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aktualisiert 10.05.2011

Forst-Sachverständigenbüro Rittershofer

 

Holz

Brennwert von Holz

Holz ist ein nachwachsender Rohstoff.

Nachwachsende Rohstoffe sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte Produkte (die immer wieder nachwachsen), die zu einem anderen Zweck als der Ernähung genutzt werden. Im Gegensatz zu fossilen Rohstoffen, sind die nachwachsenden Rohstoffe im biologischen Kreislauf integriert, d.h. sie setzen auch nur soviel CO2 (Kohlendioxid) frei, wie sie während ihres Wachstums aufgenommen haben.

Die Menschheit hat bis zum Beginn der Industrialisierung, mit wenigen Ausnahmen, nur nachwachsende Rohstoffe verwendet.

Hier einige Beispiele für nachwachsender Rohstoffe:

Hanf und Flachs zur Faser-, Öl- und Energiegewinnung

Getreide und Kartoffeln zur Stärkeerzeugung

Raps als Öllieferant

Holz, der bekannteste nachwachsende Rohstoff u.v.m.

Heizt man mit Holz, werden daher fossile Brennstoffe wie Erdgas, Erdöl und Kohle, die nur begrenzt zur Verfügung stehen, eingespart. Werden weniger fossile Brennstoffe verbraucht, verringert sich die Emission (der Ausstoß) an CO2. Das CO2 gilt als Hauptverursacher der weltweiten Klimaerwärmung. Das bedeutet: Erhöht sich der CO2-Gehalt in unserer Atmosphäre führt dies zur Erwärmung des Erdklimas - auch Treibhauseffekt genannt.

Sowohl beim Absterben von Bäumen als auch beim heizen mit Holz wird CO2 freigesetzt. Dieses CO2 hat die Pflanze während ihres Wachstums aus der Atmosphäre (Luft) aufgenommen. Dieses CO2 wird aber auch wieder vom Wald benötigt damit Bäume dicker werden können oder junge (neue) Bäume wachsen können - d.h. damit Holz, das zu ca. 50 % aus Kohlenstoff besteht, entstehen kann. Verringert man die Waldfläche und den darauf stehenden Holzvorrat (Holzmenge) nicht, so wird durch das Verbrennen von Holz die Atmosphäre nicht weiter Kohlendioxid angereichert bzw. belastet.

Im Folgenden soll der Brennwert von verschiedenen Holzarten in verschiedenen Aufarbeitungsweisen mit dem fossiler Energieträger verglichen werden:

Heizwerte je Gewichtseinheit (10000 kJ = 2,777 kWh):

Torf (obere Lage)

ca. 12000 - 16000 kJ/kg

=

3,33 -   4,44 kWh/kg

Torf (untere Lage)

ca. 16000 - 20000 kJ/kg

=

4,44 -   5,55 kWh/kg

Braunkohle

ca.  7300 - 29000 kJ/kg

=

2,03 -   8,06 kWh/kg

Steinkohle

ca. 32000 - 44000 kJ/kg

=

8,89 - 12,22 kWh/kg

Holz (absolut trocken = 0 % Wassergehalt)

ca. 18000 - 18720 kJ/kg

=

5,00 -   5,20 kWh/kg

Holz (lufttrocken = 15 % Wassergehalt)

ca. 14940 - 15552 kJ/kg

=

4,15 -   4,32 kWh/kg

Holz (frisch geschlagen = ≥ 5O % Wassergehalt)

ca.  7776 -   8136 kJ/kg

=

2,16 -   2,26 kWh/kg

Volumen des Energieträgers bei gleichem Heizwert

Energieträger

Holz

Heizöl

Erdgas

 

Scheitholz

Hackschnitzel

Pellets

 

 

Zustand

fest

fest

fest

flüssig

gasförmig

Energieinhalt in kWh

10 kWh

10 kWh

10 kWh

10 kWh

10 kWh

Energieinhalt in MJ

36 MJ

36 MJ

36 MJ

36 MJ

36 MJ

Gewicht in kg

2,5 kg (lufttrocken)

2,5 kg (lufttrocken)

2,0 kg

0,860 kg

0,840 kg

Volumen in Liter

5 l

12,5 l

3,1 l

1 l

1000 l

Volumen in Kubikmeter

0,005 m³

0,0125 m³

0,0031 m³

0,001 m³

1 m³

   
10 kWh (36000 kJ = 36 MJ) Energie werden benötigt um 860 Liter Wasser um 10˚ C zu erwärmen.

