Heizwert
Der Brennwert Hs (früher: obere Heizwert Ho) eines Brennstoffes gibt die Wärmemenge an, die bei Verbrennung und anschließender Abkühlung der Verbrennungsgase auf 25 °C sowie deren Kondensation freigesetzt wird. Der Brennwert ist identisch mit dem absoluten Betrag der mit negativen Vorzeichen angegebenen Standardverbrennungsenthalpie ΔVH° der allgemeinen Thermodynamik. Englische Begriffe für den Brennwert sind: higher heating value (HHV), gross calorific value (GCV), higher calorific value (HCV), gross energy oder upper heating value.
Der Heizwert Hi (früher: unterer Heizwert Hu) ist die bei einer Verbrennung maximal nutzbare Wärmemenge bezogen auf die Menge des eingesetzten Brennstoffs. Bei der Berechnung des Heizwertes wird davon ausgegangen, dass die zur Verdunstung des Wassers im Energieträger notwendige Energiemenge nicht nutzbar ist. In europäischen Normen wird auch der Begriff Nettowärmeinhalt (in der englischsprachigen Ausgabe: NCV) für den Heizwert verwendet. Englische Begriffe für den Heizwert sind: lower heating value (LHV), net calorific value (NCV), lower calorific value (LCV).
Die Differenz zwischen Hi und Hs ist die zur Verdunstung des bei der Verbrennung freiwerdenden Wassers notwendige Energie.
In der Erdgaswirtschaft (auch bei der Abrechnung gegenüber den Kunden) gilt als Bezugswert der Brennwert.
In Energiebilanzen wird dagegen meist mit dem Heizwert gerechnet. Auch die Berechnung der Primärenergie bezieht sich auf den Heizwert. Bei der Bilanzierung nach DIN V 18599 wird der Endenergiebedarf Qf allerdings brennwertbezogen angegeben. Zur Berechnung des Primärenergiebedarfs wird der brennwertbezogene Endenergiebedarf dann in einen heizwertbezogenen Endenergiebedarf Qf,Hi umgerechnet. Für Wärmemengen (z.B. Erzeugernutzwärmeabgabe Qoutg oder Nutzenergie Qb) spielt der Bezug Heizwert/Brennwert keine Rolle.
Standard-Werte für Heizwerte
Brennwerte in Klammer wurden aus den Umrechnungsfaktoren des Anhang B aus DIN 18599-1 ermittelt.
| Energieträger | Heizwert [unterer Heizwert Hu] Hi |
Brennwert [oberer Heizwert Ho] Hs |
|---|---|---|
| Heizöl | 10,0 kWh/l | (10,6 kWh/l) |
| Stadtgas | 4,5 kWh/m³ | ? |
| Erdgas LL (DVGW: Erdgas L) | 9,0 kWh/m³ | (9,99 kWh/m³) |
| Erdgas E (DVGW: Erdgas H) | 10,5 kWh/m³ | (11,65 kWh/m³) |
| Brechkoks | 8,0 kWh/kg | (8,32 kWh/kg) |
Quelle: Hankammer/Lorenz: Schimmelpilze und Bakterien in Gebäuden
| Energieträger | Heizwert [unterer Heizwert Hu] Hi |
Brennwert [oberer Heizwert Ho] Hs |
|---|---|---|
| Heizöl EL (leicht) | 11,89 kWh/kg | (12,6 kWh/kg) |
| Heizöl schwer1) | 11,23 kWh/kg | (11,9 kWh/kg) |
| Stadtgas Gruppe A | ca. 4,44 kWh/m³ | 4,5..5,5 kWh/m² |
| Ferngas Gruppe B | ? | 5,0..5,9 kWh/m³ |
| Erdgas LL2) (DVGW: Erdgas L) | 8,82 kWh/m³ | 9,77 kWh/m³ |
| Erdgas E3) (DVGW: Erdgas H) | 10,5 kWh/m³ | (11,66 kWh/m³) |
| Flüssiggas P (Propan) | 12,87 kWh/kg 6,8 kWh/l 25,89 kWh/m³ |
13,98 kWh/kg 7,4 kWh/l 28,14 kWh/m³ |
| Flüssiggas n-Butan | 12,69 kWh/kg ... kWh/l 34,36 kWh/m³ |
13,71 kWh/kg ... kWh/l 37,2 kWh/m³ |
| Steinkohlenkoks | 7,96 kWh/kg | (8,28 kWh/kg) |
| Steinkohlenbriketts | 8,72 kWh/kg | (9,07 kWh/kg) |
| Braunkohlenkoks | 8,31 kWh/kg | (8,89 kWh/kg) |
| Braunkohlenbriketts | 5,44 kWh/kg | (5,82 kWh/kg) |
| Holz | 4,07 kWh/kg | (4,40 kWh/kg) |
1) schweres Heizöl wird fast ausschließlich in Kraftwerken verwendet.
