cent pro Liter Heizöläquivalent


150

9.2 Anlagenkosten

Bei den Investitionskosten für eine Biomasse-Klein-feuerung sind verschiedene Anlagenkomponentenund vielfach auch bauliche Aufwendungen zu be-rücksichtigen, je nachdem, um welche Feuerungsartes sich handelt. Diese Kosten werden nachfolgend be-schrieben. Sofern es sich um Komponenten handelt,die von der Systemgröße abhängen, basieren die An-gaben auf einer hierzu durchgeführten aktuellen Er-hebung für das Jahr 2006, in der die Listenpreise (inkl.MwSt.) einer Vielzahl von in Deutschland anbieten-den Herstellern und Vertrieben ausgewertet wurden.Von diesen Listenpreisen sollten die mittleren Rabatt-abschläge (nach /9-5/) abgezogen werden.

Einzelfeuerstätten. Am einfachsten ist die Kostenab-schätzung für eine Einzelfeuerstätte. Hier sind mitdem Kauf bzw. der Errichtung vor Ort und dem An-schluss an den Schornstein meist sämtliche relevantenAnschaffungskosten abgegolten. In seltenen Fällenmüssen evtl. noch Mehrkosten für einen Kamin odereinen zweiten Kaminzug angerechnet werden. Kostenfür den Aufstellraum, einen externen Wärmespeicheroder für Lagereinrichtungen entfallen.

Die Bandbreite der Anschaffungskosten einer Ein-zelfeuerstätte reicht von ca. 300 € für einen Kaminofenaus dem Baumarkt bis über 15.000 € für einen mithohem handwerklichen Aufwand vor Ort errichtetenKachel- oder Grundofen. Da es sich bei den Einzelfeu-erstätten um bauliche Elemente in Wohnräumen han-delt, wird die Anlagenauswahl selten ausschließlichnach ökonomischen Gesichtpunkten getroffen. DieKosten für das Anschließen an einen Kamin ein-schließlich Abgasrohr und -bogen betragen für einenKamin- oder Zimmerofen meist weniger als 500 €.

Scheitholz-Zentralheizungen. Im Gegensatz zu denEinzelfeuerstätten besteht bei den Anschaffungskos-ten für Zentralheizungsanlagen eine starke Abhängig-keit von der installierten Nennwärmeleistung. Daszeigt die Darstellung in Abb. 9.3 (oben links). Anla-gennennleistungen zwischen 20 und 60 kW sind hierbesonders häufig. In diesem Marktsegment ist mitPreisen von ca. 6.000 bis 18.000 € zu rechnen (nur fürden Heizkessel inkl. Regelung). Die spezifischen An-schaffungskosten liegen bei derartigen Anlagen imBereich von 20 bis 60 kW zwischen 200 und 350 €/kW(ohne weitere Komponenten und Bauteile).

Zusätzlich zu den hier genannten Anschaffungs-preisen sind je nach Anwendungsfall meist noch wei-tere Investitionsaufwendungen, wie z. B. für den Puf-

ferspeicher (siehe „Wärmespeicher“), Installation,Anschluss- und Systembauteile, Schornstein oderBrennstofflagerung, zu kalkulieren. Viele dieserNebenkosten sind unter dem Begriff „Peripheriebau-teile“ zusammengefasst. Hierbei handelt es sich umPumpengruppen, Verrohrung, Sicherheitseinrichtun-gen (z. B. thermische Ablaufsicherung), Ausdeh-nungsgefäß, Rücklaufanhebung und Isolierung. Beidiesen Systembauteilen sind die Anschaffungspreiseweniger abhängig von der Nennwärmeleistung desKessels. Für die Durchführung von repräsentativenKostenrechnungen können die bei Scheitholzkesselanfallenden Zusatzkosten näherungsweise nach derfolgenden Formel abgeschätzt werden; sie beruht aufeiner detaillierten Angebotsfeststellung für über 130Einzelanlagen (d. h. Herstellerangaben):

A = 1162 Ln(p) - 140

wobei A den Anschaffungspreis in € (ohne Rabatt,inkl. MwSt.) und p die Nennwärmeleistung desScheitholzkessels (in kW) darstellen. Die entspre-chende für den Scheitheizkessel bzw. den Wärmespei-cher selbst anzuwendenden Schätzformeln sindAbb. 9.3 zu entnehmen. Beim Wärmespeicher fürScheitholzkessel sollten mindestens ca. 60 Liter Spei-chervolumen je Kilowatt Nennwärmeleistung (besser:100 l/kW) angesetzt werden.

Die außerdem für Scheitholzfeuerungen ermittel-ten spezifischen Kosten für die Lieferung, Montageund, Inbetriebnahme können ebenfalls anhand einerSchätzformel ermittelt werden /9-5/:

M = 98,7 e-0,0251 p

wobei M den spezifischen Anschaffungspreis in € jeKilowatt Nennwärmeleistung (p) darstellt (ohne Ra-batt, inkl. MwSt.). Ein Anwendungsbeispiel für dieseKostenabschätzung zeigt Tabelle 9.3. Darin wurde beiallen Investitionskosten der speziell für Scheitholzkes-sel festgestellte mittlere Rabattabschlag von 17,3 %(vgl. /9-5/) vorgenommen.

Hackschnitzelkessel. Ein ähnlicher Verlauf wie beiden Scheitholzkesseln ergibt sich auch für die Kosten-funktion bei Hackschnitzelfeuerungen, nur ist dasNiveau des Investitionsbedarfs hier deutlich höher.Im Bereich von ca. 20 bis 60 kW Nennwärmeleistungkann in etwa von einer Verdoppelung des Anschaf-fungspreises gegenüber Scheitholzkesseln ausgegan-gen werden (Abb. 9.3, oben rechts). Das liegt auch


151

daran, dass die Bauteile, die für eine automatische Be-schickung und für den Austrag aus dem Hackschnit-zellager benötigt werden, hier beim Preis der Feue-rungsanlage miteingerechnet werden müssen. Diespezifischen Anschaffungskosten im Leistungsbereichvon 20 bis 60 kW variieren durchschnittlich zwischen950 und 400 €/kW (ohne zusätzliche Komponentenwie Wärmespeicher, Siloaufbauten oder Installation),wobei Anlagenleistungen von 20 kW selten sind /9-5/.

Die Nebenkosten, die unter dem Begriff Periphe-riebauteile zusammengefasst werden (Pumpengrup-pen, Verrohrung, Sicherheitseinrichtungen, Ausdeh-nungsgefäß, Rücklaufanhebung und Isolierung) sindauch hier nur wenig abhängig von der Nennwärme-leistung des Kessels. Diese anfallenden Zusatzkostenfür die Peripherie von Hackschnitzelholzkessel kön-

nen näherungsweise nach der folgenden Formel abge-schätzt werden; sie beruht auf einer detailliertenAngebotsfeststellung für 75 Einzelanlagen (d. h. Her-stellerangaben):

A = 640 Ln(p) + 1382

wobei A den Anschaffungspreis in € (ohne Rabatt,inkl. MwSt.) und p die Nennwärmeleistung des Hack-schnitzelkessels (in kW) darstellen.

Auch bei Hackschnitzelfeuerungen sind in derRegel noch weitere Investitionsaufwendungen erfor-derlich, die weder in den genannten Peripherie- nochin den eigentlichen Heizkesselkosten enthalten sind.Sie betreffen den Pufferspeicher (der zum Teil auchentfallen kann oder deutlich kleiner ausfällt, vgl.

Abb. 9.3: Listenpreise (ohne Rabatte) von Zentralheizungskesseln für Holzbrennstoffe bzw. Wärmespeicher (inkl. MwSt.). Stand: 2006


152

Kapitel 6), die Installationskosten, den Schornsteinund das Brennstofflager. Letzteres betrifft nicht denRaumaustrag sondern die bauliche Realisierung desLagers (z. B. in Gebäuden oder als Hochsilo, mit oderohne Belüftungskanäle und Gebläse). Der Raumaus-trag (Silounterbau) ist dagegen in den oben genanntenAnschaffungskosten bereits enthalten.

Die für den Hackschnitzelkessel selbst bzw. denWärmespeicher anzuwendenden Schätzformeln sindAbb. 9.3 zu entnehmen. Beim Wärmespeicher fürHackschnitzelkessel sollten mindestens 20 Liter Spei-chervolumen je Kilowatt Nennwärmeleistung ange-setzt werden. Die außerdem für Holzhackschnitzel-feuerungen anzusetzenden spezifischen Kosten fürdie Lieferung, Montage und Inbetriebnahme könnenebenfalls anhand einer Schätzformel ermittelt werden/9-5/:

M = 64 e-0,0178 p

wobei M den spezifischen Anschaffungspreis in € jeKilowatt Nennwärmeleistung (p) darstellt (ohne Ra-batt, inkl. MwSt.). Ein Anwendungsbeispiel für dieseKostenabschätzung zeigt Tabelle 9.3. Darin wurde beiallen Investitionskosten der speziell für Hackschnit-zelkessel festgestellte mittlere Rabattabschlag von16,1 % (vgl. /9-5/) vorgenommen.

Pelletkessel. Auf Grund der homogenen Korngrößenund der hohen Schüttdichte von Holzpellets sind beiPelletfeuerungen eine Reihe von konstruktiven Ver-einfachungen möglich, die zu Einsparungen und so-mit zu einer Senkung der Anschaffungskosten gegen-über Hackschnitzelfeuerungen führen. Für den häufigverwendeten Pellet-Zentralheizungskessel der Leis-tungsklasse um 15 kW muss mit Anschaffungskostenin Höhe von ca. 8.000 bis 13.000 € gerechnet werden(Abb. 9.3), wobei darin die Brennstoffzuführung undder dazugehörige Raumaustrag sowie die Mehrwert-steuer bereits enthalten sind.

Allerdings bestehen Unterschiede. Etwas gerin-gere Investitionskosten weisen Anlagen auf, beidenen der Brennstoff mittels Schnecken aus demLagerraum ausgetragen wird, während der pneuma-tische Austrag mittels Saugsonden demgegenüber dieAnschaffungskosten um durchschnittlich 10 % erhöht.Wegen der großen Streubreite der Kostenangabenwird aber hierzu in Abb. 9.3 keine Unterscheidungvorgenommen. Anlagen ohne Raumaustrag, d. h. miteiner manuellen Befüllung des angebauten Kurzzeit-brennstoffbehälters, kommen auf Grund der an Pellet-

heizungen gestellten Komfortansprüche inzwischenkaum noch vor.

Da Pelletheizkessel in den niedrigen Nennwärme-leistungsbereich von weniger als 10 kW vorstoßen, lie-gen die spezifischen Anschaffungskosten mit durch-schnittlich 1.000 €/kW (bei 10 kW, mit Raumaustrag)scheinbar vergleichsweise hoch, allerdings kommenHackschnitzel oder Scheitholzfeuerungen hierfür nurbedingt in Frage. Unter vergleichbaren Bedingungen(z. B. bei 30 kW) sind Pelletfeuerungssysteme bei denInvestitionskosten günstiger als Hackschnitzelanlagen.

Die Nebenkosten, die unter dem Begriff Peripherie-bauteile zusammengefasst werden (Pumpengruppen,Verrohrung, Sicherheitseinrichtungen, Ausdehnungs-gefäß, Rücklaufanhebung und Isolierung), lassen sichauch für Pelletkessel näherungsweise nach der folgen-den Formel abschätzen; sie beruht auf einer detaillier-ten Angebotsfeststellung für 125 Einzelanlagen (d. h.Herstellerangaben):

A = 341,7 Ln(p) + 2138

wobei A den Anschaffungspreis in € (ohne Rabatt,inkl. MwSt.) und p die Nennwärmeleistung des Pellet-kessels (in kW) darstellen.

Als weitere Investitionsaufwendungen sind ggf. dieKosten für einen Wärmespeicher (der zum Teil auchentfallen kann oder deutlich kleiner ausfällt, vgl. Kapi-tel 6) sowie die Kosten für Installation, Schornstein undBrennstofflager zu nennen. Letzteres betrifft nicht denLageraustrag sondern die ggf. erforderliche baulicheRealisierung des Lagers (z. B. gemauerte oder gezim-merte Lagerabtrennungen in Kellerräumen). Der Aus-trag (Entnahmetechnik) ist dagegen in den obengenannten Anschaffungskosten bereits enthalten.

Abb. 9.4: Listenpreise (ohne Rabatte) von frei aufstellba-ren Gewebesilos für Holzpellets (inkl. MwSt.). Stand: 2006


153

Anstelle eines individuellen Lagerraumes können ver-einfacht auch die Gesamtkosten eines frei aufstellbarenGewebesilos angenommen werden. Die hierfür anfal-lenden Investitionskosten zeigt Abb. 9.4.

Die für den Pelletkessel selbst bzw. den Wärmespei-cher anzuwendenden Schätzformeln sind Abb. 9.3 zuentnehmen. Beim Wärmespeicher für Pelletkessel soll-ten mindestens 20 Liter Speichervolumen je KilowattNennwärmeleistung angesetzt werden. Die außerdemfür Pelletkessel anzusetzenden spezifischen Kosten fürdie Lieferung, Montage und Inbetriebnahme könnenebenfalls anhand einer speziellen Schätzformel ermit-telt werden /9-5/:

M = 139 e-0,032 p

wobei M den spezifischen Anschaffungspreis in € jeKilowatt Nennwärmeleistung (p) darstellt (ohne Ra-batt, inkl. MwSt.). Ein Anwendungsbeispiel für dieseKostenabschätzung zeigt Tabelle 9.3. Darin wurde beiallen Investitionskosten der speziell für Pelletkesselfestgestellte mittlere Rabattabschlag von 18,2 % (vgl./9-5/) vorgenommen.

Wärmespeicher (Pufferspeicher). Vor allem beiScheitholzkesseln stellt ein Pufferspeicher einen un-verzichtbaren Anlagenbestandteil dar, so dass diehierfür anfallenden Kosten stets in Anrechnung ge-bracht werden müssen. Ausnahmen sind lediglich beiHackschnitzel- und Pelletkesseln möglich (Kapitel 6),zumindest können die Speicher hier kleiner dimensio-niert werden.

Bei den Pufferspeichern besteht eine klare Abhän-gigkeit der Anschaffungskosten vom Speichervolu-men. Diese Abhängigkeit ist in Abb. 9.3 (unten rechts)dargestellt. Darin werden nur reine Wärmespeicherbetrachtet; Kombispeicher (d. h. Speicher mit Brauch-wassererwärmung) oder kombinierte Holz-Solar-wärmespeicher (d. h. Speicher mit Zusatzwärmetau-scher, vgl. Kapitel 6) sind darin nicht erfasst. Hierfürmuss ggf. mit Zusatzinvestitionskosten gerechnetwerden.

Im häufig anzutreffenden Bereich von 1.000 bis5.000 l Fassungsvermögen liegen die spezifischenInvestitionskosten bei ca. 1,7 bis 1,3 € pro Liter. Füreinen Scheitholzkessel mit 30 kW Nennwärmelei-stung, für den ein Speichervolumen von 3.000 l (d. h.100 l/kW, vgl. Kapitel 6) empfohlen wird, fallen somitgemäß der Kostenfunktion in Abb. 9.3 Anschaffungs-kosten in Höhe von 4.000 € an. Hiervon können dienormalerweise gewährten Rabatte auf den Listenpreisabgezogen werden. Im Anwendungsbeispiel für diese

Kostenabschätzung (Tabelle 9.3) wurde hierfür der fürScheitholzkessel festgestellte mittlere Rabattabschlagvon 17,3 % (vgl. /9-5/) vorgenommen.

Getreide- und Halmgutfeuerungen. Im kleinen Leis-tungsbereich werden automatisch beschickte Feue-rungen für Getreide oder Halmgutpellets meist alsHackgut- oder Pelletfeuerungen mit zusätzlicher Ein-setzbarkeit für landwirtschaftliche Brennstoffe ver-trieben und eingesetzt. Wegen der aufwändigerenKonstruktion und den höherwertigeren Materialienkommt es zu einer Steigerung der Anschaffungskos-ten. Speziell getreidetaugliche Feuerungen sind umca. 30 bis 50 % teurer als entsprechende Holzpellet-feuerungen. Das liegt nicht nur an den besonderenAnforderungen, die die Feuerungen erfüllen müssen,sondern auch an der Tatsache, dass die mit Holzpel-lets erzielbare Feuerungswärmeleistung mit Getreidenicht erreicht werden kann. In der Regel betragen dieLeistungsabschläge ca. 20 bis 40 %. Bei einem gegebe-nen Leistungsbedarf ist somit eine leistungsstärkereFeuerung einzubauen (bezogen auf den Holzeinsatz),wenn diese auch mit Getreide betrieben werden soll.Allerdings ist die Zahl solcher Feuerungstypen ge-ring, und deren Einsatz ist derzeit rechtlich problema-tisch (Kapitel 8), so dass hier keine eigene Kostendar-stellung erstellt wurde.

Bei Strohfeuerungen mit automatischer Beschi-ckung entstehen die eigentlichen Mehrkosten wenigerdurch die erhöhte Investition für die eigentliche Feue-rung, sondern vielmehr durch die wesentlich aufwän-digere Brennstoffvorbehandlung und Zuführung (z. B.Ballenauflöser, Häcksler, Pelletierung). Außerdemkann die Lebensdauer solcher Anlagen bei häufigemEinsatz mit Halmgutbrennstoffen verkürzt sein (Kapi-tel 6), was wiederum das Gesamtverfahren verteuert.Schließlich sind bei ausschließlicher Verwendung vonHalmgut unter Umständen weitere Systemkomponen-ten wie z. B. eine wirksame Staubabscheidung not-wendig.

Über die Investitionskosten von Ganzballenfeue-rungen kann hier auf Grund des derzeit kaum gege-benen Praxiseinsatzes solcher Feuerungen keinerepräsentative Aussage getroffen werden. Hierzumüssen die Anschaffungskosten auf Basis einerEinzelfallbetrachtung und durch individuell einzuho-lende Angebote bestimmt werden. Generell solltedabei jedoch ein relativ hoher Sicherheitszuschlaghinzugerechnet werden.

Heizölfeuerungen (Referenzsystem). Bei der Durch-führung von Wirtschaftlichkeitsrechnungen wird der


154

Einsatz von Holzbrennstoffen häufig mit dem Einsatzvon Heizöl in entsprechenden Anlagen verglichen.Daher sollte auch für die Heizölvariante eine mög-lichst gute Datenbasis vorliegen. In Abb. 9.5 sind ge-eignete Planungszahlen für die Anschaffungspreisedes Heizölkessels sowie der Heizöltanks dargestellt.

