Getreideheizung

Ein 22-kW-Getreideheizungskessel der Firma BAXI auf dem Hof von Franz Pentenrieder, Starnberg

Als Getreideverbrennung bezeichnet man den Einsatz von Getreide als Brennstoff zum Zweck der Gewinnung von Energie.

Dabei zu unterscheiden ist einerseits die Verbrennung sogenannten Ausputz- bzw. Minder- und Verwurfgetreides, also von nur beschränkt oder gar nicht als Lebens- oder Futtermittel gebrauchsfähigem Getreide, sowie zum anderen die – derzeit nicht praktizierte – Verbrennung von speziellem Getreide, das als Energiepflanze optimiert wurde.^[1]

Aufgrund rechtlicher und technischer Probleme, aber auch ethischer Bedenken wird die Getreideverbrennung im deutschsprachigen Raum derzeit nur eingeschränkt praktiziert.

Hintergrund

Mitte der 1990er Jahre lagen die Weltmarktpreise für Getreide um 60 bis 80 € pro Tonne und damit teilweise unterhalb der Produktionskosten in Europa. Zugleich waren die Öl- und Erdgaspreise so hoch, dass die Produktion von Getreide zum Zweck der Verbrennung sich als wirtschaftlicher erwies als ihr Gebrauch als Lebensmittel. In dieser Situation gingen einige Bauern dazu über, Getreide in Pelletheizungen zu verfeuern.^[2]

Beispielhaft angeführt wurde (im Jahr 2005) die Formel:

„Der Verkauf an Getreidemühlen bringt nur einen Gewinn von einem Cent je Kilogramm Getreide ein. […] Bei einem Heizölpreis von 45 Cent je Liter Heizöl läge der äquivalente Getreidepreis – 2,5 Kilogramm Getreide ersetzen einen Liter Heizöl – bei 18 Cent je Kilogramm, der Erlös bei 9 Cent je Kilogramm.“

– Getreideverbrennung: Energiekorn als Chance für die Landwirtschaft^[3]

Das erste mit Getreide beheizte reine Wohnhaus Deutschlands in Frankfurt am Main

Ein anfangs ebenfalls ins Auge gefasster Anbau von Getreide zur rein energetischen Nutzung konnte sich jedoch nicht etablieren, derzeit zielen alle Nutzungen auf die Verfeuerung des sogenannten Getreideausputzes ab. Ausschlaggebend waren dabei die wieder steigenden Getreidepreise auf dem Weltmarkt, die eine Verfeuerung wiederum unwirtschaftlich werden ließen, aber auch ethische Bedenken.^[4]

Der Hauptvorteil von Getreide als Brennstoff gegenüber zahlreichen anderen biogenen Brennstoffen ist die zu seiner Erzeugung und Verarbeitung bereits vorhandene Infrastruktur. Die vorhandenen Kenntnisse um seinen Anbau und die Vielfalt von Arten und Sorten, die an die verschiedensten Boden- und Klimaansprüche angepasst sind, sind von Vorteil gegenüber zahlreichen, weniger weit als Nutzpflanze erschlossenen Pflanzen.

Im Vergleich zum Holz, dem am weitesten verbreiteten biogenen Brennstoff, sind insbesondere der geringe notwendige Lagerraum sowie die hohe Schüttdichte bei gleichzeitig hohem Brennwert vorteilhaft. Entsprechende Anlagen können klein dimensioniert sein und doch effektiv betrieben werden.

Ein Pilotprojekt zum Einsatz von Getreide als Heizstoff für Wohnraum lief Anfang 2007 in einem Mehrfamilienwohnhaus-Komplex aus 24 Wohnungen in der Frankfurter Riederwald-Siedlung an. Erstmals wird Getreide hier außerhalb des Agrar-Bereichs als Brennstoff einer Heizung verwendet.^[5]

Technische Grundlagen

Die Verwendung von Getreide als Brennstoff in großen Anlagen (z. B. Heizkraftwerke, Müllverbrennungsanlagen) oder zur Einspeisung in das Stromnetz ist für Landwirte als Erzeuger nicht rentabel. Daher fokussiert sich die Entwicklung derzeit auf dezentrale Anlagen zwischen 15 und 100 kW, sogenannte Kleinfeuerungsanlagen, die zur Versorgung der Höfe beitragen.

