Wärme aus Biomasse

Etwa 80 Prozent der in Österreich verwendeten Biomasse werden zur Bereitstellung von Raum- und Prozesswärme eingesetzt. Innerhalb der vergangenen 20 Jahre wurden bei Kleinverbrauchern in Haushalten und Gewerbe mehr als 8.500 MW Kesselleistung in Form von Scheitholz-, Pellets- oder Hackgutkesseln sowie Kaminöfen, Herden oder Kachelöfen installiert. Etwa die Hälfte der österreichischen Haushalte verfügt über eine Form eines Holzheizsystems, wie Biomassekessel, Holzöfen oder Holzherde, oder heizt indirekt über Fern- bzw. Nahwärmeanlagen mit Holz. In Österreich produzieren etwa 2.400 Biomasse-Nahwärmeanlagen regionale Wärme. Als Folge des sinkenden Energieverbrauchs im Raumwärmemarkt wird es mittelfristig möglich sein, sehr hohe Marktanteile mit Bioenergie abzudecken und fossile Rohstoffe gänzlich zu ersetzen. 

Entwicklung auf den Märkten
Die TU Wien hat eine Studie veröffentlicht, in der ein mögliches Szenario für den Ausstieg aus fossilen Energieträgern im Raumwärmemarkt untersucht wurde. Die Studie kommt zum Ergebnis, dass trotz einer Vervierfachung der aktuellen Biomassekesselinstallationen auf jährlich über 40.000 Stück der Bioenergieeinsatz in diesem Bereich mittelfristig sinken wird. Der Grund sind die enormen Einsparungen, die mit moderner Technik und Dämmmaßnahmen im Gebäudebestand erreicht werden können. Freiwerdende Biomassemengen werden in diesem Szenario für den Ausbau der Fern- und Nahwärme, die kombinierte Strom- und Wärmeproduktion oder die Produktion von Holzgas verwendet. Insgesamt könnten so künftig mehr als die Hälfte aller Gebäude mit Bioenergie (Zentralheizungen, Öfen, Fernwärme oder Biogas) beheizt werden, ohne dass dafür mehr Biomasse benötigt wird.

Bioenergie, Solarthermie und Wärmepumpen werden künftig an Bedeutung gewinnen. Mit zunehmender Weiterentwicklung der Stromspeichermöglichkeiten in Haushalten wird auch der Einsatz von Photovoltaik-Strom für Wärmeanwendungen (z. B. Warmwasser) steigen. Bioenergie wird für größere Wärmeverbraucher im Dienstleistungssektor sowie in Gewerbe und Industrie an Attraktivität gewinnen. Die Herausforderung für die Bioenergiebranche besteht darin, konkurrenzfähige Techniken im kleinsten Leistungsbereich sowie Kombinationsgeräte zu entwickeln. Der tendenziell sinkende Wärmebedarf ihrer Kunden stellt Nah- und Fernwärmeanlagen wirtschaftlich und technisch vor große Herausforderungen. Die Optimierung bestehender Anlagen und Netze bleibt ein zentrales Thema für einen wirtschaftlichen Anlagenbetrieb.

Entwicklung der Biowärme und Ausbaupotenziale
Die Biowärmeproduktion ist von 125 Petajoule im Jahr 2005 um 35 Prozent auf 168 Petajoule im Jahr 2019 angestiegen, wobei 2019 rund 76 Prozent auf Biomasse-Einzelfeuerungen und 24 Prozent auf Biomasse-Fernwärmeanlagen entfielen. Während sich die Biomasse-Fernwärme in diesem Zeitraum mehr als verdreifachte, stieg die Biowärmeproduktion in Einzelfeuerungen (Scheitholz-, Hackschnitzel- und Pelletsfeuerungen) um 14 Prozent. Das Biowärme-Ausbaupotenzial bis 2030 wird auf insgesamt etwa 32 Prozent geschätzt. Es wird erwartet, dass etwa zwei Drittel des Ausbaupotenzials auf Einzelfeuerungen – von Biomassekleinfeuerungen bis zu größeren gewerblichen Einzelanlagen – entfallen. Das restlichen Drittel verteilt sich auf Biomasse-Fernwärmeanlagen, Mikronetze und der Abwärmenutzung aus Biomasse- und Biogas-KWK-Anlagen.

