mini|Getreideheizungskessel auf einem landwirtschaftlichen Betrieb (22 kW, Hersteller: BAXI) Als Getreideverbrennung bezeichnet man den Einsatz von Getreide als Brennstoff zum Zweck der Gewinnung von Energie.
Zu unterscheiden ist zwischen der Verbrennung von sogenanntem Ausputz- bzw. Minder- und Verwurfgetreide als nur beschränkt oder gar nicht als Lebens- oder Futtermittel verwendbarem Getreide und der Verbrennung von für diesen Zweck als Energiepflanze angebautem Getreide. Während ersteres mit der in 01/2010 in Kraft tretenden novellierten Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV) als Regelbrennstoff in bestimmten Einsatzbereichen zulässig ist, wird letzteres derzeit in Deutschland nicht praktiziert.Karsten Block: Getreidepreis zur Ernte 2000 im Keller – ist die energetische Nutzung eine Alternative? 7. März 2001, Abgerufen am 8. Oktober 2015.
Aufgrund rechtlicher und technischer Probleme sowie wegen 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 Getreideproduktion für Verbrennungszwecke sich wirtschaftlicher erwies als für die Lebensmittelproduktion. In dieser Situation gingen einige Bauern dazu über, Getreide in Pelletheizungen zu verfeuern.Heizen mit Getreide – und was man darüber wissen muss. In: KTBL, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Heft 74, 2007, ISBN 978-3-939371-50-2
Beispielhaft angeführt wurde (im Jahr 2005) die Formel:
mini|Das erste alleine mit Getreide beheizte 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 Getreideausputzes ab. Ausschlaggebend waren dabei die wieder steigenden Getreidepreise auf dem Weltmarkt, die eine Verfeuerung wiederum unwirtschaftlich werden ließen, aber auch ethische Bedenken.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 […]“
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.[Quelle?]
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.Energie vom Acker. In: VerbandsMagazin, ABG Frankfurt Holding Wohnungsbau- und Beteiligungsgesellschaft mbH, Frankfurt, Landesausgabe Hessen, 2/2007, S. 36–37
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 mini|Feuer einer mit Hafer betriebenen Getreideheizung, deutlich zu erkennen die lockere, kaum verschlackte Asche Die Verfeuerung von Getreide erfordert spezielle Anlagen, da Getreide sich von konventionellen Bioenergieträgern wie Holz unterscheidet. Es werden entweder gängige Verbrennungsanlagen eingesetzt, die auf Holz oder ähnliche Brennstoffe ausgelegt sind, oder neuartige, an den Brennstoff Getreide angepasste Anlagen. Für ein möglichst vollständiges Verbrennen von Getreide sind hohe Verbrennungstemperaturen erforderlich. Das führt jedoch dazu, dass die Asche wegen ihres niedrigen Schmelzpunkts versintert und Schlacken bildet. 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 Gewichtsprozent Kalk im Brennstoff um bis zu 60 % erhöhte Aschemengen). Eine andere Möglichkeit stellt die Kombination von Getreide mit anderen Brennstoffen dar, wie zum Beispiel Hackschnitzeln. Dies ermöglicht auch eine Verfeuerung 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, die eine spätere Nutzung der Wärme erlauben. In einigen Bundesländern sind sie vorgeschrieben. Aufgrund des relativ hohen Asche- und Schlackeanfalls ist die regelmäßige Abfuhr von Brennresten erforderlich. Dieses findet teilweise automatisiert statt. (PDF; 8,2 MB) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., Gülzow (2007), zweite, vollständig überarbeitete Auflage, 224-seitiges PDF oder Heft (ISBN 3-00-011041-0)
Mögliche Brennstoffe Zur Verbrennung können alle geläufigen Getreide verwendet werden. Spelzgetreide wie Gerste und Hafer zeichnen 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 (siehe auch Artikel Bioenergie) mini|Blick in den Kessel einer Getreideheizung Wie bei allen biogenen Brennstoffen ist bei Getreide der CO2-Kreislauf geschlossen, was die Emission von Treibhausgasen minimiert. Die Verwendung in dezentralen Feuerungsanlagen vermeidet zudem den hohen Transportaufwand zentraler Großanlagen. Die Verwendung minderwertiger, nicht marktfähiger Getreidequalitäten als Brennstoff erscheint als sinnvolle Alternative zu anderen Entsorgungsmöglichkeiten.
