Scheitholzvergaserkessel sind in Wohngebäuden seit Jahren etabliert. Die Fans des Zentralheizens mit Scheitholz sind klassischerweise die, die selbst über Holzressourcen verfügen. Relativer Nachteil im Vergleich zu einer Pelletfeuerung ist die begrenzte Modulationsfähigkeit der Scheitholzvergaser. Für den Installateur heißt das: Sie müssen ohne Ausnahme immer mit einem Pufferspeicher kombiniert werden. Der ist zwar auch bei Pelletfeuerungen nach wie vor zu empfehlen, aber rein von der technischen Seite her ist es heute bereits möglich, aufgrund der immer feiner werdenden Modulationsfähigkeiten der Pelletkessel auf einen Pufferspeicher zu verzichten.
Damit wären auch schon die beiden zentralen Unterschiede zwischen diesen beiden Systemen markiert: Der Scheitholzvergaser bietet dem Betreiber eine Brennstoffautarkie zu meist günstigem Preis. Dafür ist er im Betrieb nicht ganz so komfortabel wie ein Pelletkessel. Warum also nicht beide Vorzüge in einem Gerät vereinen? Der Kreis derer, die mit Scheitholz heizen wollen, lässt sich durch die Kombination mit dem Brennstoff Holzpellets erweitern.
Mehr Flexibilität und Unabhängigkeit
Reine Scheitholzvergaser boten und bieten sich im Grunde genommen immer nur für die an, die ihren Jahresbedarf an Wärme (Heizung und Warmwasser) aus eigenem Holzbestand oder über günstige Quellen decken können. Die Kombinationen erweitern diesen Kreis um jene, die das nur zum Teil können und die ihre Scheitholz-Deckungslücke dann mit Holzpellets füllen. Die Kombis bringen dem Besitzer außerdem mehr Flexibilität und mehr Unabhängigkeit beim Brennstoff, denn schließlich kann er zu jeder Zeit zwischen beiden Brennstoffen wählen.
Es gibt außerdem durchaus das Anschaffungsmotiv, Scheitholzvergaser erst zu einem späteren Zeitpunkt zum Kombi zu machen, denn die Scheitholz-Pellet-Kombikessel (SP-Kombis) werden auch von Kunden gekauft, die heute noch „Holz machen“ können, in ein paar Jahren aus Altersgründen aber dann vielleicht nicht mehr. Da fällt dann die Option der Nachrüstung eines Pelletmoduls bei der Investitionsentscheidung möglicherweise ins Gewicht. Allerdings muss der Installateur dann seinen Kunden auch darauf hinweisen können, dass er dann bei bestimmten Anlagenkonfigurationen weniger staatliche Förderung erhält und ob das für seinen Kunden kaufentscheidend sein sollte oder nicht.
Interessant sind die Kombis zusätzlich für alle Heizungsbesitzer, denen Scheitholz selbst in großer Menge zur Verfügung steht, die aber mit Pellets auch eine vollautomatische Heizung haben wollen, die zum Beispiel das Heizen in Eigenregie übernimmt, wenn man längere Zeit nicht zum Nachlegen kommt, zum Beispiel in den Ferien.
Ein Gehäuse oder zwei separate Einheiten
Viele Biomassekesselhersteller haben inzwischen die SP-Kombis in ihrem Programm. Es handelt sich bei diesem Typ um einen Hybridkessel, der Scheitholz und Holzpellets verbrennen kann. Manche Hersteller haben dies in einem Gehäuse gelöst, andere wiederum über zwei separate Einheiten, die untereinander zu einem Gerät verbunden sind. Es gibt in der Branche die unterschiedlichsten Meinungen, ob der SP-Kombikessel-Markt sich weiter entwickeln wird oder ob er eine Nische bleibt. Beide Erwartungen sind vertreten. Bislang sind die SP-Kombis eine Nische in der Nische. Laut Statistik des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), welches das Marktanreizprogramm für Wärme aus erneuerbaren Energien unter den Fittichen hat (MAP), wurden im Zeitraum Januar 2014 bis Juli 2015 nur rund 5 % der Anträge auf Förderung einer Biomasseheizung in Form einer Kombi-Anlage gestellt.
