Holzfeuerungen: Lufthygienische Feuerprobe für Holzheizungen

25.11.2010 - Die drohende Klimaveränderung beschert dem erneuerbaren und klimaneutralen Brennstoff Holz eine Renaissance. Dieser Trend zum einheimischen Rohstoff darf aber nicht auf Kosten der Luft-qualität gehen. Deshalb braucht es bessere Holzfeuerungen mit geringerem Feinstaubausstoss und ein umweltgerechteres Verhalten vieler Betreiber.

San Vittore ist ein kleines Bündner Dorf im Talgrund des ländlichen Misox, das im Westen an den Kanton Tessin grenzt. Seit 2007 werden hier im Rahmen des Nationalen Beobachtungsnetzes für Luftfremdstoffe (NABEL) regelmässig die Konzentrationen an polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) im Feinstaub erhoben. Dabei messen die Fachleute auch das krebserregende Benzo(a)pyren (BaP). In der Schweiz existiert für diese Substanz kein Grenzwert, weil bei uns für alle kanzerogenen Luftschadstoffe unabhängig von den auftretenden Belastungen ein Minimierungsgebot gilt. Einen Anhaltspunkt für das Ausmass der Immissionen gibt aber ein in der Europäischen Union (EU) definierter Zielwert von 1 Nanogramm pro Kubikmeter Luft (ng/m3) im Jahresmittel.

Die Spuren der Holzverbrennung in der Atemluft. In San Vittore, wo sich die Rauchgase der stark verbreiteten Holzfeuerungen bei winterlichen Inversionslagen im schlecht durchlüfteten Tal wie unter einer Glocke sammeln, ist die europäische BaP-Limite im Jahr 2008 um 82 Prozent überschritten worden. Gemessen am Zielwert wird dieser mit Abstand wichtigste Indikator für die Toxizität der PAK im Feinstaub während der Sommermonate zwar jeweils nur ungefähr zu 5 Prozent ausgeschöpft. «Doch wenn von Herbst bis Frühling die vielen Holzöfen im Misox rauchen, steigen die BaP-Gehalte der Umgebungsluft etwa um das Hundertfache an», sagt Rudolf Weber von der Sektion Luftqualität beim BAFU. «Hier zeigt sich der im Winter dominierende Einfluss der Verbrennung von Biomasse.»

Wie die eher tiefen PAK-Konzentrationen im Sommer beweisen, spielen die Emissionen des Verkehrs in dieser Beziehung eine untergeordnete Rolle. Die höchsten Belastungen mit allen relevanten PAK im Feinstaub werden im Inland denn auch nicht bei verkehrsreichen NABEL-Stationen wie Bern oder Härkingen (SO) gemessen, sondern bei der kantonalen Messstation im ländlichen Misox. Dies gilt auch für Roveredo (GR), das Nachbardorf von San Vittore am unteren Taleingang. Trotz unmittelbarer Nähe der San-Bernardino-Autobahn tragen die zahlreichen Holzheizungen vor Ort an Wintertagen drei- bis viermal mehr zur übermässigen Feinstaubbelastung bei als der Strassenverkehr, wie frühere Messungen des Paul Scherrer Instituts (PSI) gezeigt haben. Das Misox ist dabei nur ein typisches Beispiel für eine Vielzahl von zeitweise schlecht durchlüfteten Tälern im schweizerischen Alpenraum, wo noch viele Haushalte mit Holz heizen und kochen.

Lufthygienischer Nachholbedarf. Vor allem kleinere Stückholzfeuerungen ohne Rauchgasreinigung stossen im Vergleich mit anderen Heizungen relativ grosse Mengen an Luftschadstoffen wie Stickoxide, Kohlenmonoxid, Russpartikel und PAK aus. Neben Russ enthält der Feinstaub aus Holzfeuerungen auch weniger gesundheitsschädigende Salze, die sich aus der Asche bilden. Zudem entweichen bei sehr schlechter Verbrennung gasförmige organische Substanzen. Durch Kondensation in der Atmosphäre tragen auch sie zusätzlich zur Feinstaubbelastung bei.

«Ein Hauptproblem ist dabei die oft unvollständige Verbrennung von Feststoffen», erklärt Simon Liechti von der BAFU-Sektion Industrie und Feuerungen. «Technisch sind diese Prozesse viel schwieriger zu kontrollieren als der Abbrand von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen.» Als typische Anzeichen für eine schlechte Verbrennung gelten sichtbarer Rauch im Brennraum, starke Russablagerungen oder Teerrückstände in Brennkammer, Rauchrohr und Kamin sowie dunkelgraue bis schwarze Ascherückstände.

Gemäss der schweizerischen Holzenergiestatistik gab es hierzulande 2009 rund 665'000 Holzfeuerungen, die insgesamt etwa 8 Prozent der Heizwärme erzeugen. Trotz dieses geringen Anteils blasen sie über 98 Prozent des durch sämtliche Brennstoffe erzeugten Feinstaubs in die Atmosphäre. Dabei stammen die Emissionen noch immer überwiegend aus veralteten, handbeschickten und falsch betriebenen Holzöfen.

Nicht nur eine Frage der Technik. Entweicht dem Kamin einer Holzheizung dunkelgrauer oder gar braun gefärbter Rauch, so ist dies ein Indiz für gesundheitsschädigende Abgase mit hohen Anteilen an unverbranntem Kohlenstoff. «Entscheidender als die technische Ausstattung von kleinen Holzfeuerungen ist dabei meist die Bedienung durch den Betreiber», stellt Simon Liechti fest. «Auch ein moderner Kleinofen, der den verschärften abgastechnischen Standards entspricht, kann durch unsachgemässe Bedienung zu einer Dreckschleuder werden.» Wichtigste Fehler bei handbeschickten Öfen sind das Anzünden unter einem grossen Holzstapel im noch kalten Feuerraum, eine zu starke Drosselung der Frischluftzufuhr zur Verzögerung des Abbrands sowie die Verwendung ungeeigneter Brennstoffe anstelle von trockenem, naturbelassenem Holz. Dazu zählen etwa der widerrechtliche Einsatz von nassem, schlecht abgetrocknetem oder chemisch behandeltem Holz und das Verfeuern von Abfällen wie Karton- oder gar Plastikverpackungen. Enthalten solche Rückstände Chlor, können mit den Abgasen hochgiftige Luftschadstoffe wie Dioxine in die Umgebungsluft entweichen.

Belästigungen nicht einfach hinnehmen. Mit Appellen an das Umweltverständnis der Betreiber ist es in solchen Fällen oft nicht getan. «Wer im heimischen Cheminée seine Abfälle verbrennt, muss wissen, dass er damit eine illegale Handlung begeht, und soll deshalb auch dafür bestraft werden», meint Beat Müller, Chef der Sektion Industrie und Feuerungen beim BAFU. «Das Einnebeln eines ganzen Dorfes durch eine nicht gesetzeskonform betriebene, qualmende Holzheizung ist kein Kavaliersdelikt, sondern gefährdet die Gesundheit der Bevölkerung in der Umgebung.» Bei Nachbarschaftsklagen und Verdacht auf gesetzeswidriges Verhalten sind die Aufsichtsbehörden verpflichtet, Messungen vorzunehmen. Vom Kaminfeger und weiteren Fachleuten durchgeführte Kontrollen, die zum Beispiel eine Ascheanalyse und Inspektionen des Brennstofflagers umfassen, zeigen meistens rasch, ob jemand tatsächlich widerrechtlich Altholz oder andere Abfälle verbrennt.

Vorteile von automatischen Kleinfeuerungen. Bei keiner anderen Feuerung hat das Verhalten des Betreibers einen derart entscheidenden Einfluss auf den Abgasausstoss wie bei Holzheizungen. Unter den Kleinanlagen weisen lediglich moderne und automatisch betriebene Pellet- sowie Holzschnitzelheizungen ein konstantes Emissionsverhalten auf. In allen anderen Fällen hängen die Wahl des am besten geeigneten Brennstoffs, die Technik des korrekten Anfeuerns, das Nachlegen von Holz in der richtigen Menge und Kadenz sowie die sachgemässe Reinigung und Wartung in erster Linie vom Know-how und vom guten Willen der Personen ab, welche die jeweiligen Öfen bedienen.

Grosse Feuerungen sind sauberer. Je leistungsstärker eine Holzfeuerung, desto professioneller funktioniert in der Regel auch ihr Betrieb. «Aus lufthygienischer Sicht ist der seit Jahren anhaltende Trend zur Stilllegung von veralteten Kleinöfen mit schlechtem Wirkungsgrad und hohen Emissionen denn auch zu begrüssen», stellt Simon Liechti fest. Obwohl heute schweizweit deutlich mehr Energieholz verbrannt wird als 1990, hat die Zahl der Holzfeuerungen - laut der Holzenergiestatistik - seither leicht abgenommen, weil immer mehr Zimmeröfen, Holzkochherde und offene Cheminées aufgegeben werden.