Hinzu kommen auch hier die Nebenkosten („Peri-pheriebauteile“) wobei es sich um die Pumpengrup-pen, Verrohrung, Sicherheitseinrichtungen, Ausdeh-nungsgefäß, Rücklaufanhebung und Isolierunghandelt. Näherungsweise können diese Anschaffungs-kosten nach der folgenden Formel abgeschätzt wer-den; sie beruht auf einer detaillierten Angebotsfeststel-lung für 88 Einzelanlagen (d. h. Herstellerangaben):

A = 312 Ln(p) + 1171

wobei A den Anschaffungspreis in € (ohne Rabatt,inkl. MwSt.) und p die Nennwärmeleistung des Heiz-ölkessels (in kW) darstellen.

Zu den Kosten für die Lieferung, Montage, Inbe-triebnahme bei Heizölanlagen liegen keine Recher-che- oder Stichprobenwerte vor. Hier kann aber davonausgegangen werden, dass der Montageaufwandwegen der größeren Anlagenstückzahl, der größerenRoutine beim ausführenden Handwerksunterneh-men und wegen der einfacheren Anlagenkomponen-ten um 20 % niedriger liegt, als der Vergleichswert fürHackschnitzelanlagen.

Ein Anwendungsbeispiel für eine derartigeKostenabschätzung zeigt Tabelle 9.3. Darin wurde beiallen Investitionskosten für die Heizölanlage der fürHolzfeuerungen festgestellte mittlere Rabattabschlagvon 17,2 % (vgl. /9-5/) vorgenommen.

9.3 Kostenberechnung

9.3.1 Berechnungsgrundlagen

Die für eine Wirtschaftlichkeitsberechnung benötigtenJahreskosten einer Biomasseheizung ergeben sich ausder Summe der kapitalgebundenen, verbrauchsge-bundenen, betriebsgebundenen und sonstigen Kos-ten. Deren Berechnung wird nachfolgend erläutert.

Kapitalgebundene Kosten. Die Kosten für das ge-bundene Kapital leiten sich aus den erforderlichenInvestitionen für die gesamte Anlage ab. Neben derInvestitionssumme hat auch die Abschreibungsdauerund der zu Grunde gelegte Zinssatz einen entschei-denden Einfluss auf die Höhe der kapitalgebundenenKosten.

Die Berechnung der auf ein Jahr bezogenenInvestitionskosten erfolgt nach der sogenannten„Annuitätenmethode“. Damit wird die am Anfangder Lebensdauer stehende Investition auf die einzel-nen Jahre der Nutzungsdauer umgelegt. Dies erfolgtdurch Multiplikation der Investitionssumme mit demAnnuitätenfaktor a, der sich aus der folgenden Glei-chung ergibt:

wobei i den Zinssatz und T die Nutzungsdauer dar-stellen. Der so errechnete periodisch konstante Betragwird als Annuität bezeichnet, der als Zins und Til-gung für rückzuzahlendes Kapital aufzufassen ist.

Abb. 9.5: Listenpreise (ohne Rabatte) von Heizölkesseln und Heizöltanks (inkl. MwSt.). Stand: 2006

1)1(

)1(

−+

+=

T

T

i

iia


155

Dabei ist es prinzipiell unerheblich, ob es sich um Ei-gen- oder Fremdkapital handelt, hiervon wird ledig-lich die Höhe des Zinsfußes beeinflusst.

Das folgende Beispiel erläutert den Rechenweg:Eine Scheitholzfeuerungsanlage, die über 20 Jahregenutzt werden soll, wird für insgesamt 10.000 €

Gesamtsumme erneuert. Für das aufgewendete Kapi-tal wird ein Zinssatz von 6 % angenommen. Mit die-sem Zinssatz und der Nutzungsdauer von 20 Jahrenwird nun zunächst der Annuitätsfaktor nach der obengenannten Gleichung bestimmt (Der Faktor kannauch aus Tabellen abgelesen werden, er wird dannmeist als Prozentwert ausgedrückt; z. B. in VDI 2067/9-8/). Er beträgt hier 0,0872. Dieser Annuitätenfaktor(auch „Wiedergewinnungsfaktor“) wird nun mit derInvestitionssumme von 10.000 € multipliziert. Somiterrechnet sich eine jährliche Kapitalkostenbelastung(„Annuität“) von 872 €. Wenn es sich um eine Investi-tion mit zugleich technischen und baulichen Anteilenhandelt (z. B. Kessel und Lagerraum) ist die Lebens-dauer unterschiedlich. Dann werden die Annuitätenbeider Kostengruppen zunächst getrennt berechnetund anschließend zu den jährlichen Kapitalkostenaufaddiert.

Die Abschätzung der Nutzungsdauer kannanhand folgender Orientierungswerte erfolgen (nach/9-8/): - allgemeine Baukosten (z. B. Gebäude): 50 Jahre- Schornstein (im Gebäude): 50 Jahre- Heizkessel: 20 Jahre- Wärmespeicher, Installationsbauteile: 15 bis 20 Jahre- erdverlegte Nahwärmeleitungen: 40 Jahre

Verbrauchsgebundene Kosten. Hierzu zählen Brenn-stoff- und Hilfsenergiekosten. Den weitaus größtenAnteil machen die Brennstoffkosten aus, die sich ausden Preisen in Kapitel 9.1 ergeben.

Die benötigte Brennstoffmenge errechnet sich ausdem Netto-Nutzwärmebedarf für Heizung undWarmwasser zuzüglich der jeweiligen Nutzungsgrad-verluste. Soll beispielsweise eine Wärmemenge von25.500 kWh pro Jahr erzeugt werden, ist bei einemNetto-Jahresnutzungsgrad von 75 % eine Brennstoff-energie von 34.000 kWh/a aufzuwenden (entspricht3.400 l Heizöl). Diese Brennstoffmenge entsprichteinem Volumen von 17 Rm trockenem Buchenholz(zur Umrechnung: vgl. Planungszahlen in Kapitel 4).Bei einem angenommenen Preis von 60 €/Rm entste-hen somit Beschaffungskosten von etwa 1.326 € proJahr.

Weitere verbrauchsgebundene Kosten entstehenfür elektrischen Strom (Hilfsenergie). Hierbei handelt

es sich um Antriebsenergie für die Feuerungsanlageselbst (u. a. für Verbrennungsluftgebläse, Brennstoff-förderung, Regelung). Dieser Stromverbrauch wirdhäufig pauschal mit 0,7 % der thermischen Arbeitangesetzt /9-8/. Bei Scheitholzfeuerungen kann er inder Praxis aber auch niedriger liegen. Da bei Hackgut-und Pelletheizungen, anders als bei Scheitholzfeue-rungen, jedoch meist vollautomatisch arbeitendeRaumaustragsysteme eingesetzt werden, wird derHilfsstrombedarf für diese Feuerungen hier mit einemhöheren Wert von 1,2 % der thermischen Arbeit ange-setzt.

Wird eine Hackschnitzelbelüftung verwendet, fal-len weitere Stromkosten an. Wenn es sich hierbei umeine Belüftungskühlung handelt (Kapitel 3) kann alsFaustzahl ein Stromverbrauch von ca. 10 kWh jeKubikmeter Hackschnitzel angesetzt werden (nach/9-1/). Bei einer Belüftungstrocknung liegt dieserAnsatz dagegen deutlich höher.

Betriebsgebundene Kosten. Die Betriebskosten bein-halten alle Aufwendungen für Wartung und Instand-haltung sowie die Kosten für die Bedienungsarbeit,die Emissionsmessungen und die Entsorgung derVerbrennungsrückstände (wobei Letztere bei Klein-feuerungen meist vernachlässigt werden können).

Wartung und Instandsetzung. In Modellrechnungenwerden die Wartungs- und Instandsetzungskostenhäufig vereinfachend pauschal mit jährlich 1,5 % derGesamtinvestitionssumme angesetzt /9-8/. Wenn je-doch ein Teil der Wartungs- und Reparaturarbeitenvom Betreiber in Eigenregie geleistet wird, kann dergenannte Pauschalansatz auch niedriger sein. Das giltauch, wenn die Kosten des Kaminkehrers, die teil-weise in dem genannten Pauschalansatz enthaltensind (z. B. Fegegebühr), separat angesetzt werden.

Die Abschätzung der Wartungs- und Instandhal-tungskosten kann auch differenzierter anhand folgen-der Orientierungswerte durchgeführt werden (nach/9-8/): - Gebäude und bauliche Investition: 2 %- Schornstein (im Gebäude): 2 %- Heizkessel (inkl. Kaminkehrer): 4,5 %- Wärmespeicher, Installationsbauteile: 1–2,5 %- erdverlegte Nahwärmeleitungen: 1 %

Kaminkehrerkosten. Für die Leistungen des Kaminkeh-rers gelten je nach Feuerungsanlage und Bundeslandunterschiedliche Gebührensätze. Zur Orientierungwerden sie in Tabelle 9.2 exemplarisch für das Bun-desland Bayern dargestellt. Demnach verursacht eine


156

handbeschickte Holz-Zentralheizung Kaminkehrer-kosten von jährlich ca. 110 €, während bei Hackschnit-zelfeuerungen ca. 130 €/a anfallen. Der Unterschiedergibt sich zum Teil durch die jährlichen CO- undStaubemissionsmessungen, die derzeit bei Hack-schnitzelfeuerungen jährlich, bei Scheitholzkesselnaber nur einmalig nach der Inbetriebnahme vorge-schrieben sind (vgl. Kapitel 8).

Arbeitskosten. Beim Betrieb einer Kleinfeuerung fürBiomasse sind durch den Betreiber wesentlich höhereArbeitsleistungen zu erbringen als beispielsweise füreine Öl- oder Gasfeuerung. Die Arbeiten betreffen dieregelmäßige Entaschung (d. h. z. B. Entleerung desAschekastens ca. alle 2 bis 4 Wochen, bei Halmguthäufiger), die Reinigung der Wärmetauscherzüge(z. B. alle 4 Wochen, bei Halmgut z. T. wöchentlich)und die Überwachung der Anlage. Bei handbeschick-ten Anlagen kommt noch das Anzünden und dieBrennstoffbeschickung hinzu. Wenn es sich um eineprivate Feuerung ohne Wärmelieferung an Dritte han-delt, können derartige Arbeiten jedoch kaum inAnrechnung gebracht werden. Erst bei einer Mehrfa-milienhausvariante oder bei vorhandenen Wärmelie-

ferverpflichtungen können hierfür auch die Arbeits-kosten (z. B. Hausmeisterkosten) berechnet werden.

Sonstige Kosten. Hierzu zählen Versicherungen,Steuern und Abgaben, Verwaltungskosten und – beigewerblicher Wärmebereitstellung – Gewinnauf-schläge oder auch Verluste. Bei Kleinfeuerungen, diein der Regel zur Versorgung privater Haushalte ver-wendet werden, fallen davon lediglich Versicherungs-kosten an. Diese werden häufig mit jährlich 0,5 % derInvestitionssumme pauschal angesetzt.

Förderung. Die Nutzung von Biomasse als Brenn-und Kraftstoff wird durch diverse Förderprogrammevon EU, Bund, Ländern, Kommunen und Energiever-sorger unterstützt. Je nachdem, ob Fördermittel oderBeihilfen angerechnet werden können, kann sich dieWirtschaftlichkeit von Biomassefeuerungen deutlichverbessern. Wenn es sich hierbei um Investitions-kostenzuschüsse handelt, müssen diese bei der Kos-tenrechnung von der Investitionssumme abgezogenwerden, so dass nur noch der verbliebene Anteil derInvestition annuitätisch auf die jeweilige Lebensdauerzu verteilen ist. Bei zinsverbilligten Darlehen kommtes entsprechend zu einem reduzierten Zinsfuß, derebenfalls über den Annuitätsfaktor (siehe „kapitalge-bundene Kosten“) in die Berechnung mit eingeht. In-formationen über aktuelle Förderprogramme undMittelvergabe sind u. a. bei den im Anhang genann-ten Stellen erhältlich.

9.3.2 Beispielrechnungen

In Tabelle 9.3 werden einige Kostenrechnungsbei-spiele für verschiedene Versorgungsaufgaben darge-stellt.

Darin erweist sich die Wärmeerzeugung in größe-ren hackschnitzelbefeuerten Anlagen verglichen mitPellet- und Scheitholzanlagen als die kostengünstigsteVariante unter den Biomassebrennstoffen. Das liegthauptsächlich an den niedrigen Brennstoffpreisen,durch die die Mehrkosten bei den Investitionen mehrals ausgeglichen werden. Allerdings wurden hier diebaulichen Aufwendungen für das Lager, die gegebe-nenfalls erforderlichen Belüftungsgebläse und dieMaschinen für den Brennstoffumschlag nicht einge-rechnet, da von vorhandenen Altgebäuden und einerentsprechenden Maschinenausstattung ausgegangenwurde (z. B. landwirtschaftlicher Betrieb). Damit wirdder Tatsache Rechnung getragen, dass für Hackschnit-zel nur ein eingeschränkter Anwenderkreis in Fragekommt.

Tabelle 9.2: Beispiel für die jährlichen Kehr- und Überprü-fungsgebühren von häuslichen Holz-Zentralhei-zungsanlagen ab 15 kW Nennwärmeleistung (hier für 11 m Kaminhöhe, 0,90 m Rauchrohr, Lüftungsanlage, Standort Bayern; Stand: 2006). Angaben inkl. MwSt. (nach /9-7/)

Maßnahme

handbeschickte Anlage

automatisch be-schickte Anlage

Häufig-keit/a

Preis/a(€)

Häufig-keit/a

Preis/a(€)

Kaminreinigung 4x 68,90 2x 34,45

Rauchrohrreinigung 1x 5,68 1x 5,68

Lüftung prüfen 1x 0,78 1x 0,78

Erstmessung

Emissionena0,05xa 6,06a –

wiederkehrende Emissionsmessung

– 1x 72,34

Filterhülse mit Aus-wertung

– 19,57

Ausbrennenb 24,65 –

Ausbrennmaterialc 2,24 –

Summe pro Jahr 108,31 132,48

a. Anteilig pro Jahr, bei 20 Jahren Nutzungsdauerb. Mittelwertc. bei modernen Anlagen heute kaum noch erforderlich


157

Tabelle 9.3: Berechnungsbeispiele für die Wärmegestehungskosten in verschiedenen Kleinanlagen für verschiedene Versor-gungssituationen (Berechnungen inkl. MwSt., Werte z. T. gerundet)

Kessel-Nennleistung: 15 kW 15 kW 15 kW 35 kW 35 kW 35 kW 35 kW 60 kW 60 kW 60 kW 60 kW

Brennstoff: HeizölScheit-

holzPellets Heizöl

Scheit-holz

Hack-gut

Pellets HeizölScheit-

holzHack-

gutPellets

Anlagen- und Betriebsdaten:

Einheit

Wärmebedarf

Heizunga MWh/a 22,5 22,5 22,5 52,5 52,5 52,5 52,5 90 90 90 90

Wärmebedarf

Brauchwasserb MWh/a 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98

Gesamtnutzungs-grad

% 85 75 84 85 75 79 84 85 75 79 84

Summe Brennstoffeinsatz

MWh/a 30,0 34,0 30,3 65,3 74,0 70,2 66,0 109,4 124,0 117,7 110,7

Zeitbedarf für Reini-gung und Betrieb

h/a n. b. n. b. n. b. n. b. n. b. n. b. n. b. n. b. n. b. n. b. n. b.

Häufigkeit der Kaminkehrung /a

2 3 2 2 3 2 2 2 3 2 2

Investitionen:

Feuerungsanlage inkl. Brennstoff-

austragc€ 3.073 6.530 9.060 3.546 8.273 17.423 11.970 4.137 10.453 19.844 15.608

Öltank bzw. Pellet-

Gewebesiloc € 1.940 - 1.957 4.308 - - 2.423 7.269 - - 2.732

Brauchwasser-speicher

€ 960 960 960 960 960 960 960 960 960 960 960

Pufferspeicherc,d € - 1.866 707 - 3.797 1.093 1.093 - 6.212 1.576 1.576

Installationsbau-

teile (Peripherie)e € 1.669 2.486 2.505 1.888 3.300 3.069 2.742 2.028 3.818 3.358 2.893

Lieferung, Mon-tage, Inbetrieb-

nahmed€ 943 1.179 1.499 1.080 1.665 1.349 1.844 1.160 1.524 1.449 1.420

Summe Investitionen € 8.586 13.021 16.688 11.783 17.996 23.895 21.033 15.553 22.967 27.188 25.190

kapitalgebundene Kosten:

Annuität

Investitionf €/a 749 1.135 1.455 1.027 1.569 2.083 1.834 1.356 2.002 2.370 2.196

Summe kapital-gebundene Kosten

€/a 749 1.135 1.455 1.027 1.569 2.083 1.834 1.356 2.002 2.370 2.196

verbrauchs-gebundene Kosten:

Jahresbrennstoff-bedarf

3.034 Liter

17,0 Rm

6,5 t6.606 Liter

37,1 Rm

73,1

m3 14,1 t11.071 Liter

62,2 Rm

122,6 m³

23,6 t

angelegter Brenn-

stoffpreisg 0,55 €/l60 €/Rm

220 €/t 0,55 €/l60 €/Rm

69 €/t 220 €/t 0,55 €/l60 €/Rm

69 €/t 220 €/t

Brennstoffkosten €/a 1.669 1.326 1.420 3.633 2.888 1.553 3.092 6.089 4.840 2.602 5.182

angelegter Strom-

preish €/kWh 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16


158

Mit Heizöl können Holzfeuerungen zum Teilheute schon konkurrieren, das zeigt Abb. 9.6. KleinereAnlagen sind hier allerdings im Nachteil. Nicht in denBerechnungen berücksichtigt wurde der höhere Platz-bedarf von Holzfeuerungen, der beim Neubau wegender größeren Heiz- und Lagerräume mit höherenInvestitionskosten zu Buche schlagen würde.

Im Vergleich zu Pelletanlagen sind Hackschnitzel-feuerungen bei gleicher Anlagenleistung durch etwashöhere Gesamtinvestitionskosten gekennzeichnet.Scheitholzfeuerungen liegen dagegen – trotz des hiermit 100 l/kW angesetzten großen Wärmespeichers –bei den Investitionskosten am günstigsten unter denHolzfeuerungen. Verglichen mit Heizölfeuerungen ist

aber stets mit Mehrinvestitionen zwischen 50 und100 % zu rechnen (Abb. 9.7).

