Holzvergaser mit Zukunft
Holz ist ein Brennstoff mit Vergangenheit und Zukunft. Das Maximale aus dieser Art Biomasse herauszuholen vermag eine Holzvergaserheizung. Ihr Wirkungsgrad ist hoch, die Emissionsbelastung minimal. Der Preis für Stückholz, im Vergleich zu anderen Brennstoffen wie Öl oder Gas, recht gering. In Regionen mit hohem Holzaufkommen ist der Holzvergaser eine sehr gute Wahl.
Das Prinzip Holzvergasung
Holz enthält viele flüchtige Bestandteile. Bis zu 90 Prozent dieses Brennstoffes können zu Holzgas umgewandelt werden. Dieses Gasgemisch besteht aus Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff. Das Holzgas muss vollständig verbrannt werden, um seinen Heizwert maximal zu nutzen und die Emissionen so gering wie möglich zu halten. Das Verbrennen wird getrennt nach gasförmigen und festen Bestandteilen stattfinden. Diese Prozesse müssen sehr genau geregelt werden, da der hohe Sauerstoffbedarf für die Verbrennung auch zu einer unvollständigen Verbrennung führen kann. Neben Emissionen von Stickstoff und anderen Schadstoffen können feinste Partikel freigesetzt werden. Dieser Feinstaub kann zu Atmungsbeschwerden führen und nachteilig auf die Umwelt wirken. Findet die Holzvergasung jedoch vollständig statt, wie es bei modernen Holzvergasern der Fall ist, sind die Emissionen verschwindend gering. Die drei Phasen der Holzgasentwicklung, die hierfür vollständig ablaufen müssen, werden im Folgenden erläutert.
Trocknung des Holzes
Ist das Stückholz in den Holzfüllraum eingelegt, wird die Fülltür geschlossen und die erste Phase der Holzvergasung beginnt. Das Holz wird auf ca. 200 °C erwärmt. Dabei verliert es seine Feuchtigkeit (Restfeuchte), leicht flüchtige Stoffe entweichen. Das Holz ist nun bereit für die Pyrolyse.
Pyrolyse - das Holzgas entsteht
Das erwärmte Holz zersetzt sich nun langsam. Ab etwa 150 °C entsteht somit ein gasförmiges Stoffgemisch, das vorrangig Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid enthält. Auch Teer und Öl bildet sich. Im Laufe der Pyrolyse und der sich anschließenden Verbrennung werden auch diese zersetzt. Das Holzgas wird auf bis zu 500 °C erhitzt. Dabei reduziert sich das Holz zu Holzkohle. Mit dem Sauerstoff aus der Luft entsteht permanent mehr Kohlenmonoxid aus dem Holz.
Verbrennung
Das Holzgas reagiert nun zu Wasser und Kohlendioxid, während die Holzkohle unter Freigabe weiteren Gases zu Asche verbrennt. Die Temperatur erhöht sich auf bis zu 1200 °C. Das Holzgas verbrennt während dieser Phase mit zugeführtem Luftsauerstoff, unter Idealbedingungen, zu Wasser und Kohlendioxid, die als Abgase abgeführt werden. Der einzige feste Rückstand ist Asche. Das Kohlendioxid ist fast klimaneutral, sofern das zugeführte Holz regional ist und für ein Nachwachsen der Bäume gesorgt wird.
Heizkessel, Pufferspeicher und Regelung
Holzvergaser bestehen aus einem Heizkessel mit einem Regelungssystem und einem oder mehreren Pufferspeichern. Das Zusammenspiel dieser Bestandteile bürgt für den hohen Wirkungsgrad der
Heizung bei minimalem Schadstoffausstoß. Das Kernstück der Holzvergasung ist
Heizkessel, der auch Holzvergaserkessel oder Festbettvergaserkessel genannt wird. Er besitzt im oberen Bereich einen Holzfüllraum, der nur nach unten geöffnet ist. Die Einfüllöffnung wird mit der Fülltür nach dem Einlegen des Holzes geschlossen. Die Brennkammer befindet sich unterhalb des Holzfüllraumes. Hierhin wird das sich entwickelnde Holzgas angesaugt und verbrannt. Hinter einer unteren Klappe kann die Asche entnommen werden.
Diese Hauptbestandteile des Heizkessels sind durch Regelungsmechanismen und Heizkreisläufe ergänzt, die für die ordnungsgemäße Haupt- und Nachverbrennung des Gases sowie die Abführung der Abgase verantwortlich sind. Ist die Leistung des Heizkessels höher als 15 kW, so ist laut der Bundesimmissionsschutzverordnung in Deutschland mindestens ein Pufferspeicher vorgeschrieben. In ihm wird das aufgeheizte Wasser für den Verbrauch gespeichert. Empfehlenswert sind je kW etwa 50 Liter Kesselvolumen. Dies gewährt auch eine seltenere Notwendigkeit, den Kessel mit Holz zu bestücken.
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