Europäische Emissionsnormen für Festbrennstofföfen 

Die Verbrennung fester Brennstoffe geht immer mit der Produktion von Schadstoffen einher, deren Menge generell auf ein akzeptables Maß reduziert werden sollte. Eines der Instrumente, um die Menge der freigesetzten Schadstoffe zu reduzieren, sind die gesetzlichen Anforderungen für Verbrennungsanlagen und Brennstoffe, die angewendet werden, wenn die Verbrennungsanlage unter Beteiligung einer notifizierten Stelle oder in Verkehr gebracht wird während ihres Betriebs. Der Artikel befasst sich mit den gültigen Anforderungen an Schadstoffemissionen und Wirkungsgrad von Verbrennungsanlagen, die sowohl EU-weit gesetzlich vorgeschrieben sind, als auch mit weiteren Anforderungen, die in einzelnen Ländern gegeben sind. Die europäischen Spitzenreiter in diesem Bereich sind durch Deutschland und Österreich vertreten. Da die einzelnen Grenzwerte in unterschiedlichen Einheiten und unter unterschiedlichen Bedingungen (O2-Referenzgehalt) ausgedrückt werden, werden in diesem Beitrag die Grenzwerte neu berechnet, um sie zu vergleichen und die Frage zu beantworten, wie sie sich unterscheiden und wo die Anforderungen am strengsten sind.

Verschärfungen allgemeiner Grenzwerte erfolgen dann durch verschiedene Erlasse und Verordnungen in den einzelnen Bundesländern oder freiwillige Umweltzeichen. Zu den bekanntesten Umweltzeichen und Förderprogrammen gehören:

• CR – New Green Savings (www.novazelenausporam.cz);
• Deutschland - DINplus (http://www.dincertco.de);
• Schweden, Norwegen, Finnland, Dänemark, Island – Nordic Swan (www.nordic-ecolabel.org);
• Frankreich – Flamme Verte (http://www.flammeverte.org);
• England – HETAS-Zertifizierung (http://www.hetas.co.uk); atd.

Hinweis: Im nächsten Teil des Textes wird teilweise die Einheit m3N angegeben - sie repräsentiert das Volumen in Kubikmetern bei 101 325 Pa und 0 °C - unter sogenannten Normalbedingungen.

EUROPÄISCHE EMISSIONSGRENZWERTE IM ALLGEMEINEN

Gemäß den Normen müssen Geräte die Emissionsgrenzwerte nur bei Nennleistung einhalten (mit Ausnahme von Geräten, die Holzpellets verbrennen, die andere Grenzwerte bei reduzierter Leistung haben). Die Tabelle der Emissionsgrenzwerte ist als tab gekennzeichnet. Nr. 1. Die Tabelle zeigt auch die Mindesteffizienzwerte für die angegebenen Geräte.

Tab. Nr. 1 Allgemeine Emissionsgrenzwerte, EU

Im Allgemeinen sind diese Emissionsgrenzwerte im Vergleich zu Kesselanforderungen moderat [15] und die Mindestwirkungsgrade sind relativ niedrig. Das Wirkungsgradproblem tritt bei Kamineinsätzen (im Folgenden KV genannt) auf. Diese sind für die Einhausung bestimmt oder mit einem Sammelelement verbunden, durch das die Rauchgase strömen. Für die korrekte Funktion der Einheit (ZH + Speicherelement) ist es daher erforderlich, dass die Rauchgase hinter dem ZH eine hohe Temperatur haben – das ZH selbst hat dann einen geringen Wirkungsgrad. Allerdings bieten Hersteller (anscheinend aus Angst, dass Kunden ihre Produkte nicht kaufen würden) KVs mit einem Wirkungsgrad von über 70 % an. Hersteller werden häufig durch strengere Anforderungen in EU-Ländern zu diesem Trend gedrängt, in denen sie mit Produkten mit niedrigeren Wirkungsgraden als von den lokalen Vorschriften gefordert nicht erfolgreich wären.

Zu beachten ist, dass der Wärmebedarf des Gebäudes während der Heizperiode nicht gleich ist. Bei Brennzellen mit Wassertauscher ist ein Speicher für Heizwasser eine mögliche Lösung, wodurch die Brennzelle mit der idealen Nennleistung arbeiten kann. Wenn die Leistung moduliert wird (auf eine sogenannte reduzierte Leistung), treten eine höhere Emissionserzeugung und ein geringerer Wirkungsgrad auf. Daher ist es sinnvoll, den Kaminofen nicht unnötig zu überdimensionieren und dadurch eine möglichst große Abdeckung der Heizperiode im Betrieb bei Nennleistung zu erreichen.

