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Artikel

Autor(en): Gregor Lutz (Holzenergie Schweiz)
Redaktion: WSL, Schweiz
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Holzenergie in der Schweiz: Entwicklung, Stand und Potenzial

Während Jahrtausenden war Holz die einzig aktiv genutzte Energiequelle des Menschen. Seit der industriellen Revolution erlangten fossile Energien sowie die Elektrizität eine immer bedeutendere Rolle. Die aktuelle Diskussion über globale Umweltprobleme und Ressourcenknappheit rückt einheimische, erneuerbare und CO2-neutrale Energieträger wie Holz wieder zunehmend in den Mittelpunkt des Interesses. Holzenergie ist heute nach der Wasserkraft die zweitwichtigste einheimische Energiequelle und wird in Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen.

Entwicklung des Energieverbrauchs

Holzenergie
Abb. 1 - Holzenergie könnte rund 6 % des Gesamtenergie-
verbrauchs oder etwa 12 % des Wärmeenergieverbrauchs der Schweiz abdecken.
Foto: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
 

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts deckte die Schweiz den Energiebedarf fast vollständig mit Kohle und Holz (Abb. 2). Kohle hatte das Holz damals schon seit einigen Jahrzehnten als Hauptenergieträger abgelöst. Nachdem die Bedeutung der Holzenergie während des Zweiten Weltkriegs vorübergehend wieder etwas stieg, nahm deren Anteil am Gesamtenergieverbrauch in der Folge stark ab.

Gleichzeitig setzte der Siegeszug von Erdöl als Brenn- und Treibstoff ein. Energie wurde zum Allgemeingut, das überall und jederzeit in beliebiger Menge billig verfügbar war. Infolgedessen koppelte sich der Energieverbrauch der Schweiz nach 1945 vom Bevölkerungswachstum ab und vervielfachte sich in kurzer Zeit.

Bis 1970 war die Wasserkraft Hauptlieferant elektrischer Energie. Danach begann die Nutzung von Kernenergie zur Elektrizitätsproduktion. Der Anteil der Elektrizität am Endenergieverbrauch nimmt seither kontinuierlich zu.

 
Endenergieverbrauch 1910–2008 nach Energieträgern
Abb. 2 - Endenergieverbrauch in der Schweiz von 1910 bis 2012 nach Energieträgern in Terajoule. Anklicken zum Vergrössern.
Quelle: Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2012

 

Die seit 1990 laufenden Bemühungen der Schweizer Energiepolitik, den Energieverbrauch zu senken und vermehrt auf erneuerbare Energien zu setzen, führte in den letzten zwei Jahrzehnten zwar zu einer allmählichen Stagnation des Energieverbrauchs. Die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern – vorwiegend Erdöl – liess sich jedoch kaum brechen.

So ging zwar der Anteil der Erdölbrennstoffe stark zurück, der Verbrauch an Erdgas und Erdöltreibstoffen stieg dafür im selben Zeitraum deutlich an (Abb. 3). Noch immer stammen über 80% des Endenergieverbrauchs aus nicht erneuerbaren Energieträgern aus dem Ausland. Die erneuerbaren Energien tragen heute nur 20% zur Energieversorgung bei, wobei Wasserkraft 14% und Holzenergie 4% ausmachen.

 
Endenergieverbrauch 2012 und 1980 nach Energieträgern
Abb. 3 - Endenergieverbrauch 2012 und 1980 nach Energieträgern. Quelle: Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2012
 

Entwicklung der Holzenergienutzung

Stückholz
Abb. 4 - Bis zum Zweiten Weltkrieg deckte Brennholz einen beachtlichen Teil des Energiebedarfes.
 
Qualischnitzel
Abb. 5 - Die Zahl der Schnitzel- und Pelletheizungen hat seit 1990 stark zugenommen, sodass der gesamte Energieholzverbrauch seither um 42% gestiegen ist.
 
