Der Begriff Kleinfeuerungsanlagen steht für sämtliche Feuerungsanlagen, die keiner Genehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) bedürfen. Dies gilt gemäß der 4. BImSchV (Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen – 4. BImSchV) für Feuerungsanlagen in denen holzartige Biomasse eingesetzt werden bis zu einer Feuerungswärmeleistung von 1 MW und für Feuerungsanlagen in denen Stroh oder sonstige nachwachsende Rohstoffe (NawaRo) eingesetzt werden bis zu einer Feuerungswärmeleistung von 100 kW. Die Überwachung dieser Anlagen fällt in den Zuständig-keitsbereich des Schornsteinfegerhandwerks.
Kleinfeuerungsanlagen umfassen neben den Einzelraumfeuerungen auch Zentral- und Sonderfeuer-stätten. Diese drei Technologiegruppen wiederum umfassen eine Vielzahl an Technologien, die [Kaltschmitt et al. 2016] und [Hartmann et al. 2013] folgend, nach dem Feuerungsprinzip, der Art der Beschickung, der Bauartengruppe oder nach dem Vorhandensein und der Lage eines Rostes differenziert werden können.
2.1.1 Einzelraumfeuerungen
Einzelraumfeuerungsanlagen werden gemäß § 3 Abs. 3 1. BImSchV (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen – 1. BImSchV) vorwiegend zur Beheizung des Aufstellraumes verwendet, können nach [ZIV 2010a] aber auch angrenzende Räume mitversorgen. In der Regel werden Einzelraumfeuerungen nur gelegentlich, zusätzlich zu anderen Heizsystemen betrieben und – mit Ausnahme von Pellets – manuell beschickt [Kaltschmitt et al. 2016]. Nachstehend werden die wesentlichen Technologien kurz beschrieben, wobei technische Details [Kaltschmitt et al. 2016] und [Hartmann et al. 2013] entnommen werden können.
· Offener Kamin. Nach § 2 Abs. 12 1. BImSchV werden Einzelraumfeuerungen, die offen betrieben werden können als Offene Kamine bezeichnet, sofern sie nicht ausschließlich der Zubereitung von Speisen dienen. Die Heizleistung richtet sich nach der Größe des Aufstellraumes und liegt typischerweise zwischen 0 und 5 kW [Kaltschmitt et al. 2016]. Infolge der hohen Luftmenge, die für die vollständige Verbrennung erforderlich ist, ist der Verbrennungsprozess in der Regel unzureichend, welches zu niedrigen Wirkungsgraden und hohen Schadstoffemissionen führt [Kaltschmitt et al. 2016]. Aus diesem Grund ist laut § 4 Abs. 4 1. BImSchV der Betrieb nur gelegentlich und mit naturbelassenem Scheitholz oder Holzbriketts/Holzpellets zulässig.
Grundlegend tritt bei offenen Kaminen der eigentliche Nutzen als Zusatzheizsystem in den Hintergrund [Kaltschmitt et al. 2016].
· Kamineinsatz/Kaminkassette. Offene Kamine können mit Kamineinsätzen oder Kaminkassetten nachgerüstet werden. Die Verbrennung in dem geschlossenen Feuerraum führt zu einer deutlichen Steigerung der Verbrennungsqualität, mit dem Resultat einer Wirkungsgraderhöhung um bis das Drei- bis Fünffache [Bochmann et al. 2011]. Die Heizleistung liegt nach [Kaltschmitt et al. 2016]
typischerweise zwischen 5 und 15 kW. Alternativ werden diese Anlagen auch als geschlossener Kamin, Heizkamin oder Heizcheminée bezeichnet [Kaltschmitt et al. 2016].
