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Brennholzkunde

Grundlegende Informationen:

Brennholz wird bei einer Restfeuchte von max. 20% als lufttrocken bezeichnet. Lufttrockenes Holz sollte immer an einem trockenen Ort gelagert werden, da sich der Wassergehalt im Holz der Umgebungsfeuchte anpasst. Der Fachmann spricht hier von Hygroskopie (die Fähigkeit Wasser aus der Luft wieder aufzunehmen)

Heizwert

Quelle: Lwf Bayerische Staatsforstverwaltung, Merkblatt Nr. 12, 2003 heiz1 Quelle: LWF, Bayerische Staatsforstverwaltung

Zusammenhang zwischen Wassergehalt und Heizwert

Der Heizwert je Gewichtseinheit hängt nicht von der unterschiedlichen Dichte der Holzarten ab. Entscheidend ist der Anteil des Wassers an der Gesamtmasse, der Wassergehalt. Nadelholz weist aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung einen geringfügig höheren Heizwert je kg auf als Laubholz. Wie kann ich den Heizwert bei bestimmten Wassergehalten selbst berechnen? Bei der Verbrennung von Holz verdampft zunächst das enthaltene Wasser. Die dazu benötigte Energie beträgt 0,68 kWh je kg Wasser (Verdampfungswärme). Zieht man die für die Verdampfung des Wassers benötigte Energie von der in der verbleibenden Trockenmasse enthaltenen Energie ab, errechnet sich der Heizwert. heiz2 Beispiel: Der Heizwert je kg bei 30 % Wassergehalt beträgt: (70 % x 5 kWh) – (30 % x 0,68 kWh) = 3,3 kWh. Überschlägig liegt der Heizwert von absolut trockenem Holz (Wassergehalt 0 %) bei 5 kWh/kg. Lufttrockenes Holz (Wassergehalt 15 – 20 %) besitzt einen durchschnittlichen Heizwert von 4 kWh/kg, frisch geschlagenes Holz (Wassergehalt 50 % und mehr) von 2 kWh/kg. Im Gegensatz zum Heizwert je Gewichtseinheit verringert sich der Heizwert je Volumeneinheit bei steigendem Wassergehalt nur wenig. Dagegen treten die Unterschiede bei Baumarten mit verschiedenen Dichten wie Fichte und Buche deutlich hervor. heiz3 Beispiel: Der Heizwert von einem Festmeter, Raummeter oder Schüttraummeter Holz mit Wassergehalt 50 % (waldfrisch) liegt nur 15 % niedriger als der von lufttrockenem Holz (Wassergehalt 15 %). Bezogen auf das Gewicht beträgt der Unterschied mit 2 statt 4 kWh je kg dagegen 50 %! Der Heizwert der Buche je Volumeneinheit liegt aufgrund ihrer hohen Dichte gegenüber der Fichte ein Drittel höher, je Gewichtseinheit aber 5 % tiefer! Die Volumeneinheiten fm, rm und srm gelten für das Holz, wie es im Wald anfällt, unabhängig vom Wassergehalt. Der Volumenschwund, der bei Trocknung unter 25 % Wassergehalt (Fasersättigungspunkt) beginnt, wird in der Heizwerttabelle nicht berücksichtigt.

Heizwerttabelle für verschiedene Baumarten

heiz4

Gleichgewichtspreise nach Energieinhalt zu Heizöl

Heizölpreis Energiepreis Theoretischer Holzpreis nach Energieinhalt für Buche
in € je Liter in Cent je kWh € je t Trockenmasse € je fm € je rm € je srm
0,10 1 50 28 20 11
0,15 1,5 75 42 29 17
0,20 2 100 56 39 22
0,25 2,5 125 70 49 28
0,30 3 150 84 59 33
0,35 3,5 175 98 68 39
0,40 4 200 112 78 45
0,45 4,5 225 126 88 50
0,50 5 250 140 98 56
0,55 5,5 275 153 107 61
0,60 6 300 167 117 67
Bezogen auf den Energieinhalt kosten Holzbrennstoffe meist deutlich weniger als Heizöl. Dies trifft besonders für Hackschnitzel zu. Allerdings erfordert eine Hackschnitzelheizung auch höhere Investitionen als eine Ölheizung. Achtung: aktuelle Förderprogramme beachten!!! Preisermittlungnach Volumen: Wenn Baumart und Wassergehalt bekannt und konstant sind, ist es ausreichend genau, mit einem festen Preis je Volumeneinheit (z.B. 22 € / Srm) abzurechnen. Besteht das Energieholz aus mehr als einer Baumart oder schwankt der Wassergehalt stark, ist das Volumenmaß ein unzureichender Ausgangswert für die Preisermittlung. – nach Gewicht und Wassergehalt:
Wassergehalt in % Heizwert in kWh/kg Korrekturfaktor 1) (Wassergehalt 30 % entspricht 1,00) Vergütung2) in € je Tonne
0 5,00 1,52 152
5 4,72 1,43 143
10 4,43 1,34 134
15 4,15 1,26 126
20 3,86 1,17 117
25 3,58 1,09 109
30 3,30 1,00 100
35 3,01 0,91 91
40 2,71 0,83 83
45 2,44 0,74 74
50 2,16 0,66 66
55 1,88 0,57 57
60 1,59 0,48 48
 
  1. Der Korrekturfaktor verhält sich proportional zum Heizwert.
  2. Grundvergütung beispielsweise 100 € / t bei Wassergehalt 30 %
nach produzierter Wärmemenge: Beispiel 1: Kiefer Vorgabe: Kiefernhackschnitzel mit Wassergehalt 30 % Bereitstellungskosten: 22 € /srm Berechnung: Energieinhalt je Srm (aus Umrechnungstabelle) 800 kWh / srm Preis nach Energieinhalt ( = 22 / 800) 2,75 Cent / kWh Jahresnutzungsgrad des Heizkessels 80 % Preis je kWh nach Wärmemenge (= 2,75 / 0,8) = 3,44 Cent / kWh = 34,4 € / MWh Bei Bereitstellungskosten von 22 € / Srm könnte die produzierte Wärmemenge für 3,44 Cent / kWh angeboten werden. Beispiel 2: Buche Vorgabe: Vereinbarter Preis nach Wärmemenge von 3,44 Cent / kWh Buchenhackschnitzel, Wassergehalt 30 % Berechnung: Jahresnutzungsgrad des Heizkessels 80 % Preis nach Energieinhalt ( = 3,44 x 0,8) = 2,75 Cent/kWh Energieinhalt je Srm (aus Umrechnungstabelle) 1051 kWh/Srm Rechnerischer Preis etwa (=1051 x 0,0275) = 28,90 € / srm Die Abrechnung mit 3,44 Cent / kWh produzierter Wärmemenge ermöglicht im Beispiel eine Vergütung von 28,90 €/srm. Nach Wärmemenge lässt sich einfach abrechnen. Allerdings verursacht die exakte Einschätzung des Jahresnutzungsgrades des Heizkessels Probleme. Als Anhaltswert für einen gut ausgelasteten Holzheizkessel können 80 % angenommen werden, d.h. der am Wärmemengenzähler abgelesene Wert entspricht etwa 80 % der ursprünglich im Holz enthaltenen Energie. Diese kann nie vollständig als Nutzwärme an das Wärmenetz abgegeben werden, weil unter anderem mit den über den Kamin austretenden Rauchgasen Wärme verloren geht. Grundsätzlich weist Holz als Naturstoff veränderliche Dichten und Wassergehalte auf und damit unterschiedliche Heizwerte. Dies gilt es bei allen Kalkulationen und Abrechnungen zu beachten.  

Umrechnungen der Maßeinheiten

Verhältniszahlen der Raummaße

1 Festmeter (fm) = 1,4 Raummeter/Ster (rm) = 2,5 Schüttraummeter (srm) Hackschnitzel mass1 Quelle: Lwf Bayerische Staatsforstverwaltung, Merkblatt Nr. 12, 2003

Umrechnungszahlen Gewicht – Festmaß

mass2
Bayrischer Waldbesitzerverband 2006 mass3 mass4 mass5