Umwelt und Hausheizungen Begleittext unter: http://www.horbiradio.de/Text U.u.Hzg.doc Autor : Heinz Horbaschek Dipl. Ing. FH Erlangen Dreibergstr.10a heinz.horbaschek@gmx.de Weitere Energiethemen: Energiegruppe BN Erlangen private Homepage: www.horbiradio.de www.horbiradio.de/Heizungsoptimierung.ppt Version 1.11.2011

Es gibt einfach hohen Informationsbedarf! Motivation für den Vortrag Seit Jahrzehnten mit Emissionen von Heizungen befasst Belastungen durch sog. „Lustfeuerstätten“ in der Nachbarschaft Umfangreicher Schriftwechsel mit Behörden wegen Ungereimtheiten Versuch, Emissionen objektiv und vergleichbar zu erfassen u. aufzuzeigen ergab : Schadstoffe werden in unterschiedlichen Dimensionen angegeben ! Zu Vergleichen werden uralte mit modernsten Anlagen verglichen ! Viele Hersteller halten ihre Daten zurück oder kennen sie nicht ! Politik ist unschlüssig (Petition ! ) Der Verbraucher wird nicht genügend informiert bzw. getäuscht allein CO2 Reduzierung gilt allgemein als „umweltfreundlich“ Es gibt einfach hohen Informationsbedarf! Nur 1 Antwort von einem BHKW,(KW), und Heizwerk Erlangen, Stadtwerke Erlangen, Nicht von: Senertec ( Dachs ), OTAC (Lionblock), ECOTEC, Sunmachine;

Betrachtete Heizsysteme Themen des Vortrags Wesentliche Emissionen verschiedener Heizsysteme objektiv vergleichen (ohne Wirtschaftlichkeit) Auswirkungen der Emissionen auf Natur u. Mensch Bewertung der Novellierung der BImSchV in 2009 Öl- und Gaszentralheizung Fernwärme (Heizwerke) BHKW, KWK (Blockheizkraftwerke) Wärmepumpen Heizsysteme für nachwachsende Rohstoffe (v.a. Holz u.ä.) Betrachtete Heizsysteme

Natur Emission

Primäre Schadstoffbildung bei Verbrennungsprozessen Produkte der vollständigen Verbrennung: CO2, H2O Produkte der unvollständigen Verbrennung: CO, Ruß, CnHm Nebenprodukte der vollständigen Verbrennung: NOx Produkte aus Brennstoffverunreinigungen: SOx, H2S, NOx , Flugaschen H2S Schwefelwasserstoff ergibt Schwefelsäure

Klimafalle und Auswege Konzentration heute vor allem auf CO2 !!! Typisch bei Raps: Lachgas durch starke Düngung N2O Treibhausgase lassen das Sonnenlicht auf die Erde, die Wärmestrahlung aber nicht mehr ins Weltall zurück

Bekannte Primär-Emissionen von Heizungsanlagen u. Wirkungen Umwelt Mensch CO2 (Kohlendioxyd) Meist zitiertes Treibhausgas Indirekte Wirkungen Feinstaub Pflanzenschäden Allergien, Lungenschädigung, Krebs, Herz/Kreislauf (- 9 Monate in Europa) NOx (NO2 ) (Stickoxyde) Chronische Pflanzenschädigung, Ozon- u. Feinstaubbildung, Überdüngungseffekt, Smog Starkes Reizgas SO2 (Schwefeldioxyd) Sauerer Regen Reizung der Schleimhäute CHx (Kohlenwasserstoffe) Ozonbildung krebsfördernd CO Reagiert schnell zu CO2 direkt eingeatmet giftig XXXXX

Konfusion (oder Vernebelung) der Emissionswerte durch unterschiedliche physikalische Dimensionen und Normen mg/m3 (Normkubikmeter Abgasluft) mg/kWh mg/MJ Rußzahl ppm im Abgas Heizungen Abgasnormen: 1kWh = 3,6 MJ, Unterschiedliche Abgasmengen TA- Luft BImSchV Abgasnormen für Motoren keine

Bewertung der Emissionen bei der Einwirkung auf Natur und Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig Unmittelbare Einwirkung auf das Kleinklima und den Menschen ebenfalls sehr wichtig !!!