Wegen der relativ hohen Investitionskosten kanngenerell kann festgehalten werden, dass sich die Wirt-schaftlichkeit von Holzfeuerungen (verglichen mitHeizöl) mit steigender Anlagenleistung deutlich ver-bessert. Das liegt daran, dass auch der Anteil derBrennstoffkosten an den Gesamtkosten mit zuneh-mender Leistung (und zunehmendem Brennstoffver-brauch) steigt. In der Beispielrechnung der Tabelle 9.3beträgt der Brennstoffkostenanteil für Heizöl bei der15 kW-Anlage 62 % und steigt bei größerer Leistungauf 73 % (35 kW) bzw. 77 % (60 kW). Die kostengüns-tigeren Holzbrennstoffe können somit zunehmendzur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit beitragen.

Stromkosteng €/a 29 29 49 62 62 107 107 104 104 179 179

Summe verbrauchsge-bundene Kosten

€/a 1.697 1.355 1.469 3.696 2.950 1.659 3.199 6.193 4.944 2.781 5.361

betriebsgebundene Kosten:

Wartung/Instand-

setzung Feuerungi €/a 92 196 272 106 248 523 359 124 314 595 468

Wartung/Instand-

setzung Peripherieh €/a 83 97 114 124 146 97 136 171 188 110 144

Arbeitskosten Reini-gung und Betrieb

€/a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Emissions-messungen

€/a 33 6 92 33 6 92 92 33 6 92 92

Schornsteinfegen

etc. j€/a 24 58 41 24 58 41 41 24 58 41 41

Summe betriebs-gebundene Kosten

€/a 231 357 519 286 458 753 628 352 565 838 745

Summe jährliche Gesamtkosten

€/a 2.677 2.847 3.443 5.009 4.977 4.495 5.660 7.901 7.512 5.989 302

Kosten der Wärme-bereitstellung

€/kWh 0,105 0,112 0,135 0,090 0,090 0,081 0,102 0,085 0,081 0,064 0,089

a. 1.500 h/a Vollbenutzungsdauerb. Vier-Personen-Haushalt bei täglichem Warmwasser-Bedarf von 50 Litern pro Personc. Preise gemäß Kostenfunktionen in Abb. 9.3, Abb. 9.4 bzw. Abb. 9.5, abzüglich der in Kapitel 9.2 angegebenen Rabatted. Wärmespeichervolumen 100 l/kW (Scheitholz) bzw. 20 l/kW (Hackschnitzel und Pellets)e. z. B. Pumpen, Verrohrung, Sicherheitseinrichtungen, Ausdehnungsgefäß, Rücklaufanhebung und Isolierung, Kosten gemäß Kostenfunktionen in Kapi-

tel 9.2, abzüglich der angegebenen Rabatte, Montagekosten bei Heizöl; 20 % Abschlag gegenüber der entsprechenden Scheitholz bzw. Hackschnitzel-feuerung

f. bei einem Zinssatz von 6 % und einer Abschreibungsdauer über die technische Lebensdauer von 20 Jahreng. Waldhackschnitzel bei w = 35 %h. bei Heizöl- und Scheitholzkesseln: 0,7 % der therm. Arbeit, bei autom. beschickten Holzfeuerungen 1,2 %i. 3 %/a vom Anschaffungspreis für Feuerungen; 1,5 %/a für Peripheriej. inkl. Rauchrohrreinigung und Lüftung prüfen

n. b. = nicht berücksichtigt (Eigenleistung)

Tabelle 9.3: Berechnungsbeispiele für die Wärmegestehungskosten in verschiedenen Kleinanlagen für verschiedene Versor-gungssituationen (Berechnungen inkl. MwSt., Werte z. T. gerundet) (Forts.)

Kessel-Nennleistung: 15 kW 15 kW 15 kW 35 kW 35 kW 35 kW 35 kW 60 kW 60 kW 60 kW 60 kW

Brennstoff: HeizölScheit-

holzPellets Heizöl

Scheit-holz

Hack-gut

Pellets HeizölScheit-

holzHack-

gutPellets


159

Bei Scheitholz und Hackschnitzeln sind hierbei imEinzelfall auch noch weitere Kostensenkungen mög-lich, wenn – wie in der Praxis vielfach üblich – dieArbeitsleistung bei ihrer Beschaffung nicht angesetztwird (z. B. bei Selbstwerbung). In diesem Fall würdesich der Kostenabstand zur Wärmeerzeugung aus Pel-lets oder Heizöl weiter vergrößern, da die Markt-preise für diesen Brennstoff unbeeinflusst bleiben.

Trotz dieser in jüngster Zeit für die Biomasse gün-stigen Kostenentwicklung sollte jedoch nicht überse-hen werden, dass Holzfeuerungen für den Betreibermit verschiedenen nicht-monetären Nachteilengegenüber Heizöl verbunden sind. Das betrifft vorallem den hohen Bedienungsaufwand bei Scheitholz-aber auch bei Hackschnitzelkesseln. Hierzu ist beiScheitholzkesseln das erforderliche Herantragen desBrennstoffs und im Winter die tägliche händischeBeschickung sowie die auch bei Hackschnitzelfeue-rungen etwa wöchentlich erforderliche Aschebehälte-rentleerung und die ggf. notwendige Wärmetauscher-reinigung zu nennen. Hinzu kommt beihandbeschickten Anlagen mit Wärmespeicher dieständig erforderliche Überwachung des Wärmevorra-tes zur Feststellung des nächsten Beschickungszeit-punktes.

Derartige Komforteinbußen lassen sich nur schwerin einer Wärmegestehungskostenrechnung berück-sichtigen. Daher wurde in Tabelle 9.3 auch auf einenKostenansatz für die anfallende Arbeit verzichtet.Hinzu kommen weitere Hemmnisse, wie die großenerforderlichen Lagerräume (die hier als gegeben vor-ausgesetzt wurden), oder der bei Scheitholz nichtgegebene automatische Betrieb während einer Abwe-senheit des Betreibers, was oftmals dazu führt, dassweitere Feuerungen (z. B. Heizöl) betriebsbereitgehalten werden.

Abb. 9.6: Vergleich der spezifischen Investitionen von Pel-let-, Scheitholz-, Hackschnitzel- und Heizölfeue-rungen (vgl. Beispielrechnung in Tabelle 9.3)

Abb. 9.7: Vergleich der Wärmegestehungskosten von Pel-let-, Scheitholz-, Hackschnitzel- und Heizölfeue-rungen (vgl. Beispielrechnung in Tabelle 9.3)

160

1010101010

Stationäre Nutzung von Pflanzenölen

Pflanzenölbetriebene Blockheizkraftwerke (BHKW)zeichnen sich durch eine Reihe von Umweltvorteilenaus. Zusätzlich zur effizienten Energieumwandlungdurch Kraft-Wärme-Kopplung wirkt sich die Verwen-dung von Pflanzenöl als Kraft- und Heizstoff positivauf die Schonung von Ressourcen und den Schutz desKlimas aus. Darüber hinaus kann Pflanzenöl durchdessen schnelle biologische Abbaubarkeit und ge-ringe Ökotoxizität einen entscheidenden Beitrag zumBoden- und Gewässerschutz leisten. Deshalb eignetsich der Einsatz von Pflanzenöl-BHKW vor allem inumweltsensiblen Gebieten, wie etwa dem Alpenraumoder in hochwassergefährdeten Gebieten, wo beimAustritt von Heizöl oder Dieselkraftstoff beträchtlicheSchäden entstehen können. Ein weiterer wichtigerEinsatzbereich von pflanzenölbetriebenen BHKWsind ländliche Gebiete, in denen bei regionaler Pro-duktion und Nutzung des Pflanzenöls (vor allemRapsöl) sowie des Pressrückstands durch den niedri-gen Transportaufwand eine hohe Ausnutzung desEnergiegehaltes des Pflanzenölkraftstoffs erzielt wirdund positive Impulse auf die Strukturentwicklung imländlichen Raum ausgehen. Durch die Förderung derStromeinspeisung im Rahmen des Erneuerbare-Ener-gien-Gesetzes – EEG /10-9/, die Mineralölverknap-pung sowie das gestärkte Umweltbewusstsein wer-den pflanzenölbetriebene BHKW insbesondere imLeistungsbereich von ca. 5 bis 500 kW elektrischerLeistung zunehmend nachgefragt. In Deutschlandgibt es derzeit mindestens 36 Hersteller von pflan-zenöltauglichen BHKW (vgl. Anhang), insgesamt wa-ren im Jahr 2005 mehr als 700 mit Pflanzenöl betrie-bene BHKW im Einsatz /10-11/. Etwa 50 % dieserAnlagen besitzen eine elektrische Leistung bis10 kWel, 43 % bis 100 kWel, 5 % bis 1.000 kWel und 2 %größer als 1.000 kWel. Die gesamte installierte elektri-sche Leistung beträgt ca. 60 MWel, etwa 70 % davonentfallen auf Anlagen größer 1.000 kWel, 15 % auf An-lagen bis 1.000 kWel, 8 % auf Anlagen bis 100 kWel

und 7 % auf Anlagen bis 10 kWel /10-11/. Pflanzenöl-BHKW mit geringer Leistung werden meist mit Raps-ölkraftstoff betrieben, bei leistungsstärkeren BHKWkommen seit dem Jahre 2005 vermehrt auch Soja-oder Palmöl zum Einsatz. Da in diesem Handbuchvorwiegend Kleinanlagen betrachtet werden, wirdnachfolgend die Gewinnung und Nutzung vonRapsöl als Kraft- und Heizstoff in stationären Anlagender unteren Leistungsklassen vorgestellt.

10.1 Ölgewinnung und -reinigung

In Mitteleuropa kommen hauptsächlich Raps undSonnenblumen als Ölsaaten für die Produktion vonKraftstoffen auf Pflanzenölbasis in Frage. Raps bei-spielsweise enthält im lagerfähigen Zustand etwa43 % Öl, 40 % Rohprotein und Extraktstoffe, 7 % Was-ser, 5 % Rohfaser und 5 % Asche. Ziel der verschiede-nen Ölgewinnungsverfahren ist es, den Ölanteil ausder Saat möglichst effizient abzutrennen, wobei uner-wünschte Bestandteile aus dem Samenkorn nicht indas Öl überführt bzw. aus diesem entfernt werden sol-len.

Ölgewinnung. Für die Gewinnung von Rapsöl gibt eszwei verschiedene gängige Produktionsverfahren, dasAbpressen und Extrahieren der Ölsaat in industriellenÖlmühlen mit Tagesleistungen von maximal 4.000 tÖlsaat und das ausschließlich mechanische Abpressenin kleineren dezentralen Ölmühlen mit etwa 0,5 bis25 t/Tag und mehr /10-27/.

Die Verfahrensschritte bei der Rapsölgewinnungin zentralen Großanlagen sind: - Vorbehandlung der Ölsaat (Reinigung, Trocknung,

evtl. Schälung, Zerkleinerung, Konditionierung),- Ölgewinnung (mechanische Vorpressung, Press-

rückstand wird durch Lösungsmittelextraktionweiter entölt),


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- Nachbehandlung des Extraktionsschrots (Entfernenund Rückgewinnung des Lösungsmittels),

- Raffination (Entfernen der bei der Vorpressung undExtraktion eingetragenen unerwünschten Begleit-stoffe durch Entschleimung, Entsäuerung, Blei-chung, Desodorierung).

In dezentralen kleineren Anlagen wird auf viele die-ser Verfahrensschritte verzichtet. Hier sind bei der Öl-gewinnung die folgenden Prozessschritte zu nennen: - Vorbehandlung der Ölsaat (Reinigung, Trocknung,

evtl. Schälung oder Walzung),- Ölgewinnung durch Kaltpressung (ausschließlich

mechanische Entölung, meist durch Schnecken-pressen),

- Ölreinigung (Abscheidung von Trubstoffen durchSedimentation, Filtration oder Zentrifugation).

Während die Ölausbeute in Großanlagen bei etwa99 % liegt kommen dezentrale Anlagen lediglich aufca. 80 % Ölausbeute. Anders als bei den Großanlagenwerden hier fast ausschließlich Schneckenpressen ver-wendet (Abb. 10.1). Bei einer Tageskapazität von ca.0,4 bis 0,7 t Rapssaat/Tag ist mit Anschaffungskostenfür die Schneckenpresse (ohne Fördertechnik, Lage-rung, Ölreinigung etc.) von ca. 5.000 bis 8.000 € zurechnen.

Ölreinigung. Das gewonnene Rapsöl enthält etwa 0,5bis 6 Gew.-% Feststoffe (ölfrei), die aus den festen Be-standteilen des Ölsamens bestehen. Die Feststoffemüssen möglichst vollständig aus dem Öl entferntwerden, da die Ölreinheit, d. h. der als „Gesamt-

verschmutzung“ bezeichnete Gehalt an Feststoffensowie deren Korngrößenverteilung, ein wichtigesQualitätsmerkmal für die Nutzung in Verbrennungs-motoren ist. Die Ölreinigung sollte immer über min-destens zwei Reinigungsstufen, nämlich eine Haupt-reinigung (Grobklärung) und eine nachgeschalteteSicherheitsfiltration (Endfiltration) erfolgen. In kleine-ren dezentralen Anlagen mit Tageskapazitäten bis zuca. 1 t Ölsaat/Tag ist für die Grobklärung der Einsatzeiner einfachen und relativ kostengünstig zu betrei-benden Sedimentationsanlage möglich (Abb. 10.2).Für größere Verarbeitungskapazitäten ist eine Haupt-reinigung durch Filtration (zum Beispiel Kammerfil-terpresse, Vertikal-Druckplattenfilter oder Vertikal-Druckkerzenfilter) zu bevorzugen. Bei der Sicher-heitsfiltration von Rapsölkraftstoff haben sich in bis-herigen Untersuchungen Filterkerzen aus gewickelterBaumwolle oder Tiefenfiltermodule bewährt. DiverseBeutelfilter hingegen haben sich als nur bedingt odernicht geeignet erwiesen. Neben „festen“ Verunreini-gungen können in Pflanzenölen, zum Teil erst nachlängerer Lagerzeit, sogenannte Trübungsstoffe sicht-bar werden, die sich absetzen und beispielsweise ei-nen weißlichen Bodenbelag bilden können. TretenTrübungsstoffe auf, müssen diese Ölchargen noch-mals sorgfältig gefiltert werden.

10.2 Kraftstoffeigenschaften

Um Rapsöl als Kraftstoff in Motoren einsetzen zukönnen, werden zwei Wege beschritten, die Anpas-sung des Kraftstoffs an den Motor oder die Anpas-sung des Motors an den (weitgehend naturbelasse-nen) Kraftstoff. Bei der Anpassung des Kraftstoffswird versucht, das Rapsöl durch chemische Verände-rungen (z. B. Umesterung zu Rapsölmethylester, d. h.

Abb. 10.1: Schnitt durch eine Schneckenpresse mit perfo-

riertem Presszylinder /10-27/

Abb. 10.2: Kontinuierliche Sedimentation für Pflanzenöl

/10-27/

Truböl

Sicherheits-filter

Reinöl

Trub-stoffe

Trubstoffentnahme

Absetztank

Trubstoff-abscheide-trichter

Zwischen-behälter


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„RME“ oder „Biodiesel“) so zu verändern, dass des-sen kraftstofftechnische Eigenschaften dem Diesel-kraftstoff ähnlich werden; das Gleiche ist auch durchVerarbeitung in Mineralölraffinerien möglich /10-27/.Da solche umgewandelten Kraftstoffe vornehmlichfür den Transportbereich (Verkehrssektor) hergestelltwerden, sollen sie hier nicht betrachtet werden. Stattdessen werden nachfolgend nur die Eigenschaften desnaturbelassenen Rapsöls vorgestellt.

Zusammensetzung und Merkmale. NaturbelassenesRapsöl besteht zu 77 bis 78 Gew.-% aus Kohlenstoff(C), zu 11 bis 12 % aus Wasserstoff (H) und zu 10 bis11 % aus Sauerstoff (O). Rapsöl ist schnell biologischabbaubar und weist eine geringe aquatische Toxizitätim Vergleich zu Diesel- oder Ottokraftstoff auf. Bei derLagerung können Umsetzungsvorgänge stattfinden,sie sind abhängig von der Vorgeschichte des Öls undden herrschenden Lagerungsbedingungen (u. a. Tank-material, Temperatur, Sauerstoff, Licht, Wasser). Esfinden sogenannte Autoxidations- und Polymerisie-rungsprozesse statt, die durch geeignete Produktions-und Lagerbedingungen vermindert werden können(vgl. Kapitel 10.4). Unter günstigen Bedingungen(Dunkelheit, Lagertemperatur: 5 °C) ist naturbelasse-nes Rapsöl etwa 6 bis 12 Monate lagerfähig.

Die Eigenschaften von Rapsölkraftstoff weichen ineinigen wesentlichen Punkten von den gültigen Nor-men für Dieselkraftstoffe (DIN EN 590) und Biodieselbzw. Fettsäure-Methylester (FAME) (DIN EN 14214)ab. Vor allem die hohe „Zähflüssigkeit“, ausgedrücktdurch die um den Faktor 10 höhere Viskosität (Tabelle10.1), ist häufig dafür verantwortlich, dass in her-kömmlichen vor allem direkt einspritzenden Diesel-motoren beim Betrieb mit Rapsöl die Zerstäubungs-qualität während des Einspritzvorgangs sowie dieVerbrennungsgüte unzureichend ist und Ablage-rungen im Bereich der Zylinderbuchsen, Kolben, Ven-tile und Einspritzdüsen auftreten. Deshalb ist naturbe-lassenes Rapsöl – anders als beispielsweise Biodiesel –nicht als Kraftstoff für konventionelle direkteinsprit-zende Dieselmotoren geeignet. Ähnlichkeit mit Dieselbesteht aber im Heizwert (bezogen auf das Volumen).Dieselkraftstoff besitzt zwar auf die Masse bezogeneinen höheren Heizwert als naturbelassenes Pflan-zenöl, beim volumenbezogenen Heizwert wird dieseraber durch die niedrigere Dichte nahezu kompensiert,so dass der Kraftstoffverbrauch eines Motors in etwagleich bleibt (Tabelle 10.1). Rapsöl weist somit gegen-über Diesel bzw. extra leichtem Heizöl nur einen umca. 4 %, Biodiesel einen um etwa 9 % geringeren volu-menbezogenen Heizwert auf.

