„Die Lösungen sind da, wir müssen sie nur verwenden“

Lisa Feikus vom TEER an der RWTH Aachen und Dr. Axel Friedrich, freier Berater, sprechen mit der #ofenzukunft über die Ergebnisse einer toxikologischen Studie, die Folgen für die Holzfeuerung und mögliche Lösungen für den Ofen.

Die Initiative #ofenzukunft möchte für Wissenstransfer und Meinungsbildung im Bereich Biomasse sorgen. Dazu gehört auch eine Interviewreihe, die sie gemeinsam mit der Zeitschrift Kachelofen & Kamin veröffentlicht. Befragt werden Expertinnen und Experten aus Politik, Forschung und der Industrie. In der aktuellen Ausgabe stellen sich Lisa Feikus und Dr. Axel Friedrich den Fragen von Dr. Johannes R. Gerstner. Lisa Feikus war an der Erstellung der Studie TeToxBeScheit beteiligt, deren Ergebnisse hier heruntergeladen werden können. Dr. Axel Friedrich ist als unermüdlicher Kämpfer für Luftreinhaltung bekannt und ordnet die Ergebnisse mit ein.

Dr. Johannes R. Gerstner: Frau Feikus, welche Schadstoffe haben Sie denn im Abgas von Holzöfen gefunden?

Lisa Feikus: Die Emissionen kann man grob in zwei Klassen aufteilen: Gas und Partikel. Im Gas finden wir organische Verbindungen wie Aldehyde oder Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe, so genannte PAK, die bei der Verbrennung von Scheitholz in Kaminöfen emittiert werden und sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken. Bei den Partikeln handelt es sich überwiegend um Rußpartikel, die in die Kategorie Feinstaub fallen. Ein hoher Anteil davon sind ultrafeine Partikel (auch Nanopartikel genannt). Gerade die letzteren sind extrem schädlich, da sie bis in die Lungenbläschen eindringen können. In unserem Forschungsprojekt TeToxBeScheit, das wir an der RWTH Aachen gemeinsam mit den Unikliniken in Freiburg und Aachen und der Goethe-Universität in Frankfurt durchgeführt haben, haben wir untersucht, wie gut elektrostatische Abscheider und Katalysatoren darin sind die zahlreichen Emissionen zu mindern.

Dr. Johannes R. Gerstner: Wie gefährlich ist denn nun das Abgas von Öfen?

Lisa Feikus: In unseren Versuchen haben wir negative Effekte auf den Menschen und die Natur getestet, also humantoxikologische und ökotoxikologische Methoden angewendet. Wir haben bspw. eine Expositionskammer genutzt, die wie ein Modell der Lunge funktionieret. In die Kammer wurden menschliche Lungenzellen eingesetzt und diese den Emissionen aus der Scheitholzverbrennung mit und ohne Minderungsmaßnahmen ausgesetzt. Anschließend wurde die Schädigung der Zellen untersucht. So konnten wir zeigen, wie sich die Schädlichkeit der Emissionen verändert, wenn man Katalysatoren oder elektrostatische Abscheider einsetzt.

Dr. Axel Friedrich Zur Schädlichkeit von Rußpartikeln gab es schon viele Untersuchungen. Im Wesentlichen hat man das nachgewiesen, was man bereits bei der Untersuchung von Dieselabgasen herausgefunden hat. Wir wissen schon lange, dass ultrafeine Partikel sehr gefährlich sind! Neben der Klimawirkung bestehen eben noch weitere Gefahren. Die Nanopartikel können die Lungenwand durchdringen und Entzündungen im Herzen verursachen. Über den Geruchsnerv dringen die Partikel in das Gehirn ein und verursachen Demenz. Dazu kommt noch eine ganze Reihe von weiteren Krankheiten wie etwa Diabetes Typ 2.

Dr. Johannes R. Gerstner: Ist denn für den gesamten Feinstaub der Holzofen verantwortlich?

Dr. Axel Friedrich: Natürlich nicht für alles. Früher gab es eine wesentlich höhere Belastung der Gesundheit, besonders Industrieabgase und dreckige Diesel waren verantwortlich für Millionen vorzeitiger Tote in Europa. Inzwischen aber ist diese Belastung gesunken. Weil wir technisch wirksame Filter und Katalysatoren eingebaut haben. Die Belastung durch Öfen hat aber kaum abgenommen. Tragisch ist, dass wir längst über die passende Technologie, das sind Katalysatoren aber vor allem Partikelabscheider, verfügen.

Dr. Johannes R. Gerstner: Wenn ich auf die Luftreinhaltestatistik schaue, sehe ich diese Belastung aber nicht.

