11. September 2020

Kleiner, kompakter, tief modulierend und Brennwert: Pellets im Neubau

Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Gebäudedämmung und steigender Energiestandards für Neubauten ist zu erwarten, dass künftig der Bedarf an Pellet-Feuerungsanlagen im kleinen Leistungsbereich weiter zunimmt. Die Nachfrage danach ist bislang allerdings noch verhalten. Vielleicht auch aus Unkenntnis?

Tatsächlich modulieren moderne, automatisch beschickte Pelletkessel im Teillastbetrieb bereits heute schon im unteren einstelligen Leistungsbereich. Sie können also auch kleine Lastnachfragen bedienen, sind dafür auf Dauer aber nicht optimal. Holzfeuerungen haben eine längere Reaktionszeit als Systeme auf Basis von Heizöl oder Gas. Der Kessel fährt eine gewisse Zeit an, bis er optimal verbrennt und außerdem lässt sich die Verbrennung nicht einfach abschalten. Eine Installation ignoriert diese systembedingte relative Trägheit, wenn kein Pufferspeicher eingebaut wird. Meist sind häufige Start-Stopp-Phasen des Kessels die Folge und damit auch eine suboptimale Verbrennung. Wer seinem Kunden ein Pelletkessel-Angebot vorlegt und dabei ohne Pufferspeicher auskommt, weil es attraktiv, weniger Platz bedarf und günstiger scheint, muss bei den Einstellungen sehr genau arbeiten. Durchweg alle Hersteller empfehlen deshalb nach wie vor den Einbau eines Pufferspeichers zu ihrem Gerät, selbst wenn sie mittlerweile ohne diesen auskommen könnten. Außerdem sind sie die Voraussetzung für Hybrid-Kombinationen, z. B. der von Holzpellets mit Solarthermie.

Konstellation im Neubau
Das dürfte mehr noch für die Pellet-Feuerungsanlagen mit Nennlasten um die 10 kW und darunter gelten, die von etlichen Herstellern mittlerweile am Markt angeboten werden und die ihren Platz im Einfamilienhaus-(EFH)-Neubausegment finden. Dieses ist gekennzeichnet durch wenig Platz für eine Heizung und niedrigem Heizwärmebedarf. Das jüngst beschlossene Gebäudeenergiegesetz (GEG), das das Energieeinsparungsgesetz (EnEG), die Energieeinsparverordnung (EnEV) und das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) zusammenfasst, hat zwar nur den bestehenden Standard der EnEV2013 als neuen Niedrigstenergiegebäudestandard (NZEB) übernommen, doch ist damit zu rechnen, dass dieser in den kommenden Jahren verschärft wird – auch, weil die CO₂-Bepreisung im Wärme- und Verkehrssektor greift. Holzpellets sind hier im Vorteil, weil sie von den CO₂-Zusatzkosten nicht betroffen sind.

Zwar sinkt der Heizwärmebedarf – der Warmwasserbedarf bleibt aber in gleicher Größenordnung bestehen oder nimmt sogar noch zu, z. B. über das Duschen. Aufgrund von neuen Duschde signs in Richtung Wellness kann sich die Gewohnheit entwickeln, einfach ein paar Minuten länger unter der Dusche zu verbringen, was den Warmwasserbedarf enorm erhöht. Parallel steigt das Komfortbedürfnis: Das Warmwasser muss schnell zur Verfügung stehen. Mit einem Pufferspeicher kann bei niedrigem Wärmebedarf das Gebäude lange wärmeversorgt und zugleich mit einer integrierten Frischwasserstation Warmwasser bereitgehalten werden. Die Auslegung orientiert sich verstärkt am Warmwasserbedarf. Hersteller raten, in der Praxis einen Mittelweg zu gehen: Den Kessel leicht überzudimensionieren und ihn dann mit einem relativ kleinen Speicher zu kombinieren, der auskömmlich ist.

Geräte in diesem Segment
Die Entwicklung/der Trend der Pellet-Feuerungen in diesem Segment geht dahin, dass die Geräte von der Aufstellfläche her immer kleiner und kompakter werden, indem diverse Komponenten bereits in das Kesselgehäuse integriert sind. Sie sind relativ leicht und aufgrund der Abmessungen in der Regel problemlos einzubringen – bei besonderen räumlichen Gegebenheiten lassen sich die Anlagen meist komponentenartig auseinandernehmen und schnell wieder zusammenbauen. Die erforderlichen Abstände zu Wänden im Aufstellraum sind minimal, oft bezogen auf drei Seiten, sodass die Anlagen dann auch in Nischen passen. Einige Hersteller haben auch eine Brennwert-Variante im Programm. Andere bieten auf Wunsch optional Brennwertwärmetauscher an, die an dem Gerät wie ein Zusatzbaustein angebracht werden können. Viele Jahre war das Th ema Holzpellet-Brennwert von der Branche stiefmütterlich behandelt worden – jetzt zeigt sich, dass das Thema Brennwert in der Pelletbranche Normalität ist und dass zahlreiche Unternehmen dazu die eine oder andere Lösung bereithalten.