Dessen ungeachtet ist aber ein Indikator, dass fast jeder Biomassekesselhersteller inzwischen mindestens ein Kombimodell im Programm hat. In den meisten Fällen werden zwei Feuerungen zu einer Einheit kombiniert: An den so genannten Primärkessel (Scheitholz) wird der Sekundärkessel (Pellets) über einen Flansch montiert. Diesen Weg gehen zum Beispiel Hersteller wie Eder mit seinem Kombipell, Fröling mit seinem SP Dual compact und Herz mit seinem Kombikessel pelletfire. Weitere Hersteller, die am Markt mit SP-Kombis vertreten sind, sind beispielsweise KWB, Gilles, Guntamatic, Hargassner, HDG Bavaria, SHT oder Windhager.
Wie gestaltet sich eine SP-Kombi?
Allerdings gibt es gerade bei den Kombinationskesseln einigen Erläuterungsbedarf, wie das „Kombi“ im Einzelfall denn gestaltet wird. Je nach Hersteller ist der Grad der technischen Verschmelzung beider Heizformen ein anderer. Die geringste Verschmelzung ist die über die Regelung. Wenn zwei Feuerungen zu einer Einheit kombiniert werden, heißt das bei Windhagers DuoWin beispielsweise, dass es sich um zwei getrennte, eigenständige Kessel handelt (Scheitholzkessel LogWIN Klassik und Pelletkessel BioWIN2), die über die Regelung verbunden werden. Auch die Hersteller HDG und Hargassner gehen diesen Weg. In der anderen Kombi-Kategorie besitzt der Pelletkessel keine Eigenständigkeit mehr. Dabei gibt es unterschiedliche Grade, wie tief die technische Verschmelzung ist: Bedeutet sie zum Beispiel, dass ein Wärmetauscher gemeinsam genutzt wird oder dass sogar eine Brennkammer gemeinsam genutzt wird.
Die Anbieter von getrennten Bauweisen argumentieren mit dem unterschiedlichen Brennverhalten von Holzpellets und Scheitholz pro getrennter Bauweise und zwei Brennkammern: Nur so könnten maximale Wirkungsgrade (Kesseleffizienz) und optimale Verbrennungsergebnisse (Emissionen) erzielt werden. Dass es aber auch anders geht, zeigt Solarfocus mit seinem Kombikessel Therminator II. In diesem werden beide Brennstoffe in einer Brennkammer verbrannt. Laut Solarfocus ist das möglich, da auch die Pellets in der Holzvergasertechnologie verbrannt werden. Das Holzgas wird aus dem Scheitholz und den Pellets gelöst, dann nach unten in die Brennkammer gesaugt und dort bei ca. 1200 °C verbrannt.
Ist die Frage „Wie wird kombiniert?“ eine Philosophiefrage? Hinsichtlich Wirkungsgrad (Kesseleffizienz) oder Staubemissionen tun sich die modernen Anlagen der führenden Hersteller am Markt nicht viel. Alle Kombis können mit Scheitholz und mit Pellets im Wechsel gefeuert werden. Moderne Scheitholzvergaser erreichen Kesselwirkungsgrade von über 90 %. Die Hersteller betonen, dass ihre Scheitholzvergaser auch ohne Sekundärmaßnahmen die Grenzwerte der 2. Stufe der 1. Bundesimmissionsschutzverordnung (1. BImSchV) einhalten können. Alle Hersteller bauen ihre Kombis auf Basis der Technologie der jeweiligen Monokessel, die sie auch am Markt führen.
Bei der Höhe der Förderung gibt es große Unterschiede
Keine Philosophiefrage ist die Art der Kombination dann, wenn es um die Frage nach der staatlichen Förderung geht. Der Begriff „Kombi“ erlebt hier feine, aber bei der Höhe der daraus resultierenden Förderung doch große Unterschiede.
Die MAP-Förderung dieser Kesseltypen gilt nur für die Heizungsmodernisierung in Bestandsgebäuden. Scheitholzvergaser und Pelletkessel mit Brennwertnutzung oder Anlagen, die Partikelabscheider besitzen, werden auch im Neubau gefördert. Die wichtigste Frage lautet: Kann man für einen Kombikessel eine Doppelförderung erhalten? Schließlich besteht der SP-Kombi aus zwei Feuerungstypen, die jeder für sich vom MAP gefördert werden, Scheitholzvergaser aber auch Pelletkessel.
