Wie sich Holz und Wärmepumpe kombinieren lassen – Das Beispiel Werkhof Zuchwil

Zwei Systeme fürs Heizen: Der Werkhof im Solothurnischen Zuchwil hat eine Holzschnitzelheizung mit einer Aussenluft-Wärmepumpe kombiniert. Wie sind die Erfahrungen? Und könnte das ein Zukunftsmodell sein?

Der Werkhof des Kreisbauamts des Kantons Solothurn in Zuchwil: Ein Kopfbau mit einem Büroteil und einer Halle, wo neben einer kleinen Schlosserei und Werkstatt die Fahrzeuge und Maschinen für den Strassenunterhalt stationiert sind. Seit 30 Jahren sorgt eine Holzschnitzelheizung für die Wärme im Bürogebäude und heizt die Werkhalle, so dass Frost den Maschinen und Fahrzeugen für Schneeräumung, Strassenreinigung oder Pflege von Grünflächen, Böschungen nichts anhaben kann und die Mitarbeitenden im Winter bei ihrer Arbeit im Werkhof nicht frieren müssen.

Seit 10 Jahren – nach der Sanierung und Dämmung der Gebäudehülle – ist zudem eine Aussenluft-Wärmepumpe installiert. Die beiden Systeme ergänzen sich seither. Die Wärmepumpe heizt in der Übergangszeit die Büroräume. Die Holzschnitzelheizung kommt im Winter zum Einsatz. Aufgrund der dann herrschenden tieferen Aussenlufttemperaturen und dem höheren Wärmeleistungsbedarf kann der Holzschnitzelkessel konstanter betrieben werden. Start und Stopps des Erzeugers sind geringer. Mit diesem Konzept kann der Bedarf an Holz reduziert werden.

Im Sommer 2023 wird zudem der alte Kessel der Holzschnitzelheizung mit einer Leistung von 150 kW durch einen neuen, kleineren ersetzt. Leistungsmessungen im vergangenen Winter hatten gezeigt, dass eine Leistung von 90 kW genügt. Der Wirkungsgrad wird mit dem neuen Kessel ebenfalls erhöht.

Der Kanton Solothurn blickt also auf zehn Jahre Erfahrung mit der Kombination Holzschnitzel-Heizung und Wärmepumpe. Daniel Troller ist Projektleiter Gebäudetechnik im solothurnischen Hochbauamt:

Energeiaplus: Wie sind Ihre Erfahrungen mit der Kombination Holz und Wärmepumpe?

Daniel Troller ist Projektleiter Gebäudetechnik im Hochbauamt des Kantons Solothurn. Bild: ZVG Daniel Troller

Daniel Troller: Die Erfahrungen sind gut. Seit der Sanierung der Gebäudehülle vor knapp 10 Jahren kann die Heizgruppe für den Bürobau mit tieferen Vorlauftemperaturen betrieben werden als früher.

Welche Vorteile sehen Sie? Brauchen Sie weniger Schnitzelholz?

Der Holzschnitzelkessel wird erst in den Wintermonaten in Betrieb genommen. So kann der Kessel konstant betrieben und ein Start/Stopp-Betrieb mehrheitlich vermieden werden. Und so kann auch der Schnitzelverbrauch optimiert werden.

Gibt es auch Nachteile?

Natürlich ist die Investition in zwei Heizsysteme mit zusätzlichen Kosten verbunden. Durch den Einsatz der Luft/Wasser Wärmepumpe kann der Holzkessel bezüglich Einschalthäufigkeit jedoch optimaler betrieben werden. Weiter braucht es genügend Platz, um die Apparate zu platzieren.

Investitionen in nachhaltige zukunftsweisende Konzepte sind in der Regel teuer. Solche Ansätze sollten als Förderprogramm aufgenommen werden. (Optimierung des Strom- und Holzverbrauchs)

Welches Vorgehen empfehlen Sie Betreibern von Holzwärmeverbünden, wenn sie diesen mit einer Wärmepumpe ergänzen möchten?

In einem ersten Schritt muss man analysieren, welche Leistung benötigt wird und welche Systemtemperaturen wann benötigt werden. Dies ist die Voraussetzung für die Beurteilung, wie und ob der Einsatz einer Wärmepumpe sinnvoll ist. Schliesslich ist entscheidend, dass die Wärmepumpe effizient, also mit möglichst geringem Stromaufwand, betrieben werden kann.

Holz ist ein nachhaltiger Wertstoff, der allerdings nicht unbegrenzt vorhanden ist. Welche Rolle spielt das bei Ihnen? Resp. welchen Einfluss hat das auf Ihre Strategie zur Wärmeerzeugung?

Wir analysieren bei jedem Projekt, welches Wärmeerzeugungskonzept möglich und vor allem auch sinnvoll umsetzbar ist. Dabei beurteilen wir ökologische sowie auch ökonomische Aspekte. Wir entscheiden uns dann immer für das vorteilhafteste Gesamtkonzept. Holz kann dabei eine Lösung sein. Das Hochbauamt Kanton Solothurn hat sich zum Ziel gesetzt, bei Erneuerungen auf den Einsatz fossiler Energieträger zu verzichten. Neubauten werden ausschliesslich mit erneuerbarer Energie geplant und realisiert.

