Pelletheizung: Aufbau, Funktionsweise und Förderung

1. Pelletkessel und Pelletofen

Ganz am Anfang wollen wir die Begriffe Pelletkessel und Pelletofen erläutern, da diese nicht selten verwechselt werden. Ein Pelletkessel ist ein grosser Heizkessel, der in der Regel als Zentralheizung eingesetzt wird (Raumheizung und Brauchwassererwärmung für das ganze Haus). Dagegen ist ein Pelletofen ein kleinerer Wärmeerzeuger, der meistens im Wohnraum aufgestellt wird. Er gibt viel Strahlungswärme ab, wodurch er ein gemütliches Wohngefühl schafft, das durch den Blick auf die Flammen, der durch die verglaste Feuerraumtür möglich ist, noch verstärkt wird. Es gibt wasserführend und nicht wasserführend betriebene Pelletöfen. Letztere Variante arbeitet auf die gleiche Weise wie ein Kamin, weshalb solche Pelletöfen auch Pelletkamine oder Pelletkaminöfen genannt werden. Ein wasserführend betriebener Pelletofen kann auch als unterstützende Heizung eingesetzt werden.

2. Aufbau und Funktionsweise einer Pelletheizung

2.1 Halbautomatische und vollautomatische Pelletheizung

Pelletheizungen gibt es als halbautomatische und vollautomatische Heizungen. Die beiden Varianten unterscheiden sich in der Weise, wie der Brennstoff zur Brennkammer gelangt. Eine halbautomatische Pelletheizung verfügt über einen Vorratsbehälter, den der Anlagenbesitzer von Hand mit den Pellets befüllen muss. Aus diesem Behälter gelangen die Pellets dosiert und kontinuierlich zur Brennkammer. Die vollautomatische Version hingegen ist über eine Förderanlage (Förderschnecke) mit dem Lagerraum verbunden. Über dieses Fördersystem werden die Pellets direkt zum Heizkessel geführt.

2.2 Förderanlage

Die Förderanlage ist ein wichtiger Bestandteil einer vollautomatisierten Pelletheizung. Bei der Förderanlage kann es sich um ein mechanisches, ein pneumatisches oder ein kombiniertes System handeln. Bei mechanischen Förderanlagen handelt es sich häufig um Förderschnecken.

Eine Förderschnecke hat die Form eines Bohrers und befördert durch ihre rotierende Bewegung die Pellets vom Lagerraum zum Pelletkessel. Im Regelfall wird die Förderschnecke am Boden verlegt und ist aufgrund ihrer Bauart ziemlich unflexibel. Deshalb sollte der Abstand zwischen dem Brennstofflager und der Heizung klein sein, damit die Beförderung der Pellets reibungslos ablaufen kann.

Alternativ kann ein Vakuumsaugsystem verwendet werden. Dieses System besteht aus einem Vakuumsauger, bei dem eine Saugturbine den nötigen Druck erzeugt und die Pellets vom Lagerraum ansaugt, um sie über Saugleitungen (Schlauchverbindungen) zum Pelletkessel zu leiten. Das Vakuumsaugsystem ist flexibler im Einsatz als die Förderschnecke. Grössere Lagerräume können auch mit mehreren Saugpunkten ausgestattet werden, damit auch bei grosser Heizlast immer eine problemlose Brennstoffzufuhr gewährleistet bleibt.

Welche Fördertechnik in einem konkreten Fall eingesetzt wird, hängt vor allem von den räumlichen Gegebenheiten ab. Wenn es längere Distanzen zu überwinden gibt, werden Vakuumsauger eingesetzt, da diese in der Lage sind, Strecken von bis zu 25 Metern zu überbrücken. Förderschnecken eignen sich, wie oben erwähnt, eher für kürzere Strecken bzw. für Pelletheizungen, die sich unweit vom Lagerraum befinden.

2.3 Pelletkessel

Der eigentliche Pelletkessel besteht aus einem stabilen Gehäuse, einer Brennkammer (Brennraum) aus hitzebeständigem Material, einer Einschubschnecke, einem Ascheaustragungssystem und einem Wärmetauscher. Effiziente Verbrennung und der für Pelletheizungen typische, besonders hohe Wirkungsgrad werden bei modernen Pelletbrennern durch Verbrennungsluft mithilfe der lambdagestützten Primär- und Sekundärluftregelung gewährleistet. Anstatt einer Lambdasonde kann auch ein Temperatur- oder Flammraumfühler in Verbindung mit einer über ein Saugzuggebläse stufenlos regelbaren Verbrennungsluftzuführung zum Einsatz kommen.