· Kaminofen. Frei im Wohnraum aufgestellte, meist gusseiserne Einzelraumfeuerungen mit einer im Betrieb stets luftdicht verschlossenen Tür werden als Kaminöfen bezeichnet. Die typische Heizleistung beträgt zwischen 3 und 12 kW. Aufgrund der kurzen Nachlegeintervalle gelten Kaminöfen nicht als dauerbrandfähig. Das Bedienverhalten des Nutzers hat erheblichen Einfluss auf den Brennstoffeinsatz und das Emissionsverhalten der Anlage [Kaltschmitt et al. 2016]. Kaminöfen werden bevorzugt in der Übergangszeit oder als Zusatzheizung eingesetzt [Hartmann et al. 2013].
Weitere Bezeichnungen für Kaminofen sind Schwedenofen, Zimmerofen, Einzelofen, Eiserner Ofen [Kaltschmitt et al. 2016].
· Speicherofen. Vergleichsweise langsam wird die in der Speichermasse gespeicherte Wärme an die Umgebung abgegeben [Kaltschmitt et al. 2016]. Entsprechend den Wanddicken der Speichermasse kann zwischen der schweren (Grundofen) und der leichten (Warmluftofen) Bauart unterschieden werden. Speicheröfen weisen eine Heizleistung zwischen 3 und 15 kW auf [Kaltschmitt et al. 2016].
· Grundofen. Die Bezeichnung Grundofen steht für die an Ort und Stelle, aus mineralischem Speichermaterial handwerklich gesetzten, klassischen Wärmespeicherofen. Die vergleichsweise große Speichermasse bedingt eine träge, dafür langanhaltende Wärmeabgabe bis zu 24 Stunden. Dies ist der Hauptunterschied zu den anderen Einzelraumfeuerungen [Kaltschmitt et al. 2016]. Alternativ werden Grundöfen auch als Kachelgrundofen oder Specksteinofen bezeichnet [Kaltschmitt et al. 2016].
· Warmluftofen. Gegenüber dem Grundofen besitzen Warmluftöfen eine geringere Speichermasse.
Unter dem Begriff Warmluftofen können Kachelofen oder Warmluftkachelofen zusammengefasst werden [Kaltschmitt et al. 2016].
· Küchenherd. Für die Zubereitung von Speisen dienen Küchenherde, bei denen verschiedene Verbrennungsprinzipien Anwendung finden [Hartmann et al. 2013]. Die Heizleistung beträgt nach [Kaltschmitt et al. 2016] zwischen 3 und 12 kW.
· Heizherd. Eine Weiterentwicklung der Küchenherde sind Heizherde, die vom Kochbetrieb auf einen Heizbetrieb umgestellt werden können, indem der Rost heruntergeklappt wird, so dass der gesamte Füll- bzw. Feuerraum des darunterliegenden Rostes genutzt werden kann [Kaltschmitt et al. 2016].
· Badeofen. Badeöfen sind Warmwasserbereiter und dienen neben dem Aufheizen von Dusch- und Badewasser auch der Beheizung des Aufstellraumes. Der Wirkungsgrad beträgt mindestens 40 % [Laasch et al. 2013].
2.1.2 Zentralfeuerstätten
Zentralfeuerstätten zeichnen sich im Gegensatz zu den Einzelraumfeuerungen durch die räumlich getrennte Erzeugung und Nutzung von Wärme aus. Folglich sind diese mit einem Wärmeüberträger ausgestattet und an einen Heißwasserkreislauf angeschlossen [Kaltschmitt et al. 2016]. Zentralfeuer-stätten können sowohl manuell als auch automatisch beschickt werden.
· Manuell beschickte Zentralfeuerstätten werden in der Regel im häuslichen Bereich mit Scheitholz, vereinzelt aber auch in der Holzbe- und Holzverarbeitung zur Verbrennung grobstückiger Resthölzer betrieben. In Haushalten liegt die Leistung bei circa 10 kW und im gewerblichen Bereich bei bis zu 250 kW (maximal 800 kW) [Kaltschmitt et al. 2016].
