Klärung einiger Fachbegriffe und kleine Geschichte der Heizungen

Brennstoffe:

Üblich sind heute Erdgas (H- oder L-Gas), Heizöl. Festbrennstoffe wie Holz, Hackschnitzel, Pellets und Kohlevarianten. Während man Erdgas derzeit weiterhin nutzen möchte, werden für Ölheizungen Alternativen gefördert. Die Festbrennstoffe haben lange Zeit wenig Komfort geboten, da man diese nur von Hand nachlegen konnte. Mit den Pellets und, bei größeren Anlagen, Hackschnitzeln, ist ein Heizbetrieb mit ähnlichem Komfort wie bei Öl und Gas zumindest möglich. Braunkohlenbriketts gehören immer noch jeden Winter zum Sortiment in Baumärkten.

Öl und Gasheizungen in Verbindung mit Heizkörpern + Heizflächen:

Früher lieferten Heizungen eine konstante Heißwassertemperatur. In der Übergangszeit hatte man evtl. die Möglichkeit die Temperatur im Heizsystem von Hand nach unten zu drosseln. Die Betriebserlaubnis für solche Kessel ist aber im Regelfall abgelaufen.

Niedertemperatur-Kessel mit Außenfühler sind die derzeit oft anzutreffende Heizungsvariante. Über eine sogenannte Heizkurve wird die Temperatur des Heizkreislaufes an die Außentemperatur angepasst. Natürlich muss das Wasser in der Heizung an einem Tag mit 10° Außentemperatur nicht so heiß sein wie an einem Tag mit -15°. Diese Regelung spart bereits große Teile an Primärenergie. Die Wirkungsgrade liegen bereits über 90%.

Die nächste Stufe der Verbesserung ist die Brennwert-Heizung oder Therme mit Wirkungsgraden über 100%. Wie kann das sein?

Begriffsklärung: Heizwert oder Unterer Heizwert und Brennwert oder Oberer Heizwert.
Bei Verbrennung entstehen überwiegen Wasserdampf und Kohlendioxyd. Im Abgas sind aber auch Schadstoffe wie Stickoxyde oder Schwefeloxyde vorhanden. Wasserdampf kondensiert bei Temperaturen unter 100° zu flüssigem Wasser. Das Wasser löst dann die Schadstoffe und es bilden sich Schwefelsäure, Schweflige Säure oder Salpetersäure. Zudem würde das kondensierende Wasser den Kamin feucht machen. Man spricht von Kamin Versottung. Diese zerstört den Kamin. Folglich definierte man den Heizwert. Der erreichte 100%, wenn die Abgase beim Verlassen des Kamins bei allen Witterungslagen gerade noch nicht zur Kondensation des Wasserdampfes führten.
Ein findiger deutscher Bäckermeister bemerkte, dass man mit etwa 100° doch noch gut etwas für die Heizung abgreifen könnte. Er baute einen 2. Wärmetauscher in den Abgasstrom ein. Um das Überleben des Kamins zu gewährleisten baute er ein Abgasrohr aus säureunempfindlichem und feuchteresistentem Kunststoff ein. Das Wasser kondensierte in der Folge und wurde ins Kanal abgeleitet. Die deutsche Schornsteinfeger-Innung verjagte den Mann in die Schweiz. Von dort kam die „Brennwertheizung“ mit zeitlicher Verzögerung wieder bei uns an. Da gerade an den Punkten der Veränderung des Aggregatzustandes von Wasser von fest auf flüssig oder von flüssig auf gasförmig erhebliche Energiemengen zu gewinnen sind, erreichen Brennwertheizungen Wirkungsgrade über 100%. Denn die Definition der 100% ist an den Heizwert gekoppelt – den unteren Heizwert. Je mehr Wasser kondensiert, desto höher der Wirkungsgrad. Voraussetzung dafür ist natürlich die Möglichkeit die Heizung bei niedrigen Temperaturen betreiben zu können.
Brennwertheizungen erreichen bei entsprechender Heizungsanlage schon mal bis zu 108%. Mit Wasserstoff als Brenngas wären sogar 119% möglich.
Brennwertgeräte benötigen zwingend ein Gebläse um sicherzustellen, dass die abgekühlten Abgase auch wirklich das Gebäude verlassen. Bei höheren Abgastemperaturen (alte Technik) kann darauf weitestgehend verzichtet werden.
! Grundsätzlich sollen spätestens ab 2050 überhaupt keine fossilen Brennstoffe mehr zur Gebäudeheizung verwendet werden. Selbst bei bester Technik geht dies nur mit Brennstoffen auf Basis erneuerbarer Energie. Dies könnte z.B. SNG (Synthetisches Erdgas) oder besser Wasserstoff auf Basis von Elektrolyse und Biomassevergasung sein.