Die Antwort ist: ja und nein. Es kommt darauf an, wie die Kombination realisiert wird. Nein, sagt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), eine Doppelförderung ist bei Kombianlagen definitiv nicht möglich – wenn einer der beiden Kessel kein eigenständiger ist. Das ist bei SP-Kombis, die solche Konstruktionen verwenden, der Pelletkessel, der zum Betrieb Anlagenteile des Scheitholzvergasers nutzen muss, zum Beispiel den Wärmetauscher.
Fakt ist dann aber: Diese Art der Kombifeuerungen erhalten immer den höchstmöglichen Fördersatz einer Beschickungsart und das ist der Fördersatz des automatischen Anlagenteils. Diese Kombikessel zur Verbrennung von Holzpellets und Scheitholz werden also wie ein Pelletkessel gefördert.
Aber Achtung: Allerdings wird ein Scheitholzvergaser, der erst nachträglich über ein solches unselbstständiges Pelletmodul zum Kombi gemacht wird, auch nur wie ein reiner Scheitholzvergaser gefördert. Ausschlaggebend für die Förderung ist nämlich immer der Anlagenzustand zum Zeitpunkt der Antragstellung. Handelt es sich da dann um einen Scheitholzvergaserkessel, wird er auch nur als solcher gefördert. Nachrüstungen werden später fördertechnisch nicht mehr berücksichtigt, wenn der nachgerüstete Pelletteil eben nicht eigenständig ist. Auch die Differenz zum Kombikessel, dem zur Förderung der automatische Teil Pellets angerechnet wurde, wird vom BAFA nicht zusätzlich nachgezahlt.
Anders verhält es sich, wenn der SP-Kombikessel eine Lösung aus zwei eigenständigen Kesseln darstellt, die über eine Regelung verbunden werden. Das BAFA begreift diese Konstellation als zwei Anlagen und gewährt eine Doppelförderung. Es zählt diese Kombikessellösung im Grunde genommen also gar nicht als Kombikessel, sondern als Anlagenkombination. Bezeichnend dafür ist, dass für diese Kombikessel zwei Anträge gestellt werden müssen. Diese Einstufung bedeutet aber auch, dass in diesem Fall bei einer Aufrüstung des Scheitholzvergaserkessels um einen eigenständigen Pelletkessel zu einem späteren Zeitpunkt auf Antrag auch die volle Förderung für den Pelletkessel gezahlt wird.
Automatischer Wechselbetrieb
Die Kombis gleich welcher Bauart können die Betriebsart automatisch umschalten. Primärkessel ist werkseitig immer der Scheitholzkessel. Wird nichts anderes eingestellt, ist also vorgesehen, dass der Pelletkessel
- erst nach vollständigem Abbrand des Scheitholzes anspringt und
- eine Anforderung von Seiten der Heizkreise besteht, die der Pufferspeicher nicht mehr decken kann. Außerdem, wenn kein Holz nachgelegt wird, Bedarf aber von Seiten der Heizkreise oder vom Puffer signalisiert wird.
Umgekehrt wird der Pelletbetrieb unterbrochen, sobald der Scheitholzkessel wieder mit Brennstoff befüllt wird. Dieser Stopp geschieht allerdings nicht abrupt: Die sich zu diesem Zeitpunkt noch im Brenner befindlichen Pellets werden vollständig verbrannt. Erst dann nimmt der Scheitholzvergaser seine Arbeit auf. Die Zündung des Scheitholzes kann durch die Restglut, manuell oder automatisch mittels Pelletbrenner erfolgen. Eine gleichzeitige Feuerung mit Pellets und Scheitholz ist bei fast allen Systemen nicht möglich. Ein gleichzeitiger Betrieb ergibt auch wenig Sinn, da jeder Kessel auf die Heizlast des Gebäudes ausgelegt sein muss. Windhager allerdings bietet beim DuoWin eine Power-Boost-Funktion an, mit der sich Scheitholz- und Pelletbrennereinheit gleichzeitig betreiben lassen. Laut dem Unternehmen könnten so auftretende Spitzenlasten abgedeckt werden.
