Überblick zur Holzverbrennung

Holzstapel im Wald

Die Beliebtheit von Kaminöfen ist hoch. Ein Kaminofen ist nicht nur ein Sinnbild für Gemütlichkeit, sondern bietet Wärme unabhängig von Gas, Öl oder Stromlieferungen. Die Energiekrise sorgt aktuell mit steigenden Gas- und Heizölpreisen sowie der Sorge um eine unzureichende Heizversorgung im Winter zu einer erhöhten Nachfrage von Kaminöfen. Der Verkauf hat stark zugenommen, so dass Ofenbauer und Installateure lange Wartelisten für Ihre Aufträge haben.

Gemäß den Erhebungen der Schornsteinfeger-Innung gab es im Jahr 2021 in Berlin ca. 148.000 sogenannte Einzelraumfeuerungsanlagen. Einzelraumfeuerungsanlagen, wie Kaminöfen, heizen nur einen Raum und nicht die ganze Wohnung und werden mit festen Brennstoffen (Holz oder Kohle) betrieben. In der Abbildung ist die Aufteilung der ausschließlich oder überwiegend mit Scheitholz betriebenen insgesamt 115.160 Einzelraumfeuerungsanlagen nach Berliner Bezirken dargestellt.

Durch die Verbrennung von Holz können erhebliche Mengen von Luftschadstoffen freigesetzt werden, die die Nachbarschaft beeinträchtigen und zu Beschwerden führen. Dies macht sich vor allem in der kalten Jahreszeit bemerkbar. Zum einen wird mehr geheizt, zum anderen treten auch öfter austauscharme Wetterlagen auf, bei denen die Verdünnung der Schadstoffe durch geringe Windgeschwindigkeiten und Temperaturinversionen (kalte Luft am Boden, etwas wärmere Luft in der Höhe) erschwert wird. Das bedeutet: Wenn abends der Wind schwächer wird, dann kommen die Abgase besonders konzentriert in der Nachbarschaft an.

Bei der Verbrennung von Scheitholz entstehen gesundheitsschädliche Verbrennungsprodukte wie Partikel (PM), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOX), Schwefeldioxid (SO2), chlorhaltige Verbindungen, flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie klimaschädliches Methan, Lachgas und Ruß. Diese Stoffe gelangen über den Schornstein in die Außenluft.

Die Verbrennung von Holz (und Kohle) verursacht zudem erheblich mehr Partikel als andere Brennstoffe. Gemäß dem Umweltbundesamt emittiert ein neuer Kaminofen genauso viel Partikel (ca. 500 Milligramm) in einer Stunde wie der Motor eines modernen Diesel-Pkw (EURO 6) bei einer 100 km langen Fahrt. Partikel können Bronchitis, asthmatische Anfälle oder Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems verursachen.

In der Tabelle sind die Heizwerte der einzelnen Brennstoffe, also die Mengen an Wärmeenergie, die bei der Verbrennung entstehen, gegenübergestellt. Beim Vergleich wird klar, dass Holz den Brennstoff mit dem geringsten Heizwert darstellt. Je höher der Heizwert eines Brennstoffs, desto geringer der Verbrauch. Der Heizwert kann somit auch einen entscheidenden Einfluss auf die Heizkosten haben.

Ebenfalls dargestellt sind die durchschnittlichen Emissionsfaktoren von einigen relevanten Schadstoffen, die bei der Verbrennung der aufgeführten Brennstoffe bezogen auf die dabei freiwerdende Energie entstehen. Hier zeigt sich, dass bei Heizöl und Gas weniger Luftschadstoffe und Treibhausgase emittiert werden als bei Holz. Der Unterschied tritt bei Staubemissionen sehr deutlich hervor. Die Emissionsfaktoren für Feinstaub beim Einsatz von Gas sind fast vernachlässigbar, beim Einsatz von Öl moderat, bei Kohle und Holz um einen Faktor von etwa 100 erhöht.

Rechenbeispiel für den Brennholzverbrauch eines Haushalts pro Jahr

Die Heizperiode von 9 Monaten im Jahr entspricht umgerechnet 270 Heiztagen. Bei der Annahme von 3 Heizstunden / Tag ergeben sich insgesamt 810 Heizstunden.

Der Heizwert von Brennholz beträgt 4,2 kWh/kg. Bei einem Ofen mit einer Nennwärmeleistung von 6 kW ergibt sich damit ein Holzverbrauch von 1,4 kg/h. Wird noch ein Wirkungsgrad von 80 % berücksichtigt, erhöht sich der Holzverbrauch auf etwa 1,8 kg/h. Multipliziert mit der Anzahl von 810 Heizstunden im Jahr sind etwa 1.460 kg Brennholz je Heizperiode erforderlich.

Brennholz wird in Raummetern berechnet. Ein Raummeter ist ein ordentlich geschichteter Holzstapel mit einem Volumen von einem Kubikmeter inklusive einem Holraum- bzw. Luftanteil von ca. 30 %. Ein Raummeter Buchenholz mit einer Feuchte von 20 % wiegt ca. 530 kg bzw. ca. 0,5 t. Pro Jahr beträgt der Brennholzanteil damit etwa 2,8 Raummeter Buchenholz.