Um dieses Ausbaupotenzial auf den Markt bringen zu können, müssten bis 2030 zusätzlich Biowärmeanlagen mit einer thermischen Leistung von rund 7.200 MW installiert werden, wobei hier der Ersatz alter durch neue Biomassefeuerungen nicht einzurechnen ist. Darüber hinaus besteht Handlungsbedarf bei der Erneuerung des Altbestandes von Biomassefeuerungen. Damit könnte die Effizienz deutlich gesteigert und es könnten mit der gleichen Menge an Brennstoff deutlich mehr Gebäude mit Biowärme versorgt werden. 

Marktentwicklung bei Biomassekesseln
Der Markt für Biomassekessel war von 1994 bis 2007 durch starkes Wachstum geprägt. Nach einem deutlichen Knick im Jahr 2007, bedingt durch niedrige Ölpreise, erholten sich die Absatzzahlen wieder. Mit fast 12.000 installierten Einheiten war 2012 ein Rekordjahr für den Verkauf von Pelletskesseln. Im Jahr 2014 kam es infolge des starken Rückgangs des Ölpreises zu einem dramatischen Einbruch beim Absatz von Biomassefeuerungen, dieser Negativtrend setzte sich in den Folgejahren fort – bei Stückholz und Hackgutkesseln sogar bis 2019. Neben dem niedrigen Ölpreis wirkten sich auch milde Winter negativ auf die Installation von Biomassekesseln aus. Bei Pelletskesseln gingen die Installationen zwischen den Jahren 2012 und 2016 um 61 % auf einen Niedrigstwert von 4.320 Stück zurück. 

In den Folgejahren erholten sich die Verkaufszahlen wieder und erreichten 2020 mehr als 8.000 Pelletskessel. Immer größerer Beliebtheit erfreuen sich Stückholz/Pellets-Kombikessel: Ihre Verkaufszahlen stiegen 2020 im Vergleich zum Vorjahr um 45 % auf 1.215 Stück. 

Biomassekessel:  Emissionen und Effizienz
Seit 2001 wurden in Österreich mehr als 300.000 Biomasse-Zentralheizungen mit einer Gesamtleistung von 8.500 MW installiert: 147.000 Pelletskessel, 100.000 Stückholzkessel und 57.000 Hackgutfeuerungen. Diese Steigerung der Anlagenzahl hat nicht zu einer Erhöhung der Emissionen geführt, im Gegenteil: Es ist ein Rückgang der Feinstaubemissionen aus Kleinfeuerungen zu beobachten. Die Feinstaubemissionen im Hausbrand sind in ganz Österreich seit 2001 um 26 % zurückgegangen, seit 1990 sogar um 43 %. Moderne Biomassefeuerungen verursachen nur einen Bruchteil der Emissionen von alten Festbrennstofffeuerungen. Verantwortlich dafür ist die Optimierung der Qualität der Holzverbrennung, primär durch österreichische Hersteller von Öfen und Kesseln. Neben den Emissionen konnten auch die Wirkungsgrade der Anlagen deutlich verbessert werden. Seit der Jahrtausendwende sind Biomassekessel mit einem Wirkungsgrad von über 90 Prozent Standard.

Die Emissionsfaktoren von Kleinfeuerungen in der OLI 2017 des Umweltbundesamtes entsprachen nicht dem modernisierten Kesselbestand. Durch Neuberechnung mit realistischerer Verteilung der Heiztechnologien sinken die Feinstaubemissionen um 28 %. Durch thermische Sanierung gemäß Studie Wärmezukunft 2050 und den Tausch veralteter Heizkessel sinken die PM10-Emissionen bis 2050 gegenüber der UBA-Bilanz um 90 % und gegenüber der Neuberechnung um 86 %.

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