Qualitätsanforderungen. Von entscheidender Bedeu-tung für einen langfristig störungsarmen Betrieb istdie Einhaltung gewisser Mindestanforderungen andie Qualität der Pflanzenöle für die Verwendung alsKraftstoff. Diese sind bislang nur für Rapsölkraftstoffdefiniert und in der DIN V 51605 festgelegt /10-6/. DieDIN V 51605 wurde auf Basis des „RK-Qualitätsstan-dards 05/2000“ (sogenannter „Weihenstephaner Stan-dard“) erarbeitet. Ähnlich wie in den Normen fürHeizöl (DIN 51603-1), Dieselkraftstoff (DIN EN 590)sowie Fettsäure-Methylester als Heizöl (DIN EN14213) und als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge (DIN EN14214) /10-5/) sind hier alle wichtigen Produkteigen-schaften von Rapsöl für die Verwendung als Kraft-und Heizstoff in dafür geeigneten Motoren oder Hei-zungsanlagen mit den entsprechenden Prüfmethodenund Grenzwerten zusammengestellt (Tabelle 10.2).

Tabelle 10.1: Ausgewählte Kennwerte von Kraftstoffen

gemäß den entsprechenden Normen

Parameter

Diesel-kraftstoff(DIN EN

590)

Biodiesel (FAME)

(DIN EN 14 214)

Rapsöl-kraftstoff (DIN V 51605)

Dichte (15 °C) in kg/m3 820–845 860–900 920–930

Viskositäta (40 °C) in

mm2/s2,0–4,5 3,5–5,0 max. 36

Flammpunkt in °C über 55 über 101 min. 220

Heizwertmassebezogen (MJ/kg) volumetrisch (MJ/l)

43,0b

ca. 36,2b37,6b

ca.33,1bca. 37,6b

ca. 34,6b

a. kinematische Viskositätb. Literaturwerte

Tabelle 10.2: Auswahl von Anforderungen an Rapsölkraft-

stoff gemäß Vornorm DIN V 51605

Eigenschaften/Inhaltsstoffe Einheit Grenzwert

Jodzahl g Jod/100 g 95 bis 125

Koksrückstand Gew.-% max. 0,4

Schwefelgehalt mg/kg max. 10

Gesamtverschmutzung mg/kg max. 24

Oxidationsstabilität (110 °C) h min. 6

Säurezahl mg KOH/g max. 2,0

Summengehalt an Magnesium und Calcium

mg/kgmax. 20

Phosphorgehalt mg/kg max. 12

Aschegehalt Gew.-% max. 0,01

Wassergehalt Gew.-% max. 0,075


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10.3 Energetische Nutzung

10.3.1 Pflanzenölmotoren

Seit etwa 20 Jahren werden vermehrt Dieselmotorenfür den Einsatz von naturbelassenem Pflanzenöl an-geboten. Spezielle Pflanzenölmotoren, wie der Els-bett-Motor werden heute nicht mehr gebaut. Vielmehrwerden Serien-Dieselmotoren nachträglich für denBetrieb mit Pflanzenöl umgerüstet. Bedingt durch diestark angestiegene Nachfrage, gibt es derzeit eineVielzahl von Firmen, die eine Motorenumrüstung aufden Betrieb mit Pflanzenöl (überwiegend Rapsölkraft-stoff) anbieten. Die Umrüstkonzepte lassen sich inEin- und Zweitanksysteme bzw. Ein- und Zweikraft-stoffsysteme unterscheiden.

Beim Zweitanksystem wird das Aggregat bzw.Fahrzeug mit einem zusätzlichen Kraftstofftank aus-gestattet, der den Motor mit einem im Vergleich zumPflanzenöl bei niedrigerer Temperatur besser zünden-den Kraftstoff (zumeist Heizöl bzw. Diesel) für dieStart- und Warmlaufphase versorgt. Sobald dieMotorbetriebstemperatur erreicht ist, erfolgt dieKraftstoffversorgung aus dem Haupttank mit Pflan-zenöl. Vor dem Abstellen des Motors ist wieder aufdie Versorgung mit dem Zusatzkraftstoff umzustel-len, damit die Einspritzleitungen und Düsen gespültwerden und leicht zündender Kraftstoff für denneuen Startvorgang zur Verfügung steht. DerartigeZweitanksysteme sind oft zusätzlich mit einer Kraft-stoffvorheizung und elektronischer Steuerung derKraftstoff-Umschaltung ausgestattet. Für BHKW, dienach dem 31.12.2006 in Betrieb genommen wordensind, erlischt jedoch die Verpflichtung zur Vergütungdes Stroms nach EEG, wenn für Zwecke der Zünd-und Stützfeuerung nicht ausschließlich Biomasse oderPflanzenölmethylester verwendet wird (vgl. Kapitel10.5.5).

Eintanksysteme kommen hingegen ohne zweitenKraftstoffkreislauf aus. Die Anpassungen sind daherinsbesondere bei modernen direkt einspritzendenMotoren meist aufwändiger, da auch im kaltenBetriebszustand eine gute Zerstäubung und Zündungdes zähflüssigeren Pflanzenöls gewährleistet werdenmuss. Durch Veränderungen am Kraftstoffsystem, imBrennraum sowie durch Eingriffe in das Motormana-gement können indirekt und direkt einspritzendeSerien-Dieselmotoren mit Eintanksystemen entspre-chend den Anforderungen des Pflanzenölkraftstoffsumgerüstet werden. Einige dieser Umrüstmaßnah-men, die je nach Motortyp und Umrüstkonzeptdurchgeführt und kombiniert werden, sind im Fol-

genden aufgeführt (ohne Anspruch auf Vollständig-keit):- Kraftstoffvorwärmung an Leitungen, Filtern, Pum-

pen, Düsen,- Vorwärmung des Zylinders/Motorkühlwassers,- Verwendung alternativer beständigerer Materia-

lien für Kolben und Zylinderkopf,- Modifikationen der Vorglüheinrichtung, der Ein-

spritzdüsen, des Brennraumes,- Eingriff in das Motormanagement, Veränderung

von Einspritzdruck und -zeitpunkt.Bei allen Umrüstungen ist darauf zu achten, dass dieam Motor vorhandenen kraftstoffführenden Kompo-nenten (vor allem Kraftstoffförderpumpe, Einspritz-pumpe, Dichtungen, Leitungen etc.) zum einen aus-reichend dimensioniert und zum anderen beständiggegenüber dem Langzeiteinsatz von Pflanzenöl sind.Die Auswahl von technisch ausgereiften Motorbau-teilen in hoher Verarbeitungsqualität ist in Hinblickauf die allgemein stärkere Beanspruchung der Mate-rialien (höhere Viskosität und höhere Verbrennungs-temperatur des Pflanzenöls) empfehlenswert. Unbe-dingt zu vermeiden sind die Verwendung vonkatalytisch wirksamen Materialien wie z. B. Kupfer,bzw. kupferhaltige Legierungen (z. B. Messing).

10.3.2 Pflanzenöl-BHKW

Ein Blockheizkraftwerk besteht aus einem oder mehre-ren BHKW-Modulen mit den notwendigen Hilfsein-richtungen, Schalt- und Steuerungseinrichtungen,Schallschutzdämmung, Abgasabführung sowie demAufstellraum. Hauptbestandteil eines BHKW-Modulsist das BHKW-Aggregat, das sich aus dem Verbren-nungsmotor und dem Generator mit den entsprechen-den Kraftübertragungs- und Lagerungselementen zu-sammensetzt (vgl. Abb. 10.3). Weitere wesentlicheBestandteile eines Moduls sind die Wärmeübertragersowie Einrichtungen zur Steuerung, Regelung undÜberwachung. Hinzu kommen Komponenten des An-saug- und Abgassystems, der Kraftstoffzuführung, An-lasser und dergleichen /10-24/.

Die mechanische Energie des Motors wird imGenerator in elektrische Energie umgewandelt. Dieentstehende Abwärme aus den Kühlkreisläufen unddem Motorabgas wird über Wärmeübertrager unddas Wärmeverteilungsnetz dem Verbraucher zuge-führt.

Blockheizkraftwerke sind meist auf den Wärmebe-darf ausgelegt und werden parallel zum elektrischenNetz betrieben. Daneben können sie auch stromge-führt zur völligen oder teilweisen Inselversorgung


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eingesetzt werden, wo sie andere Stromaggregateersetzen oder ergänzen. Entscheidend für einen wirt-schaftlichen Betrieb ist eine sorgfältige Einbeziehungder Wärmeverbraucher in das Gesamtsystem. Bei zugroß dimensionierten Anlagen führt eine unzurei-chende Wärmenutzung zu bedeutenden ökonomi-schen Einbußen.

Kraftstoffsystem. Der Kraftstoff wird für leis-tungsstärkere BHKW meist in größeren Lagerbehäl-tern, die entweder unter- oder oberirdisch aufgestelltsind, bevorratet. Je nach den örtlichen Gegebenheitenkann auch eine Zwischenlagerung des benötigtenKraftstoffs in einem Tagestank in Aggregatsnähe er-folgen. Die Befüllung des Tagestanks wird dann auto-matisch über eine entsprechende Füllstandsregelungmit Pumpeinrichtung vorgenommen. Bei BHKW mitgeringem Kraftstoffverbrauch dienen oft transporta-ble Tankbehälter mit bis zu 1.000 l Fassungsvermögenwechselweise zur Kraftstofflagerung und -versor-gung.

Die Kraftstoffzuführung besteht im Wesentlichenaus Rohr- und Schlauchleitungen, Druckregelventi-len, Kraftstoffvorfilter, Förderpumpe, Kraftstofffilter,Einspritzpumpe und Einspritzdüsen. Hier sind diespezifischen Anforderungen des Pflanzenöls an dieDimensionierung und an das Material der Kompo-nenten zu berücksichtigen (Rohrleitungen und Ver-schraubungen aus chromatiertem Stahl oder besserEdelstahl, flexible Schlauchleitungen aus weichma-cherarmen oder -freiem NBR-Kautschuk).

Motor. Für BHKW-Anwendungen stehen derzeitmehrere pflanzenöltaugliche Motortypen zur Verfü-gung. Die Verbrennungsluft wird entweder von au-

ßen oder aus dem BHKW-Gebäude (gute Belüftungvorausgesetzt) dem Motor über einen Luftfilter zuge-führt. Je nach Größe und Konzeption sind BHKW-Mo-toren entweder als Saugmotoren oder als aufgeladeneMotoren mit Turbolader ausgeführt.

Kleinere BHKW mit einer Leistung bis zu etwa25 kWel werden meist mit umgerüsteten herkömmli-chen Stationärdieselmotoren betrieben. Bewährthaben sich unter anderem 3- und 4-Zylinder-Vorkam-mermotoren des Herstellers Kubota in einemLeistungsspektrum von ca. 8 bis 35 kW mechanischeLeistung. Pflanzenölmotoren für mittlere und größereBHKW bis zu einer elektrischen Leistung von ca.500 kW werden mittlerweile von mehreren Firmen oftauf Basis von Scania-, Deutz- oder MAN-Motorenangeboten. Eine Auswahl von Anbietern für Pflan-zenöl-BHKW ist im Anhang aufgelistet.

Emissionsminderung. Zur Minderung der Abgas-emissionen können verschiedene Techniken oderVerfahren eingesetzt werden. Hierzu zählen die Ab-gasrückführung und Abgasreinigungssysteme wieOxidationskatalysatoren, Entstickungskatalysatorenund Partikelabscheider (d. h. Rußfilter).

Bei der Abgasrückführung wird dem Abgas desMotors ein definierter Teilstrom entnommen und derAnsaugluft beigemischt. Dies führt zu einerVerminderung des Sauerstoffgehalts und niedrigerenTemperaturen im Brennraum, wodurch Stickstoff-oxid-Reduktionsraten zwischen 40 und 80 % erreichtwerden können. Mit zunehmender Abgasrückfüh-rungsrate bewirkt jedoch der geringere Sauerstoffan-teil bei der Verbrennung einen Anstieg der Rußemis-sionen.

Oxidationskatalysatoren setzen die Energie-schwelle für die Einleitung von Oxidationsreaktionenherab und erhöhen gleichzeitig die Reaktionsge-schwindigkeit. Dem Beginn solcher Reaktionen gehtdie Anlagerung der oxidierbaren Stoffe wie Kohlen-monoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) und desSauerstoffs an der katalytisch aktiven Schicht voraus,an der die Molekülbindungen gelockert werden. Deroptimale Arbeitsbereich für die bis zu mehr als 90 %-ige Umsetzung der CO- und HC-Emissionen liegt beica. 200 bis 350 °C.

Oxidationskatalysatoren eignen sich besonders gutfür Pflanzenölmotoren, weil Pflanzenöl nahezuschwefelfrei ist und dadurch die katalytischeBeschichtung der Katalysatoren nicht beeinträchtigtwird. Durch Oxidationskatalysatoren werden insbe-sondere auch Aldehyde, die für den pflanzenöltypi-schen Geruch verantwortlich sind, um über 80 %

Abb. 10.3: Pflanzenöl-BHKW mit Schallschutzgehäuse

(8 kWel, 16 kWth)


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reduziert. Der Einsatz von Oxidationskatalysatorenist daher für alle pflanzenölbetriebenen BHKW unbe-dingt zu fordern.

Mit Hilfe eines Entstickungskatalysators könnenStickstoffoxide (NOx) wirkungsvoll reduziert werden.Dabei wird vor dem Katalysator ein Reduktionsmittel(Ammoniak-, bzw. Harnstoff-Wasser, ggf. auch Koh-lenwasserstoffe) in flüssigem oder gasförmigemZustand dem Rauchgasstrom über ein Düsensystemzugeführt. Derartige „SCR-Katalysatoren“ werdenbislang jedoch nur bei größeren Motoren (ca.> 1.000 kW Feuerungswärmeleistung) eingesetzt.

Mit Partikelfiltern lassen sich bei Selbstzündungs-motoren Partikel-Abscheideraten von 90 % und mehrerreichen. Insbesondere können auch die als starkgesundheitsgefährdend einzustufenden Feinstaub-partikel deutlich reduziert werden. Mit zunehmenderBetriebszeit verringern die zurückgehaltenen Partikelden Filterquerschnitt und erhöhen den Abgasgegen-druck. Damit der Filter nicht verstopft, ist von Zeit zuZeit oder bei Erreichen eines bestimmten Abgasge-gendrucks eine Regenerierung des Rußfilters notwen-dig. Bei Stationärmotoren erfolgt die Regeneration oftdurch aktives Abbrennen des Rußes z. B. durch Ein-düsung von Propangas in den Abgasstrom. Darüberhinaus sind im Rußfiltereinsatz abgelagerte nicht-brennbare Inertanteile des Abgasstroms von Zeit zuZeit durch Waschen bzw. Ausblasen mit Druckluft zuentfernen.

Abgasleitung. Die Abgasableitung wird durch einensogenannten Kompensator mit dem Abgasrohr desBHKW verbunden. Dadurch wird verhindert, dassSchwingungen übertragen werden und Temperatur-schwankungen zu Materialschäden (z. B. Rissen anden Abgasrohren, Schalldämpfern und Wärmeüber-tragern) führen. Der Abgasstrom kann – sofern diesnach der jeweiligen Landesbauordnung und derFeuerungsverordnung (FeuV) zulässig ist – in einenbestehenden Kamin eingeleitet werden. Ansonsten isteine möglichst isolierte Abgasableitung zur Vermei-dung von Kondensatbildung entsprechend den Vor-gaben der TA Luft bis über Firsthöhe vorzusehen.Werden Abgasrohre zur Abgasableitung verwendet,so sollten diese aus Edelstahl sein, um Korrosion zuverhindern. Eine Kondensatsammelstelle mit Ab-lassschraube zur Entfernung von Kondensat und ein-gedrungenem Regenwasser ist an der tiefsten Stelledes Abgasstrangs vorzusehen.

Generator und elektrische Einbindung. Die mecha-nische Energie des Motors wird im Generator zu

Strom umgewandelt. Um ein BHKW unabhängig voneinem Stromnetz z. B. als Notstromaggregat betreibenzu können, ist ein Synchrongenerator erforderlich.Eine Synchronisierungseinrichtung sorgt dafür, dassvor dem Aufschalten auf das Netz Spannung, Fre-quenz und Phase von Generator und Netz weitge-hend übereinstimmen.

Im Gegensatz zu Synchrongeneratoren sind Asyn-chrongeneratoren meist robuster, wartungsärmer undim unteren Leistungsbereich auch kostengünstiger.Da Asynchrongeneratoren induktive Blindleistungaus dem Netz benötigen, sind sie nicht im Inselbetriebeinsetzbar.

Die elektrische Netzanbindung kann bis zu einerinstallierten elektrischen Leistung von ca. 1 MW andas vorhandene Niederspannungsnetz erfolgen. Beigrößeren Anlagen wird meist in ein Mittelspannungs-netz eingespeist. Nur in seltenen Fällen ist eine eigeneLeitung zum nächsten Netzknotenpunkt oder eineTrafostation notwendig, da die vorhandenen Kapazi-täten in der Regel ausreichen. Die Bedingungen wer-den für den jeweiligen Fall von dem zuständigenEnergieversorgungsunternehmen festgelegt.

Wärmeübertrager. Neben diskontinuierlich durch-flossenen Wärmeübertragern (Regeneratoren) kom-men bei BHKW vorwiegend kontinuierlich durchflos-sene Wärmeübertrager, sogenannte Rekupatoren,zum Einsatz. Rekupatoren unterscheiden sich nachihrer Arbeitsweise in Gegenstrom-, Gleichstrom- undKreuzstromwärmeübertrager. Je nach Anforderungwerden verschiedene Bauarten wie Rohrbündel-,Platten-, Taschen- und Spiralrohrwärmeübertragerverwendet. Bei BHKW kann die Wärmeenergie derLadeluft (bei aufgeladenen Motoren), des Generator-kühlwassers, des Motorkühlwassers, des Motorenölsoder des Motorabgases durch in Reihe geschalteteWärmeübertrager ins Heizwasser übertragen werden.Daneben findet die Wärmeauskopplung auch manch-mal in zwei getrennten Heizkreisen statt, um z. B. ineinem Heizkreislauf ein höheres Temperaturniveauzu realisieren.

Betriebsbedingte Ablagerungen an den Wärme-übertragern (z. B. Ruß im Abgas-Wärmeübertrager,Kalk im Kühlwasser-Wärmeübertrager) erfordern vonZeit zu Zeit eine Reinigung der Wärmetauscherflä-chen, um einen ungehinderten Wärmeübergang zugewährleisten. Bei manchen Abgaswärmeübertra-gern ist ein regelmäßiges Abkehren der Tauscherflä-chen mit einer Rußbürste (z. B. alle 1.000 Betriebsstun-den) erforderlich; es gibt aber auch selbstreinigendeSysteme (z. B. Kugelregen- bzw. Kettenzugsysteme


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oder Dampfeinblasen), die zum Teil sogar kontinuier-lich arbeiten (z. B. durch eine im Abgasstrom vibrie-rende Metallwendel). Der Reinigungsaufwand desnachgeschalteten Abgaswärmeübertragers reduziertsich deutlich, wenn ein Rußfilter mit hohem Partikel-abscheidegrad verwendet wird.