Brenntechniken

Die Verfeuerung von Getreide erfordert spezielle Anlagen, da Getreide als Brennstoff sich in einigen Eigenschaften von konventionellen Bioenergieträgern wie Holz unterscheidet. Zur Verbrennung eingesetzt werden entweder konventionelle Anlagen, die ursprünglich zur Verbrennung von Holz und ähnlichen Brennstoffen entwickelt wurden und an die speziellen Eigenheiten von Getreide angepasst werden, oder neuartige, eigens für die Getreideverbrennung konzipierte Anlagen.

Feuer einer mit Hafer betriebenen Getreideheizung, deutlich zu erkennen die lockere, kaum verschlackte Asche

Für ein möglichst vollständiges Verbrennen von Getreide sind hohe Verbrennungstemperaturen erforderlich. Diese hohen Temperaturen führen jedoch dazu, dass die Asche wegen ihres niedrigen Schmelzpunkts in den Anlagen Schlacken bildet, auch versintern durch den hohen mineralischen Gehalt des Getreides die Kessel. Der Verschlackung kann durch die Zugabe von kalkhaltigen Zuschlagstoffen begegnet werden, die den Ascheschmelzpunkt erhöhen, aber auch die anfallende Aschemenge vergrößern (bei 0,5 bis 2 Gewichts-Prozent um bis zu 60 %). Eine andere Möglichkeit stellt die Kombination von Getreide mit anderen Brennstoffen dar, zum Beispiel Hackschnitzeln, dies ermöglicht auch eine Verfeuerung von Getreide in konventionellen Anlagen, die für eine vollständige Beschickung mit Getreide technisch ansonsten ungeeignet sind.

Alle Anlagen befördern das Brenngut mittels Förderschnecken oder Saugleitungen in die Brennkammer, wodurch eine kontinuierliche Zufuhr des Brennstoffs und ein gleichbleibender Ablauf des Verbrennungsprozesses gewährleistet ist. Zumeist werden gekühlte Unterschubfeuerungen und Muldenfeuerungen eingesetzt, aber auch Rostfeuerungen (mit bewegtem Rost). Häufig finden Pufferspeicher Verwendung; in einigen Bundesländern sind sie vorgeschrieben. Sie erlauben die Speicherung erzeugter Wärme für den späteren Gebrauch. Aufgrund des Asche- und Schlackeanfalls ist die regelmäßige Abfuhr von Brennresten erforderlich, diese kann teilweise automatisiert werden.

Mögliche Brennstoffe

Zur Verbrennung können alle geläufigen Getreide verwandt werden. Spelzgetreide wie Gerste und Hafer zeichnet sich bei der Verbrennung durch relativ hohe Ascheschmelzpunkte (~1200 °C) im Vergleich zu Nacktgetreiden wie Weizen bzw. Triticale (~700 °C/800 °C) aus, was die Verschlackung deutlich reduziert, zugleich fällt jedoch mehr Asche an.

Umweltaspekte

Blick in den Kessel einer Getreideheizung

Der Einsatz von Getreide als Brennstoff weist einige Vorteile auf. Wie bei allen biogenen Brennstoffen ist der CO₂-Kreislauf relativ geschlossen, was dazu beitragen kann, die globale Erwärmung zu verringern. Die derzeit verwendeten dezentralen Feuerungen vermeiden auch die beim Einsatz anderer Brennstoffe notwendigen Transporte weitgehend.

Erhöhte Emissionen von Staub und Stickoxiden sowie Anlagenkorrosion durch höhere Chlor-, Kalium- und Stickoxidgehalte des Getreides bereiten bei der Verbrennung noch Probleme.

Während Staubemissionen hauptsächlich durch Staubabscheider, Filter und Entstaubungseinrichtungen begegnet werden kann, stehen technische Lösungen zur Vermeidung der Korrosion und zur Minderung von Stickoxidemissionen noch aus. Bei der – derzeit nicht praktizierten – Produktion von speziellem Getreide für die Verfeuerung könnte dies berücksichtigt werden, indem Düngergaben reduziert werden, da diese die Hauptquelle für den Eintrag der entsprechenden Stoffe darstellen. Die Bundesländer Bayern, Thüringen und Sachsen haben entsprechende Einschränkungen bei der Erteilung von Ausnahmegenehmigungen in die Anforderungskataloge aufgenommen, so darf in Bayern und Thüringen zuvor ein Jahr lang kein chloridhaltiger Dünger ausgebracht worden sein, in Sachsen müssen Grenzwerte für den Stickstoffgehalt im Brenngut eingehalten werden.