TSCHECHISCHE REPUBLIK - EMISSIONSGRENZEN IM ALLGEMEINEN

Die Tschechische Republik übernimmt die Grenzwerte aus den oben genannten Normen. Für Strahlungswärmequellen (Nahwärme), Gesetz Nr. 201/2012 Coll. - zum Luftschutz legt zusätzliche Verpflichtungen sowohl für Hersteller (Importeure) von Feuerungsanlagen als auch für Betreiber fest.

Für Nahwärmegeräte, die zum Anschluss an eine Warmwasser-Zentralheizung bestimmt sind (z. B. Brennzellen oder Kaminöfen mit Wassertauscher), gelten die Emissionsgrenzwerte für CO und Staub (TZL) gemäß Anhang Nr. 10 Teil I und II des Gesetzes Nr 201/2012 Slg. in der Fassung späterer Gesetze. In der Tschechischen Republik vermarktete Naherwärmer, die als Wärmequelle für das Warmwasser-Zentralheizungssystem dienen, müssen die in der Tabelle Tab aufgeführten Anforderungen erfüllen. Nr. 2, die im Zeitraum vom 01.01.2018 bis 31.12.2019 gelten. Im Wesentlichen sind dies 1,38-mal mildere Anforderungen an CO und Staub als die Anforderungen für die Kesselklasse 4 nach EN 303-5:2012 vorgesehen sind für Warmwasserboiler.

Tab. Nr. 2 Mindestemission po Anforderungen an in Verkehr gebrachte Nahheizgeräte, die als Wärmequelle für eine Warmwasser-Zentralheizungsanlage mit einer Nennleistung bis 300 kW dienen, zur Verwendung vom 1. Januar 2018 bis 31. Dezember 2019 - Anlage Nr. 10, Teil II des Gesetzes Nr. 201 /2012 Coll.

Vom 1. Januar 2020 bis 31. Dezember 2021 Anforderungen gemäß Anhang Nr. 10, Teil III des Gesetzes Nr. 201/2012 Coll. für ortsfeste Festbrennstoff-Feuerungsquellen gemäß Artikel 1 der Verordnung (EU) 2015/1185 der Kommission zur Durchführung der Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Festbrennstoff-Nahheizungen.

Gemäß Artikel 1 der Verordnung gelten die Anforderungen für folgende stationäre Feuerungsquellen:

• lokale Festbrennstoffheizungen mit einer Nennwärmeleistung von nicht mehr als 50 kW.

Gemäß Artikel 1 der Verordnung gelten die Anforderungen nicht für:

• lokale Heizgeräte für feste Brennstoffe, die nur zum Verbrennen von nicht holziger Biomasse bestimmt sind;
• Festbrennstoff-Lokalheizgeräte, nur zur Verwendung im Freien;
• lokale Festbrennstoffheizgeräte, deren direkte Wärmeleistung weniger als 6 % der gesamten direkten und indirekten Wärmeleistung bei Nennwärmeleistung beträgt;
• Festbrennstoff-Nahheizungen, die nicht im Werk montiert oder von einem einzigen Hersteller als vorgefertigte Teile oder Komponenten zur Montage auf der Baustelle geliefert werden;
• Lufterhitzer;
• Saunaofen.

Nahheizgeräte müssen folgende Emissionsgrenzwerte einhalten, die sich auf trockenes Rauchgas, eine Temperatur von 273 K, einen Druck von 101,3 kPa und einen Bezugssauerstoffgehalt von 13 % beziehen:

1. TZL-Emissionsgrenzwerte:
   
   1. bei Heizgeräten mit offener Brennkammer darf sie 50 mg.m−3N bei Messung nach Methode A bzw. 6 g/kg (Trockenmasse) bei Messung nach Methode B nicht überschreiten;
   2. ür Heizgeräte mit geschlossener Brennkammer, die andere feste Brennstoffe als Pressholz in Form von Pellets und aus Öfen verwenden, dürfen 40 mg.m−3N bei Messung nach Methode A oder 5 g/kg (Trockenmasse) bei Messung nach Methode nicht überschreiten B oder 2,4 g/kg (Trockenmasse) bei Biomasse oder 5,0 g/kg bei festen fossilen Brennstoffen, gemessen nach Methode C;
   3. bei Heizgeräten mit geschlossener Brennkammer, die komprimiertes Holz in Form von Pellets verwenden, darf sie 20 mg.m−3N bei Messung nach Methode A oder 2,5 g/kg (Trockenmasse) bei Messung nach Methode B3 oder 1,2 g nicht überschreiten /kg (Trockenmasse) bei Messung nach Methode C.
2. Emissionsgrenzwerte für gasförmige organische Verbindungen (TOC):
   
   1. Die TOC-Emissionen von ortsfesten Festbrennstoffheizungen mit offener Brennkammer, von ortsfesten Brennstoffheizungen mit geschlossener Brennkammer, die andere feste Brennstoffe als Pressholz in Form von Pellets verwenden, und von Öfen dürfen 120 mgC.m−3N nicht überschreiten;
   2. Die TOC-Emissionen lokaler Festbrennstofffeuerungen mit geschlossener Brennkammer unter Verwendung von Pressholz in Form von Pellets dürfen 60 mgC.m−3N nicht überschreiten.
3. Emissionsgrenzwerte für Kohlenmonoxid (CO):
   
   1. bei Heizgeräten mit offener Brennkammer darf sie 2.000 mg.m−3N nicht überschreiten;
   2. bei Heizgeräten mit geschlossener Brennkammer, die andere feste Brennstoffe als Pressholz in Form von Pellets und aus Öfen verwenden, darf 1.500 mg.m−3N nicht überschreiten;
   3. bei Heizgeräten mit geschlossener Brennkammer, die gepresstes Holz in Form von Pellets verwenden, darf er 300 mg.m−3N nicht überschreiten.
4. Emissionsgrenzwerte für Stickoxide (NOx):
   
   1. bei Heizgeräten für feste Brennstoffe mit offener Brennkammer, bei Heizgeräten für feste Brennstoffe mit geschlossener Brennkammer und bei Öfen, die Biomasse verwenden, darf 200 mg.m−3N, ausgedrückt als NO2, nicht überschritten werden;
   2. für Heizgeräte mit offener Brennkammer, von Festbrennstoffheizgeräten mit geschlossener Brennkammer und von Öfen, die mit fossilen Festbrennstoffen betrieben werden, darf 300 mg.m−3N, ausgedrückt als NO2, nicht überschreiten.

HINWEIS: Die Anforderungen gelten auch für Nahheizungen ohne Wärmetauscher. Diese Emissionsgrenzwerte gelten in der EU erst ab dem 1. Januar 2022, im Gegensatz zum Gesetz Nr. 201/2012 Slg., das zwei Jahre früher gilt. Darüber hinaus führt die Ökodesign-Verordnung [1] ab dem 1. Januar 2022 Anforderungen an die jahreszeitbedingte Energieeffizienz von Heizungen ein:

• der jahreszeitbedingte Heizwirkungsgrad von Festbrennstoff-Fernfeuerstätten mit offener Brennkammer darf 30 % nicht unterschreiten;
• der jahreszeitbedingte Heizwirkungsgrad von Festbrennstoff-Einzelfeuerstätten mit geschlossener Brennkammer, die andere feste Brennstoffe als Pressholz in Form von Pellets verwenden, darf 65 % nicht unterschreiten;
• der jahreszeitbedingte Heizwirkungsgrad von Festbrennstoff-Fernfeuerstätten mit geschlossener Brennkammer unter Verwendung von gepresstem Holz in Form von Pellets darf 79 % nicht unterschreiten;
• Die jahreszeitbedingte Energieeffizienz von Heizöfen darf 65 % nicht unterschreiten.

DEUTSCHLAND - EMISSIONSGRENZWERTE ALLGEMEIN

In Deutschland gilt die 1. BImSchV-Verordnung, die die Grenzwerte für die Konzentration von Schadstoffen, die beim Betrieb von ortsgebundenen Festbrennstoffanlagen in die Luft freigesetzt werden, anpasst (verschärft).

Für nach dem 01.01.2015 in Betrieb genommene Geräte gelten die in Tab. Nr. 3 – sogenannte Stufe 2 (BIMSchV 2). Diese Grenzwerte muss das Gerät bei Nennleistung einhalten.

Tab. Nr. 3 Anforderungen gemäß 1. BImSchV Stufe 2 für in Verkehr gebrachte Geräte

Für vor dem 25. November 2009 in Betrieb genommene Geräte muss der Betreiber die Einhaltung der Grenzwerte nachweisen. Dies kann entweder durch Vorlage einer Bescheinigung des Geräteherstellers oder durch Messungen eines Schornsteinfegers nachgewiesen werden. Wenn das Gerät die Emissionsgrenzwerte nicht einhält, muss es außer Betrieb genommen oder mit zusätzlichen Geräten ausgestattet werden, die es ermöglichen, die Emissionsgrenzwerte einzuhalten (zu dem in der Verordnung festgelegten Datum, je nach Alter des Geräts). Die regelmäßige Messung der lokalen Geräte wird vom Betreiber nicht durchgeführt (sie wird nur für Warmwasserboiler durchgeführt).

ÖSTERREICH - EMISSIONSGRENZWERTE ALLGEMEIN

In Österreich sind Emissionsgrenzwerte durch Vereinbarung 15a B-VG [14] geregelt, die geforderten Werte sind in Tab. Nr. 4 (manuelle Brennstoffversorgung) und tab. Nr. 5 (automatische Kraftstoffversorgung). Diese Werte müssen von jedem Verbrennungsgerät (alle Größen) bei Prüfung mit Nennleistung eingehalten werden. Bei Feuerungsanlagen mit einer Nennleistung von mehr als 8 kW müssen die Grenzwerte nicht nur bei Nennleistung, sondern auch für CO, OGC und Wirkungsgrad bei reduzierter Leistung eingehalten werden (50 % Pjm bei handbetriebenen, 30 % Pjm für automatisch betriebene). Die Mindestwirkungsgrade auch für Feuerstätten mit einer Nennleistung von weniger als 8 kW sind in Tab. Nr. 6.

Tab. Nr. 4 Anforderungen nach 15a B-VG, Emissionsgrenzwerte – manuelle Kraftstoffversorgung

Tab. Nr. 5 Anforderungen nach 15a B-VG, Emissionsgrenzwerte – Automatische Kraftstoffversorgung

Tab. Nr. 6 Mindesteffizienzanforderungen nach 15a B-VG

GRENZVERGLEICH

Um die in verschiedenen Ländern gültigen Emissionsgrenzwerte vergleichen zu können, ist es wichtig, diese Werte in denselben Einheiten (Konzentration mg/m3N bzw. Emissionsfaktor mg/MJ) ausgedrückt und auch auf dieselben Vergleichsbedingungen bezogen zu haben – Bezugssauerstoffgehalt, trockenes Rauchgas unter Normalbedingungen. In Österreich werden die Grenzwerte als Emissionsfaktor bezogen auf die im Brennstoff enthaltene Energie angegeben, im Gegensatz zu Tschechien und Deutschland, wo die Grenzwerte als Konzentration bezogen auf das Volumen des trockenen Rauchgases angegeben werden. Der Vergleich der Grenzwerte muss daher durch Umrechnung über den Heizwert des Brennstoffs und die bei der Verbrennung von 1 kg Brennstoff entstehende Rauchmenge erfolgen.

Ein Vergleich der Grenzwerte zeigt eine große Fragmentierung der Grenzwerte innerhalb der EU, die zum 1. Januar 2022, wenn die Verordnung der EU-Kommission in Kraft tritt, vereinheitlicht werden sollen 2015/1185 über Ökodesign für Nahwärme. Schadstoffemissionen werden heute am umfassendsten von Österreich überwacht. Die europäische Norm hat die am wenigsten strengen Anforderungen.

Zur besseren Übersicht Tab. Nr. 7 zeigt einen Vergleich der Mindestanforderungen an einen Kamineinsatz mit Warmwassertauscher mit einer Nennleistung von 8 kW für Stückholz beim Inverkehrbringen und auch bei regelmäßigen Kontrollen (gefordert vom Gesetz Nr. 201/2012 - zum Luftschutz und zur österreichischen Verordnung 15a B-VG) .

Tab. Nr. 7 Gegenüberstellung heutiger und zukünftiger Anforderungen an Emissionen und Wirkungsgrad für einen konkreten Einbau eines Kamineinsatzes mit Wassertauscher mit einer Gesamtleistung von 8 kW (Leistungsaufnahme 10 kW) - manuelle Anwendung mit Holzstück

Quelle: https://vytapeni.tzb-info.cz