Heiß begehrter Brennstoff

Wenn es für die Nacht Zeit ist zu gehen, taucht Eos, die griechische Göttin der Morgenröte, mit ihrem Gespann aus der Tiefe des Meeres auf und zieht über den Himmel, um den Menschen das Sonnenlicht zu bringen. So überliefern es zumindest die griechischen Sagen und beschreiben eine Zeit, als die Welt - abgesehen von Götterdonnerwettern - aus ökologischer Sicht noch in Ordnung war. Jedenfalls ist nicht überliefert, dass Eos auf ihrem Weg entlang des Horizonts dem Ozonloch ausweichen musste oder mit den Folgen von Feinstaub zu kämpfen hatte. Hiervon blieben die Götter verschont, wir Menschen der modernen Zivilisation nicht. Und so heizen Erderwärmung, steigende Energiepreise und die Endlichkeit fossiler Brennstoffe auch die Debatte um das ökologisch sinnvolle Heizen an. Alternativen zu herkömmlichen Wärmesystemen sind gefragt - etwa Holzpellet-Heizanlagen, deren Verkauf boomt. Pellets werden aus Holzabfall hergestellt. Kein Baum kommt ihretwegen zu Fall. Der zylindrisch gepresste Brennstoff besteht aus Säge- und Hobelspäne: ein heimischer Rohstoff, regenerativ, nahezu CO2-neutral, der in modernen Heizanlagen besonders emissionsarm verbrennt. Je vollständiger die Verbrennung im Kessel erfolgt, desto geringer der Feinstaubausstoß. An der Optimierung der Feuerungstechnik forschen die Experten des Instituts für energieoptimierte Systeme (EOS) der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel. Eine Lösung könnte sein, den Staub elektrostatisch zu entfernen, damit er erst gar nicht in die Atmosphäre gelangt - und von Göttin Eos` Söhnen, den vier Winden Zephyr, Notos, Boreas und Euros, verteilt wird. (gef)

Heizen mit Holz

Erderwärmung, steigende Energiepreise und die Endlichkeit fossiler Brennstoffe haben den Blick verschärft auf die Nutzung alternativer Energien gelenkt. Stark im Trend liegen moderne, vollautomatische Holzpellet-Heizanlagen. Pellets sind ein heimischer Rohstoff, regenerativ und fast CO2-neutral. Der zylindrisch gepresste Brennstoff wird aus Abfall der holzverarbeitenden Industrie hergestellt. Das Material, meist Säge- und Hobelspäne, wird unter hohem Druck gepresst und verbindet sich ohne Zugabe chemischer Bindemittel durch das holzeigene Lignin.

"In modernen Anlagen verbrennen Pellets besonders emissionsarm", sagt Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kuck vom Institut für energieoptimierte Systeme (EOS), Fachbereich Versorgungstechnik der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel. Die Optimierung der Feuerungstechnik solcher Anlagen ist ein Forschungsschwerpunkt des Instituts. Die Arbeit der Experten zielt unter anderem darauf, die Feinstaubemissionen weiter zu reduzieren. "Eine Lösung könnte sein, den Staub elektrostatisch zu entfernen, damit er erst gar nicht in die Atmosphäre gelangt", erklärt Dirk Volta, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut. Dabei legen die Ingenieure Wert darauf, dass moderne Holzpellet-Heizanlagen mit herkömmlichen Holzfeuerungen in Bezug auf den Partikelausstoß nicht zu vergleichen sind. "Die Staubwerte der Pellet-Anlagen betragen ungefähr 10 bis 20 Milligramm/Nm³", erläutert Instituts-Mitarbeiter Dipl.-Ing. Yves Rottmann. "Der Grenzwert liegt dagegen bei 150 mg/Nm³."

Aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse gibt es auch über die Schädlichkeit des Feinstaubs. "Partikel aus einer modernen Holzpellet-Anlage sind wahrscheinlich weniger schädlich als Ruß aus Dieselmotoren. Der Staub besteht bei der Pellet-Verbrennung hauptsächlich aus anorganischen Salzen, die in den Atemwegen teilweise wieder gelöst werden", führt Kuck aus. Um die Verbrennung im Kessel zu optimieren und den Feinstaubausstoß weiter zu minimieren, wird die Strömung in der Brennkammer mit Hilfe CAD-gestützter Programme am Computer simuliert. Die Simulation führt den Wissenschaftlern unter anderem vor Augen, welches Bauteil wie zu verändern ist, um die Verbrennung zu optimieren.

Noch einen Schritt weiter Richtung umweltschonender Energietechnik ist der Einsatz eines Wärmesystems, das den Pelletkessel mit einer thermischen Solaranlage kombiniert - ein weiteres Forschungsprojekt des Instituts. "Unser Ziel ist eine vollautomatische Feuerung mit Pellets", sagt Instituts-Mitarbeiter Dipl.-Ing. Markus Herbig. Auch hier ist die Feinstaubthematik zugleich Herausforderung und Antrieb für Innovationen.

Neben der Pelletfeuerung forschen die Mitarbeiter des Instituts auch nach verbesserten Lösungen für herkömmliche Holzfeuerungen, zum Beispiel für Öfen, die im heimischen Wohnzimmer für Gemütlichkeit sorgen. "Strengere Verordnungen und neue Emissions-Grenzwerte schaffen hier Handlungsbedarf", sagt Jörn Bruchmüller, ebenfalls wissenschaftlicher Mitarbeiter. Wenig Ruß, kaum Kohlenmonoxid und möglichst rein mineralische Asche als Abfallprodukt sind die Ziele der Wissenschaftler. Und die haben alle Hände voll zu tun, denn den energieoptimierten Systemen gehört die Zukunft. "Mittlerweile sind 70 000 Holzpellet-Heizkessel deutschlandweit im Einsatz, Tendenz steigend", sagt Prof. Dr.-Ing. Benno Lendt, Studiendekan im Fachbereich Versorgungstechnik. "Es handelt sich hier um eine Wachstumsbranche und entsprechend rosig sehen die Berufsaussichten für unsere Studienabsolventen aus. Ich kann nur jeden ermuntern, bei uns zu studieren."
(gef)