Zur Technik
Holzpelletfeuerungen, die in einem niedrigen einstelligen Leistungsbereich arbeiten, haben nur noch einen geringen Echtzeit-Pelletbedarf. Das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) hat in einer Studie festgestellt, dass die zugeführte Brennstoff menge sich auf wenige Hundert Gramm pro Stunde belaufen kann. Die Forscher kamen zu dem Ergebnis, dass bei 2 kW Last dann nur noch ca. 10 normkonforme Holzpellets pro Minute nötig sind.

Die Hersteller haben ihre Anlagen bautechnisch/ konstruktiv an diese Verhältnisse angepasst, z. B. die Komponenten der Verbrennungstechnik wie Brenner, Verbrennungsregelung, Brennstofft eller, Zuführung/ Dosierung. Kopfzerbrechen bereitet dieser Pellet-Dosier-Minimalismus den Herstellern jedenfalls nicht. Man habe Erfahrung mit diesem kleinen Leistungsbereich, er stelle technisch auch kein Problem dar und die Technik sei ausgereift.

Keine Abstriche auch bzgl. der Möglichkeiten, wie die Holzpellets in die kleinen Feuerungen gelangen: Hier stehen genauso die klassischen Transport-Optionen Schnecke oder Saugsystem zur Verfügung, allerdings rückt auch die manuelle Befüllung hier als Alternative mehr in den Fokus, weil der Bedarf sinkt. Dafür sind Vorratsbehälter in die Geräte integriert.

Lösungen am Markt – Modulation gehört zum Standard
Welche Lösungen gibt es in diesem Segment am Markt? Der österreichische Kesselhersteller Hargassner hat die Pelletkesselserie „Nano-PK“ im Programm (Leistungsbereiche: 1,6 – 6,1 kW; 2,7 – 9 kW; 3,6 – 12 kW; 4,5 – 15 kW). Wahlweise gibt es für die Geräte auch einen Kondenswärme-tauscher („Nano-PK Plus“). Das Gerät ist 3-Seiten wandbündig aufstellbar und benötigt eine Grundfläche von 0,45 m². Das Hydraulikmodul ist in das Gerät integriert, ebenso andere Komponenten wie Heizkreis- oder Speicher-/Pufferladepumpe.

Auch ETA Heiztechnik wirbt damit, mit seiner „PelletsUnit“ ein ganzes Heizsystem in einem kompakten Kessel verpackt zu haben. Die Unit wird mit einer Nennwärmeleistung von 7,7 kW bzw. 11 und 15 kW angeboten (Leistungsbereiche: 2,3 – 7,7 kW; 2,3 – 11,2 kW; 4,4 – 14,9 kW). Optional bietet ETA einen Brennwertwärmetauscher an und ab Herbst diesen Jahres auch einen reinen Brennwertkessel, den „ePE BW“.

Auch der „K10“ von HDG-Bavaria kann an drei Kesselseiten praktisch wandbündig aufgestellt werden. Je nach Bedarf können die Komponenten geteilt eingebracht werden. Der „K10“ moduliert im Bereich von 3 – 9,9 kW.

Kesselhersteller Guntamatic bietet in diesem Segment sein wandhängendes Gerät „Therm“ in unterschiedlichen Leistungen an (Leistungsbereiche: 2,2 – 7,5 kW; 2,2 – 8,0 kW; 3,0 – 10,2 kW).

Wärmepumpe-Pelletkessel-Kombinationen
Einige Hersteller bieten inzwischen Kombinationen von Wärmepumpe und Pelletkessel an. Etwa Guntamatic mit dem „Hybrid 10“. Die Leistung des Pelletblocks beträgt max. 10 kW, die der Luft-Wärmepumpe 9 kW. Je nach Wirkungsgrad und Brennstoffkosten wird automatisch die jeweilige Anlage aktiviert. Allerdings benötigt diese Formation entsprechend Platz und die Anschaffungs-/Installationskosten sind höher.

Kesselhersteller Solarfocus bietet seinen Pellet „elegance 10“ an (Leistungsbereich: 2,9 – 9,9 kW), optional dazu ein Brennwertmodul, das auf der Rückseite des Kessels angebracht wird. Bei engen Platzverhältnissen kann das Gerät auch zerlegt und in einzelne Baugruppen zum Aufstellungsort gebracht werden, wobei das schwerste Teil 93 kg wiegt.

