Saubere Flamme - umweltfreundliche Wärme

Weißer Rauch dringt aus dem Schornstein – das kann bedeuten, dass die Kardinäle in Rom ein neues Kirchenoberhaupt gewählt haben. In den meisten Fällen allerdings ist weißer Rauch ein Zeichen für eine saubere Verbrennung. Es handelt sich dabei um Wasserdampf, der neben einigen anderen - weniger sauberen - Stoffen beim Verbrennungsprozess entsteht. Wir werfen einen Blick hinter die Ofentüren und erklären, welche Faktoren für eine saubere Verbrennung wichtig sind.

Wesentliche Faktoren

Drei Faktoren spielen eine ausschlaggebende Rolle für eine saubere Verbrennung mit möglichst wenig schädlichen Emissionen:

1. Der Energieträger
2. Die Verbrennungstemperatur
3. Das Heizgerät

Was passiert bei der Verbrennung – eine kleine Chemiestunde

Wenn Sie einen Chemiker fragen, was eine Verbrennung ist, wird er Ihnen etwas von einer "exothermen Oxidation" erzählen. Dem Nicht-Chemiker wird das nicht viel weiterhelfen. Es bedeutet, dass Stoffe mit Sauerstoff reagieren, und ein Prozess stattfindet, bei dem Wärme frei wird (“exotherm” heißt nicht anderes als “Wärme abgebend”). Bei dieser Reaktion entsteht so viel Wärme, dass die Moleküle in der Luft ringsum zum Schwingen angeregt werden: die Luft beginnt zu “glühen” – wir sehen eine Flamme.

Was entsteht bei der Verbrennung

Bei einer Verbrennung entstehen Reaktionsprodukte aus den Substanzen, die im Energieträger enthalten sind. Das sind vor allem organische Kohlenwasserstoffe, wie sie der Chemiker bezeichnet. Diese Stoffe bestehen aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen. Außerdem häufig in Energieträgern vorhanden sind sind Schwefel- und Stickstoffverbindungen. Holz enthält auch Stoffe, die nicht brennbar sind, Mineralstoffe und Salze zum Beispiel, welche die Asche bilden.

Der Kohlenstoff im Energieträger verbrennt zu Kohlendioxid und dem hochgiftigen Kohlenmonoxid. Bei optimaler Verbrennung kann Kohlenmonoxid zum Glück fast zu Gänze vermieden werden.

Tatsächlich verbrennt aber nicht der ganze Kohlenstoff zu CO₂ und CO. Polyzyklische Kohlenwasserstoffe und über 30 verschiedene flüchtige organische Substanzen fand eine schwedische Studie [Johansson 2004] in Haushaltsabgasen.

Wasserstoff verbrennt zu Wasser, Schwefel- und Stickstoffverbindungen verbrennen zu Schwefel- und Stickoxiden. In Anwesenheit von Wasser werden diese Gase zu Schwefelsäure und Salpetersäure. Diese Substanzen sind für den berühmt berüchtigten Sauren Regen verantwortlich. Anorganische Verbindungen wie Salze werden zu Asche. Besonders kleine Aschepartikel gehen als Feinstaub durch den Schornstein.

Energieträger

Erdöl und Kohle enthalten außer organischen Kohlenwasserstoffen vor allem Schwefel, der aufwändig gefiltert werden muss oder, wenn er in Form von Schwefelverbindungen in die Atmosphäre gelangt, zum Sauren Regen und damit dem Waldsterben beiträgt. Erdgas enthält fast nur Methan und ist daher ein in dieser Hinsicht sauberer Energieträger. Eines ist allen fossilen Energieträgern jedoch gemeinsam: Das Kohlendioxid, das sie ausstoßen, ist fossilen Ursprungs und trägt daher zum Treibhauseffekt bei. Nur nachwachsende Brennstoffe haben das Kohlendioxid, das sie bei der Verbrennung freisetzen, zuvor aus der Atmosphäre gebunden.

Holz enthält mehr komplexe organische Verbindungen als fossile Brennstoffe. Bei unvollständiger Verbrennung - wie sie etwa in einem Lagerfeuer oder einem veralteten Heizkessel stattfindet - entstehen wesentlich mehr flüchtige organische Stoffe und Feinstaub als bei der Verbrennung von Erdgas, vor allem, wenn das verwendete Holz feucht ist.

Hitze und Luft: sauberes Abgas

Einige Faustregeln lauten: Je höher die Verbrennungstemperatur und je besser sich eine ausreichende Menge Sauerstoff mit dem Brenngas mischt, desto sauberer die Verbrennung. Je besser der Ofen konstruiert und geregelt ist, desto schadstoff- und feinstaubärmer die Verbrennung. Je höher die Brenntemperatur und je exakter die Luftdosierung, desto geringer der giftige Kohlenmonoxid-Anteil.

Welcher ist der richtige Ofen?

Wenn es darum geht, Holz zu verbrennen, hat das Heizgerät den größten Einfluss auf die Abgase. Holzöfen werden gerne als Feinstaubschleudern betitelt. Das stimmt nur bedingt. Denn nur, wenn Holzscheite in einem klassischen Küchenofen oder offenem Kamin verbrannt werden, entstehen durch die stattfindende unvollständige Verbrennung viele Feinstaubpartikel.

Warum sind gerade diese Geräte betroffen? Das hat mehrere Gründe: Holzscheite sind feucht. Sie enthalten, wenn sie in den Ofen geschoben werden, noch bis zu 40 Prozent Wasser. Dieses Wasser muss verdampft werden, die Verbrennungstemperatur ist viel zu niedrig und es raucht. Im klassischen Ofen oder Kamin ist außerdem die Sauerstoffzufuhr nicht exakt regelbar und die Vermischung von Luft und Rauchgas schlecht.

Holzpellets brennen sauber

Pellets sind die Antwort auf die Nachteile von Scheitholz. Sie sind homogen und haben ein gutes Volumen-zu-Oberfläche-Verhältnis. Anders gesagt: Pellets sind mundgerechte Portionen für das Feuer. Außerdem sind Pellets trocken. Sie enthalten weniger als zehn Prozent Wasser.
In einem sind sich alle Studien einig: Holzpellets, die in einem modernen Pelletkaminofen oder Pelletkessel verbrannt werden, liefern im Vergleich die sauberste, nachhaltigste Energie. Der Brennraum ist heiß, die Luft ideal dosiert und einer vollständigen, sauberen Verbrennung steht nichts im Weg.