Im Vergleich zur Nutzung anderer Brennstoffe wie Heizöl oder Holz sind die Emissionen aus dem Verbrennungsvorgang teilweise um ein Mehrfaches erhöht. Insbesondere Staub, Kohlenmonoxid (CO) und Stickstoffoxide sowie Chlor- und Schwefelverbindungen belasten die Abluft. Die Staubemissionen können hauptsächlich durch zusätzliche Staubabscheider, Filter und Entstaubungseinrichtungen des Brennstoffs und des Rauchgases verringert werden. Die Optimierung der Verbrennungstechnik (gestufte Verbrennung und Durchmischung des Gasstroms in der Nachbrennkammer) reduziert die NOx- und CO-Emissionen erheblich, so dass bei entsprechender technischer Optimierung die Grenzwerte des Immissionsrechts eingehalten werden. Praxisreife technische Lösungen zur Emissionsminderung bei den nicht von der 1. BImschV (Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes) geregelten Schadstoffen Chlor und Schwefel stehen für Kleinfeuerungsanlagen allerdings noch aus.Kleinfeuerungsanlage für Getreide und Stroh. Abschlussbericht. ATZ Entwicklungszentrum, 2008; fnr-server.de (PDF; 3,7 MB).Hans Hartmann, Norbert Hopf, Paul Roßmann, Armin Bimüller, Peter Turowski, Frank Ellner-Schuberth, 2007: Getreidekörner als Brennstoff für Kleinfeuerungen - Technische Möglichkeiten und Umwelteffekte. Berichte aus dem Technologie- und Förderzentrum Straubing (TFZ), Nr. 13. ()
Bei der – derzeit nicht praktizierten – Produktion von Getreide speziell für die Verfeuerung könnten Stickoxidemissionen verringert werden, indem die Stickstoffgehalte im Getreidekorn durch verringerte Düngung oder Züchtung proteinarmer Getreidesorten reduziert werden. Die Bundesländer Bayern, Thüringen und Sachsen haben entsprechende Einschränkungen bei der Erteilung von Ausnahmegenehmigungen in die Anforderungskataloge aufgenommen. So darf in Bayern und Thüringen vor dem Anbau von Getreide zur Verbrennung ein Jahr lang kein chloridhaltiger Dünger ausgebracht worden sein. In Sachsen müssen Grenzwerte für den Stickstoffgehalt im Brenngut eingehalten werden.
Rechtliche Situation Deutschland mini|hochkant|Gesunder (links) und mit Fusarium infizierter, nicht mehr lebensmittelfähiger Weizen Die Nutzung von Getreide als Brennstoff ist in Deutschland in Anlagen ab einer Feuerungswärmeleistung von 100 kW genehmigungspflichtig. Maßgeblich sind die 4. BImSchV und die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft). Getreideheizungen mit weniger als 100 kW Leistung – wie Heizanlagen für Einzelwohnungen und kleinere Mehrfamilienhäuser – werden durch die 1. BImSchV (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen) geregelt. Das Bundeskabinett und der Bundestag haben die Neufassung der 1. BImschV am 3. Dezember 2009 endgültig beschlossen. Sie tritt nach einer 7-wöchigen Übergangsfrist in Kraft. Bisher war Getreide für diese Anlagengröße nicht als sogenannter Regelbrennstoff zugelassen. Einzelne Bundesländer erteilten Ausnahmegenehmigungen.Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR): Mit der novellierten 1. BImSchV wird nicht als Lebensmittel geeignetes Getreide in den Katalog der Regelbrennstoffe aufgenommen und ist daher künftig auch in Kleinanlagen zulässig. Verwendet werden darf demnach „nicht als Lebensmittel bestimmtes Getreide wie Getreidekörner und Getreidebruchkörner, Getreideganzpflanzen, Getreideausputz, Getreidespelzen und Getreidehalmreste sowie Pellets aus den vorgenannten Brennstoffen“.1.BImschV, Fassung 2009 (PDF; 474 kB), §3.8 Die Verwendung ist eingeschränkt auf automatisch beschickte Anlagen, die für diesen Brennstoff zugelassen sind. Außerdem dürfen nur landwirtschaftliche Betriebe und verwandte Branchen Getreideverbrennung praktizieren.1.BImschV, Fassung 2009 (PDF; 474 kB), §5.3
Für die Emissionen von Getreidefeuerungsanlagen gelten die gleichen Werte wie für die Nutzung von Brennholz, nämlich 0,10 g Staub/m³ und 1,0 g CO/m³ bei bis 2014 errichteten Anlagen. Ab 2015 gelten als Grenzwerte 0,02 g Staub/m³ und 0,4 g CO/m³.
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