Holz und Wärmepumpe – ein Zukunftsmodell?

Holz ist ein bewährter Energielieferant – seit Jahren. Holz wird in Wärmeverbunden verbrannt, auch in der Industrie, wenn besonders hohe Temperaturen für die Produktion benötigt werden. Und die vielen Kamine und Holzöfen, die in der Statistik als Klein-Holzfeuerungen geführt sind, zeugen von der Bedeutung des Holzes im Privatgebrauch. Und die Entwicklung der Energiepreise seit 2022 hat Holz nochmals einen Schub verliehen. Energieholz ist gefragt. Allerdings: Auch wenn Holz ein nachwachsender Rohstoff ist, die Verfügbarkeit ist nicht unendlich.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage: Wo macht der Einsatz von Holz zur Energieerzeugung Sinn? Und: Welche Rolle kann die Kombination von verschiedenen Systemen Sinn machen? Energeiaplus hat bei BFE-Expertin Rita Kobler nachgefragt. Sie ist Fachspezialistin für Erneuerbare Energien

Energeiaplus: Holz gilt als erneuerbar und nachhaltig. Der ideale Ersatz für fossile Energieträger?

Rita Kobler: „Holz und Wärmepumpen kombinieren, ist ein Modell für die Zukunft.“ Bild: BFE

Rita Kobler: Die Schweiz hat ein Waldgesetz, welches gewährleistet, dass der Wald in seiner Fläche erhalten bleibt und die naturnahe Lebensgemeinschaft geschützt wird. Eine nachhaltige Holznutzung ist auch ein wichtiger Wirtschaftszweig. Mit dem Restholz, das nicht zum Bauen verwendet wird, können CO₂-Emissionen reduziert werden, die bei der Verbrennung von Heizöl oder Erdgas freigesetzt werden. Die Wertschöpfung findet zudem in der Schweiz statt.

Wie bewerten Sie solche Kombinationen wie jene beim Werkhof Zuchwil?

Wärme zum Heizen und für das Warmwasser kann sehr gut ohne die Verbrennung von Erdöl und Erdgas bereitgestellt werden. Um Netto-Null zu erreichen, muss zukünftig das Energieholz in industrielle Prozesse und in Holzheizkraftwerke zur Stromproduktion gelenkt werden. Das Energieholz wird in naher Zukunft bereits knapp. Daher ist es energiepolitisch wertvoll, wenn Betreiber von Holzfeuerungen Massnahmen ergreifen, welche die Effizienz erhöhen und den Holzeinsatz mindern.

Ist die Kombination von Wärmepumpe und Holz also ein Zukunfts-Modell? Warum?

Ja, es ist ein Zukunfts-Modell. Dies auch darum, weil wir zukünftig im Sommerhalbjahr viel Strom aus Photovoltaik haben werden. Dieser Strom wird sinnvollerweise für Wärmepumpen verwendet. Holz ist sehr gut lagerbar. Es ist wichtig, dass wir das Energieholzpotenzial nutzen und das Energieholz Netto-Null optimiert einsetzen.

Wo macht die Kombination Sinn?

Langfristig gesehen bei den meisten Holzwärmeverbunden. Grössere Investitionen finden meist dann statt, wenn der vorhandene Heizkessel ersetzt werden muss. Da eine solche System-Ergänzung mehr Planungszeit braucht, sollte diese vorausschauend angegangen werden. Diese Diskussionen finden nicht nur in der Schweiz statt. Besonders spannend ist das Beispiel aus Österreich, welches 2021 an der 5. internationalen Grosswärmepumpen-Tagung in Linz vorgestellt wurde: Dort wurde der Holzwärmeverbund mit einer Luft/Wasser- und einer Rauchgaswärmepumpe kombiniert, respektive mit Energiespeichern ergänzt. Damit können sie den lokal vorhandenen Windstrom für den Wärmeverbund nutzen.

Eine Investition in eine Wärmepumpe ergänzend zu einem Holzheizsystem ist auch eine Kostenfrage. Kann sich das lohnen?

Wirtschaftlichkeitsberechnungen sind immer abhängig von den Investitionen und den Betriebs- und Unterhaltskosten. Herr Troller macht zurecht darauf aufmerksam, dass zwei sich ergänzende Heizsysteme  teurer in der Anschaffung und im Unterhalt sind. Für die Gesamtkosten spielen aber auch die Energiebeschaffungskosten eine Rolle. Um den Klimawandel und die Kosten der Klimaerwärmung zu reduzieren, müssen wir in Alternativen investieren. Wenn nun alle auf Holz setzen, dann wird Holz knapp und sehr teuer. Es wird zukünftig daher ökonomisch sinnvoll sein, Holzenergie mit strombetriebenen Systemen optimal zu kombinieren.

Brigitte Mader, Kommunikation, Bundesamt für Energie
Bild: Werkhof Zuchwil, Copyright: Kanton Solothurn