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Luftschadstoffe bei Pellet- und Scheitholzkesseln

Quelle: VDI Nachrichten, Erneuerbare Energien, LfU

Rechtlicher Hintergrund

Seit dem 1. Januar 2005 gilt in den EU-Mitgliedsstaaten ein Immissionsgrenzwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit von 40 μg/m3 für den Jahresmittelwert bei Feinstaub (PM10) in der Außenluft. In Deutschland sind die Grenzwerte in der 1. und 39. BImSchV geregelt.

Rahmenbedingungen

Pro Jahr werden in Deutschland etwa 188.000 t Feinstaub in die Luft emittiert. Davon gehen laut Schätzungen des Umweltbundesamtes (UBA) rund 24.000 t/a auf das Konto von Holzverbrennungsanlagen in Haushalten und Kleingewerben. Im Vergleich dazu beträgt der Anteil von Autos und LKW rund 34.000 t/a in 2002, ohne Reifenabrieb. Zusammen mit dem Holzheizungsboom der letzten Jahre waren diese Zahlen Anlass genug für das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU), die Feinstaubausbreitung genauer zu untersuchen.

Untersuchung

Das LfU vergab den Auftrag zur Untersuchung an das Bayerische Zentrum für angewandte Energieforschung e.V. in Garching (ZAE), das von der Firma Accon GmbH aus Greifenberg unterstützt wurde. Die Kofinanzierung übernahm das StMUVV im Rahmen der EU-Strukturförderung mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Das außergewöhnliche an diesem Projekt war, dass erstmals Emissionsmessungen an Praxisanlagen durchgeführt wurden und nicht nur Zahlen auf dem Prüfstand erhoben wurden. Dazu führte man Messungen an 5 Scheitholz- und 5 Pelletkesseln durch, aus denen sogenannte Emissionszeitreihen errechnet werden konnten. Diese Daten wurden wiederum auf zwei Modellgebiete mit unterschiedlicher Bebauungsstruktur übertragen.

Ergebnisse

Feinstaubbelastung

Für das Modellgebiet A, das 280 Gebäude auf einer locker bebauten Fläche umfasste, wurden verschiedene Varianten berücksichtigt. Dabei erhielt man für die Annahme, dass 10 % der Gebäude mit Holz beheizt wurden (je zur Hälfte mit emissionsreichen Pellet- bzw. Scheitholzkesseln), folgende Ergebnisse:
  • Die relevanten Auswirkungen der Holzfeuerung sind auf die direkte Nachbarschaft der Anlagen begrenzt.
  • Die Feinstaubzusatzbelastung kann unter diesen Umständen deutlich über der in der TA Luft genannten Irrelevanzschwelle von 1,2 μg/m3 liegen.

Das Modellgebiet B umfasst einen eng bebauten Ortskern mit 336 Gebäuden. Dabei wurde unter Befragung der Kaminkehrermeister die reale Beheizungsstruktur in den Gebäuden abgebildet, wobei holzbefeuerte Einzelfeuerstätten einen erheblichen Beitrag an der Wärmeversorgung darstellten. Die Ergebnisse bestätigten die für Modellgebiet A getroffenen Aussagen.

CO-Belastung

Neben der Feinstaubkonzentration ist sie Abluft bei Holzfeuerungsanlagen auch durch Kohlenmonoxidemissionen (CO-Emissionen) gekennzeichnet. Während diese bei besseren Pelletkesseln zwischen 10 mg/m3 und 100 mg/m3 lagen, stieg sie bei schlechteren Pelletkesseln auf 100 mg/m3 bis 1.000 mg/m3 an.

Die CO-Konzentration im Abgas von Scheitholzkesseln kann nach dem Anheizen kurzfristig auf bis über 10.000 mg/m3 ansteigen. Nach etwa 10 bis 20 Minuten sinkt der CO-Gehalt dauerhaft auf unter 100 mg/m3. Allerdings kommt es bei schlechteren Kesseln immer wieder zu CO-Spitzen, die auf Störungen im Verbrennungsprozess nach dem Verhaken von Holzscheiten im Brennstoffschacht zurück zu führen sind.

Konsequenzen

In ländlichen Gebieten ist bei lockerer Bebauung in ebenem Gelände die Feinstaubzusatzbelastung durch emissionsarme Holzfeuerungsanlagen vertretbar. Allerdings sollten die Kamindächlein entfernt werden, da diese die Abgase nach unten drücken und die höchsten Abgaskonzentrationen in unmittelbarer Nähe der Gebäude gemessen werden.
Bei Biomasseheizwerken sollte besonders darauf geachtet werden, die Abgase in die freie Luftströmung abzuführen.