Im Gegenzug gewinnen grosse Feuerungen und Holzkraftwerke an Bedeutung, welche die Biomasse viel sauberer verbrennen. Vergleichbar mit Kehrichtverbrennungsanlagen verfügen sie über wirksame Systeme zur Reinigung der Rauchgase. Damit lassen sich auch die besonders problematischen Feinstaubemissionen markant senken. «Das klimapolitische Ziel, fossile Brennstoffe vermehrt durch den erneuerbaren und klimaneutralen Energieträger Holz zu ersetzen, geht unter solch idealen Bedingungen auch nicht zulasten der Luftqualität», sagt Beat Müller. Aus diesem Grund plädiert der Aktionsplan Feinstaub des Bundes für die gezielte Förderung von grossen Holzkraftwerken anstelle einer Vielzahl von Kleinanlagen.

Klimaschutz und Lufthygiene kombinieren. Damit es nicht zu einer blossen Verlagerung der Umweltprobleme kommt, sollte die staatliche Förderung von Massnahmen zur Reduktion des Kohlendioxidausstosses deshalb nach Möglichkeit Technologien und Verfahren zugute kommen, die auch zu einer Senkung der Emissionen von problematischen Luftschadstoffen beitragen. Dies gilt zum Beispiel bei der Umsetzung des 2010 gestarteten Gebäudeprogramms. Aus diesem Grund hat die schweizerische Gesellschaft der Lufthygiene-Fachleute Cercl'Air ihre Mitglieder mehrfach aufgefordert, bei den kantonalen Energiefachstellen auf einen Verzicht der öffentlichen Förderung von kleinen Holzfeuerungen hinzuwirken, die sie aus Gründen der Luftqualität für fragwürdig hält.

Beat Müller vom BAFU erachtet es als notwendig, die lufthygienischen Anliegen künftig auch im Reglement des Minergielabels noch stärker zu gewichten. «Durch die heutige Bewertung mit einem tieferen Faktor lässt sich der begehrte Minergiestandard beim Einsatz einer Holzheizung einfacher erreichen als mit den meisten anderen Energiequellen, was sich auch auf die Vergabe der staatlichen Fördergelder auswirkt», erklärt er.

Erwarteter Innovationsschub. Zwar sind seit einigen Jahren auch für bestehende Kleinöfen Russ- und Staubfilter erhältlich. Ihr Rückhaltevermögen ist jedoch mit rund 60 bis 90 Prozent bei optimalem Betrieb deutlich geringer als die Abscheideleistung der Abgasreinigungsanlagen von effizienten Grossfeuerungen mit einem viel besseren Preis-Leistungs-Verhältnis für solche End-of-pipe-Massnahmen. Zudem sind für kleine Holzheizungen bis zu 70 kW vorderhand keine Emissionsgrenzwerte geplant.

Im Gegensatz dazu sieht die Luftreinhalte-Verordnung (LRV) ab 2012 eine Verschärfung der zulässigen Schadstofflimiten für grosse Holzheizungen über 1 Megawatt und für mittelgrosse Anlagen ab 70 kW vor. Beat Müller geht davon aus, dass die frühzeitig angekündigte Grenzwertverschärfung einen Technologieschub auslöst, der die Kosten für Staubfilter wesentlich reduzieren wird. «Die rasche Entwicklung wird es uns ermöglichen, die Limiten für den Abgasausstoss von Holzfeuerungen in den kommenden Jahren weiter zu verschärfen.»

Beat Jordi

Feuern ohne Rauchwolken

  • Das Anfeuern von oben reduziert den Schadstoffausstoss, weil die freigesetzten Gase durch die heisse Flamme strömen und dabei weitgehend verbrennen.
     
  • Zum Anfeuern eignen sich Anzündhilfen aus natürlichen Materialien wie Holzwolle besser als Papier.
     
  • Beim Anzünden und während des gesamten Abbrands müssen die Frischluftzufuhr gewährleistet und die Kaminklappe geöffnet sein.
     
  • Als Brennstoff eignet sich naturbelassenes Nadel- oder Laubholz, das an einem geschützten Ort im Freien mindestens zwei Jahre trocknen konnte.
     
  • Kaltes Holz brennt schlecht. Vor dem Gebrauch sollte es deshalb mindestens einen Tag in einem beheizten Raum zwischengelagert werden.
     
  • Damit nachgelegte Scheiter sofort Feuer fangen, sind sie jeweils einzeln auf die noch starke Glut zu setzen.
     
  • Luftklappe und Kaminschieber sollten erst geschlossen werden, wenn die Glut erloschen ist.
     
  • Zeitungen, Karton, Verpackungsmaterial, weitere Abfälle sowie behandeltes und verarbeitetes Holz dürfen nicht verbrannt werden.

Weitere Tipps: www.fairfeuern.ch

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Letzte Änderung 25.11.2010

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