Maßstab für die Auslegung
Da der Scheitholzvergaser das Zentrum in der Kombi-Konzeption ist, wird die Anlagen-Peripherie auch nach seinen Bedürfnissen ausgerichtet: Das bezieht sich insbesondere auf das Volumen des notwendigen Pufferspeichers. Gleiches gilt für die Dimensionierung des Kamins und für die Hydraulik. Das Marktanreizprogramm (MAP) für Wärme aus erneuerbaren Energien sieht als Voraussetzung für eine Förderung von Scheitholzvergasern die Vorhaltung von 55 l Pufferspeicher pro kW Kesselleistung vor. Manche Anbieter empfehlen aber auch größere Volumen zu nehmen, wenn der Scheitholzkessel einen großen Füllraum besitzt. Aus Systemsicht ist der Puffer bei einem Scheitholzvergaser also immer geboten.
Allen Lösungen ist gemeinsam, dass sie nur ein Abgassystem benötigen und sie nur von einer Regelung gesteuert werden. Auch Anschlüsse werden nur einmal benötigt. Bei den Lösungsvarianten mit Flansch kann der Scheitholzvergaser auch nachträglich zum Kombikessel aufgerüstet werden. Das Pelletmodul wird an der dafür vorgesehenen Position wahlweise links oder rechts an den Scheitholzvergaser geflanscht. Bei Solarfocus beinhaltet dieses Modul dann nur den Vorratsbehälter sowie eine Steigschnecke, die die Pellets in die gemeinsame Brennkammer transportiert.
Kombis haben ihren Preis. Sie sind zwar günstiger als zwei Monoanlagen – aber teurer als eine. Zum Anlagenpreis im Vergleich zum reinen Scheitholzvergaserkessel inklusive Pufferspeicher kommen ggf. die Kosten für ein Pelletlager sowie die Austragung zum Kessel hinzu, außerdem natürlich das Pelletmodul. Dem stehen Einspareffekte durch Synergien gegenüber. Jenseits von üblichen Amortisationsrechnungen heißt der Mehrwert, dass der Kunde ein sehr variables System in jeder Hinsicht erhält. Das Pelletmodul macht aus einem doch sehr starr heizenden Scheitholzkessel ein modulierendes System. Wer also auf Basis von Scheitholz zentral heizen kann, dem das klassische Scheitholzheizen mit Scheitholzvergaser allein aber funktional zu eng oder beschränkt ist, der dürfte mit einem SP-Kombikessel gut bedient sein.
Autor
Dittmar Koop ist Dipl.-Ing. der Raum- und Stadtplanung (TU). Seit 2004 arbeitet er als freiberuflicher Fachjournalist für erneuerbare Energien. Seine Schwerpunkte sind Bioenergie, Photovoltaik und die Solarthermie. E-Mail: info@dittmar-koop.de
Bei Scheitholzvergaser-Pellet-Kombikesseln (SP-Kombis) handelt es sich um Hybridkessel, die wechselweise Scheitholz und Holzpellets verbrennen können.
Die Hersteller gehen unterschiedliche Wege, die Kombinationsfrage zu lösen. Manche lösen sie über zwei eigenständige Kessel, die über eine Regelung verbunden werden.
Andere Hersteller lösen die Kombinationsfrage über die Verbindung eines Scheitholzvergasers mit einem nicht eigenständigen Pelletkessel.
Die meisten Hersteller setzen auf zwei separate Brennkammern. Sie begründen die Konstruktion mit dem unterschiedlichen Brennverhalten von Scheitholz und Holzpellets.
Solarfocus geht bei der Kesselsymbiose einen Schritt weiter. Scheitholz und Pellets werden in ein und derselben Brennkammer verbrannt.
Füllraum des Kombikessels Therminator II von Solarfocus. Die Verbrennung beider Brennstoffe in einer Kammer ist laut Hersteller möglich, da auch die Pellets in der Holzvergasertechnologie verbrannt werden.
Die Kombikessel können, müssen aber nicht mit einem Pelletlager verbunden sein, wofür es dann noch zusätzlich einer Austragung bedarf. Ist dies gewünscht, bieten sich sämtliche Lager- und Austragungsvarianten an.