Weiträumig nur geringe Erhöhung der Schadstoffe Unmittelbare Einwirkung! Weiträumig nur geringe Erhöhung der Schadstoffe

Besonders gefährlich: kleinste Feinstäube !!!

Strengste Vorschriften im Vergleich! Öl- und Gaszentralheizung Direkte Wärmeerzeugung und Versorgung, Kessel in kW Leistung angegeben (z.B. 21kW) Verbrauch in Litern oder qm pro Jahr Angaben der Emissionen pro MJ oder kWh Feinstaub indirekt nur in Rußzahl !!! Vorschriften: BImSchV Wenig bekannt: Umrechnung der Rußzahl in mg Feinstaub pro kWh oder m3 oder MJ BImSchV: NOx: Ölheizungen 120 mg/kWh Gasheizungen 80 mg/kWh , Rußzahl max. 1 entspr. ca. 0,1 mg/m3, 0,1 ca. 0,01mg/m3 Blauer Engel ab 0,5 Strengste Vorschriften im Vergleich! 1Liter Öl  1 m3 Gas  10 kWh  36 MJ

Entwicklung hin zu niedrigen Emissionen bei Ölbrennern Schwefelarmes Heizöl erzeugt kaum noch SO2 und weniger Feinstaub Ölzusätze erhöhen oft Anteil der Feinststäube !!!

Fernheizung von zentralem Heizwerk (z.B. früher Stadtwerke Erlangen) Neuerdings KWK Biomassenheizwerk Bezirkskrankenhaus Erlangen Großanlagen haben Feinstaubfilter, aber?

Heizwerk Erlangen (Bezirkskrankenhaus) Spektrum von „Hackschnitzeln“ !!! Humusvorstufe! Biologisch aktiv ! Wichtige Mineralstoffe des Waldes werden verheizt! Emissionen ???

Prinzip Mini Block-Heiz-Kraft-Werk (BHKW) Emissionsarm mit Erdgas Hohe Emissionen mit Rapsöl (BImSchV gilt nicht bis 1MW !) Aber: wohin mit Wärme im Sommer? Prinzip Mini Block-Heiz-Kraft-Werk (BHKW) Abgase Öl oder Gastank elektr. Energie25 % Wärme ca. 65% Generator Stromeinspeisung ins Netz Pufferspeicher Motor Wärmetauscher Prinzipieller Vorteil: Generator erzeugt Strom und erspart damit Emissionen und Verluste im Kraftwerk

Feinstaub z.B minus 17mg/kWh Stromnetz Zentrales BHKW – KWK Gas, Kohle i.A. Filter GuD-HKW Erlangen: Geringe Emissionen – 50% Strom-Wirkungsgrad ! Bei Grundlastbetrieb große Einsparung von Emissionen reiner KW Feinstaub z.B minus 17mg/kWh

Elektrische Wärmepumpe Akzeptabel bei: tatsächlicher Jahresarbeits- zahl ≥ 4 !!! 4  Verhältnis: Wärmeenergie zu elektrischer Energie Emissionen und Energieverluste der Kraftwerke relevant !

Bis vor kurzem für Anlagen über 15 kW recht großzügige Vorschriften Pelletsheizung Scheitholzkessel Bis vor kurzem für Anlagen über 15 kW recht großzügige Vorschriften Nach Novellierung desgl. ab 4 kW !!! Hackschnitzel Einzelofen Einzelöfen: Herde, Kachelöfen, offene Kamine--

Einzelöfen in folgenden Diagrammen nicht betrachtet !!! Paradox !!! Keine Vorschriften und Überprüfung Aber 10.000 mal mehr Ruß Einzelöfen in folgenden Diagrammen nicht betrachtet !!! Jährliche Immissionsprüfung Gleiches Doppelhaus!

Emissionsvergleich verschiedener Hausheizungen mg/kWh Bei nachwachsenden Rohstoffen erst mittelfristig Kompensation von CO2 CO2 in g/kWh Emissionsminderung durch KWK

Emissionsvergleich CO2 g/kWh Bei nachwachsenden Rohstoffen erst mittelfristig Kompensation von CO2 durch neue Pflanzen

Emissionsvergleich Staub Für Einzelöfen ab 4 kW gilt heute etwa der Wert der BHKW Raps, jedoch nur theoretisch da niemnand nachmisst und die Verbrennung fortwährend kontrolliert! mg/kWh 0 0,01 60 24 24 - 8 6

Emissionsvergleich Stickoxyd NO2 mg/kWh

Emissionsvergleich CHx mg/kWh ?