2.4 Lambdasonden, Abgastemperatursensoren und Rückbrandsicherung

Bevor der Verbrennungsprozess starten kann, wird der Brennstoff (Pellets) zur Brennkammer transportiert. Dieser Schritt erfolgt, wie oben erwähnt, entweder manuell oder automatisch. Wenn die Brennkammer beschickt ist, wird durch einen automatischen Zündvorgang die Verbrennung in Gang gesetzt. Der Verlauf des Verbrennungsvorgangs wird durch eingebaute Lambdasonden und Abgastemperatursensoren überwacht, damit optimale und vollständige Verbrennung der Pellets sichergestellt wird. Mit der beim Verbrennen der Pellets entstandenen Hitze wird der integrierte (vom Wasser umflossene) Wärmetauscher erwärmt, der die Wärme wiederum an den Heizkreislauf weiterleitet. Falls die gewünschte Temperatur unterschritten wird, wird der Kessel automatisch neu gezündet. Idealerweise ist der Pelletbrenner mit einem Pufferspeicher gekoppelt. Dieser speichert die überschüssige warme Wärme bis zur Anforderung durch den Verbraucher. Der Verbrennungsvorgang läuft kontrolliert ab, nur in den seltensten Fällen kann die Flamme in die entgegengesetzte Richtung schiessen und schlimmstenfalls mit dem Brennstoff in Kontakt kommen. Dies wird durch eine Rückbrandsicherung verhindert, die in Form eines Fallschachts und einer Zellenradschleuse angebracht wird.

2.5 Holzpellets

Die Pelletheizung ist eine höchst effektive Weise, mit dem erneuerbaren Energieträger Holz zu heizen, denn Pellets stellen die komprimierteste Form von Holzenergie mit einem hohen Brennwert dar. Holzpellets haben dank ihrer sehr geringen Restfeuchte (diese ist deutlich geringer als bei Stückholz) und ihrer homogenen Zusammensetzung einen äusserst hohen Energiegehalt und sie verbrennen im Pelletkessel nahezu vollständig. Durch die beinahe rückstandslose Verbrennung der Pellets fällt nur wenig Asche an. Das Entfernen der Asche erfolgt anlagenabhängig manuell oder automatisch über ein Ascheaustragssystem.

Durch die genormte Grösse der Pellets ist die Möglichkeit zum vollautomatischen Betrieb der Pelletheizung gegeben. Damit die Pelletheizung gute Ergebnisse erzielen kann, muss man allerdings darauf achten, hochwertige Pellets zu verwenden. Qualitativ minderwertige Pellets verbrennen schnell und verursachen im schlimmsten Fall Schäden am Heizkessel. Qualitativ hochwertige Pellets erkennt man an ihrer glatten Oberfläche, sie sind auch abriebfest und hinterlassen in der Verpackung nur wenig Brösel. Ein schnell erkennbares Qualitätsmerkmal ist die Farbgebung. Qualitativ hochwertige Pellets sind farblich einheitlich, markante Farbverläufe weisen dagegen auf die Verwendung minderwertiger Holzspäne hin.

In der Schweiz dürfen zur Pelletherstellung nach der Luftreinhalteverordnung (LRV) ausschliesslich naturbelassene Holzreste verwendet werden. Dieser Rohstoff fällt in grossen Mengen in Form von Hobel- oder Sägespänen als Abfallprodukt in der holzverarbeitenden Industrie an. Pellets, die in der Schweiz in Umlauf gebracht werden, müssen gemäss LRV die international gültige ISO-Norm für Pellets erfüllen. Die ISO-Norm unterscheidet drei Qualitätsklassen: A1, A2 und B (Klasse B darf nur für industrielle Zwecke verwendet werden). Achten Sie auch auf das Qualitätslabel ENplus®, mit dem Holzpellets ausgezeichnet werden, bei denen die gesamte Bereitstellungskette von der Herstellung bis zur Anlieferung beim Kunden kontrolliert wird. Die Qualitätsanforderungen sind hier strenger als bei der ISO-Norm. In der Schweiz hergestellte Holzpellets sind ENplus® A1 zertifiziert und entsprechen somit der höchsten Qualitätsklasse.

Bei der Herstellung von Holzpellets werden die feinkörnigen Holzreste unter hohem Druck zu Holzstiften verdichtet bzw. gepresst und pelletiert, d. h. in zylindrische Form gepresst. Die anschliessende Lagerung und der Transport von Holzpellets müssen absolut trocken erfolgen. Verkauft werden Holzpellets entweder in verpackter oder loser Form. Holzpellets in loser Form werden mit Silopumpwagen transportiert und über ein Schlauchsystem in den Vorratsraum eingeblasen. Falls eine Ölheizung durch eine neue Pelletheizung ersetzt wurde, können die Pellets im bisherigen Heizöllagerraum im Keller gelagert werden.

