Holzpellets für Hamburgs Wärmeversorgung: Zukunft oder Abschied?

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich, vor dem Hintergrund des Klimaschutzes zukünftig mehr erneuerbare Energien einzusetzen, mit der Biomasse Holz in Form von Holzpellets. Dabei steht die Wärmeversorgung Hamburgs im Zentrum der Betrachtung. Theoretische Grundlagen und eine Beschreibung des Produktes Holzpellets im deutschen Markt sowie deren Prozesskette liefern die notwendige Basis für diese Arbeit. Inwieweit ungewünschte Emissionen aus der Verbrennung von Energieträgern auftreten, wird angesichts der Luftschadstoffe analysiert. Bei der Betrachtung aus der wirtschaftlichen Perspektive nehmen bundesweite Förderungen und Subventionen von Holzpellet-Heizungen eine zentrale Rolle ein. Für die Einschätzung der Chancen und Risiken von Holzpellets dienen aufgeführte Vor- und Nachteile dieser Heizungen. Anhand der aktuellen Situation der Wärmeversorgung wird der Status Quo sowie die lokal verfügbare Menge der Biomasse Holz in Hamburg deutlich gemacht. Die Interessen und Handlungsmöglichkeiten der Stadt Hamburg zeigen ihr vergangenes, aktuelles und zukünftiges Verhältnis gegenüber Holzpellet-Heizungen auf. Die zentralen Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt beschreiben. Bei der Herstellung als Abfallprodukt der Holzindustrie wird das Produkt Holzpellets im Markt in hoher Qualität angeboten. Insgesamt nimmt der Anteil an den biogenen Festbrennstoffen zu. Die Menge an Holzpellets ist stark abhängig von der Energie-Effizienz des Gebäudes. Generell liegt der Wert der Staubemissionen für Holzpellets bei der Verbrennung höher als bei den Endenergieträgern Heizöl und Erdgas, jedoch können diese mithilfe von Filtern und Beimischungen weiter gesenkt werden. Per Definition sind die C02-Emissionen als neutral festgelegt. Volkswirtschaftlich fällt das CO2-Äquivalent für Holzpellets gering aus. Auch wird ein niedriger Primärenergiefaktor angegeben. Insgesamt haben Holzpellets ein niedriges Preisniveau. Förderungen auf Bundes- und Landesebene in Höhe von bis zu circa 25 Prozent sind möglich. Hamburg selbst fördert zusätzlich gezielt Anlagen im Gebäudebestand ab 100 kW, sofern keine Fernwärme vorhanden ist. Die Erneuerbarkeit von Holzpellets ist nur bei Aufforstung gewährleistet. Der Platzbedarf bei Lagerung und Befüllung sowie die Entsorgung der Asche sind einzelwirtschaftlich ein Nachteil. Das gilt ebenso für die hohen Anschaffungs- und Wartungskosten einer Holzpellet-Heizung. Status Quo: Letztendlich werden Holz-Hackschnitzel den Holzpellets bei größeren Anlagen vorgezogen, während kleine Anlagen auf kleinteilige Biomasse mit hoher Energiedichte angewiesen sind. In Hamburg schränkt, aufgrund seiner geringen Verfügbarkeit, der Ressourcen-Vorrat Holz die Entwicklungsmöglichkeiten von Holzpellets ein. Hamburg sollte den Import von Holzpellets aus dem Ausland senken und diese aus der Region entsprechend des Bedarfs fördern. Letztendlich sollte die Holzpellet-Verbrennung mit Filtern verbessert und diese subventioniert werden.

This bachelor thesis relates to the biomass wood in the form of wood pellets considering the climate protection using renewable energies, whereby the focus is on the heating supply of Hamburg. By means of the theoretical basis and the specification of the product wood pellets in the German market as well as the process chain, the necessary foundation is laid. In light of the relevant air pollutants it is analysed to what extend undesirable emissions occur that result from energy combustions. By consideration from the economic perspective nationwide subsidies of wood pellet heatings take a central role. To achieve a better assessment and evaluation with respect to the chances and risks of wood pellets, most important advantages and disadvantages of wood pellets heating systems are specified. Using the present situation of the heating supply, the status quo and the local available quantities of the biomass wood in Hamburg are recognised. The interests and opportunities for action of the city of Hamburg point out its former, actual and future relation to wood pellet heatings. The central results of this thesis can be described as follows: In the manufacture as waste product of the wood industry the product wood pellets are offered at high quality. Overall the proportion of biogenic solid fuels increases. The quantity of wood pellets is strongly dependant on the energy efficiency of the building. In general the determining values for dust emissions of wood pellets combustion are higher than for the energy source oil and natural gas, however they can be further reduced by filters and admixtures. Economically the CO2-Equivalent for wood pellets is minor as well as a low primary energy factor is stated. Wood pellets are characterised by low price levels overall. Subsidies on federal and state level are possible up to the amount of about 25 percent. Hamburg itself specifically supports facilities of existing buildings as of 100 kW, provided no district heating is available. The renewability of wood pellets is only ensured with reforestation. The space requirements for storage and filling as well as the disposal of the ashes are micro-economically a disadvantage. This also applies to the acquisition and maintenance costs. Status quo: Eventually wood chips are preferable to wood pellets in case of larger combustion facilities, whereas smaller facilities are dependent on small-format bio-mass with high energy density. Due to the limited availability of natural wood resources in Hamburg the city is limiting the development opportunities of wood pellets. Hamburg ought to reduce the import of wood pellets from abroad and support it’s own region according to demand. Finally the wood pellets combustion should be improved with filters and supported by subsidies.