Fotos: Holzenergie Schweiz
 

Um 1910 deckte Holz rund 15% des Energiebedarfes der Schweiz (Abb. 2). Mit der Kohleverknappung um das Ende des Ersten Weltkriegs stieg der Anteil zeitweise auf über 20%. Die Nutzung erreichte in der ersten Hälfte der 30er Jahre ein Maximum und sank darauf allmählich bis 1939. Bis zu diesem Zeitpunkt wurde rund die Hälfte des in den Wäldern geschlagenen Holzes als Brennholz genutzt.

Während des Zweiten Weltkriegs wurde die Brennholzproduktion weit über den natürlichen Zuwachs gesteigert: 1941/42 war beispielsweise eine Nutzung von 200% des Holzzuwachses gestattet. Vor allem wegen des Mangels an Arbeitskräften und aufgrund von Transportproblemen blieb die Brennholznutzung aber letztlich auf etwa das Anderthalbfache der Vorjahre beschränkt, was etwas weniger als 30% des sehr stark reduzierten Gesamtenergieverbrauchs bedeutete.

Um 1950 hatte sich der Verbrauch an Brennholz wieder auf das Niveau vor dem Zweiten Weltkrieg gesenkt und nahm danach weiterhin kontinuierlich ab. Um 1970 betrug der Anteil am Gesamtenergieverbrauch lediglich rund 1%, und nur noch 20% des im Wald geschlagenen Holzes wurde direkt für die Energiegewinnung verwendet.

Erst mit der Ölkrise 1973 und dem damit verbundenen Anstieg des Erdölpreises erwachte das Interesse an der Holzenergie wieder. Seit 1990 hat deren Nutzung infolge gezielter Massnahmen der Schweizerischen Energiepolitik und einer wachsenden Sensibilität der Bevölkerung für Umweltfragen zugenommen. Der Anteil der Holzenergie am Gesamtenergieverbrauch stieg bis 2012 auf 4,2%.

Betrachtet man das verfeuerte Holzvolumen, so zeigt sich, dass sich der Stückholzverbrauch seit 1990 fast halbiert hat (Tab. 1). Die Nutzung von Hackschnitzeln, Pellets und Altholz stieg gleichzeitig sehr stark, sodass die Summe des zur Energieerzeugung genutzten Holzes seit 1990 um 42% zugenommen hat, obwohl die Zahl aller Holzheizungsanlagen im selben Zeitraum um über 73'000 zurückgegangen ist.

Tabelle 1 - Holzenergienutzung nach Brennstoff: Anzahl Anlagen und Energieholzverbrauch 1990 und 2012 im Vergleich. Quelle: Schweizerische Holzenergiestatistik 2012
Heizungsart
 Jahr Anzahl Anlagen Energieholzverbrauch in m3
Stückholzheizungen
1990
2012
689'184
(- 14.8%)     586'924
2'416'031
(- 45,5%)     1'316'103
Schnitzelheizungen 1990 2012 3'267
(+ 226.6%)      10'671
426'820
(+ 381.7%)     2'055'902
Pelletheizungen 1990 2012 0
21'609
0
340'844
Altholzfeuerungen
(ohne Kehrrichtverbrennungsanalgen)
1990 2012 23
(+ 152.2%)               58
175'006
(+ 229,6%)        576'900
Total
(ohne Kehrrichtverbrennungsanlagen)
1990 2012 692'474
(-10.6%)     619'262
3'017'857
(+42.1%)     4'289'749

Aktueller Stand

Wohnraumfeuerung
Abb. 6 - Bei der Wahl der richtigen Holzheizung sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen.
Foto: Holzenergie Schweiz

Im Jahr 2012 nutzten die in der Schweiz installierten Holzheizungen 4,29 Millionen m3 Holz (Tab. 1). Sie substituierten damit rund 880'000 Tonnen Heizöl. Der Atmosphäre blieben dank der Holzenergienutzung somit über 2,7 Millionen zusätzliche Tonnen CO2 erspart.

Zurzeit werden fast 70% des Energieholzvolumens in automatischen Schnitzel-, Pellet- und Altholzfeuerungen verbrannt. Pelletheizungen weisen aufgrund der hohen Brennstoffqualität generell niedrige Emissionen auf. Kleinere Schnitzelfeuerungen (unter 70 kW Nennleistung) benötigen meist eine sehr gute Hackschnitzelqualität mit geringem Wassergehalt und Feinanteil, da dies die Verbrennungsqualität verbessert. Grössere Schnitzelfeuerungen und alle Altholzfeuerungen müssen hingegen mit Abgasfiltern ausgerüstet sein, erreichen dadurch aber noch geringere Emissionswerte.