Rechtliche Situation

Rechtliche Situation in Deutschland

Gesunder (links) und mit Fusarium infizierter, nicht mehr lebensmittelfähiger Weizen

Der Betrieb von Feuerungsanlagen bis 1000 kW ist in Deutschland durch die 1. BImSchV geregelt, der von größeren Anlagen wird durch die 4. BImSchV und die TA Luft geregelt. Zugelassen sind nur Brennstoffe, die in §3 der Verordnung aufgezählt sind. Die Verbrennung von Stroh und ähnlichen pflanzlichen Stoffen ist dabei auf den Bereich von 15 bis 100 kW eingeschränkt, dann beginnt für diese Brennstoffe die 4. BImSchV. Getreidekörner fallen aber nicht in diese Brennstoffkategorie.

Die vor allem relevante Verbrennung von Getreide in kleinen Anlagen ist derzeit (2008) nur in einigen Bundesländern (z. B. Bayern, Hessen, Nordrhein-Westfalen) mit Ausnahmegenehmigungen möglich, da Getreide nicht zu den sogenannten Regelbrennstoffen zählt. Die Regelungen zur Erteilung dieser Ausnahmegenehmigungen differieren geringfügig je nach Bundesland. Sie werden fast ausschließlich an Land- und Forstwirte, Gartenbaubetriebe und ähnliche Berufsgruppen zur Verbrennung von Minder- und Verwurfgetreide in eigens dafür geprüften Kleinfeuerungsanlagen vergeben. Die Verbrennung von ganzen Pflanzen, lebensmittelfähigem Getreide oder von Nebenprodukten wie Spelzen, Ausputz und Halmresten ist in der Regel nicht erlaubt.^[6][7]

Im Mai 2006 war eine Änderung der Ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes Gegenstand der Umweltministerkonferenz. Dort sollte auch der Umgang mit biogenen Brennstoffen, darunter auch Getreide, geregelt werden. Das für eine solche Gesetzesnovelle zuständige Bundesumweltministerium legte am 28. Juni 2007 einen ersten Referenten-Entwurf vor, der die Aufnahme von Getreide als Regelbrennstoff vorsah, ebenso tat dies ein Anfang 2008 vorgelegter überarbeiteter Entwurf.^[6] Im Rahmen solch einer Novelle soll die bisher durch die Länder praktizierte Einschränkung auf Getreideausputz allein aufgehoben werden,^[8] die bisher praktizierte Eingrenzung des Betreiberkreises jedoch vorerst erhalten bleiben (Nutzung nur durch Landwirte und verwandte Branchen). Eine Erweiterung des Betreiberkreises käme frühestens 2 Jahre nach Umsetzung des Entwurfes in Betracht. Voraussetzung dafür ist, dass das Emissionsniveau von Dioxinen, Furanen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen im Echtbetrieb nicht über dem von Holzfeuerungsanlagen liegt.^[9]

Rechtliche Situation in Österreich

Auch in Österreich war Getreide bisher kein zugelassener Brennstoff. Die Gesetzgebung liegt auf Grund einer Vereinbarung zwischen Bund und Ländern im Sinne des Art 15a B-VG bei den Landesgesetzgebern, der Betrieb von Getreidefeuerungsanlagen wird in den bundesländerspezifischen Bautechnikverordnungen geregelt. Die Zulassung von solchen Anlagen ist in der Regel an den Nachweis der Einhaltung von Emissionsgrenzwerten und Wirkungsgraden gebunden. Dies kann Probleme bereiten, da die entsprechenden Grenzwerte sich an automatischen Holzfeuerungen orientieren, die z.B. deutlich niedrigere Stickoxid-Emissionen aufweisen. Nur in der Steiermark können weitere Brennstoffe per Verordnung zugelassen werden, die jeweiligen Grenzwerte orientieren sich an den „örtlichen Verhältnissen und der Beschaffenheit der verwendeten Brennstoffe“.^[10]

Eine anstehende Gesetzesreform soll die derzeitige Situation ändern. Sie würde Getreidekörner als „Sonstigen standardisierten biogenen Brennstoff“ definieren. Bereits im Vorhinein normierte das österreichische Normungsinstitut „Energiekorn“ am 1. Oktober 2006 in der Vornorm ÖNORM M 7139 und definierte so die genauen Anforderungen an Getreide als Brennstoff.

Ökonomische Aspekte

Während Minder- und Auswurfgetreide aufgrund ihrer Wertlosigkeit als Lebensmittel ausgesprochen günstige Brennstoffe darstellen, ist die Erzeugung von Energie durch lebensmittelfähiges Getreide nur bei niedrigen Preisen für Getreide bei zugleich hohen Heizenergiepreisen konkurrenzfähig. Speziell zum Zweck der Verbrennung erzeugtes „Energiekorn“, das auch über züchterische Bemühungen optimiert werden und mit verringertem Aufwand (z. B. mit verringerten Dünge- und Pflanzenschutzmaßnahmen) angebaut werden könnte, würde die Gestehungskosten weiter senken.