Feinstaubentwicklung Bereits mehr Feinstaub als von allen Diesel PKW + LKW !!! (BUA) Offizielles Bild vom BUA

Mitteilung der Lobby Setzt sich für schnelle Verabschiedung der Novelle ein! Warum wohl?

Bewertung der Heizungen nach Emissionen neben CO2 Konsequenzen ??? Fernwärme von KWK (Erlangen) Gas und Ölheizung Mini Gas- BHKW Rapsöl BHKW Einzelöfen elektr. Wärmepumpen HKW Hackschnitzel Pellets ohne Filter FW Hackschnitzel unmittelbare Einwirkung Rapsöl BHKW Einzelöfen elektr. Wärmepumpen HKW Hackschnitzel Pellets ohne Filter FW Hackschnitzel

Was bedeutet der „blaue Umweltengel ? Warum werden unterschiedliche Maßstäbe angesetzt? Siehe auch Diesel und Benziner (bis EURO 6) ! Auszeichnung für besonders „umweltfreundliche“ Produkte die die geltenden Grenzwerte deutlich unterschreiten Referenz ist der jeweilige „Stand der Technik“ und die geltenden Gesetze aber : Die Gesetzgebung hinkt immer hinter den technischen Möglichkeiten hinterher ! Keine Bewertung von Relationen von unterschiedlichen Technologien (Heizsysteme) untereinander ! z.B. beste Pelletsheizung zu bester Ölheizung Feinstaub 1000:1 und trotzdem beide gleichwertig empfohlen !

Gesetzgebung für den Immissionsschutz Massives Mitwirken der Interessenvertreter Neue, bald verfügbare Lösungen werden nur selten berücksichtigt I. Allg. Typprüfungen unter idealisierten Messbedingungen Prioritäten liegen weniger beim Umweltschutz, sondern bei kurzfristigen, wirtschaftlichen Interessen Feinstaubreduzierung ist politisch nicht mehr aktuell

Grenzwert / üblich (g/m3) Lang diskutierte Novellierung der BImSchV in 2009 Nr.5a Pellets Heute üblich: 0,02 0,05 0,2 0,1 / 0,02 Ölheizung heute Grenzwert / üblich (g/m3) NOx Staub CO 0,0001 / 0,00001 0,12 / 0,08 Holzöfen Kleine Heizungen erst ab 4kW ! Keine Grenzwerte für Stickoxyde (Getreide!) Keine Motivation für Staubfilter bei Pelletsanlagen! (mit Filter 0,001 = statt 0,020 g/m3 = ein Zwanzigstel des Grenzwertes !!!) Pellets im Jahr entspricht 54.000km Euro 4 Diesel!! Stufe 2 wird sicher nicht so kommen Energieoptimierte Häuser brauchen kleinere Heizungen!

Emissionsvergleich Staub mit Grenzwerten für Holzöfen nach Novellierung der BImSchV mg/kWh 0 0,01 60 24 24 - 8 6 100 Bei Öfen in der Praxis heute noch wesentlich höher !!

Vielen Dank für Ihr Interesse ! Umweltbewusst heizen, aber wie? Einsparung durch energiebewusstes Bauen u. Renovieren Fernwärme nutzen – größtes Einsparpotential der Heizenergie ! Solarenergie nutzen insgesamt emissionsarme, sparsame Heizungen verwenden wenn BHKW : Gas und mindestens Oxi- Kat wählen Großanlagen sind aber immer besser ! (Emissionen u. Einwirkung) Sole/Wasser- Wärmepumpen wenn gute Jahresarbeitszahl garantiert wird, bei neuen Häusern mit niedrigem Energieverbrauch (z.B. Passivhausstandard) Vielen Dank für Ihr Interesse ! Holz nur als genormte Pellets in Anlagen mit Feinstaubfiltern oder Anlagen mit echtem Brennwertbetrieb Einzelofenbetrieb reduzieren Abwarten bis Feststoff (Holz) -veredelung zu schadstoffarmen Heizstoffen verfügbar (Gas, Öl ) bzw. in gefilterten Großanlagen genutzt wird