2) Erdgas LL nach DIN EN 437 (Erdgas L nach DGVW): Hi = 31,736 MJ/m³ - Hs = 35,169 MJ/m³ (MJ/3,6 => kWh)
3) Erdgas E nach DIN EN 437 (Erdgas H nach DGVW): Hs = 10,5 => kWh/m³
Als Stadtgas (auch Kokereigas) und Ferngas werden wasserstoffreiche Gase bezeichnet. In Deutschland werden diese Gase nicht mehr verteilt.
Erdgas: Erdgas (Gasbeschaffenheit nach DVGW Arbeitsblatt G260) besteht zu großen Teilen aus Methan (CH4, Hi=35,89 MJ/m³ bzw. 50,013 MJ/kg) sowie Stickstoff (N2), einem geringen Anteil anderer Kohlenwasserstoffe (Ethan, Propan, Butan und Methan). Abhängig vom Methan-Anteil wird es als Erdgas LL (80-85 Volumen% Methan) bzw. Erdgas E (89-98 Volumen% Methan) bezeichnet. Nach EN 437 werden drei Gruppen unterschieden: H, E und L sowie die deutsche Gruppe LL. Das DVGW Arbeitsblatt G 260 unterscheidet die Gruppen H (in Gruppe EE nach EN 437 enthalten) und L (in Gruppe LL nach EN 437 enthalten).
Bio-Erdgas (auch als Roh-Biogas bezeichnet), welches direkt aus Biogasanlagen bezogen wird, kann einen geringeren Methan-Anteil (50-70 Prozent) und dafür Kohlendioxid (30-50 Prozent) enthalten. Wegen des geringeren Methan-Anteils ist der Brennwert von Roh-Biogas deshalb nicht mit dem von konventionellen Erdgas oder Biogas aus Erdgasnetzen zu vergleichen. Reines Methan (CH4) hat einen Brennwert von Ho=11,07 kWh/m³. Bei einem Methan-Anteil von z.B. 60% reduziert sich der Brennwert auf Ho=6,64 kWh/m³.
Flüssiggas: LPG (Liquefied Petroleum Gas) oder NGL (Natural Gas Liquids) ist ein Gemisch aus kurzkettigen Kohlenwasserstoffen, wie Ethan, Propan, Butan usw., das bei Raumtemperatur unter vergleichsweise geringem Druck flüssig bleibt.
Volumenangaben für Gase beziehen sich in der Regel auf das Normalvolumen unter Normalbedingungen (0 °C und 101325 Pa)
Hinweis: Umrechnung Flüssiggas P bei 0°C ca. 0,5305 kg/Liter; bei 15°C ca. 0,51 kg/Liter nach DIN 51622 - Bei Flüssiggaszählern in m³ entspricht 1m³ ca. 2,0372 kg Flüssiggas.
Umrechnung Flüssiggas n-Butan bei 0°C ca. 0,5950 kg/Liter; bei 15°C ca. 0,58 kg/Liter - Bei Flüssiggaszählern entspricht 1 m² ca. 2,66 kg Flüssiggas.
Quelle: Energiedaten Tabelle 0.3 (Stand: 22.11.04, AG Energiebilanzen)
Sonstige Werte
| Energieträger | Heizwert [unterer Heizwert Hu] Hi |
Brennwert [oberer Heizwert Ho] Hs |
|---|---|---|
| Holzpellets (Schüttdichte 650 kg/m³, Aschegehalt: < 1,5%) | 4,9 kWh/kg | (5,29 kWh/kg) |
| Holzpellets (DINplus, Aschegehalt: < 0,5%) | 5,0 kWh/kg (18 MJ/kg) | (5,4 kWh/kg) |
| Holzhackschnitzel | 650 kg/SRm | |
| Ethanol C2H6O bzw. Spiritus 790 kg/m³ | 30 MJ/kg (8,33 kWh/kg) 5,87 kWh/l 7,44 kWh/kg | |
| Wasserstoff H2 (bei STP: 1013,25 hPa, 273,15 K = 0°C) | 33,3 kWh/kg (120 MJ/kg) 3,00 kWh/m³ (10,79 MJ/m³) |
39,4 kWh/kg 3,54 kWh/m³ |
Der Heizwert von Pellets hängt von der verwendeten Holzart und dem Rinden- bzw. Reststoffanteil ab. Für ENplus und DINplus Pellets muss er bei mind. 4,6 kWh/kg liegen.