Dies entspricht ungefähr einer Buche mit einem Stammdurchmesser von 40 cm und einer Wuchshöhe von 25 m. Um diese Wachstumshöhe zu erreichen braucht die Buche ca. 80 Jahre. Geht man von diesem kontinuierlichen Verbrauch für alle in Berlin mit Scheitholz betriebenen Einzelraumfeuerungsanlagen aus, wurden im Jahr 2021 rechnerisch etwa 115.160 Bäume zur Wärmeversorgung verbrannt. Dafür müssen in einem Jahr Bäume auf einer von ca. 770 Hektar abgeholzt werden, was in etwa einem Sechstel der Waldfläche des Berliner Grunewalds gleichkommt.

Alternativ entsprechen 1.460 kg Brennholz etwa 515 kg bzw. 606 l Heizöl mit einem Heizwert von 11,9 kWh/kg oder ca. 479 kg Erdgas mit einem Heizwert von 12,8 kWh/kg.

Partikelbelastung durch Holzverbrennung in Berlin

Partikel stammen aus einer Vielzahl von Quellen. Der Anteil der Holzverbrennung am gesamten Berliner Partikelausstoß kann dem sogenannten Emissionskataster entnommen werden

Das Emissionskataster ist ein räumliches Verzeichnis der ausgestoßenen Menge einzelner Quellgruppen von Luftschadstoffen über ein Jahr. Insgesamt werden in Berlin etwa 2.500 Tonnen Partikel pro Jahr emittiert. Dabei hat der Straßenverkehr mit 626 Tonnen pro Jahr den größten Anteil. Er enthält nicht nur den zurückgehenden Partikelausstoß aus dem Auspuff, sondern auch die inzwischen dominierenden, durch Abrieb von Fahrbahn, Reifen und Bremsen sowie durch Aufwirbelung an die Luft abgegebenen Partikel. Vergleicht man die reinen Abgasemissionen des Kfz-Verkehrs von 110 Tonnen pro Jahr mit den Partikelemissionen von 186 Tonnen pro Jahr aus der Holzverbrennung zeigt sich, dass die Quelle Holzverbrennung dennoch nicht unwesentlich ist.

Um den Beitrag der Holzverbrennung an der gemessenen Partikelbelastung in der Atmosphäre (Immissionsbelastung) zu bestimmen, können auf Filtern gesammelte Partikel auf ihre chemischen Eigenschaften hin untersucht werden. Ein eindeutiger Indikator für Holzverbrennung ist der Stoff Levoglucosan. Levoglucosan entsteht bei der Verbrennung von Cellulose und kann daher nicht aus Verbrennungsprozessen der Industrie oder des Verkehrs stammen. Da seine Bestimmung jedoch sehr aufwendig ist, werden in Berlin seit 2017 automatische Messgeräte (Aethalometer) zur Erfassung der quellspezifischen Lichtabsorbtion verwendet (siehe Clemen, et al., 2018). Die Absorptionseigenschaften des Rußes unterscheiden sich nämlich, je nachdem ob sie aus der Holzverbrennung (Biomasse) oder aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Dieselkraftstoff stammen.

  • Quantifizierung des Holzverbrennungsbeitrages zu PM10 in Berlin mit einem automatischen Messverfahren (Clemen, et al., 2018)

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Die empirisch aus der Kohlenstoffbilanzierung ermittelten Beiträge der Holzverbrennung haben seit den letzten Jahren an Tagen mit Überschreitung des Tagesgrenzwertes für Partikel PM10 (Tagesmittelwerte über 50 Mikrogramm pro Kubikmeter) einen gleichbleibenden mittleren Anteil von etwa 12 % an den PM10-Immissionen.

Die Abbildung zeigt für die Jahre 2017 bis 2019 an der Messstation Frankfurter Allee die Zahl der Tage mit Überschreitungen des Tagesgrenzwerts (PM10 > 50 µg/m3) und wie oft dieser überschritten worden wäre, wenn keine Holzverbrennung stattgefunden hätte.

Es ist zu erkennen, dass die Anzahl der Überschreitungstage in den letzten Jahren kontinuierlich gesunken ist – allerdings fast nur der Anteil ohne Holzverbrennung. Ohne die Beiträge aus der Holzverbrennung wäre die Anzahl der Überschreitungstage wesentlich kleiner. Auch wenn die gesetzlich zulässige Anzahl an Überschreitungstagen von 35 seit 2016 eingehalten wird, sollte die Belastung nach den neuen verschärften Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO) wesentlich geringer sein. Um negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit weitgehend zu vermeiden, empfiehlt die WHO die Zahl der Tageswertüberschreitungen für Feinstaubpartikel auf drei zu begrenzen. Berlin hat sich langfristig zum Ziel gesetzt, die Luftqualität in Richtung der WHO-Richtwerte zu verbessern. Ohne Maßnahmen zur Verminderung von Partikelemissionen bei der Holzverbrennung wird dieses Ziel nicht erreichbar sein.

Weitere Informationen

Beschwerdemanagement

Sollten Sie sich von Holzfeuerungen in der Nachbarschaft belästigt fühlen, ist es zunächst sinnvoll, ein offenes Gespräch mit dem verantwortlichen Nachbarn zu führen.
Sollten Sie Hinweise haben, dass ungeeignete Brennstoffe oder sogar Müll verbrannt werden, können Sie bei Nichteinsicht und Wiederholung des verantwortlichen Nachbarn die zuständige Behörde informieren. Ansprechpartner sind das Ordnungs- oder das Umweltamt in Ihrem Bezirk.