Dr. Axel Friedrich: Weil wir an den falschen Stellen messen und weil die Statistik des Umweltbundesamtes fehlerhaft ist. Es stehen immer noch zu viele Messstationen an vielbefahrenen Straßen, viel zu wenige im ländlichen Raum und in Wohngebieten. Auch die Holzstatistik stimmt nicht. Und ganz wichtig: Die Erfassung von PM 2.5 bildet das Problem der ultrafeinen Partikel nicht ab. Das Problem wird aber sichtbar, wenn wir anders und besser messen. Die Grundlagen sind bereits da, einen Teil davon habe ich erarbeitet.

Dr. Johannes R. Gerstner: Wenn Feinstaub und Ultrafeinstaub so ein Problem sind, wie können wir es denn lösen? Oder ist der Feinstaub das Ende des Holzofens?

Dr. Axel Friedrich: Nein. Es ist unrealistisch, 11,5 Millionen Feuerstätten verbieten zu wollen. Deshalb müssen wir an der Verbesserung arbeiten. Und hier gibt es hohe Potenziale zur Verbesserung. Der Austausch von alten Öfen durch neue Öfen allein bringt nichts. Wir wissen, dass Prüfstandsmessungen für die Belastung im realen Leben keine große Bedeutung haben. Solange der Mensch noch am Ofen rumspielen kann, werden die Geräte die Emissionen nicht wesentlich reduzieren. Und wir müssen Abgasreinigungen verbauen.

Lisa Feikus: Nur ein besserer Ofen führt nicht zwangsläufig zur Verbesserung, aber er ist unserer Ansicht nach ein Baustein. Die Wirksamkeit von Abgasreinigungsmaßnahmen wird durch einen guten Feuerungsbetrieb maßgeblich verbessert. Dabei können elektronische Ofenregelungen helfen. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein guter Betrieb des Ofens der erste Schritt für niedrigere Emissionen und Grundlage für den sicheren Betrieb von sekundären Minderungstechniken ist. Wir empfehlen auf Grundlage unserer Ergebnisse den Einsatz von Katalysatoren und Staubabscheidern.

Dr. Johannes R. Gerstner: Verfolgt man die Berichterstattung zu Ihren Studienergebnissen etwa bei ntv, dann gewinnt man fast den Eindruck, dass Katalysator und Staubabscheider gegeneinander ausgespielt werden.

Lisa Feikus: Zunächst sind Katalysator und elektrostatischer Staubabscheider zwei Lösungen, die bereits jetzt am Markt verfügbar sind. Die beiden Minderungstechniken haben jeweils ein unterschiedliches Ziel. Der Katalysator minimiert die Menge organischer Substanzen im Abgas. Der elektrostatische Abscheider verringert die Anzahl der emittierten Partikel. Nur durch die Kombination beider Techniken können beide Schadstoffgruppen effektiv gemindert werden.

Dr. Johannes R. Gerstner: Allerdings empfehlen Sie, den Staubabscheider vor dem Katalysator einzubauen. Angesichts der aktuell üblichen Kombinationen ungewöhnlich.

Dr. Axel Friedrich: Fakt ist, die schädlichere Wirkung geht von den ultrafeinen Partikeln aus. Im wahren Leben und mit den aktuell verfügbaren Geräten müssen wir den Katalysator nah an den Ofen bringen. So wird er durch die hohe Temperatur aktiviert. Im Anschluss können wir dann das Abgas mit einem Partikelabscheider von Partikeln reinigen.

Lisa Feikus: Ja, in dem einen Punkt stimme ich Axel Friedrich zu: Mit der aktuell am Markt verfügbaren Technik muss der Katalysator nahe an der Feuerung eingesetzt werden. In unserem Projekt haben wir allerdings eine Erhöhung von flüchtigen organischen Bestandteilen im Abgas beim Einsatz von Elektrostatischen Abscheidern festgestellt. Dies hatte auch Auswirkungen auf die Ergebnisse auf toxikologischer Ebene. Das Problem ließe sich durch einen nachgeschalteten Katalysator verhindern. Dazu müsste der Katalysator aber weiterentwickelt werden, damit er trotz der niedrigeren Temperatur an der Position wirksam ist und mit den Bedingungen hinter dem Elektrostatischen Abscheider umgehen kann. Hier besteht also noch Bedarf für Forschung und Entwicklung.