Wassergehalt und Heizwert

Der Heizwert je Gewichtseinheit (z.B. Kilogramm) ist nicht von der unterschiedlichen Dichte der Holzarten abhängig, sondern vom Anteil des Wassers an der Gesamtmasse, d.h. dem Wassergehalt des Holzes. Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung hat Nadelholz einen etwas höheren Heizwert (je kg Holzmasse) als Laubholz.

Wassergehalt in %

Heizwert in kWh/kg

Heizwert in MJ/kg

 

Nadelholz

Laubholz

Nadelholz

Laubholz

0

5,20

5,00

18,72

18,00

5

4,91

4,72

17,68

16,99

10

4,61

4,43

16,60

15,95

15

4,32

4,15

15,55

14,96

20

4,02

3,86

14,47

13,90

25

3,73

3,58

13,43

12,89

30

3,44

3,30

12,38

11,88

35

3,14

3,01

11,30

10,84

40

2,85

2,73

10,26

  9,83

45

2,55

2,44

  9,18

  8,78

50

2,26

2,16

  8,14

  7,78

55

1,97

1,88

  7,09

  6,77

60

1,67

1,59

  6,01

  5,72

Heizwertberechnung in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Holzes

Verbrennt man Holz, verdampft zunächst das darin enthaltene Wasser. Hiefür wird 0,68 kWh je kg Wasser (=2,45 MJ/kg) an Energie benötigt (Verdunstungsenergie). Hieraus errechnet sich der Heizwert wie folgt:

Heizwert = Heizwert der Trockenmasse - Verdunstungsenergie für den Wasseranteil

Beispiel:

Der Heizwert je kg Laubholz bei 15 % Wassergehalt beträgt:

(85 % x 5 kWh) - (15 % x 0,68 kWh) = 4,25 kWh -  0,10 kWh = 4,15 kWh

Überschlägig lässt sich sagen der Heizwert von:

absolut trockenem Holz (Wassergehalt 0 %) liegt bei ca. 5 kWh/kg bzw. 18,0 MJ/kg
lufttrockenem Holz (Wassergehalt 15 %) liegt bei ca. 4 kWh/kg bzw. 14,4 MJ/kg
frisch geschlagenem Holz (Wassergehalt 50 % und mehr) liegt bei ca. 2 kWh/kg bzw. 7,2 MJ/kg.

Definitionen Holz und Wasser:

Absolut trockenes Holz (atro) hat einen Wassergehalt von 0 %. Dieser Wassergehalt wird nur durch Trocknung in speziellen Kammern erreicht.

Lufttrockenem Holz (lutro) hat einen Wassergehalt ca. 15 %. Dieser Wassergehalt kann durch längeres trocknen an der Luft (überdacht) erreicht werden.

Waldfrisches Holz ist der Zustand des lebenden Holzes beim Einschlag und hat einen Wassergehalt von 50 % und mehr.

Fasersättigungspunkt: Der Fasersättigungspunkt des Holzes liegt bei ca. 25 %. Unter diesem Punkt wird den Holzfasern Wasser entzogen und das Holz beginnt zur schwinden („schrumpfen“).

Der Heizwert des Holzes je Gewichtseinheit verringert sich bei steigendem Wassergehalt unabhängig von der Baumart und nur mit geringfügigen Unterschieden zwischen Laub- und Nadelholz. Der Heizwert des Holzes je Volumeneinheit ändert sich bei steigendem Wassergehalt kaum. Dafür zeigen sich deutliche die Unterschiede der Baumarten mit ihren verschiedenen Holzdichten.

Beispiele:

Der Heizwert von einem Festmeter, Raummeter oder Schüttraummeter Holz mit Wassergehalt 50 % (waldfrisch) liegt nur 15 % niedriger als der von lufttrockenem Holz (Wassergehalt 15 %).

Der Heizwert von einem Kilo waldfrischem Holz (Wassergehalt 50 %) liegt 50% niedriger als der von lufttrockenem Holz (Wassergehalt 15 %) - der Unterschied beträgt 2 statt 4 kWh je kg!

Der Heizwert von einem Festmeter Buche ist aufgrund der hohen Holzdichte im Vergleich zur Fichte um ein Drittel höher. Demgegenüber ist aber der Heizwert von 1 kg Buche um 5 % geringer als der von 1 kg Fichtenholz (bei gleicher Feuchte)!