Deutlich höher im Vergleich zu Heizöl, dem am meisten verbreiteten Brennstoff, sind derzeit noch die Investitionskosten. Während eine Heizölanlage im Mittel für rund 7000 Euro betriebsfähig ist, kostet eine Getreidefeuerungsanlage rund 18.000 Euro, wenngleich zu berücksichtigen ist, dass die Preisspanne von gleichwertigen Anlagen um bis zu 100 % schwanken kann. Auch die laufenden Kosten sind bei einem solch kleinen Modell noch bis zu 20% höher (3120 € Heizöl, 3730 € Getreide), sie reduzieren sich aber im Verhältnis mit zunehmender Leistungsfähigkeit, bei großen Modellen (>75 kW) erweisen sich Getreideheizungen im laufenden Betrieb als gleich teuer bzw. günstiger als Heizölanlagen (100 kW: 13.860 € Heizöl, 12.450 € Getreide).

Diese Kompensation erfolgt allein über den Brennstoffpreis, der nur halb so hoch ist wie bei Öl, bei Minderpartien sogar gegen Null sinkt und dann auch Kleinstanlagen bis 25 kW wirtschaftlich werden lässt (Stand: 2006). Wirtschaftlich besonders günstig ist daher der Einsatz von Feuerungen mit höherer Anlagenleistung (25 bis 100 kW), da sich hier der Anteil der Brennstoffkosten an den laufenden Kosten soweit vergrößert, dass die Anlage sich gegenüber einer Heizölanlage rechnet.^[2]

Getreideverbrennung außerhalb des deutschsprachigen Raums

Die Erschließung von Getreide als Brennstoff und die Entwicklung hat nur dann Aussicht auf Erfolg, wenn sie betriebswirtschaftlich vorteilhaft ist. Entsprechende Rahmenbedingungen wie hohe Energiepreise, relativ hohe Gestehungskosten und niedrige Preise für Getreide sind nicht überall gegeben, daher ist die Verwendung von Getreide als Brennstoff weitgehend auf Deutschland und Österreich beschränkt.

Eine bedeutende Ausnahme ist jedoch Dänemark. Dort begünstigten (im Vergleich zu Deutschland) sehr hohe Heizenergiepreise sowie das Fehlen von Abgasnormen für Feuerungsanlagen die rasche Verbreitung von Getreideverbrennungsanlagen seit den 1990er Jahren. Im Jahr 2002 waren hier bereits über 10.000 entsprechende Anlagen in Betrieb (im Vergleich zu rund 100 in Deutschland zur gleichen Zeit).^[11]

Politische Positionen

Gegen den Einsatz von Getreide als Brennstoff sind mehrfach deutliche Bedenken erhoben worden. Kritisiert wurde dabei vor allem der Gebrauch eines Lebensmittels als Energieträger.

Die unterschiedlichen Positionen greifen dabei über die Parteien hinweg. Während die Evangelische Kirche von Westfalen in einer gemeinsamen Erklärung mit den Bistümern Münster, Paderborn und Essen zum Erntedankfest 2006 die Verbrennung als „Abwertung des täglichen Brotes und der Arbeit der Landwirte“ kritisierte,^[12] zeigten sich andere Stimmen in der evangelischen Kirche eher befürwortend, sie veranschlagen auch ein klimaschützendes Potential, das hülfe, die Schöpfung zu bewahren.^[13] Der BUND kritisiert, dass eine solche Nutzung einer „Landnutzung von morgen“ entgegenstehe und konstatiert, das „[…] Verbrennen eines in der Menge völlig am Markt vorbei produzierten Lebensmittels wie Getreide […] ist agrarpolitisch eine Bankrotterklärung“.^[14] Grundsätzlich wird seitens des Gesetzgebers versucht, ethischen Einwänden durch die Beschränkung auf Minder- und Auswurfgetreide gerecht zu werden.^[15]

Nachweise

• Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (Hrsg.): Heizen mit Getreide – und was man darüber wissen muss, KTBL-Heft 74, 2007, ISBN 978-3-939371-50-2

Einzelnachweise

Die Informationen dieses Artikels entstammen zum größten Teil den unter Nachweise angegebenen Quellen, darüber hinaus werden folgende Quellen zitiert:

1. ↑ Karsten Block: Getreidepreis zur Ernte 2000 im Keller – ist die energetische Nutzung eine Alternative?, 7. März 2001, Online, Zugriff am 24. April 2008
2. ↑ ^{a b} Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (Hrsg.): Heizen mit Getreide – und was man darüber wissen muss, KTBL-Heft 74, 2007, ISBN 978-3-939371-50-2
3. ↑ o.A.: Getreideverbrennung: Energiekorn als Chance für die Landwirtschaft, www.nachwachsende-rohstoffe.info, 29. September 2005, Zugriff am 24. April 2008
4. ↑ Siehe den Beschluss: Ergebnisprotokoll Agrarministerkonferenz am 6. September 2002 in Bad Arolsen, TOP 4.9: Beschluss Erweiterung des Einsatzes nachwachsender Rohstoffe für die energetische Nutzung: „Die Agrarministerinnen, -minister und -senatoren der Länder sind der Auffassung, dass […] es zur Sicherung der gesellschaftlichen Akzeptanz einer solchen Entwicklung zuvor einer breiten öffentlichen Diskussion bedarf, bei der insbesondere auch die Frage der ethischen Vertretbarkeit einer energetischen Verwertung von Getreide thematisiert werden muss […]“ PDF Online
5. ↑ Anonymus: ABG Frankfurt Holding Wohnungsbau- und Beteiligungsgesellschaft mbH, Frankfurt: Energie vom Acker In: VerbandsMagazin, Landesausgabe Hessen, 2/2007, S. 36–37
6. ↑ ^{a b} Heizen mit Getreide, Umweltinformationen zur Luftreinhaltung des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz, Online
7. ↑ Josefine Weyen, Heizen mit Energiegetreide – NRW ermöglicht die Getreideverbrennung unter Einhaltung strenger Auflagen, Pressemeldung des Rheinischen Landwirtschafts-Verbands e. V., o.J., PDF Online
8. ↑ Entwurf: Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes, Stand: August 2007, § 3,Abs.1, Nr. 8, PDF Online
9. ↑ Entwurf: Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes, Stand: August 2007, § 5,Abs.3, PDF Online
10. ↑ Andreas Gaisbauer Zukunftsbrennstoff Biomasse – Energiekorn?, Diplomarbeit zur Erlangung des Magistergrades (FH) für den FH-Diplomstudiengang Produkt- und Projektmanagement der Fachhochschule Wiener Neustadt für Wirtschaft und Technik, 2003, S. 28, PDF Online
11. ↑ Claus Hermann Kühl: Stand der Entwicklung bei der Strohpelletierung, Getreidekorn- und Strohverbrennung in Dänemark. In: KTBL-Fachgesprach „Energetische Nutzung von Getreide in Kleinfeuerungsanlagen – 12./13. Februar 2003, Kurzfassungen der Beiträge, Online
12. ↑ Kritik an Getreideverbrennung, Meldung auf www.katholisch.de, 1. Oktober 2006, Online, Zugriff am 15. Mai 2008
13. ↑ Dr. Clemens Dirscherl: Für und Wider der Getreideverbrennung zur energetischen Nutzung – Eine Zusammenfassung der Argumente als Beitrag zu einer ethischen Urteilsbildung, Aktuell Editorial, 7. Oktober 2005, Online, Zugriff am 15. Mai 2008
14. ↑ Anbau und Verbrennung von Getreide zur Energiegewinnung? In: BUNDposition, April 2006, PDF Online, Zugriff am 15. Mai 2008
15. ↑ Siehe den Beschluss: Ergebnisprotokoll Agrarministerkonferenz am 6. September 2002 in Bad Arolsen, TOP 4.9: Beschluss Erweiterung des Einsatzes nachwachsender Rohstoffe für die energetische Nutzung: „Die Agrarministerinnen, -minister und -senatoren der Länder sind der Auffassung, dass […] es zur Sicherung der gesellschaftlichen Akzeptanz einer solchen Entwicklung zuvor einer breiten öffentlichen Diskussion bedarf, bei der insbesondere auch die Frage der ethischen Vertretbarkeit einer energetischen Verwertung von Getreide thematisiert werden muss […]“ PDF Online

Weblinks

• Heizen mit Getreide und Halmgut. Broschüre (28 Seiten) zu technischen und rechtlichen Rahmenbedingungen, Entwicklung und Wirtschaftlichkeit. FNR, 2007. (PDF, 2 MB)
• Heizen mit Weizen – Ausführliche Informationen zur Praxis des Heizens mit Getreide