Dr. Axel Friedrich: Ich bin von Hause aus Chemiker und verstehe das Problem sehr gut. Ein Katalysator braucht hohe Temperatur, die habe ich nur am Ofen. Katalysatoren können keinen hohen Wirkungsgrad haben, da aus Sicherheitsgründen ein Bypass vorgeschrieben ist. Aber es bleiben immer noch deutlich weniger schädliche Stoffe übrig als ohne Katalysator. Im Schornstein kann ich dann die Partikel reduzieren. Im Übrigen reduzieren die heute am Markt erhältlichen Partikelabscheider 95 Prozent. Damit bin ich aber noch nicht zufrieden. Wir werden 99 Prozent schaffen, da bin ich zuversichtlich. Mir ist aber bei all den technischen Anstrengungen auch wichtig, dass die Lösungen bezahlbar bleiben.

Dr. Johannes R. Gerstner: Was kann die Politik tun, um eine Verbesserung zu unterstützen?

Dr. Axel Friedrich: Wir müssen nehmen, was da ist. Und das sind vor allem Partikelabscheider, aber auch Katalysatoren. Um dieses Potenzial zu heben, brauchen wir Grenzwerte, die den Stand der Technik und die Leistungsfähigkeit der Ofenbranche widerspiegeln. Ich hoffe hier auf deutliche Signale aus Brüssel, etwa bei der europäischen Luftreinhalterichtlinie oder bei der Ecodesign- Richtlinie.

Lisa Feikus: Ich stimme Axel Friedrich zu, wir müssen schnell das Nutzen, was da ist. Es gibt die Technik, mit der wir wirksam Emissionen mindern können. Sinnvoll wären jetzt Projekte, die die Wirksamkeit der Systeme in der Praxis demonstrieren. Außerdem muss die Politik Anreize für die Bevölkerung schaffen die Minderungstechnik einzusetzen. Wir plädieren auch für verschärfte Grenzwerte, diese sollten sich stärker daran orientieren was mit dem Stand der Technik erreicht werden kann. Regulatorisch sollten wir bei den Schadstoffen stärker differenzieren. Also neben PM2,5 vor allem die ultrafeinen Partikel betrachten und auch auf organische Schadstoffe schauen, wie PAK und bspw. OGC als ein Summenparameter für flüchtige organische Verbindungen.

Dr. Axel Friedrich: Die Industrie muss endlich liefern, was Stand der Technik ist. Ich wünsche mir, dass wir gemeinsam mit der Industrie zeigen, wozu die Branche in der Lage ist. Das bedeutet: 90 Prozent weniger Partikel, 60 Prozent weniger CO und 85 Prozent weniger PAK. Die Lösungen sind da, wir müssen sie nur verwenden. Und dann hat der Holzofen auch eine Zukunft.

Dr. Johannes R. Gerstner: Frau Feikus, Herr Dr. Friedrich, vielen Dank für das Gespräch.

Lisa Feikus hat Umweltingenieurwissenschaften studiert und arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin am TEER an der RWTH in Aachen. Seit 2019 beschäftigt sie sich dort intensiv mit der Emissionsminderung an Kaminöfen. Das TEER hat das Projekt TeToxBeScheit koordiniert und die Bewertung unterschiedlicher Minderungsmaßnahmen für Kaminöfen auf messtechnischer Ebene konzeptioniert und durchgeführt, zusammen mit den Partnern von den Unikliniken in Aachen und Freiburg und der Goethe Universität in Frankfurt wurde in dem Projekt insbesondere auch das toxikologische Minderungspotential von Katalysatoren und elektrostatischen Abscheidern untersucht.

Dr.-Ing. Axel Friedrich hat Technische Chemie an der Technischen Universität Berlin studiert und ist seit 01.07.2008 internationaler Verkehrsberater. Vom 1980 bis 2008 war er am Umweltbundesamt (UBA) beschäftigt, darunter von 1993 bis 1994 als Leiter des Fachgebietes Мeeresschutz, 1994 bis 2008 als Leiter der Abteilung „Verkehr, Lärm”. Diese Abteilung beschäftigt sich mit allen umweltrelevanten Verkehrsthemen, sowie Lärmfragen. Von 1980 bis 1990 wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet „Minderung der Schadstoffemissionen im Verkehr“ im Umweltbundesamt. Er hat viele internationale Organisationen beraten, darunter die Welt Bank, GIZ, ADB und Einrichtungen in vielen Entwicklungsländern, wie in China, Indien, Indonesien, Thailand, Malaysia, Chile oder Mexiko.
Beratung für. Er ist Mitglied in zahlreichen Beiräten und Gremien, 2006 hat er den renommierten Haagen- Smit Award der kalifornischen Luftreinhaltungsbehöde (CARB) verliehen bekommen.

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