Ein ähnliches Produkt sind Holzbriketts, die, genau wie Pellets, aus Sägenebenprodukten oder Industrieholzresten hergestellt werden und ebenfalls einen sehr hohen Energiegehalt besitzen. Sie sind jedoch grösser und werden für Scheitholzkessel genutzt (bei einer Scheitholzheizung ist nicht nur die Brennstoffzufuhr anders als bei einer Pelletheizung, auch der Verbrennungsvorgang funktioniert technisch auf eine andere Art und Weise). Allerdings ist aufgrund ihrer Grösse kein vollautomatischer Betrieb der Heizung möglich, die Briketts müssen händisch nachgelegt werden.

2.6 Lagerung von Pellets

Holzpellets müssen absolut trocken gelagert werden, denn wenn sie feucht werden, lässt sich eine einwandfreie und effektive Verbrennung nicht mehr garantieren. Bei zu hoher Feuchtigkeit können die Pellets nämlich aufquellen oder verkleben, was ihre Brenneigenschaften verschlechtert.

Weil es einfacher ist, einen ganzen Jahresvorrat an Pellets auf einmal zu kaufen, statt den Vorrat alle paar Wochen durch Zukauf erneuern zu müssen, wird ein ausreichend grosser Lagerraum benötigt. Sehr häufig werden zur Pelletlagerung Gewebetanks mit der dazugehörigen Rahmenkonstruktion eingesetzt. Ein Gewebetank kann einfach, günstig und sauber innerhalb des Gebäudes aufgestellt werden und ist die optimale Lösung für nicht ausreichend trockene Lagerräume.

Eine alternative Lagermöglichkeit ist ein (trockener) Kellerraum, der im Falle einer Verwendung zur Pelletlagerung als Schüttraum bezeichnet wird. Falls im Gebäude nicht genügend Platz vorhanden ist, kann auch eine unterirdische Zisterne zur Brennstofflagerung eingesetzt werden. In solchen Fällen muss der Pelletkessel allerdings händisch aufgefüllt werden (halbautomatische Pelletheizung).

Der Lagerraum muss so ausgewählt werden, dass die Pellets problemlos über die Förderanlage zum Pelletkessel gelangen können. Der zweite wichtige Punkt bei der Wahl des Standortes für den Lagerraum ist die Zugänglichkeit von aussen. Die Entfernung zur Strasse sollte nicht mehr als 30 Meter von der Strasse betragen, denn sonst können Lieferfahrzeuge (Silofahrzeuge) die Entfernung nicht mehr überbrücken.

3. Fördergelder

Die meisten Kantone stellen Förderungen für Pelletheizungen und andere Holzheizungen zur Verfügung, das zentrale Förderinstrument ist dabei das Harmonisierte Fördermodell der Kantone (HFM). Nach dem HFM werden Pelletheizungen nach Ihrer Leistung bzw. Bauart in mehrere Gruppen eingeteilt, die nach unterschiedlichen Fördermodellen gefördert werden. Darüber hinaus gibt es Zusatzbeiträge und Bonusförderungen, mit denen die Basisförderung gesteigert werden kann. Zusätzlich zum HFM gibt es noch zahlreiche kommunale Förderprogramme.

Wenn Sie eine veraltete Heizung (z. B. eine Öl-, Gas- oder Stromheizung) durch eine Pelletheizung ersetzen, sind die Investitionskosten auf Bundesebene steuerlich abziehbar (eine Ausnahme bilden geschäftliche Liegenschaften). Zu beachten ist jedoch, dass bei der Nutzung anderer Förderungen nur die Differenzbeträge abgezogen werden können, und dass die Höhe der steuerlichen Abzüge auch vom jeweiligen Einkommen des Eigenheimbesitzers abhängt. Die Steuerabzüge auf kantonaler Ebene unterliegen den Steuergesetzen der jeweiligen Kantone. Der Ersatz einer Öl- oder Gasheizung durch eine Holzheizung (Stückholz-, Hackschnitzel- oder Pelletheizung) wird zudem durch eine nationale Klimaprämie gefördert, die von der Energie Zukunft Schweiz AG im Rahmen eines schweizweiten Förderprogramms angeboten wird. Im Gegensatz zu anderen Förderungen gibt es bei der Klimaprämie keine Obergrenze, sodass sie vor allem für grössere Photovoltaikanlagen lohnenswert ist.