Festbrennstoffe:

Holzvergaser-Kessel, Pellet-Kessel oder, vor allem in großen Anlagen, Holz-Hackschnitzel-Kessel.
Kohle hat, mit Ausnahme von Briketts für Kaminöfen, in privaten Heizungen keinen Platz mehr.
Holzvergaser-Kessel: Verbrennen Scheitholz, das regelmäßig nachgelegt werden muss. Ein Gebläse drückt die Holzgase durch einen Raketenbrenner, was zu sehr guten Abgaswerten führt. Die Wärme der Flamme erhitzt das Stückholz (in einer anderen räumlichen Kammer) so hoch, dass es zur Bildung von Holzgas kommt. Ein Dauerbetrieb ist nicht ohne Zutun es Nutzers möglich (Stückholz nachlegen).
Pellet-Kessel: Sie erreichen fast den Komfort einer Gas oder Ölheizung. Pellets sind sehr kleine und stark verpresste Holzstücke. Sie sind, ähnlich einem Tank, in Silos, hängenden Säcken, Nebenräumen etc. gelagert und werden dem Kessel von dort mit Hilfe einer Schnecke oder eines Gebläses zugeführt. Lediglich Asche muss der Nutzer von Zeit zu Zeit entfernen. Es gibt auch schon erste Brennwertgeräte mit dieser Technik.
Üblich sind auch Kaminöfen oder Kachelöfen mit oder ohne Erwärmung von Heizungswasser.
Generell sind Festbrennstoffe in der Verbrennung weniger „sauber“ als Erdgas und selbst bei mit Lambdasonde gesteuerten Anlagen ist die Belastung mit Feinstaub höher als bei Erdgas. Für Städte stellt diese Technik deshalb bisher keine wirklich befriedigende Lösung dar. Man denke nur an die Diskussion von Feinstaub in Verbindung mit dem Straßenverkehr.
Bei der Verwendung von trockenem Holz und einer guten Technik sind moderne Anlagen aber um ein vielfaches sauberer als das was man so früher im Betrieb hatte.
Der Einsatz von Holz wird zumeist als Klimaneutral beschrieben. Diese Aussage ist im Kern sicher richtig. Die Aufarbeitung, beispielsweise zu Pellets, benötigt aber viel Energie für die Zerspanung (Holz in kleinste Partikel aufspalten), das Pressen und den Transport. Viele Naturschutzverbände würden das Holz lieber im Wald verrotten lassen, wo sich ein Teil des Kohlenstoffs im Boden anreichert und Kreisläufe geschlossen werden. Oft kommen Pellets sogar aus dem Ausland zu uns. Darauf kann aber vermutlich derzeit noch gut verzichtet werden, wenn man damit aufhört sauberes Holz in Kohlekraftwerken als klimaneutrale Zufeuerung einzusetzen, was derzeit geschieht. Ein Problem ist auch der Stoffkreislauf. Saubere Holzasche könnte gut als Dünger wieder zurückgeführt werden. Das Ausbringen von Asche ist aber verboten. Zu hoch ist die Gefahr von Missbrauch, denn man sieht Asche ihre Belastung erst mal nicht an. Oft werden zudem verschiedene Qualitäten gemeinsam verbrannt (belastet und unbelastet).
Mehr Totholz im Wald und steigende Waldbrandgefahr durch den Klimawandel sind zwei sich widderstrebende Ansichten/Argumente zum Thema Biomassenutzung.
Was die Feinstaubbelastung angeht sollte man sich vor Augen halten, dass 30-40% des weltweiten CO2 aus Waldbränden stammt. Dieses nasse Holz brennt keinesfalls umweltgerecht und es entstehen viele organische Schadstoffe bis hin zu Dioxinen. Diese Brände schneller zu löschen würde mit Sicherheit mehr Belastungen verhindern als durch das Heizen mit Holz entstehen.

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