Der „Pellematic Smart XS“ von Ökofen vereint Pellet-Brennwerttechnik, 335 l Pufferspeicher, Heizkreisgruppe und Frischwassermodul in einem Gerät, auf 0,9 m² Grundfläche. Der Kessel ist in 5 Leistungsstufen erhältlich (10 – 18 kW) und moduliert in der untersten Stufe im Leistungsbereich von 3 – 10 kW. Deckungsgleich in den Leistungsbereichen ist der „Pellematic Condens“-Brennwertkessel. Er kann mit dem „eReady“-Paket nachträglich mit einem Stirlingmotor ausgestattet werden.

Paradigma (baugleich mit Ökofen) bietet in diesem Segment seine Kessel „Peleo“ und „Peleo Optima“ an. Die untere Nennlast beim „Peleo“ beginnt bei 10 kW und steigert sich in 5 Leistungsstufen bis auf 18 kW, beim „Peleo Optima“ bis auf 32 kW in 9 Leistungsstufen. Beide Kesseltypen können in der Teillast bis auf 3 kW heruntermodulieren. „Peleo Optima“ ist ein Brennwertkessel.

KWB bietet zwei Feuerungslösungen an: „Easyfire EF2“ und „EF2 CC4“. Die kleinste Einheit der „EF2“-Serie bietet eine Nennleistung von 8 kW (2,4 – 8 kW), die beiden nächstgrößeren Einheiten decken Leistungsbereich von 3,5 – 12 kW sowie 4,4 – 15 kW ab. Die „EF2-CC4“-Serie ist ein Brennwertkessel in den Leistungsklassen 10 kW (3 – 10 kW), 12 kW (3,6 – 12 kW) und 15 kW (4,5 – 15 kW).

Herz bietet mit dem „Pelletstar Condensation“ einen Brennwertkessel mit Nennleistungen von 10 – 16 kW an (Leistungsbereiche: 3 – 10 kW; 4 – 12 kW; 4 – 14 kW; 16 5 – 16 kW). Dieser kann auch zur leichteren Einbringung in geteilter Form geliefert werden.

Windhager hat ebenfalls auf die Marktsituation reagiert und seinen „BioWin2“ in die Richtung kleines Leistungssegment weiterentwickelt. Die neuen Modelle gibt es in vier Leistungsstufen (10, 15, 21, 26 kW). In den beiden kleinsten Leistungsgrößen modulieren die Kessel „BW 102“ im Bereich 3,0 – 9,9 kW und der „BW 152“ von 4,3 – 15 kW. Den „BioWin2“ gibt es auch als Brennwertkessel (BioWin2 Plus). Auch hier kann unter vier Leistungsgrößen ausgewählt werden, die beiden kleinsten Kessel modulieren im Bereich 3,2 – 10,5 kW („BWE 102P“) und 4,8 – 15,9 kW („BWE 152P“).

Wie reagiert der Markt?
Auch die Pelletbranche befindet sich durch die zu Jahresbeginn neu ausgerichtete Förderung für Wärme aus Erneuerbaren Energien des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) im Aufwind. Durch die Bank berichten die Kesselhersteller von einer sehr positiven Absatzentwicklung im ersten Halbjahr 2020. Allerdings ist das Kerngeschäft der Branche nach wie vor die Heizungssanierung. Hier kommt der Branche zupass, dass das BAFA beim Austausch einer Ölheizung anteilig 45 % der förderfähigen Kosten übernimmt (Standard sind 35 %). Im Neubau dominieren die Wärmepumpe und Gas-/Solarthermie-Kombinationen. Hierüber und auch in Kombination mit dem beschriebenen Warmwasserbedarf kommt es derzeit dazu, dass die Nachfrage nach ganz kleinen Pelletkesseln noch überschaubar und aus Stückzahlsicht für etliche Unternehmen unbefriedigend ist. Die Branche zeigt allerdings, dass sie für weitere Entwicklungen am Wärmemarkt gerüstet ist, bei dem verstärkt CO₂ in die Betriebskosten mit eingerechnet werden müssen und die Gebäudestandards weiter verschärft werden, auch bei einer umfassenden Gebäudesanierung. Pellet-Brennwert ist heute breit verfügbar, selbst im kleinsten Leistungsbereich und die Modulationsfähigkeit der Kessel erlaubt rein technisch gesehen einen Betrieb ohne Pufferspeicher – was allerdings nach wie vor nicht zu empfehlen ist. Ein Pufferspeicher mit integrierter Trinkwasserstation ist eine hygienisch wie technisch gute Lösung und bedarf nur unwesentlich mehr Grundfläche als ein nebenstehender Trinkwasserspeicher.

Man darf auf die weitere Entwicklung gespannt sein. Die Pelletbranche hat längst auch im Neubau ihren Hut in den Ring geworfen, mit zahlreichen, dezidierten Lösungen. Es sollte dazu gehören, Neubaukunden neben Wärmepumpe, Gasheizung und Co. auch auf diese Möglichkeit hinzuweisen.

Autor: Dittmar Koop, Journalist für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz