Umwelt und Hausheizungen
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Umwelt und Hausheizungen. Begleittext unter: http://www.horbiradio.de/Text U.u.Hzg.doc. Autor :. Heinz Horbaschek Dipl. Ing. FH Erlangen Dreibergstr.10a [email protected] Weitere Energiethemen: Energiegruppe BN Erlangen. private Homepage:

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Presentation Transcript

Umwelt und Hausheizungen

Begleittext unter:http://www.horbiradio.de/Text U.u.Hzg.doc

Autor :

Heinz Horbaschek Dipl. Ing. FH

Erlangen Dreibergstr.10a

[email protected]

Weitere Energiethemen:

Energiegruppe BN Erlangen

private Homepage:

www.horbiradio.dewww.horbiradio.de/Heizungsoptimierung.ppt

Version 1.11.2011


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!


Betrachtete Heizsysteme

Öl- und Gaszentralheizung

Fernwärme (Heizwerke)

BHKW, KWK (Blockheizkraftwerke)

Wärmepumpen

Heizsysteme für nachwachsende Rohstoffe (v.a. Holz u.ä.)

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


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


Klimafalle und Auswege

Konzentration heute vor allem auf CO2 !!!

Treibhausgase

lassen das Sonnenlicht auf die Erde,

die Wärmestrahlung aber nicht mehr

ins Weltall zurück



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:

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 Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

Unmittelbare Einwirkung!


Besonders gefährlich: kleinste Feinstäube !!! Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig


Öl- und Gaszentralheizung Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

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

Strengste Vorschriften im Vergleich!

1Liter Öl  1 m3 Gas  10 kWh  36 MJ


Entwicklung hin zu niedrigen Emissionen bei Ölbrennern Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

Schwefelarmes Heizöl erzeugt kaum noch SO2 und weniger Feinstaub

Ölzusätze erhöhen oft Anteil der Feinststäube !!!


Biomassenheizwerk Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

Bezirkskrankenhaus Erlangen

Fernheizung von zentralem Heizwerk

(z.B. früher Stadtwerke Erlangen)

Neuerdings KWK

Großanlagen haben Feinstaubfilter,

aber?


Humusvorstufe! Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

Biologisch aktiv !

Wichtige Mineralstoffe des Waldes werden verheizt!

Emissionen ???

Heizwerk Erlangen (Bezirkskrankenhaus)

Spektrum von „Hackschnitzeln“ !!!


Stromeinspeisung ins Netz Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

  • 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

Pufferspeicher

Motor

Wärmetauscher

Prinzipieller Vorteil: Generator erzeugt Strom und erspart damit Emissionen und Verluste im Kraftwerk


Stromnetz Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

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 Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

Akzeptabel bei:

tatsächlicherJahresarbeits-zahl ≥4 !!!

4 Verhältnis:

Wärmeenergie zu elektrischerEnergie

Emissionen und Energieverluste der Kraftwerke relevant !


Pelletsheizung Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

Scheitholzkessel

Hackschnitzel

Einzelofen

Bis vor kurzem für Anlagen über 15 kW recht großzügige Vorschriften

Nach Novellierung desgl. ab 4 kW !!!


Paradox !!! Mensch nicht allein von dem Anteil an den Gesamtemissionen abhängig

Keine Vorschriften und Überprüfung

Aber 10.000 mal mehr Ruß

Einzelöfen in folgenden Diagrammen nicht betrachtet !!!

Jährliche Immissionsprüfung

Gleiches Doppelhaus!


Bei nachwachsenden Rohstoffen erst mittelfristig Kompensation von CO2

Emissionsvergleichverschiedener Hausheizungen

mg/kWh

CO2 in g/kWh

Emissionsminderung durch KWK


Bei nachwachsenden Rohstoffen erst mittelfristig Kompensation von CO2 durch neue Pflanzen

EmissionsvergleichCO2

g/kWh


Emissionsvergleich Kompensation von COStaub

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 - 86


Emissionsvergleich Stickoxyd NO Kompensation von CO2

mg/kWh


mg/kWh Kompensation von CO

Emissionsvergleich CHx

?


Feinstaubentwicklung Kompensation von CO

Bereits mehr Feinstaub als von allen Diesel PKW + LKW !!! (BUA)

Offizielles Bild vom BUA


Mitteilung der Lobby Kompensation von CO

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


elektr. Wärmepumpen Kompensation von CO

HKW Hackschnitzel

Pellets ohne Filter

FW Hackschnitzel

elektr. Wärmepumpen

HKW Hackschnitzel

Pellets ohne Filter

FW Hackschnitzel

Rapsöl BHKW

Einzelöfen

Rapsöl BHKW

Einzelöfen

Rapsöl BHKW

Einzelöfen

Rapsöl BHKW

Einzelöfen

unmittelbare Einwirkung

Bewertung der Heizungen nach Emissionen neben CO2

Konsequenzen ???

Fernwärme von KWK (Erlangen)

Gas und Ölheizung

Mini Gas- BHKW


Was bedeutet der „blaue Umweltengel ? Kompensation von CO

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 ÖlheizungFeinstaub 1000:1 und trotzdem beide gleichwertig empfohlen !


Gesetzgebung für den Immissionsschutz Kompensation von CO

  • 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


Holzöfen Kompensation von CO

Nr.5a

Pellets

Ölheizung heute

Grenzwert / üblich (g/m3)

NOx StaubCO

0,0001 /0,00001

0,1 / 0,02

0,12 / 0,08

Heute üblich: 0,02 0,05 0,2

Lang diskutierte Novellierung der BImSchV in 2009

Kleine Heizungen erst ab 4kW !

Keine Grenzwerte für Stickoxyde (Getreide!)

Keine Motivation für Staubfilterbei Pelletsanlagen!

(mit Filter 0,001 = statt 0,020 g/m3 = ein Zwanzigstel des Grenzwertes !!!)


Emissionsvergleich Kompensation von COStaub mit Grenzwerten für Holzöfen nach Novellierung der BImSchV

mg/kWh

0 0,01 60 24 24 - 86 100

Bei Öfen in der Praxis

heute noch wesentlich höher !!


Umweltbewusst heizen, aber wie? Kompensation von CO

  • 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 wählenGroßanlagen 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 Pelletsin 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


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