· Automatisch beschickte Zentralfeuerstätten ermöglichen eine höhere thermische Leistung und automatisierte und rationellere Betriebsabläufe. Neben Hackschnitzel und Pellets werden auch Sägeprodukte und Resthölzer in diesen Anlagen eingesetzt [Kaltschmitt et al. 2016]. §5 1. BImSchV stellt aufgrund des Emissionsverhaltens Anforderungen an den Einsatz der Brennstoffe aus der Holzbe- und Holzverarbeitung (Brennstoff 6 und 7 gemäß §3 Abs. 1 1. BImSchV) sowie an Stroh und ähnliche pflanzliche Stoffe (Brennstoff 8 und 13 gemäß §3 Abs. 1 1. BImSchV). Aufgrund deren erhöhten Emissionspotentials dürfen die Brennstoffe 6 und 7 lediglich in Betrieben der Holzbe- und Holzverarbeitung in Anlagen mit einer Nennwärmeleistung von mindestens 30 kW und Brennstoffe 8 und 13 ausschließlich in automatisch beschickten Anlagen eingesetzt werden.
Hervorgegangen aus Einzelraumfeuerungen sind Sonderbauarten und Mischformen aus Einzelraumfeuerungen und Zentralfeuerstätten, die einen Teil der erzeugten Nutzwärme an den umgebenden Raum abgeben bzw. zum Kochen/Backen verwenden und den anderen Teil zur Brauchwassererwärmung nutzen bzw. über einen zusätzlich vorhandenen Wasserwärmeüberträger an einen Heißkreislauf abgeben [Kaltschmitt et al. 2016]. Eine Abgrenzung dieser Anlagen ist nicht trivial, jedoch maßgeblich für die aus der 1. BImSchV resultierenden Anforderungen hinsichtlich Überwachungspflichten und einzuhaltende Grenzwerte. Zu diesem Zweck hat die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) im Rahmen des Auflegungskatalogs eine Entscheidungsmatrix für die Zuordnung der Feuerstätte herausgegeben [LAI 2011].
2.1.3 Sonderfeuerstätten
Sonderfeuerstätten umfassen Sonderbauarten von Feuerungsanlagen sowie Prozessfeuerungsanlagen, die maßgeblich im gewerblichen Bereich zum Einsatz kommen:
· Backofen/Pizzaofen. Per Definition dienen Back- und Pizzaofen zum Backen und Zubereiten von Speisen durch die unmittelbare Berührung mit heißen Gasen.
· Brennofen. Brennöfen dienen der thermisch aktivierten Stoffumwandlung des Brenngutes. Zum Einsatz kommen Brennöfen bei der Herstellung von Zement/Ziegeln sowie Keramiken/Porzellan.
· Kochkessel. Nach [ZIV 2010a] zählen Kochkessel zu den Sonderbauarten von Feuerungsanlagen, in deren Behälter mit eigener Befeuerungstechnik große Mengen an Speisen zubereitet werden.
· Lufterhitzer. Lufterhitzer nutzen die zirkulierende Luft zur Erzeugung von Raumwärme und finden insbesondere in großen Ausstellungs- und Industriehallen ihren Einsatz [Laasch et al. 2013].
· Räucheranlage. Zur Konservierung oder Geschmacksveränderung von Lebensmitteln werden Räucheranlagen (Räucherschränke, Räucherkammern) eingesetzt [ZIV 2010a].
· Waschkessel. Waschkessel dienen der Bereitstellung von Warmwasser.
2.1.4 Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen
Feste Bioenergieträger können auch zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung in
Kraft-Wärme-Biomasseheizkraftwerke und Holzvergaseranlagen bis Ende 2013 errichtet [Scheftelowitz et al. 2014].
KWK-Anlagen im Geltungsbereich der 1. BImSchV sind überwiegend Holzvergaser. Mit weit weniger als 1.000 Anlagen in 2015 sind diese Anlagen gegenüber Einzelraumfeuerungen und Zentralfeuerstätten hinsichtlich Anzahl und Brennstoffeinsatz zu vernachlässigen. Indem mit den Daten der Übertragungsnetzbetreiber sowie dem Monitoring des EEGs umfangreiche Informationen zu dieser Anlagengruppe vorliegen, werden in dieser Arbeit KWK-Anlagen nicht betrachtet.