In den geschlossenen oder halboffenen Kühl- bzw.Heizwasserkreisläufen ist der Einsatz von korrosions-hemmenden Inhibitoren erforderlich, da die gleich-zeitige Anwesenheit von Stahl, Kupfer, Kupferlegie-rungen und Aluminium begünstigend auf dieKorrosion wirkt. Bei diesen Zusätzen handelt es sichmeist um kombinierte Frost- und Korrosionsschutz-mittel. Die geforderte untere Konzentrationsgrenzeim Wasser darf dabei nicht unterschritten werden, umdie Wirksamkeit der Additive nicht zu gefährden.Anlagen, bei denen häufig Kühlwasser nachgefülltwerden muss, sind daher regelmäßig zu kontrollieren,um eine zu starke Verdünnung zu vermeiden. DieFrostschutzeigenschaften werden im Allgemeinenüber eine Dichtemessung (Spindel) ermittelt, der Kor-rosionsschutz kann mit speziellen Testkits überprüftwerden.

Um nach Abstellen des Motors einen Hitzestau amAggregat zu vermeiden, ist ein Pumpennachlauferforderlich, durch den überschüssige Wärme abge-führt wird. Gleiches gilt entsprechend für die Ventila-toren der Kabinenbelüftung.

Spitzenlastkessel. Wird neben dem BHKW noch einSpitzenlastkessel betrieben, so ist darauf zu achten,dass der Wasserkreislauf des BHKW durch entspre-chende Ventile geschützt ist, um bei Stillstand des Ag-gregats einen Wasserdurchfluss zu verhindern. Sonstkönnte eine erhebliche Wärmemenge des Kesselheiz-wassers über die Wärmeübertrager an das BHKW ab-gegeben werden und verloren gehen. Außerdem führtdies zu einer unnötigen thermischen Belastung desAggregats.

BHKW werden meist wärmegeführt betrieben unddienen zur Deckung des Grundwärmebedarfs.Zusätzlich installierte Spitzenlastkessel werden zuge-schaltet, wenn die eingetauschte Motorabwärme nichtmehr die nötige Vorlauftemperatur im Heizkreislaufliefert. Um tageszeitliche Schwankungen zwischenStrom- und Wärmebedarfsspitzen ausgleichen zukönnen, wird ein Wärmespeicher eingesetzt. Aus die-sem „Pufferspeicher“ heraus decken die Wärmever-braucher ihren Wärmebedarf. Erst wenn die einge-stellte Temperatur des Speichers nicht mehr mit dem

BHKW gedeckt werden kann, schaltet sich der Spit-zenlastkessel zu. Die Auslegung des Wärmespeichershängt von der thermischen Leistung des BHKW, vomWärmebedarf und von der nutzbaren Temperaturdif-ferenz ab. Letztere wird vor allem durch die Rücklauf-temperatur zum BHKW begrenzt. Damit eine ausrei-chende Motorkühlung in jedem Fall gewährleistet ist,liegt diese Rücklauftemperatur je nach Anlage beimaximal etwa 60 bis 70 °C.

10.3.3 Thermische Nutzung in Ölbrennern

Neben der kombinierten Kraft- und Wärme-erzeugung im Blockheizkraftwerk (BHKW) lässt sichnaturbelassenes Pflanzenöl oder auch Pflanzenöl-methylester (z. B. RME) auch als Brennstoff in Feue-rungsanlagen einsetzen. Mit RME können in der Re-gel alle konventionellen Heizölfeuerungen betriebenwerden, sofern diese RME-beständig ausgeführt sind.Dagegen lässt sich naturbelassenes Rapsöl in moder-nen Heizölfeuerungsanlagen nur in Beimischungenvon 10 bis 20 % zum Heizöl (extra leicht) verwenden,wobei es sich auch dann um eine Anlage mit Ölvor-wärmung und „heißer Brennkammer“ handeln muss.In Anlagen, die diese Merkmale nicht aufweisen, kön-nen bereits bei einem Beimischungsanteil von 5 %Verkokungen an der Düse und der Stauscheibe auftre-ten /10-27/.

In jüngster Zeit werden von verschiedenenHerstellern auch rapsöltaugliche Ölbrenner für Zen-tralheizungskessel angeboten. Hierbei handelt es sichentweder um spezielle Brennerbauarten oder um her-kömmliche Heizölbrenner mit mehr oder wenigerstarken Modifikationen an der Ölzuführung bzw. mitzusätzlichen Komponenten zur Ölaufbereitung. EineListe der hierfür in Frage kommenden Hersteller fin-det sich im Anhang.

Im Allgemeinen ist die Verwendung von Pflanzen-ölen als Ersatz für Heizöl in Ölbrennern nur in weni-gen Ausnahmefällen sinnvoll, da hierfür biogene Fest-brennstoffe (z. B. Scheitholz, Hackschnitzel) ausKostengründen und wegen des höheren flächenbezo-genen Energieertrags vorrangig einzusetzen sind.Lediglich wenn diese nicht verfügbar sind oder ausBoden- und Gewässerschutzgründen kein Heizöl ver-wendet werden soll (z. B. für Berghütten) kann einalleiniger Heizzweck auch mit Pflanzenöl sinnvollsein. Für die nachfolgenden Ausführungen ist diesjedoch nicht relevant und wird daher nicht weiterbetrachtet.


167

10.4 Planungs- und Betriebshinweise

Für die Planung und Auslegung von Pflanzenöl-BHKW gelten prinzipiell die gleichen Grundsätze,wie für Aggregate, die mit Heizöl oder Dieselkraft-stoff betrieben werden. Diese Grundsätze werden inder VDI-Richtlinie 3985 „Grundsätze für Planung,Ausführung und Abnahme von Kraft-Wärme-Kopp-lungsanlagen mit Verbrennungskraftmaschinen” be-schrieben /10-24/. Lediglich bei der Wirtschaftlich-keitsrechnung sind hinsichtlich Investitions- undBrennstoffkosten sowie bei den erzielbaren Erlösender Stromeinspeisung abweichende Annahmen ge-genüber Heizölaggregaten zu treffen. Diese werden inKapitel 10.7 näher erläutert.

Die einzelnen Aufgaben der Planung lassen sichwie folgt auflisten:- Durchführung einer Voruntersuchung, Bedarfsana-

lyse und Bestandsaufnahme,- Erstellung von BHKW-Konzepten (Modulvoraus-

wahl, Betriebsweise),- Überprüfung der Wirtschaftlichkeit der Konzepte,- Vorplanung und Entwurfsplanung auf Grundlage

einer Vorentscheidung,- ggf. das Führen von Vorgesprächen mit der Geneh-

migungsbehörde (Kreisverwaltungsbehörde),- Ausführungsplanung und Erstellung von Aus-

schreibungsunterlagen sowie Leistungsverzeich-nissen,

- ggf. die Einholung eines immissionsschutztechni-schen Gutachtens.

Hinweise und Grundlagen für eine solche Planungs-phase werden in den nachfolgenden Kapiteln gege-ben.

Auslegung. Ob ein BHKW wirtschaftlich betriebenwerden kann, hängt entscheidend von der gewähltenLeistung ab. Bei Aggregaten, die nicht vorwiegendzur netzunabhängigen Stromversorgung eingesetztwerden, sollte die Auslegung so erfolgen, dass die an-fallende Wärme in großem Umfang genutzt werdenkann. Grundlage für die Auslegung bildet somit eineAnalyse eines Jahresverlaufs des Wärmeleistungsbe-darfs. In einer geordneten thermischen „Jahresdauer-linie“, wie sie in Kapitel 6 beispielhaft dargestellt ist,wird aufgetragen, wie viele Stunden pro Jahr eine be-stimmte thermische Leistung (in kW) benötigt wird.Als Richtgröße sollte die thermische Gesamtleistungdes BHKW im Allgemeinen bei etwa 30 % der not-wendigen thermischen Maximalleistung liegen. Sowird sichergestellt, dass durch das BHKW etwa 60 bis80 % des Jahreswärmebedarfs bei 4.000 bis 6.000 Jah-

resstunden abgedeckt sind /10-8/. Zusätzlich zu erfas-sende Tagesganglinien des Strom- und Wärmeleis-tungsbedarfs geben Aufschluss darüber, inwieweitdiese beiden Bedarfsfälle zeitlich übereinstimmen.

Betriebsweise. BHKW werden entweder wärmege-führt, stromgeführt oder in einer Kombination beiderMöglichkeiten betrieben.

Ein wärmegeführtes BHKW wird nach dem Wär-mebedarf der Verbraucher ausgelegt. ZusätzlicheWärmeerzeuger können das Aggregat bei derDeckung des momentanen Wärmebedarfs unterstüt-zen. Der produzierte elektrische Strom wird ganzoder teilweise (abzüglich des Eigenverbrauchs) in dasStromnetz eingespeist.

Stromgeführte BHKW arbeiten entweder im Netz-parallelbetrieb, d. h. sie decken den eigenen Strombe-darf – z. T. unterstützt durch das öffentliche Netz – ab,oder im Inselbetrieb, in dem sie den Leistungsbedarfder Verbraucher allein abdecken. Auch beim stromge-führten Betrieb sollte ein möglichst großer Teil deranfallenden Wärme genutzt werden. Mit entsprechen-den Wärmespeichern können zeitliche Verschiebun-gen von Strom- und Wärmebedarf zumindest teil-weise ausgeglichen werden.

Bei einer kombinierten Betriebsweise wird dasAggregat z. B. wärmegeführt betrieben und zusätzlichzur Spitzenstromabdeckung eingesetzt. Die Wahl derBetriebsweise erfolgt in erster Linie nach wirtschaftli-chen Gesichtspunkten.

Kraftstoffbeschaffung. Rapsölkraftstoff kann kaltge-presst oder raffiniert direkt von den Ölproduzenten(Ölmühlen oder Kleinerzeuger), Großhändlern, Land-händlern oder auch direkt von speziellen Pflanzenöl-tankstellen bezogen werden. Aktuelle Verzeichnissevon Bezugsquellen sind im Internet zu finden; ent-sprechende Web-Adressen werden im Anhang zu-sammengestellt. Um die Versorgungssicherheit zu ge-währleisten, ist bei kleineren z. B. regionalenAnbietern oft der Abschluss längerfristiger Lieferver-träge sinnvoll.

Die Anlieferung erfolgt bei kleineren Mengen häu-fig in Kunststoff- oder Stahlblechbehältern auf Palet-ten mit ca. 800 bis 1.000 l Inhalt. Diese können dannauch als Lagerbehälter beim BHKW-Betreiber dienen.Bei größeren BHKW mit hohem Kraftstoffverbrauchund guter Auslastung ist es sinnvoll, einen Kraftstoff-tank mit entsprechenden Befüll- und Entleerungsein-richtungen sowie Druckausgleichsventilen und Füll-standsanzeige zu installieren. Zur Anlieferung desPflanzenöls werden dann meist Tanklastzüge einge-


168

setzt. Dabei ist es wichtig, dass die Ladebehälter sau-ber und frei von Restmengen zuvor transportierterGüter sind. Derartige Rückstände können zum Teil zuerheblichen Schäden und Störungen führen (Filterver-stopfungen, Reinigung und Austausch des gesamtenKraftstoffsystems etc.).

Von entscheidender Bedeutung ist, dass der Kraft-stoff die vom BHKW-Hersteller geforderte Qualität(z. B. Rapsölkraftstoff nach DIN V 51605) aufweist.Diese sollte auf dem Lieferschein vermerkt sein. DieLieferscheine sind als Nachweis zusammen mit einemEinsatzstofftagebuch, in dem über die Mengen unddie Qualität der eingesetzten Kraftstoffe Buch geführtwird, aufzubewahren (vgl. Kapitel 10.5.5).

Qualitätssicherung beim Kraftstoff. Bei den pflan-zenölbetriebenen BHKW liegen die mit Abstand um-fangreichsten Einsatzerfahrungen mit Rapsöl vor.Hierfür ist auch die Standardisierung, d. h. die Fest-schreibung von Mindest-Qualitätsanforderungendurch die Veröffentlichung der Vornorm DIN V51605, am weitesten fortgeschritten (siehe Kapitel10.2). Das Rapsöl sollte entweder aus einer kaltenPressung stammen oder als Vollraffinat verwendetwerden. Die Verwendung von nicht näher spezifizier-tem Pflanzenöl oder Teilraffinaten sollte vermiedenwerden.

Eine erste Qualitätsbeurteilung durch Sicht- undGeruchskontrolle einer repräsentativen Ölprobe solltebei jedem Betankungsvorgang erfolgen. FrischesRapsöl ist durchsichtig und hat eine goldgelbe Farbe.Bei einer Sichtkontrolle ist insbesondere auf festeFremdstoffe im Öl, auf Trübungen, Verfärbungen (vorallem grünliche Verfärbungen), Phasentrennungen(z. B. durch freies Wasser) zu achten. Beim Geruch-stest sollten keine stechenden Gerüche (z. B. durchVerunreinigung mit mineralischen Kraftstoffen oderLösungsmittelrückständen) oder ranzige Gerüche(z. B. durch stark oxidativ vorbelastete Öle) festge-stellt werden. Diese einfachen Tests ersetzen abernicht eine Ölanalyse entsprechend der vorgeschriebe-nen Prüfmethoden /10-15/. Im Verdachts- oder Scha-densfall sollte eine solche Analyse durchgeführt wer-den.

Insbesondere bei der Annahme großer MengenRapsölkraftstoff empfiehlt es sich, bei der Betankungan der Zapfanlage drei Rückstellmuster zu entneh-men. Die Probenflaschen werden im Beisein des Liefe-ranten und Kunden beschriftet und mit Originalitäts-verschlüssen verschlossen oder versiegelt. DieBeschriftung sollte folgende Angaben enthalten undsowohl vom Rapsölkraftstoffproduzenten als auch

vom Kunden unterzeichnet werden: Adresse desRapsölkraftstoffproduzenten, Adresse des Kunden,Proben-Nummer, Ort und Stelle der Probenahme, Artder Probenahme, Ort, Datum, Zeit, Unterschriften. Jeeine Flasche verbleibt beim Kunden und beim Rapsöl-kraftstoffproduzenten bzw. -lieferanten für Schieds-analysen, eine Flasche wird bei Bedarf an ein Prüfla-bor zur Analyse gegeben. Als Probengefäße habensich Flaschen mit einem Volumen von 1 l aus HDPEbewährt. Diese sollten dicht verschließbar sein undvollständig befüllt werden. Die Lagerung von Probenund Rückstellmustern sollte dunkel und kühl (unge-fähr 5 °C) zum Beispiel in einem Kühlschrank erfol-gen.

Kraftstofflagerung. Rapsölkraftstoff ist im Gegensatzzu Heizöl und Dieselkraftstoff im Normalfall nichtadditiviert und ist daher auch stärker Alterungsvor-gängen ausgesetzt (oxidativer Verderb, Bildung freierFettsäuren). Die Oxidationsvorgänge von Ölen undFetten werden begünstigt durch Sauerstoffzutritt,Licht und Wärme und durch katalytisch wirkendeSchwermetallionen (z. B. Eisen, Kupfer). NegativeAuswirkungen auf die Eignung als Kraftstoff (z. B. er-höhte Viskosität, verstärkte korrosive Wirkung) sinddie Folge. Bei der motorischen Nutzung kann es au-ßerdem zu Rückstandsbildungen in Kraftstoffleitun-gen, Verharzungen an den Einspritzdüsen und zurBeeinträchtigung der Schmierfähigkeit des Motoren-öls kommen.

Für die Lagerung gelten folgende Empfehlungen: - möglichst konstant niedrige Lagerungstemperatu-

ren (ca. 5 bis 10 °C), am besten durch Erdtanks oderzumindest durch kühle Tankaufstellung (Keller),

- keine Tankheizungen verwenden (Die Verbesse-rung der Fließ- und Pumpfähigkeit sollte stattdessen durch vergrößerte Querschnitte der Kraft-stoffleitungen oder leistungsstärkere Förderpum-pen erreicht werden; bei evtl. dennoch benötigterTankheizung sollte das Öl – auch lokal – keinesfallsüber 25 °C aufgeheizt werden.),

- dunkler Aufstellungsort ohne direkte Sonnenein-strahlung,

- Zutritt von Sauerstoff gering halten (Auch bei Tank-und Pumpvorgängen sollte ein „Plätschern” durchgeringe Fallhöhen oder durch „Abfließenlassen” anden Tankinnenwänden vermieden werden, eineEntlüftungseinrichtung zur Vermeidung vonDruckschwankungen beim Befüllen und Entleerenist jedoch immer erforderlich.),

- Tankbehälter sollten dicht verschlossen sein,


169

- Eintrag von Wasser vermeiden (z. B. Kondenswas-serbildung bei Befüllung eines kalten Tanks mitwarmen Pflanzenöl), gegebenenfalls ist die Tankbe-lüftung mit einem Wasser abscheidenden Filter aus-zustatten,

- Eintrag von Verschmutzungen ausschließen,- Tank und kraftstoffführende Teile dürfen nicht aus

Kupfer oder Messing sein (vor allem Kupferionenwirken stark katalytisch auf die Öloxidation),

- Kraftstoffentnahmestelle nicht unmittelbar amTankboden anbringen (Sedimententnahme vermei-den),

- Lagertanks sollen vollständig und einfach entleer-bar sowie leicht zu reinigen sein (eine regelmäßigeTankreinigung ca. alle 1 bis 3 Jahre ist empfehlens-wert).

- Maximale Lagerdauer: ca. 12 Monate (keine überdi-mensionierten Lagertanks)

Als ortsfeste ober- und unterirdische Lagerbehälter abeinem Fassungsvermögen von etwa 1.000 l eignen sichvor allem ein- und doppelwandige Stahl- oder Kunst-stoffbehälter mit Füll- und Entlüftungsleitungen,sowie Leckanzeigegeräten, Füllstandsanzeiger undBefüllsicherungseinrichtungen. Bestehende intakteTankanlagen, die zur Lagerung von Heizöl benutztwerden, können nach vollständiger Entleerung undReinigung auch für Pflanzenöl verwendet werden, so-fern die oben genannten Punkte berücksichtigt wer-den.

Kraftstoffzuführung. Prinzipiell gelten die für die La-gerung von Pflanzenöl aufgeführten Empfehlungenentsprechend auch für die Kraftstoffzuführung. ImEinzelnen sind zu nennen:- Kraftstoffführende Leitungen und Verschraubun-

gen sollten nicht aus Kupfer oder Messing beschaf-fen sein (besser: chromatierter Stahl oder Edelstahl),

- flexible Schlauchleitungen aus pflanzenölbeständi-gem Material, wie z. B. Nitril-Kautschuk – NBR(Perbunan) oder Fluor-Kautschuk – FPM (Viton)verwenden,

- Rohrleitungsquerschnitte ausreichend dimensio-nieren (zähflüssiger Kraftstoff!); beispielsweise beikleineren BHKW mit Innendurchmesser von ca. 10bis 12 mm (für Kraftstoffdurchflüsse bis ca. 30 l/h),

- Probenahmevorrichtung (Entnahmehahn in Kraft-stoffzulaufleitung) und Schauglas zur Kontrollevorsehen,

- leistungsstarke und leicht zugängliche Kraftstoff-förderpumpe verwenden (konventionelle Kraft-stoffförderpumpen sind oft nicht ausreichend,daher sollte eine aggregat-externe Elektro-Förder-

pumpe nahe dem Kraftstoffvorratsbehälter ange-bracht sein; das Fördervolumen sollte ca. 50 bis100 % über dem maximalen Kraftstoffverbrauchdes BHKW liegen.),

- kurze Leitungsführung und geringe Saughöhe vor-sehen,

- Leitungen nicht unter Putz oder im Boden verlegen,- Leitungsverbindung zum BHKW flexibel und

schwingungstolerant ausführen,- Kurzschlusskreislauf von Kraftstoffrücklauf- und

Leckkraftstoffleitung zum Vorlauf (Einstrangsys-tem) einrichten (zur Vermeidung von Rückflüssendes thermisch vorbelasteten Pflanzenöls in denTank),

- Verwendung von Filtereinrichtungen (Feinfilter),bei größerem Schmutzanfall auch zusätzlich grö-bere Vorfilter (meist Siebfilter). Die Verwendungvon Motorenölfiltern als Kraftstofffilter ist möglichund oft sinnvoll (bessere Eignung wegen hoher Vis-kosität des Pflanzenöls), sofern eine ausreichendeFilterleistung gewährleistet ist. Die notwendigemittlere Filterfeinheit beträgt für Reiheneinspritz-pumpen etwa 5 µm und für Verteilereinspritzpum-pen etwa 10 µm /10-13/. Zur Minimierung vonStandzeiten sind parallelgeschaltete Kraftstoff-bypassfilter empfehlenswert.

- auf Kraftstoffvorwärmung zur Vermeidung vonVerharzungen möglichst verzichten (außer bei sehrkurzer Förderdauer bis zur Einspritzung, jedochnicht im Tank und bei Motorstillstand),

- nur geeignete hoch belastbare Einspritzpumpe ver-wenden (stärkere Belastungen als bei Dieselbetrieb),

- Vermeidung von Verkokungen und Ablagerungenan den Einspritzdüsen u. a. durch gute Kraftstoff-qualität mit niedrigem Koksrückstand (vgl. Kapitel10.2) aber auch durch eine geeignete Düsengeome-trie, die einer Rückstandsbildung vorbeugt. Ablage-rungen behindern das Schließen der Düsennadelund beeinträchtigen die Zerstäubungsqualität, sodass es zum Nachtröpfeln verbunden mit erhöhtenHC- und Rußemissionen kommt; unverbrannterKraftstoff gelangt außerdem an die Zylinderwändeund kann auf diese Weise in das Motoröl eingetra-gen werden, was unter bestimmten Bedingungenzu dessen Eindickung und zum Ausfall derSchmierfähigkeit (Motorschaden) führt.

Motor. Neben fremdstoffbeladenen Pflanzenölen zäh-len Schmieröleindickung und Motorüberhitzung zuden wichtigsten Ursachen für Schäden an Pflanzenöl-motoren. Der Wahl des geeigneten Kraftstoffs (z. B.Rapsölkraftstoff nach DIN V 51605, vgl. Kapitel 10.2)


170

und des Motors kommt deshalb eine hohe Bedeutungbei. Hitzeschäden werden durch eine ausreichendeWärmeabfuhr, durch eine leistungsfähige Belüftungdes Motors und saubere Wärmetauscherflächen si-chergestellt. Überschüssige Wärme ist auch nach Ab-stellen des Aggregats durch entsprechende Nachlauf-zeiten von Wasserpumpen und Lüfternabzutransportieren.

Unbedingt einzuhalten sind die vorgegebenenWartungsintervalle. Eine hohe Bedeutung kommtdem Wechsel des Motoröls zu, da dieses z. B. infolgehäufigerer Kaltstarts oder bei fehlerhaften bzw. ver-kokten Einspritzdüsen mit Pflanzenöl verunreinigtsein kann (auf Grund der höheren Verdampfungstem-peratur von Pflanzenöl erfolgt oft kein Absinken desSchmierölpegels im Motor). Mit Pflanzenöl verunrei-nigtes Motoröl kann durch Verharzungen und Ein-dickungen die Motorschmierung beeinträchtigen.

Aufstellort. Im Aufstellungsraum des BHKW ist füreine ausreichende Verbrennungsluftversorgung undAbgasabführung zu sorgen. Die dafür geltendenRichtlinien sind in den Feuerungsverordnungen derLänder bzw. der TA Luft aufgeführt (Kapitel 10.5).Schallschutzmaßnahmen sind bei der Aufstellungebenso zu berücksichtigen wie Maßnahmen zurVibrations- und Schwingungsdämpfung. Das Aggre-gat sollte rutschfest auf tragfähigem Boden stehen.Neben einer ausreichenden Raumbelüftung ist auchfür die Abfuhr der durch die Motorabwärme aufge-heizten Kabinenluft zu sorgen, um ein Überhitzen desMotors und/oder des Aufstellungsraums zu vermei-den. Bei Bedarf kann diese Warmluft zur Raumbehei-zung dienen. Des Weiteren ist eine möglichst allseitigegute Zugänglichkeit des Aggregats für Wartungs-und Reparaturmaßnahmen sicherzustellen.

Wartung und Überwachung. Der vom Anlagenbauervorgegebene Wartungsplan ist unbedingt einzuhal-ten. Abweichungen davon sollten mit dem Motoren-hersteller oder Anlagenbauer abgestimmt werden.

Kleinere und häufig wiederkehrende Wartungsar-beiten wie z. B. Kraftstofffilterwechsel und Motoröl-bzw. Motorölfilterwechsel können üblicherweise voneinem ortsansässigen Kundendienst nach entspre-chender Einweisung durchgeführt werden. Motoröl-und Kraftstofffilter sind je nach Aggregat etwa alle300 bis 1.000 Betriebsstunden, d. h. bei gut ausgelaste-ten BHKW ca. alle 2 bis 6 Wochen, zu wechseln.Inspektionen – vor allem innerhalb der Garantiezeitvon meist einem Jahr oder einer bestimmten Betriebs-

stundenzahl – sollten dem Anlagenbauer oder einemvon ihm beauftragten Fachkundendienst überlassenwerden.

Neben den üblichen Wartungsintervallen solltenregelmäßige, am besten tägliche, Routinekontrollenam BHKW von einer eingewiesenen fachkundigenPerson stattfinden. Hierbei ist vor allem die Dichtig-keit von kraftstoff-, öl-, wasser- und gasführendenKomponenten zu überprüfen, regelmäßig derMotoröl- und Kühlwasserstand zu kontrollieren,ebenso sind die an der Anlage installierten Mess- undÜberwachungseinrichtungen abzulesen. Zusätzlichsollte auf unübliche Geräusche, eine abweichendeAbgasfahne (bei Rußschwärzung ggf. Einspritzsy-stem warten), den Festsitz aller Bauteile und einenausreichenden Kraftstoff- und Motorölvorrat geachtetwerden. Das Führen eines Anlagenbuches ist empfeh-lenswert. Darin werden wichtige Daten wie derBetriebsstundenzählerstand, Zustand des Aggregats,angezeigte Fehlermeldungen, eventuell beobachteteAuffälligkeiten sowie durchgeführte Instandhaltungs-maßnahmen (z. B. letzter Einspritzdüsenwechsel) undweitere Ereignisse (z. B. Kraftstofflieferung) mitDatum und Namen des Beobachters oder Ausführen-den festgehalten. Auch Betriebsdaten wie Motor- undAbgastemperatur werden darin notiert. Dadurchwird eine frühere Erkennung von Störungen undderen Ursachen ermöglicht und der Nachweis überdie ordnungsgemäße Durchführung der Wartungsar-beiten erbracht.

10.5 Anforderungen und Vorschriften

Nachfolgend werden die relevanten rechtlichen Rah-menbedingungen für den Einsatz von pflanzenölbe-triebenen BHKW vorgestellt. Diese Rahmenbedingun-gen unterliegen – bedingt durch die fortschreitendenationale und europäische Gesetzgebung – fortlaufen-den Änderungen, es ist deshalb empfehlenswert sichüber die jeweils gültige aktuelle Gesetzeslage zu in-formieren.

10.5.1 Genehmigung

Blockheizkraftwerke benötigen entweder eine bau-rechtliche Genehmigung nach dem Baugesetzbuch(BauGB) sowie der jeweiligen Landesbauordnung(z. B. BayBO) oder eine immissionsschutzrechtlicheGenehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutz-gesetz (BImSchG).


171

Baurechtliche Genehmigung. Blockheizkraftwerkesind Anlagen, die zur Raumbeheizung oder zurBrauchwassererwärmung dienen und fallen demnachin den Anwendungsbereich der jeweiligen Landes-bauordnung. Zudem fallen Blockheizkraftwerke inden Geltungsbereich der Verordnung überFeuerungsanlagen, Wärme- und Brennstoffversor-gungsanlagen (Feuerungsverordnung – FeuV), in de-nen ebenfalls länderweise zum Teil unterschiedlicheRegelungen festgelegt wurden.

Unter bestimmten Bedingungen sind die Anlagenjedoch von der Genehmigungspflicht befreit. Nachder Bayerischen Landesbauordnung (Art. 63 BayBO)gilt dies beispielsweise, wenn es sich um die Errich-tung oder Änderung einer Feuerstätte mit einerNennwärmeleistung bis zu 50 kW handelt.

Die generellen Forderungen einer Landesbauord-nung lassen sich für BHKW wie folgt zusammenstel-len (hier am Beispiel der Bayerischen Bauordnung/10-2/): - Die Aufstellung sollte nur in Räumen erfolgen, bei

denen nach Lage, Größe, baulicher Beschaffenheitund Benutzungsart keine Gefahren entstehen.

- Abgase sind so ins Freie zu führen, dass keine Gefah-ren oder unzumutbare Belästigungen entstehen.

- Brennstoffe sind so zu lagern, dass keine Gefahrenoder unzumutbare Belästigungen entstehen.

- Für Schall-, Schwingungs- und Erschütterungs-schutz ist zu sorgen, so dass keine Gefahren,vermeidbare Nachteile oder vermeidbare Belästi-gungen entstehen.

Neben der Landesbauordnung sind die Bestimmun-gen der jeweiligen Länder-Feuerungsanlagenverord-nung (FeuV) zu beachten, z. B.: - Eine Aufstellung in Räumen mit Anlagen zur Luft-

absaugung darf nur erfolgen, wenn die Abgasab-führung durch entsprechende Maßnahmenüberwacht bzw. sichergestellt wird.

- Bauteile mit brennbaren Baustoffen und Einbau-möbel müssen so weit von der Feuerstätte (BHKW)entfernt oder so abgeschirmt sein, dass keine höhe-ren Temperaturen als 85 °C auftreten können.

- Für eine ausreichende Verbrennungsluftversorgungim Aufstellraum ist zu sorgen.

- Die Verbrennungsabgase sind über eigene dichteLeitungen über das Dach abzuführen.

- Abgasanlagen sind so zu bemessen, dass dieAbgase sicher ins Freie abgeführt und bestimmteMindestabstände zu brennbaren Baustoffen einge-halten werden.

Immissionsschutzrechtliche Genehmigung. EineGenehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutz-gesetz (BImSchG) ist bei BHKW für den Einsatz vonnaturbelassenem Pflanzenöl erst ab 1.000 kW Feue-rungswärmeleistung (entspricht ca. 400 kWmech) er-forderlich (Nr.1.4, Spalte 2 des Anhangs zur 4. BIm-SchV, Fassung vom 14.03.97, zuletzt geändert am15.07.2006). Einzelheiten zum Genehmigungsverfah-ren sollen daher hier nicht erörtert werden.

Generell gelten aber auch bei immissionsschutz-rechtlich nicht genehmigungsbedürftigen Anlagen(d. h. lediglich baurechtlich zu genehmigende Anla-gen) die Minimierungsgrundsätze des Bundes-Immis-sionsschutzgesetzes (§ 22, BImSchG). Demnach müs-sen - schädliche Umwelteinwirkungen, die nach dem

Stand der Technik vermeidbar sind, verhindertwerden,

- nach dem Stand der Technik unvermeidbare schäd-liche Umwelteinwirkungen auf ein Mindestmaßbeschränkt werden und

- die beim Betrieb der Anlagen entstehenden Abfälleordnungsgemäß beseitigt werden können.

10.5.2 Emissionsbegrenzungen

Schadstoffemissionen. Für immissionsschutzrecht-lich nicht genehmigungspflichtige Anlagen mit einerFeuerungswärmeleistung von weniger als 1.000 kWwurden bislang keine allgemeingültigen Vorschriftenzur Emissionsbegrenzung festgelegt, und es findenauch keine regelmäßigen Überprüfungen statt. Aller-dings werden einige Orientierungswerte genannt, diefür die Beurteilung der jeweiligen Anlage nützlichsein können (Tabelle 10.3).

Anforderung an Lärm- und Erschütterungsschutz.Um Lärmbelästigungen für die Nachbarschaft auszu-schließen, sind die Forderungen der technischen An-leitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm /10-16/) zuerfüllen. Zur Beurteilung des für die Nachbarschaftzumutbaren Lärms wurden darin Immissionsricht-werte festgelegt. Diese betragen für Orte außerhalbvon Gebäuden:- in Industriegebieten: 70 dB- in Gewerbegebieten: tags 65 dB

nachts 50 dB- in Kern-, Dorf- und Mischgebieten: tags 60 dB

nachts 45 dB- in allgemeinen Wohngebieten tags 55 dB

und Kleinsiedlungsgebieten: nachts 40 dB


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- in reinen Wohngebieten: tags 50 dBnachts 35 dB

- in Kurgebieten, für Krankenhäuser tags 45 dBund Pflegeanstalten: nachts 35 dB

Als Maßnahmen zur Verringerung der Lärmemissio-nen werden BHKW schwingungsisoliert aufgestelltund mit einer Schallschutzkapselung umgeben. Beirelativ geringem Abstand zur Wohnbebauung istmeist die Erstellung eines Schallschutzgutachtenserforderlich. Darin sollten nicht nur der sogenannte„A-bewertete Beurteilungspegel“ (Die A-Bewertungbildet näherungsweise die frequenzabhängige Emp-findlichkeit des menschlichen Gehörs nach.) ermitteltwerden, sondern auch die tieffrequenten Geräuschan-teile der Motoren gemäß TA Lärm untersucht bzw. be-urteilt werden.

10.5.3 Vermeidung von Gefährdungen

Die von Kraftstoffen ausgehende Gefährdung betriffteinerseits die Brand- bzw. Explosionsgefahr und an-dererseits die Gefährdung des Grundwassers und dieGewässergefährdung.

Wasserrechtliche Einordnung. Entsprechend ihrerGefährlichkeit werden Chemikalien nach dem Was-serhaushaltsgesetz (WHG) gemäß § 19g, Abs. 5 inVerbindung mit der Verwaltungsvorschrift wasserge-

fährdender Stoffe (VwVwS) in eine von drei Wasser-gefährdungsklassen (WGK) eingestuft. Die Stoffe gel-ten entweder als „stark wassergefährdend“ (WGK 3),„wassergefährdend“ (WGK 2) oder als „schwach was-sergefährdend“ (WGK 1) /10-1/.

Reines unbehandeltes Rapsöl ist im Anhang 1(Nicht wassergefährdende Stoffe) der VwVwS alsKenn-Nummer 760 (Triglyceride) aufgeführt und giltdaher als „nicht wassergefährdend“. Das bedeutet,dass keine der oben genannten Gefährdungsklassenzutrifft. Ein Zusatz von Additiven kann jedoch dieEinstufung in eine der drei genannten Wassergefähr-dungsklassen zur Folge haben.

Bei dieser günstigen Einordnung von naturbelas-senem Rapsöl handelt es sich jedoch nicht um einebindende Vorschrift. Im Einzelfall sind daher abwei-chende Beurteilungen möglich, so dass weitereBestimmungen des Wasserhaushaltsgesetzes für was-sergefährdende Stoffe (z. B. bei Lagerung undUmschlag) beachtet werden müssen.

Brand- und Explosionsschutz. NaturbelassenesRapsöl weist mit durchschnittlich ca. 231 °C /10-15/ ei-nen deutlich höheren Flammpunkt auf, als mine-ralischer Dieselkraftstoff (ca. 64 °C) oder Benzin (un-ter -20 °C). Es ist somit vergleichbar mitRapsölmethylester (ca. 172 °C) /10-10/. Beide Kraft-stoffe unterlagen nicht der bisherigen Verordnungüber brennbare Flüssigkeiten (VbF), wonach eine Ein-stufung als Gefahrgut erst bei einem Flammpunkt vonweniger als 100 °C gegeben war. Als zum 1. Januar2003 die Verordnung über brennbare Flüssigkeiten(VbF) außer Kraft getreten ist, ist auch die Einstufungnach VbF-Klassen weggefallen. Die Einstufung erfolgtnun nach der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) bzw.der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV). Dem-nach weist Rapsölkraftstoff keine Gefährlichkeits-merkmale gemäß § 4 GefStoffV auf /10-23/.

Werden andere Kraftstoffe mit Rapsöl gemischt,kann sich schon bei geringen Beimischungsanteileneine Einstufung als gefährlicher Stoff ergeben.

10.5.4 Steuerliche Regelungen

Energiesteuer. Mit der Einführung des Energiesteuer-gesetzes (EnergieStG) am 01. August 2006 wurde dasMineralölsteuergesetz außer Kraft gesetzt. Nach § 1EnergieStG sind tierische und pflanzliche Öle und FetteEnergieerzeugnisse und unterliegen dem Energiesteu-ergesetz, wenn sie als Kraft- oder Heizstoff verwendetwerden /10-7/. Mit dem Energiesteuergesetz werdendie Regelungen der EU-Energiesteuerrichtlinie

Tabelle 10.3: Empfohlene Emissionsbegrenzungen (derzei-

tige Orientierungswerte) für immissions-

schutzrechtlich nicht genehmigungsbedürftige

Anlagen (d. h. Gesamtfeuerungswärmeleis-

tung, FWL < 1 MW) /10-28/

Schadstoff FWL Anforderunga

a. angegeben in Milligramm pro Normkubikmeter (mg/Nm³), bezo-gen auf einen Sauerstoffgehalt von 5 Vol.-%

Kohlen-monoxid (CO)

< 1 MW ≤ 0,65 g/Nm³

Staub < 1MW Zielwert: 20 mg/Nm³durch Einsatz von Rußfiltern unter Beachtung des Grund-satzes der Verhältnismäßig-keit

Stickstoffoxide (NOx), angege-ben als NO2

≥ 500 kW bis 1 MW

< 500 kW

≤ 2,5 g/Nm³ (durch motorische Maßnah-men analog EURO II) ≤ 3,0 g/Nm³ (Zielwert 2,5 g/Nm³, durch motorische Maßnahmen analog EURO II)

Gerüche/HC < 1 MW Einsatz von Oxidationskataly-satoren


173

2003/96/EG zur Harmonisierung der Besteuerung vonEnergieerzeugnissen in nationales Recht umgesetzt.Danach sollen alle Energieerzeugnisse in Europa mög-lichst gleichmäßig besteuert, Wettbewerbsverzerrun-gen abgebaut und größere Anreize für einen effizientenEnergieverbrauch geschaffen werden. Die Herstellungvon Rapsölkraftstoff und die Zweckbestimmung„Kraft- oder Heizstoff“ ist demnach eine Herstellungvon Energieerzeugnissen (§ 6 EnergieStG) und bedarfeiner Erlaubnis. Diese Erlaubnis kann beim zuständi-gen Hauptzollamt beantragt werden (www.zoll.de/ser-vice/dienststverz/index.html).

Nach § 2, Abs. 3, Nr. 1 (EnergieStG) ist Biodieselund Pflanzenöl (ebenso wie Heizöl extra leicht), dasfür Heizzwecke z. B. als Ersatz für Heizöl in Ölfeue-rungen oder in begünstigten Anlagen nach § 3 Ver-wendung findet (hierzu zählen ortsfeste Anlagenderen mechanische Energie ausschließlichen zurStromerzeugung dient sowie Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung mit einem Jahresnutzungsgrad vonmindestens 60 %, deren mechanische Energie nichtausschließlich zur Stromerzeugung dient), steuerbe-günstigt. Allerdings sind nach § 50, Abs.1 Biodieselund Pflanzenöl für Heizzwecke bis Ende 2009 voll-ständig steuerentlastet und fallen nicht in die Teilbe-steuerung bei Verwendung als Kraftstoff nach § 50,Abs. 2. Ab dem 01.01.2010 wird dann auch für Bio-heizstoffe nach dem so genannten Ähnlichkeitsprin-zip grundsätzlich der Energiesteuersatz für Heizölextra leicht in Höhe von 6,135 Cent/Liter erhoben. AlsAusnahme werden für die als Heizstoff versteuertenEnergieerzeugnisse (z. B. Pflanzenöl), die zur Strom-erzeugung in ortsfesten Anlagen mit einer elektri-schen Nennleistung von mehr als 2 Megawatt sowiezur gekoppelten Erzeugung von Kraft und Wärme inortsfesten Anlagen (Betrieb von Blockheizkraftwer-ken) mit einem Monats- oder Jahresnutzungsgrad vonmindestens 70 % nach § 53 zeitlich unbegrenzt eineSteuerentlastung gewährt.

Monats- oder Jahresnutzungsgrad ist dabei derQuotient aus der Summe der genutzten erzeugtenmechanischen und thermischen Energie und derSumme der zugeführten Energie aus Energieerzeug-nissen (Heizstoff) in einem Monat bzw. Kalenderjahr.

Nach § 2 Abs. 4 Energiesteuergesetz unterliegenRapsölkraftstoff und andere pflanzliche Öle für denmobilen Einsatz grundsätzlich der gleichen Steuerwie Dieselkraftstoff, da sie diesem in ihrer Beschaffen-heit und in ihrem Verwendungszweck am nächstenkommen. Jedoch ist nach § 50 EnergieStG eine Steuer-begünstigung von Pflanzenöl als Reinkraftstoff bis31. Dezember 2011 festgeschrieben. Die Höhe der

Steuerbegünstigung wird ab 1. Januar 2007 (bis dahinSteuerbefreiung) schrittweise verringert. Um dieseSteuerbegünstigung in Anspruch nehmen zu können,muss das Pflanzenöl den Anforderungen der DINV 51605 genügen, was nur durch die Verwendung vonRapsöl als Kraftstoff erreicht werden kann. Als Vor-aussetzung für die Gewährleistung der Steuerbegüns-tigung von Rapsölkraftstoff müssen die Rapsölkraft-stoffhersteller ihre Tätigkeit beim zuständigenHauptzollamt anzeigen und die Energiesteuerentlas-tung beantragen.

Weiterhin weden seit dem 01. Januar 2007 Herstel-ler von Energieerzeugnissen (z. B. Pflanzenöl) nach§ 37a BImSchG ordnungsrechtlich verpflichtet, einenwachsenden Mindestanteil ihres jährlichen Absatzesan Otto- oder Dieselkraftstoff für den mobilen Einsatzdurch Biokraftstoffe zu ersetzen (Biokraftstoffquote).Für den Biokraftstoff zur Erfüllung dieser Verpflich-tung kann nach § 50 EnergieStG keine Steuerentlas-tung in Anspruch genommen werden.

Unter Einbeziehung dises nicht steuerbegünstig-ten Anteils am Absatz von Biokraftstoffen ergebensich folgende effektive Steuersätze für Pflanzenöl imnobilen Bereich:

0 Cent/l ab 01. August 20062,07 Cent/l ab 01. Januar 20079,86 Cent/l ab 01. Januar 200818,46 Cent/l ab 01. Januar 200926,44 Cent/l ab 01. Januar 201033,33 Cent/l ab 01. Januar 201145,06 Cent/l ab 01. Januar 2012

Abweichend von diesen Steuersätzen wird nach § 57EnergieStG Pflanzenöl, welches als Reinkraftstoff inder Land- und Forstwirtschaft Verwendung findet,auf Antrag vollständig von der Steuer entlastet. DieseEntlastung wird ohne zeitliche Einschränkung ge-währt.

Stromsteuer. Der in pflanzenölbetriebenen Blockheiz-kraftwerken erzeugte Strom kann von der Strom-steuer befreit sein. Diese Befreiung ergibt sich aus § 9Abs. 1 des Stromsteuergesetzes (StromStG) /10-17/,sie gilt unter anderem für Strom- aus erneuerbaren Energieträgern, sofern dieser aus

einem ausschließlich mit Strom aus erneuerbarenEnergieträgern gespeisten Netz oder einer entspre-chenden Leitung entnommen wird,

- der zur Stromerzeugung entnommen wird, z. B.Strom, der für Neben- und Hilfsanlagen der Strom-erzeugungseinheit,

- aus Anlagen mit einer elektrischen Nennleistungvon bis zu 2 Megawatt, der in räumlichem Zusam-


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menhang zu dieser Anlage zum Selbstverbrauchoder vom Anlagenbetreiber für einen Letztverbrau-cher entnommen wird,

- aus Notstromanlagen.Der Erlass, die Erstattung oder die Vergütung derSteuer ist gemäß § 18 der Verordnung zur Durchfüh-rung des Stromsteuergesetzes (Stromsteuer-Durch-führungsverordnung – StromStV) beim zuständigenHauptzollamt zu beantragen.

10.5.5 Stromeinspeisung und -vergütung

Die Abnahme und Vergütung von elektrischem Stromaus Pflanzenöl-BHKW ist im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt /10-9/. Das Gesetz verpflichtetden Netzbetreiber, entsprechende Anlagen zur Erzeu-gung von Strom aus regenerativen Energiequellen andas Netz anzuschließen, den gesamten angebotenenStrom aus diesen Anlagen vorrangig abzunehmenund den eingespeisten Strom zu vergüten. Die Vergü-tung hängt von der installierten elektrischen Leistungund vom Jahr der Inbetriebnahme ab.

Gemäß EEG betragen die Grundvergütungssätzefür in 2007 in Betrieb genommene Anlagen bis ein-schließlich 150 kWel mindestens 10,99 Cent/kWh, fürAnlagen bis einschließlich 500 kWel mindestens9,46 Cent/kWh, für Anlagen bis einschließlich 5 MWmindestens 8,51 Cent/kWh und für Anlagen bis ein-schließlich 20 MWel mindestens 8,03 Cent/kWh (vgl.Tabelle 10.4).

Die Mindestvergütungen erhöhen sich gemäß § 8Abs. 2 EEG unter anderem für Strom, der „...aus-schließlich aus Pflanzen oder Pflanzenbestandteilen,die in landwirtschaftlichen, forstwirtschaftlichen odergartenbaulichen Betrieben oder im Rahmen der Land-schaftspflege anfallen und die keiner weiteren als derzur Ernte, Konservierung oder Nutzung in der Bio-masseanlage erfolgten Aufbereitung oder Verände-rung unterzogen wurden...“ um 6 Cent/kWh für Anla-gen bis einschließlich 500 kWel und um 4 Cent/kWhfür Anlagen bis einschließlich 5 MWel. Die meistenEnergieversorger sehen diese Bedingung bei kaltge-presstem Rapsölkraftstoff erfüllt. Des Weiteren wirddieser sogenannte Nawaro-Bonus nur gewährt, wenndie Anlage ausschließlich für Nawaro-Bonus fähigeBrennstoffe genehmigt ist oder wenn dies nicht derFall ist, „...dass der Anlagen-Betreiber durch ein Ein-satzstoff-Tagebuch mit Angaben und Belegen überArt, Menge und Herkunft der eingesetzten Stoffe denNachweis führt, dass keine anderen Stoffe eingesetztwerden.“

Gemäß § 8 Abs. 3 erhöht sich die Mindestvergü-tung zusätzlich um 2 Cent/kWh für alle Anlagen biseinschließlich 20 MWel, sofern es sich um Strom ausKraft-Wärme-Kopplung im Sinne § 3 Abs. 4 des Kraft-Wärme-Kopplungsgesetzes handelt. Dieser soge-nannte „KWK-Bonus“ wird nur gewährt, wenn„...dem Netzbetreiber ein entsprechender Nachweisnach dem von der Arbeitsgemeinschaft für Wärmeund Heizkraftwirtschaft – AGFW – e. V., herausgege-benen Arbeitsblatt FW 308 – Zertifizierung von KWK-Anlagen – Ermittlung des KWK-Stromes vom Novem-ber 2002 (BAnz. Nr. 218a vom 22. November 2002) vor-gelegt wird.“ oder „...für serienmäßig hergestellteKWK-Anlagen mit einer Leistung von bis zu2 Megawatt geeignete Unterlagen des Herstellers vor-gelegt werden, aus denen die thermische und elektri-sche Leistung sowie die Stromkennzahl hervorgehen.“

Gemäß § 8 Abs. 5 verringert sich die Grundvergü-tung (in 2007: 10,99 Cent/kWhel) für neu in Betrieb

Tabelle 10.4: Mindestvergütungssätze in Cent/kWh für die

Einspeisung von elektrischem Strom aus neu

in Betrieb genommenen Pflanzenöl-BHKW

(nach /10-9/)

elektrischeLeistung

Vergütung (Ct/kWh)bei Inbetriebnahmejahr:

Vergütungsart 2006 2007 2008 2009 2010

bis 150 kWel

Grundvergütung 11,16 10,99 10,83 10,67 10,51

NawaRo-Bonus 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00

KWK-Bonus 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00

Gesamt: 19,16 18,99 18,83 18,67 18,51

bis 500 kWel

Grundvergütung 9,60 9,46 9,32 9,18 9,04

NawaRo-Bonus 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00

KWK-Bonus 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00

Gesamt: 17,60 17,46 17,32 17,18 17,04

bis 5 MWel

Grundvergütung 8,64 8,51 8,38 8,25 8,13

NawaRo-Bonus 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00

KWK-Bonus 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00

Gesamt: 14,64 14,51 14,38 14,25 14,13

bis 20 MWel

Grundvergütung 8,15 8,03 7,91 7,79 7,67

NawaRo-Bonus 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

KWK-Bonus 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00

Gesamt: 10,15 10,03 9,91 9,79 9,67


175

genommene Anlagen jährlich um 1,5 % des für die imVorjahr neu in Betrieb genommenen Anlagen maß-geblichen Werts (auf zwei Stellen hinter dem Kommagerundet). Die Zusatzvergütungen von 6 bzw.4 Cent/kWh und 2 Cent/kWh bleiben davon aus-genommen.

„Die Mindestvergütungen sind vom Zeitpunkt derInbetriebnahme an jeweils für die Dauer von 20Kalenderjahren zuzüglich des Inbetriebnahmejahreszu zahlen“ (§ 12 Abs. 3). Für Anlagen die vor 2004 inBetrieb genommen worden sind, erhöht sich die Ver-gütung entsprechend § 8 Abs. 2 um bis zu 6 bzw.4 Cent/kWh (§ 21 Abs. 1).

Nach § 8 Abs. 6 EEG entfällt die Pflicht zur Vergü-tung „...für Strom aus Anlagen, die nach dem31. Dezember 2006 in Betrieb genommen wordensind, wenn für Zwecke der Zünd- und Stützfeuerungnicht ausschließlich Biomasse ... oder Pflanzenölme-thylester verwendet wird. Bei Anlagen, die vor dem1. Januar 2007 in Betrieb genommen worden sind, giltder Anteil, der der notwendigen fossilen Zünd- undStützfeuerung zuzurechnen ist, auch nach dem31. Dezember 2006 als Strom aus Biomasse.“

Des Weiteren können nach § 8 Abs. 7 EEG Vor-schriften erlassen werden, „...welche Stoffe als Bio-masse im Sinne dieser Vorschrift gelten, welche tech-nischen Verfahren zur Stromerzeugung angewandtwerden dürfen und welche Umweltanforderungendabei einzuhalten sind.“

10.6 Emissionen und Wirkungsgrade

Emissionen pflanzenölbetriebener Motoren. Überden Schadstoffausstoß von Pflanzenölmotoren liegenverschiedene Studien vor, die sich zumeist auf denEinsatz in Fahrzeugen beziehen /10-18/, /10-19/,/10-10/. Sie zeigen, dass der Betrieb von herkömmli-chen, nicht für Pflanzenöl optimierten Dieselmotorenbei den Abgaskomponenten Kohlenmonoxid (CO),Kohlenwasserstoffen (HC), Partikelmasse und Benzolim Mittel zu einer Erhöhung um etwa 50 %, bei denAldehyden um ca. 120 % führt. Dies ist in erster Linieauf die nicht für Pflanzenöl geeigneten Motoren unddie dadurch schlechtere Verbrennung zurückzufüh-ren. Bei den Stickstoffoxiden (NOx) und den polyzyk-lisch aromatischen Kohlenwasserstoffen treten dage-gen keine nennenswerten Unterschiede auf.

Vergleicht man dagegen richtigerweise die Emissio-nen von pflanzenölbetriebenen pflanzenöltauglichenMotoren mit dieselbetriebenen Motoren, so ergibt sichgemittelt über alle vorliegenden Untersuchungen für

CO und NOx keine Veränderung; für HC und die Parti-kelmasse wird dagegen eine Halbierung des Emissi-onsniveaus gegenüber Dieselkraftstoff festgestellt.

Emissionen von Stationärmotoren (BHKW). ÜberStationärmotoren in BHKW wurden weitaus wenigerUntersuchungen angestellt. Für den hier betrachtetenBereich der kleineren Anlagenleistungen liegen je-doch einige belastbare Messergebnisse von drei pflan-zenölbetriebenen BHKW unterschiedlicher Leistungs-klassen (8, 60 und 110 kWel) im Praxiseinsatz vor,wobei ein Vergleich mit Dieselkraftstoff- oder Heizöl-betrieb nicht vorgenommen wurde, da es sich um Mo-toren handelt, die ausschließlich mit Pflanzenölkraft-stoff betrieben werden /10-20/, /10-21/, /10-22/.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 10.5 dargestellt. Derdarin aufgeführte Vergleich mit den Emissionsbegren-zungen dient nur der allgemeinen Orientierung, da essich in allen drei Fällen um eine Feuerungswärme-leistung von weniger als 1 MW (ca. 400 kWel) handeltund die Anlagen somit immissionsschutzrechtlichnicht genehmigungsbedürftig sind (Kapitel 10.5.1),das heißt, dass die TA Luft Grenzwerte für sie nichtgelten.

Gemäß Tabelle 10.5 ist bei Pflanzenöl-BHKW zwi-schen 8 und 110 kWel mit Kohlenmonoxidemissionen(CO) von 20 bis ca. 200 mg/Nm³ zu rechnen. Diesevergleichsweise geringen CO-Emissionen sind ebensowie die niedrigen Kohlenwasserstoffemissionen (HC)von ca. 4 bis 11 mg/Nm³ in erster Linie auf die Ver-wendung von Oxidationskatalysatoren bei allen dreiuntersuchten BHKW zurückzuführen. DerartigeKatalysatoren erreichen Umsetzungsraten von ca. 70bis 90 %, sie werden heute relativ häufig eingesetzt.Der Einsatz von Oxidationskatalysatoren ist bei Pflan-zenölmotoren besonders geeignet, da sie auch zueiner deutlichen Verringerung von Aldehyden undGerüchen beitragen und auf Grund des geringenSchwefelgehalts von Pflanzenöl eine hohe Langzeit-wirksamkeit aufweisen.

Somit ließe sich die Emissionsbegrenzung derTA Luft für CO – wenn sie auch bei den kleinerenBHKW einschlägig wäre – ohne weiteres einhalten.Anders wäre dies beim NOx-Ausstoß, der mit dengemessenen 2.000 bis 3.500 mg/Nm3 deutlich überdem TA-Luft-Grenzwert liegt. Aggregate mit Wirbel-kammer (vgl. BHKW 1 in Tabelle 10.5) weisen hierbekanntermaßen leichte Vorteile gegenüber denMotoren mit Direkteinspritzung (BHKW 2 und 3) auf.Eine deutliche Emissionsminderung kann voraus-sichtlich nur durch nachmotorische Maßnahmen (Ent-stickungskatalysatoren) erreicht werden.


176

Auch bei Staub zeigt sich, dass mit nachmotori-schen Maßnahmen wie Partikelfiltern (BHKW 3) sehrniedrige Emissionswerte von ca. 3 mg/Nm3 erreichbarsind. Bei kleineren Anlagen (BHKW 1 und 2) werdenderartige Filter jedoch aus Kostengründen und man-gelnder Dauerbeständigkeit selten verwendet, so dassder Staubausstoß um ein Vielfaches darüber liegt.

Neben den besonders wirksamen nachmotori-schen und den motorischen Emissionsminderungs-maßnahmen kommt auch der Qualitätssicherungbeim eingesetzten Pflanzenöl eine gestiegene Bedeu-tung für den Emissionsschutz zu (vgl. Kapitel 10.4).

Wirkungsgrad. Der Gesamtwirkungsgrad setzt sichaus dem elektrischen und thermischen Wirkungsgradzusammen, die aus den Quotienten der elektrischenund thermischen Leistung und der eingesetztenBrennstoffwärmeleistung gebildet werden. In deroben genannten Untersuchung über pflanzenölbetrie-bene Blockheizkraftwerke der Leistungsklassen 8, 60und 110 kWel wurden elektrische Wirkungsgrade von26, 32 und 36 % ermittelt. Vorkammermotoren weisenebenso wie Aggregate im Teillastbetrieb einenschlechteren Wirkungsgrad auf als direkt einsprit-zende Motoren im Nennlastbetrieb. Die thermischenWirkungsgrade der drei Aggregate betragen je nachAusführung der Anlage und Sauberkeit der Wärme-übertragerflächen zwischen ca. 40 und 60 %. Darausergeben sich Gesamtwirkungsgrade zwischen ca. 70und 90 %.

10.7 Kosten und Wirtschaftlichkeit

10.7.1 Berechnungsgrundlagen

Die für die Wirtschaftlichkeitsberechnung benötigtenJahreskosten eines BHKW ergeben sich aus derSumme der kapitalgebundenen, verbrauchsgebunde-nen und betriebsgebundenen Kosten. Deren Berech-nung wird nachfolgend erläutert.

Kapitalgebundene Kosten. Die Kosten für dasgebundene Kapital leiten sich aus den erforderlichenInvestitionen für die gesamte BHKW-Anlage ab. Zu-sätzlich hat auch die Abschreibungsdauer und der zuGrunde gelegte Zinssatz entscheidenden Einfluss aufdie Höhe der kapitalgebundenen Kosten.

Für die Berechnung der jährlichen Kosten derGesamtinvestition wird gemäß VDI-Richtlinie 2067die Annuitätenmethode angewendet; sie wird inKapitel 9 näher beschrieben. Die Gesamt-Investitions-summe wiederum setzt sich zusammen aus denInvestitionen der einzelnen BHKW-Komponenten. Beieinigen dieser Komponenten sind für Pflanzenöl-BHKW die gleichen Kosten wie bei heizölbetriebenenBHKW anzusetzen. Das betrifft die thermische undelektrische Einbindung, die Abgasanlage, baulicheMaßnahmen und die Planungskosten. Für den Motorergeben sich allerdings in der Regel höhere Kosten, daspezielle Pflanzenölmotoren im Allgemeinen in gerin-

Tabelle 10.5: Abgasemissionen von Pflanzenöl-BHKW bezogen auf trockenes Abgas unter Normbedingungen (0 °C, 1.013 mbar)

und 5 % Bezugssauerstoffgehalt

Abgas-komponente

(mg/Nm³)a

BHKW 1 (IDI)b

Nennlast: 8 kWel

BHKW 2 (DI)c

Teillast: 40 kWel

BHKW 3 (DI)c

mit RußfilterNennlast 110 kWel

Emissionsbegrenzung

TA Luft 2002d

(nicht bindend für die-se Leistungsklasse)

Modul 1 Modul 2

CO Mittelwert(Spanne)

23,6(12,0–36,7)

38,8(16,0–49,4)

55,8(36,0–75,7)

183,4(59,5–291)

300

NOx Mittelwert(Spanne)

2026(1901–2295)

2793(2220–3582)

3329(3313–3345)

2791(2691–2862)

1000

HC Mittelwert(Spanne)

3,7(2,0–6,0)

11,2(9,2–12,5)

7,0(6,7–7,3)

10,2 (6,5–15,3)

–

Partikelmasse (Staub)

Mittelwert(Spanne)

79,5(60,0–136,0)

100,3(68,8–166,0)

2,6(1,7–3,5)

3,7(2,4–5,0)

20

Anzahl Messtage: 6 4 2 3

Anzahl Halbstundenmittelwerte: 25 16 6 12

a. Angaben in Milligramm pro Normkubikmeter (mg/Nm³), trockenes Abgas, 0 °C, 1.013 mbar, 5 % Bezugssauerstoffb. IDI = Motor mit indirekter Einspritzung, hier: Wirbelkammerc. DI = Motor mit Direkteinspritzungd. TA-Luft 2002 /10-3/, gilt nur für Anlagen > 1 MW Feuerungswärmeleistung (ca. 400 kWel)


177

ger Stückzahl gefertigt werden oder es sich um umge-rüstete konventionelle Motoren handelt.

Zur überschlägigen Kostenberechnung lässt sichdie Investitionssumme für ein BHKW-Modul ausAbb. 10.4 ableiten. Eine genauere Kalkulation solltejedoch auf Basis detaillierter Kostenangebote erfolgen.

Bei den weiteren Investitionen für Kraftstofftankund Kraftstoffzuführung ist von annähernd gleichenKosten wie bei Heizöl auszugehen. Geringfügighöhere Kosten ergeben sich lediglich wenn, höher-wertige pflanzenöltaugliche Komponenten verwendetwerden sollen (z. B. Edelstahltanks); diese Mehrkos-ten werden aber oft durch geringere Sicherheitsauf-wendungen für den Boden- und Gewässerschutzkompensiert (z. B. keine regelmäßigen Tankprüfun-gen).

Die Abschreibungsdauer sollte entsprechend derüblichen Gesamtlaufzeit des BHKW festgelegt wer-den, sie liegt typischerweise bei ca. 15 Jahren /10-25/.Die technische Lebensdauer aller Komponentendürfte bei Pflanzenöl-BHKW mit ausgereifter Technikebenso hoch sein wie bei Dieselaggregaten, allerdingsliegen bisher noch keine Daten in ausreichendemUmfang über die tatsächliche maximale Laufleistungder Motoren vor. Erfahrungen zeigen, dass auchAggregate mit einer Laufzeit von bis zu ca. 35.000Betriebsstunden keine außergewöhnlichen Verschleiß-erscheinungen aufweisen.

Verbrauchsgebundene Kosten. Hierzu zählen Brenn-stoffkosten und die Hilfsenergiekosten wie etwa fürPumpen. Für Rapsöl als Brennstoff kann ein fester Be-zugspreis angenommen werden, der allerdings je

nach Lieferant, Bezugsmenge, Angebot und Nach-frage sowie der Jahreszeit Schwankungen unterwor-fen sein kann.

Die mittleren Preise für Rapsöl liegen derzeit zwi-schen ca. 0,60 €/l und 0,70 €/l (zzgl. MwSt.). HöhereKraftstoffkosten innerhalb der Preisspanne könnendann in Kauf genommen werden, wenn zuverlässigeine gesicherte hohe Rapsölqualität geliefert wird,wodurch Tankreinigungen, Kraftstofffilterwechseloder andere Instandsetzungsmaßnahmen eingespartwerden können.

Betriebsgebundene Kosten. Nach VDI-Richtlinie2067 /10-25/ fallen als betriebsgebundene Kosten in er-ster Linie die Instandhaltungs- und ggf. Personalkos-ten an. Die jährlichen Instandhaltungskosten werdenals Pauschalsätze in Prozent der Investitionskostenangenommen (von 3,0 bis 9,0 %). In Anbetracht derneueren Technologie und der geringeren Erfahrungenmit Rapsöl-BHKW ist die Verwendung der am oberenRand der Bandbreite liegenden Kostenansätze sinn-voll. Damit wird auch den bei manchen Aggregatenkürzeren Wartungsintervallen (v. a. Motoröl- undKraftstofffilterwechsel) oder dem teilweise vorge-schriebenen Einsatz teuerer Betriebsmittel (Motoröl)Rechnung getragen. Bei den Instandhaltungskostendurch einen Fachkundendienst (z. B. Anlagenbaueroder Motorenhersteller) muss berücksichtigt werden,dass dafür im Einzelfall höhere Fahrtkosten einzu-rechnen sind, weil erfahrene Fachwerkstätten fürPflanzenölmotoren noch wenig verbreitet sind.

Der Kostenansatz für das notwendige Personal zurBedienung und Überwachung der Anlage hängtdavon ab, ob vorhandene Kapazitäten ausreichenoder ob zusätzliches Personal eingestellt werdenmuss. Bei BHKW mit einer thermischen Leistung vonweniger als 2 MW ist lediglich mit stundenweiserBeaufsichtigung der Anlage zu rechnen. Als Personal-kosten können dafür als grober Anhaltswert etwa 3bis 4 % der Investitionskosten (ohne Bauteil) veran-schlagt werden /10-25/. Sonstige Kosten nach VDI2067 (z. B. Verwaltung) werden ebenfalls in Prozentder Gesamtinvestitionssumme abgeschätzt und unter-scheiden sich normalerweise nicht zwischen Pflan-zenöl- und Heizölaggregaten.

Erlöse und Gutschriften. Entscheidend für die Wirt-schaftlichkeit von BHKW sind vor allem die erzielba-ren Preise oder die anrechenbaren Gutschriften fürStrom und gegebenenfalls für Wärme.

Bei der Einspeisung von Strom aus Biomasse(Pflanzenöl) wird gemäß dem Erneuerbaren-Ener-

Abb. 10.4: Leistungsabhängige spezifische Investitions-

summe (Anschaffungspreis) für ein Pflanzenöl-

BHKW-Modul im Netzparallelbetrieb (ohne

Planung, Gebäude, Kamin, Kraftstofftank)

(nach Herstellerangaben)

50 100 150 200 250 300 350 400

elektrische Leistung (p)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

spez

ifisc

he In

vest

ition

(A

)

Hersteller AHersteller BHersteller C

A = 5261,5 * p-0,4001

€/kWelE/kWel

150


178

gien-Gesetz (EEG) eine gesetzlich festgeschriebeneMindestvergütung gewährt (vgl. Kapitel 10.5.5). DieBewertung des Eigenverbrauchs der produziertenElektrizität richtet sich dagegen nach den für denNutzer relevanten Strompreisen, die sich für Tarifkun-den (Niederspannungsebene) und Sondervertrags-kunden (vorrangig Mittelspannungsebene mit hohemVerbrauch) unterscheiden.

10.7.2 Wirtschaftlichkeitsrechnung

Die beim Einsatz eines BHKW anfallenden Kostenwerden entweder nur auf die produzierte Wärmeoder nur auf den erzeugten Strom bezogen. Die spezi-fischen Wärmegestehungskosten beispielsweise erge-ben sich aus den jährlichen Gesamtkosten abzüglichder Erlöse für die produzierte elektrische Energie, di-vidiert durch die jährlich erzeugte Wärmemenge.Sind diese Wärmegestehungskosten niedriger als dieeines Vergleichssystems, so arbeitet das BHKW renta-bel.

In Tabelle 10.6 werden die Wärmebereitstellungs-kosten für 3 Berechnungsbeispiele ermittelt. Dabeihandelt es sich um eine Überschlagsrechnung; verein-fachend werden daher die in einem Gesamtenergie-konzept notwendigen Komponenten wie Spitzenlast-versorgung, Pufferspeicher und Wärmeverteilungnicht berücksichtigt. Das Gleiche gilt für die Pla-nungskosten. Insgesamt wurden drei Szenarien auf-gestellt, die durch zwei verschiedene Anlagengrößenund durch unterschiedliche Rahmenbedingungencharakterisiert sind.

In Szenario 1 (BHKW mit 8 kWel) und Szenario 3(BHKW mit 110 kWel) wurden Annahmen getroffen,die sich weitgehend nach der VDI-Richtlinie 2067richten. Dabei wurden für Instandhaltung, Personalund Verwaltung durchweg die oberen Kostenansätzeangenommen. In Szenario 2 werden dagegen beson-ders günstige Rahmenbedingungen vorausgesetzt.

Die spezifischen Investitionskosten für die BHKW-Module basieren in allen Fällen auf der Kurven-gleichung in Abb. 10.4. Die Investitionsanteile fürbauliche Aufwendungen, d. h. Gebäude, Grundstück,Abgasabführung und Kraftstofflagerung sind inhohem Maße von der Anlagengröße und denjeweiligen standörtlichen Voraussetzungen abhängig.Bei größeren BHKW-Anlagen werden für diesenbaulichen Teil häufig Investitionskosten von ca. 160bis 220 €/kWel angesetzt /10-26/. Insbesondere bei klei-neren pflanzenölbetriebenen BHKW (z. B. 8 kWel)können aber im Einzelfall die spezifischen Inves-titionskosten ohne weiteres um ein Vielfaches höher

liegen /10-14/. In den hier betrachteten Szenarien1 und 3 (Tabelle 10.6) wird eine mittlere spezifischeInvestition für die baulichen Aufwendungen (sieheoben) von 1.300 €/kWel angenommen.

Die günstigeren Rahmenbedingungen inSzenario 2 betreffen im Wesentlichen die niedrigerenKraftstoffkosten (z. B. bei eigener Rapsölproduktion),eine höhere Anlagenauslastung (Wärmebedarf auchim Sommer, z. B. für Trocknungsanlagen), geringerebauliche Investitionen (z. B. bei vorhandenem Auf-stellraum und Lagertank) und, geringeren Wartungs-aufwand (durch freie Kapazitäten vorhandenerArbeitskräfte bzw. Nichtanrechnung der eigenenArbeitszeit).

Gemäß Tabelle 10.6 ergeben sich für das BHKWmit 8 kWel in Szenario 1 Wärmegestehungskosten von0,14 €/kWh und für das BHKW mit 110 kWel

(Szenario 3) 0,11 €/kWh. Unter günstigen Rahmenbe-dingungen (Szenario 2) können die Wärmegeste-hungskosten jedoch auch deutlich niedriger liegen(0,07 €/kWh).

Die Wärmegestehungskosten hängen entschei-dend von den Kraftstoffkosten ab. In Abbildung 10.5sind die Wärmegestehungskosten für die dreibetrachteten Szenarien in Abhängigkeit von denRapsölkraftstoffkosten dargestellt. Demnach führtunter den bestehenden Annahmen eine Zunahme desRapsölkraftstoffpreises um 0,10 €/l zu einer Erhöhungder Wärmekosten in Szenario 1 und 2 um etwa0,019 €/kWh und in Szenario 3 um ca. 0,028 €/kWh. Imgünstigsten Fall ist erst ab einem Kraftstoffpreis vonweniger als 0,40 €/l mit einer kostenlosen Bereitstel-lung der Wärme durch pflanzenölbetriebene Block-

Abb. 10.5: Wärmekosten von rapsölbetriebenen BHKW in

Abhängigkeit vom Kraftstoffpreis bei den drei

untersuchten Szenarien (vgl. Tabelle 10.6) im

Vergleich zu Heizölzentralheizungen im Leis-

tungsbereich von 15 bis 60 kWth (vgl. Kapitel 9)


179

heizkraftwerke zu rechnen. Beim Vergleich der Wär-mekosten mit Heizölzentralheizungen im Leis-tungsbereich von 15 bis 60 kWth (Gesamtnutzungs-grad: 85 %, Heizölpreis: 0,60 €/l, vgl. Kapitel 9) ist ein

Rapsölkraftstoffpreis in Szenario 1 von ca. 0,55 €/l, inSzenario 2 und 3 zwischen ca. 0,70 und 0,90 €/l not-wendig um konkurrenzfähig zu sein.

Tabelle 10.6: Beispiel für die Berechnung der Wärmegestehungskosten in Pflanzenöl-BHKW

Annahme / KostenartSzenario 1(Standard)

Szenario 2(günstig)

Szenario 3(Standard)

Annahmen:

BHKW elektrische Leistung kWel 8 8 110

BHKW thermische Leistung kWth 16 16 110

Anschaffung BHKW-Modul kompletta € 18.318 18.318 88.255

bauliche Investitionen (Gebäude anteilig, Tanks, Kamin)b € 10.400 2.000 143.000

Gesamtinvestition € 28.718 20.318 231.255

jährliche Instandhaltungskosten für BHKW-Modul % d. Invest. 9,0 5,0 9,0

jährliche Instandhaltungskosten für bauliche Anlagen % d. Invest. 1,5 0 1,5

jährliche Personal- und Verwaltungskosten (ohne Bau)c % d. Invest. 6,0 0 6,0

jährliche Versicherungskosten % d. Invest. 1,5 0 1,5

jährliche Hilfsenergiekosten, Anteilig an Kraftstoffkosten % 1,0 1,0 1,0

Kraftstoffverbrauch bei Nennlast l/h 3,1 3,1 31,0

Kraftstoffbezugskosten (inkl. Anlieferung) €/l 0,75 0,70 0,75

Jahresauslastung BHKW bei Nennlast h 4.000 6.000 4.000

jährliche Kosten:

Annuitätd €/a 2.700 2.043 20.273

Wartung, Instandhaltung gesamte €/a 1 805 916 10.088

Versicherung €/a 275 0 1.324

Personal, Verwaltung etc. €/a 1.099 0 5.295

Hilfsenergie €/a 93 140 930

Kraftstoff €/a 9.300 13.020 93.000

Jahresenergieertrag:

thermisch kWh 64.000 96.000 440.000

elektrisch kWh 32.000 48.000 440.000

Erlöse (Stromgutschrift):

für Einspeisung nach EEGf €/a 6.077 9.115 83.556

Wärmekosten (inkl. Gutschriften):

bei Stromgutschrift nach EEGf €/kWh 0,144 0,073 0,108

a. Investitionssummen für BHKW-Modul (A) in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung (p): A = p * 5261,5 * p-0,4001 (vgl. Abb. 10.4)b. Investitionssumme für bauliche Anlagen: Szenario 1 und 3: 1.300 €/kWel, Szenario 2: 250 €/kWel c. bezogen auf Gesamtinvestition abzüglich bauliche Investitionen (Gebäude, Tanks, Kamin)d. Zinssatz: 6 %, angenommene Nutzungsdauer: 15 Jahre für BHKW-Modul, bzw. 25 Jahre für baulichen Teile. inklusive Motoröl (Ölwechselintervall 300 Betriebsstunden)f. Stromeinspeisevergütung nach Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) für Inbetriebnahmejahr 2007: 0,1899 €/kWh (vgl. Kapitel 10.5.5)

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