30% des Energieholzvolumens kommt in Stückholzheizungen zum Einsatz, wobei wiederum 60% davon in Wohnraumheizungen wie Cheminées, Cheminéeöfen, Zimmer- und Kachelöfen verfeuert werden. Dabei ist seit Jahren ein starker Trend zu geschlossenen Cheminées und Cheminéeöfen mit sauberer Verbrennung und hohem Wirkungsgrad festzustellen. Der Bestand an offenen Cheminées mit schlechter Verbrennung nimmt stetig ab. Zentralheizungs-Stückholzkessel werden meist von Bauernbetrieben und Waldeigentümern eingesetzt, die auch selbst Stückholz aufarbeiten. Diese Anlagekategorie verfeuert rund 40% des Stückholzvolumens.

Moderne, richtig betriebene Holzheizungen erreichen höchste Wirkungsgrade bei geringsten Emissionen und erfüllen die Grenzwerte der Luftreinhalte-Verordnung problemlos. Für jedes Anforderungsprofil sind geeignete Holzheizungen vorhanden. Das folgende Diagramm zeigt das Vorgehen zur Wahl der richtigen Holzheizung:

 
Wahl der richtigen Holzheizung
 

Von den 2012 in Holzheizungen verfeuerten 4,29 Millionen m3 Energieholz stammen gemäss Schweizerischer Forststatistik 1,67 Millionen m3 direkt aus Waldholz. Nicht kommerziell gehandeltes Brennholz und Flurholz fehlt in der Forststatistik. Dies betrifft vorwiegend Stückholz, das von privaten Waldbesitzern und Bauernbetrieben direkt aufbereitet und genutzt wird, und Hackschnitzel aus Landschaftspflegeholz. Restprodukte aus der Holzverarbeitungsindustrie (z.B. Schwarten und Spreissel aus Sägereien; Abschnitte, Späne und Stäube aus Schreinereien und Zimmereien) und Altholz werden in der Forststatistik ebenfalls nicht erfasst.

Rund zwei Drittel des erfassten Wald-Energieholzvolumens ist Laubholz. Es wird wesentlich häufiger der direkten Energieholznutzung zugeführt als Nadelholz, weil der Stamm von Laubbäumen oft stark verzweigt ist und sich daher weniger zur Verwendung in Form von Stammholz eignet. Nicht zuletzt spielt der höhere Heizwert des Laubholzes eine Rolle. Nadelholz wird hingegen vorwiegend als Stammholz genutzt (Abb. 7).

 
Holzenergienutzung nach Sortimenten
Abb. 7 - Holzenergientzung im Jahr 2012 nach Sortimenten. Quelle: Schweizerische Forststatistik 2012
 

Zusatzpotenzial an Holzenergie

Im Schweizer Wald wird insgesamt wesentlich weniger Holz genutzt als nachwächst. So steht einem jährlichen Holzzuwachs von knapp 10 Millionen m3 (Schweizerisches Landesforstinventar LFI3) eine durchschnittliche Gesamt-Jahresnutzung von ungefähr 5 Millionen m3 gegenüber (Schweizerische Forststatistik 2012). Der Anteil Energieholz an der gesamten Holznutzung ist in den letzten Jahren stetig gestiegen. 2012 waren es 1,67 Millionen m3 Energieholz, was 35,9% der Jahresnutzung entspricht (Abb. 7).

Betrachtet man den gesamten Energieholzmarkt, d.h. alle Sortimente vom Wald- über das Rest- bis zum Altholz, so kann man bei der heutigen Jahresnutzung von rund 4,3 Millionen m3 Energieholz von einem kurz- bis mittelfristig verfügbaren zusätzlichen Potenzial von 2,3 Millionen m3 ausgehen (Abb. 8). 