Wasserstoff wird auch in Druckspeichern [EN: compresses hydrogen CH2] üblicherweise bei 350 bar [EN: 5.000 psi] oder 700 bar [EN: 10.000 psi] gespeichert. Bei 293 K und 350 bar beträgt die Dichte ca. 23 kg/m³, bei 700 bar erhöht sich die Dichte auf 40 kg/m³. Bei Flüssigspeichern [EN: liquified hydrogen LH2] ist eine extreme Kühlung auf etwa 15..30 K notwendig.
Alkane
Dichte bei STP: 1013,25 hPa, 273,15 K = 0°C
| Energieträger | Heizwert [unterer Heizwert Hu] Hi |
Brennwert [oberer Heizwert Ho] Hs |
|---|---|---|
| Methan CH4 ρ=0,72 kg/m³ | 35,89 MJ/m³ (9,969 kWh/m³) 50,013 MJ/kg (13,892 kWh/kg) |
? |
| Ethan C2H6, ρ=1,36 kg/m³ | 64 MJ/m³ (17,78 kWh/m³) 47 MJ/kg (13,06 kWh/kg) |
? |
| Propan C3H8, ρ=2,01 kg/m³ | 93 MJ/m³ (25,83 kWh/m³) 46,35 MJ/kg (12,87 kWh/kg) |
? |
| n-Butan/Isobutan C4H10, ρ=2,71 kg/m³ | 123 MJ/m³ (34,32 kWh/m³) 46 MJ/kg (12,72 kWh/kg) |
? |
Holz
| Energieträger | Heizwert [unterer Heizwert Hu] Hi |
Brennwert [oberer Heizwert Ho] Hs |
|---|---|---|
| Fichte 379 kg/m³ | 1.333 kWh/Rm | (1.440 kWh/Rm) |
| Kiefer 431 kg/m³ | 1.516 kWh/Rm | (1.640 kWh/Rm) |
| Buche 558 kg/m³ | 1.885 kWh/Rm | (2.040 kWh/Rm) |
| Esche | ||
| Pappel 353 kg/m³ | 1.192 kWh/Rm | (1.290 kWh/Rm) |
| Eiche 571 kg/m³ | 1.929 kWh/Rm | (2.080 kWh/Rm) |
| Birke 680 kg/m³ | 1.900 kWh/Rm | 2.050 kWh/Rm) |
- Heizwert Laubholz 3,86 kWh/kg (20% Feuchtigkeit) - 5,00 kWh/kg (trocken)
- Heizwert Nadelholz 4,02 kWh/kg (20% Feuchtigkeit) - 5,20 kWh/kg (trocken)
- Umrechnungsfaktor rm/Ster: 1 rm bzw. Ster = 0,7 fm (Kantenlänge 33 cm) 1/1,4
- Umrechnungsfaktor rm/Ster: 1 rm bzw. Ster = 0,6 fm (Kantenlänge 100 cm) 1/1,6
- In der LWF-Berechnung wird der Heizwert immer durch 80% dividiert???
Umrechnungsfaktor Heizwert/Brennwert = 0,926 | Brennwert/Heizwert = 1,08
Der Heizwert von Scheitholz ist stark vom Wassergehalt abhängig. Waldfrisch hat Holz einen Wassergehalt von 50-60 M.-%. Nach einem Jahr erreicht Scheitholz einen Wassergehalt von 25-35 M.-%. Nach mehreren Jahren 15-25 M.-%.
Weitere Quellen
Weitere Werte von erneuerbaren Energieträgern sind auch in der RL 2018/2001 (Erneuerbare-Energien-Richtlinie RED II) zu finden. Für typische fossile Energieträger sind Werte in der RL 2012/27/EU (Energieeffizienzrichtlinie EED) zu finden.
Umrechnung Holzmengen
| Umrechnungszahlen für Raummaße |
|---|
| 1,0 Festmeter (fm) = 1,4 Raummeter/Ster (rm) = 2,0 bis 2,4 Schüttraummeter (srm) |
| 0,7 Festmeter (fm) = 1,0 Raummeter/Ster (rm) = 1,4 bis 1,65 Schüttraummeter (srm) |
| 0,5 Festmeter (fm) = 0,7 Raummeter/Ster (rm) = 1,0 bis 1,2 Schüttraummeter (srm) |
Weblinks
Siehe auch: wikipedia:de:Heizwert, wikipedia:de:Heizöl