Umrechnung vom Raummaßen bei Holz

Rundholz
im Festmeter (fm)
(= Kubikmeter)

Schichtholz
in Ster
oder Raummeter (rm)

Hackschnitzel
in Schüttraummeter
(srm)

1 fm

1,4 rm

2,5 srm

0,7 fm

1,0 rm

1,8 srm

0,4 fm

0,6 rm

1 srm

Die Angaben zu Raummeter und Schüttraummeter sind nur als Anhaltswerte zu verstehen. Der Raummeter gilt für aufgesetztes Holz mit einer Länge von 1 m. Der Umrechnungsfaktor auf Festmeter schwankt in Abhängigkeit von der Stückgröße des Holzes und der Sorgfalt beim Aufsetzen. Der Schüttraummeter variiert in Abhängigkeit von Größe, Homogenität und Verdichtung der Hackschnitzel.

Heizwerttabelle für verschiedene Baumarten

Die Volumeneinheiten fm, rm und Srm gelten für das Holz, wie es im Wald anfällt, unabhängig vom Wassergehalt. Der Volumenschwund, der bei Trocknung unter 25 % Wassergehalt (Fasersättigungspunkt) beginnt, wird in der Heizwerttabelle nicht berücksichtigt.

Wassergehalt
in %

 

0

10

20

30

40

50

60

Baumart/Dichte

Maßeinheit

Heizwert in kWh

Fichte

kg

5,20

4,61

4,02

3,44

2,85

2,26

1,67

379 kg TM/fm

fm

1971

1942

1906

1860

1799

1713

1584

 

rm

1380

1360

1334

1302

1259

1199

1109

 

Srm

788

777

763

744

720

685

634

Kiefer

kg

5,20

4,61

4,02

3,44

2,85

2,26

1,67

431 kg TM/fm

fm

2241

2209

2168

2116

2046

1948

1802

 

rm

1569

1546

1518

1481

1432

1364

1261

 

Srm

896

883

867

846

818

779

721

Buche

kg

5,00

4,43

3,86

3,30

2,73

2,16

1,59

558 kg TM1fm

fm

2790

2748

2695

2627

2537

2411

2221

 

rm

1953

1923

1887

1839

1776

1687

1555

 

Srm

1116

1099

1078

1051

1015

964

888

Eiche

kg

5,00

4,43

3,86

3,30

2,73

2,16

1,59

571 kg TM/fm

fm

2855

2812

2758

2689

2596

2467

2273

 

rm

1999

1968

1931

1882

1817

1727

1591

 

Srm

1142

1125

1103

1075

1038

987

909

Pappel

kg

5,00

4,43

3,86

3,30

2,73

2,16

1,59

353 kg TMIfm

fm

1765

1738

1705

1662

1605

1525

1405

 

rm

1236

1217

1193

1163

1123

1067

983

 

Srm

706

695

682

665

642

610

562

Gleichgewichtspreise der verschiedenen Energieträger im Vergleich zu Heizöl bei gleichem Energieinhalt

Für den Verbraucher ist es wichtig den Vergleichspreis für die Energie zu kennen, d.h. zu wissen wie viel Geld die Energieeinheit (kWh bzw. das MJ) der verschiedenen Energieträger in Bezug auf des Heilöl bzw. das Erdgas kostet.

Die folgende Tabelle zeigt, wie teuer das Holz sein darf (bezogen auf den Energieinhalt), wenn es mit Heizöl verglichen wird.

Heizölpreis
in € je Liter

Energiepreis
in Cent je kWh

Theoretischer Holzpreis nach Energieinhalt für Buche

€ je t Trockenmasse

€ je fm

€ je rm

€ je Srm

0,10

1,0

50

28

20

11

0,15

1,5

75

42

29

17

0,20

2,0

100

56

39

22

0,25

2,5

125

70

49

28

0,30

3,0

150

84

59

33

0,35

3,5

175

98

68

39

0,40

4,0

200

112

78

45

0,45

4,5

225

126

88

50

0,50

5,0

250

140

98

56

0,55

5,5

275

153

107

61

0,60

6,0

300

167

117

67

Bezogen auf den Energieinhalt kosten Holzbrennstoffe meist deutlich weniger als Heizöl. Dies trifft besonders für Hackschnitzel zu. Allerdings erfordern entsprechende Heizungen, v.a. eine Hackschnitzelheizung, auch höhere Investitionen als eine Öl- oder Gasheizung oder einen höheren Arbeitsaufwand.

 

 

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