Etwas weniger als die Hälfte davon ist Waldholz mit rund 1 Million m3. Dieses befindet sich vorwiegend in schlecht erschlossenen Wäldern im Jura, in den Voralpen, Alpen und auf der Alpensüdseite. Das Potenzial an zusätzlich verfügbarem Waldholz ist somit regional sehr unterschiedlich. Das Flurholzpotenzial aus Hecken, landwirtschaftlichen Nutzflächen, Uferbereichen, Siedlungsgebiet und Verkehrsgrün ist mit 0,3 Millionen m3 im Vergleich dazu relativ gering. Bedeutende Mengen an Rest- und Altholz werden noch immer exportiert und könnten problemlos in Holz- oder Altholzfeuerungen in der Schweiz zum Einsatz kommen.

 
Nutzung 2012 sowie sofort nutzbares Zusatzpotential
Abb. 8 - Energieholznutzung in der Schweiz 2012 und verfügbares Zusatzpotenzial pro Jahr.

Das theoretische zusätzliche Potenzial liegt hingegen bei rund 3,3 Millionen m3. Die Nutzung dieser zusätzlichen 1 Millionen m3 Holz ist jedoch stark abhängig von den gesellschaftlichen Rahmenbedingungen. Würde zum Beispiel in den oft überalterten und vorratsreichen Voralpenwäldern vermehrt Sägerundholz geerntet, liesse sich damit auch die oft als Nebenprodukt anfallende Energieholzmenge steigern. Zudem könnte dadurch vermehrt Restholz und Sägemehl aus Holzverarbeitungsbetrieben für die Hackschnitzel- und Pelletproduktion verwendet werden.

Ausblick

Logo Holzenergie Schweiz

Ziele der Schweizer Energiepolitik sind unter anderem die Reduktion der CO2-Emissionen und des Verbrauchs an fossilen Energien um mindestens 20 Prozent bis 2020 gegenüber dem Stand von 1990 sowie die Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien zwischen 2010 und 2020 am Gesamtenergieverbrauch um mindestens 50 Prozent. Damit nimmt die Bedeutung der Holzenergie in Zukunft weiter zu. Viele Holzwärmeverbund-Projekte, Ausbauten von Holz-Wärmeverbünden und Holzheizkraftwerke mit grösseren Hackschnitzelmengen sind bereits in Planung und werden bedeutende Anteile der noch vorhandenen Energieholzreserven beanspruchen.

Insgesamt könnte Holzenergie rund 6 Prozent des Gesamt- oder etwa 12 Prozent des Wärmeenergieverbrauches der Schweiz abdecken. Bei gesteigerter Energieeffizienz der Gebäude erhöht sich der Anteil der Holzenergie entsprechend. So ist es durchaus vorstellbar, dass Holz in einigen Jahrzehnten rund einen Viertel der Schweizer Gebäude beheizt.

In Zukunft wird Holz aber nicht mehr nur zur Wärmegewinnung verwendet. Die Stromproduktion aus Holzenergie kombiniert mit Abwärmenutzung wird voraussichtlich weiter an Bedeutung gewinnen. 2012 waren bereits 14 Anlagen in Betrieb, die aus Holz Strom und Wärme produzierten. Dafür bewährt haben sich bisher grössere Heizkraftwerke ab 2–3 MW thermischer Leistung mit Dampfturbinen oder ORC-Turbinen als Stromerzeuger. Bei der ORC-Turbine kommt Thermoöl statt Wasserdampf als Arbeitsmedium zum Einsatz, was eine Stromerzeugung mit tieferen Temperaturen und mit besserem Teillastverhalten ermöglicht.

Da der elektrische Wirkungsgrad bei allen Stromerzeugungsmethoden aus Holz ziemlich gering ist (zwischen 10 – 25% der thermischen Leistung), ist die Abwärmenutzung – zum Beispiel in einem Wärmeverbund oder als Prozesswärme für Industrieprozesse – zur Erreichung eines hohen Gesamtwirkungsgrades zwingend notwendig.

Holzenergie Schweiz betreibt seit 1979 einen professionellen Informations- und Beratungsdienst.  Für den korrekten Betrieb Ihrer Holzheizung stehen zahlreiche Merkblätter, Broschüren und weiterführende Unterlagen zur Verfügung.

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