Holz brennt nicht. Das verwundert zunächst, da es ein beliebter Heizstoff ist. Welche Vorgänge laufen ab, wenn Holz im Ofen verfeuert wird?
Ob im Ofen oder im Kamin, das Holzfeuer hat seinen ganz besonderen Reiz. Das Knistern und der Duft verleihen speziell dem brennenden Holz einen besonderen Zauber. So mancher sitzt in meditativer Stimmung lange vor dem Feuer und schaut gebannt in das Farbenspiel aus dunklem Holz, tiefroter Glut und den leuchtenden Flammen, die darüber tanzen. Doch welche Vorgänge verursachen dieses Schauspiel?
Der Verbrennungsvorgang allgemein
Der gemeine Chemiker sieht die Verbrennung als eine Reaktion zwischen zwei Stoffen an, bei der Energie in Form von Wärme oder Licht abgegeben wird. Glut oder Flammen sind zu sehen, wenn bei der Verbrennung die Energie als Strahlung im sichtbaren Teil des Lichtspektrums abgegeben wird. In unserer Atmosphäre finden diese Reaktionen meist in Zusammenhang mit Sauerstoff statt. So verbrennen Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid oder Metalle zu Metalloxiden. Auch die Umsetzung von Nährstoffen in Lebewesen und das gemächliche Verrosten des Autos gehören zu diesen Verbrennungsvorgängen.
Die Verbrennung von Holz
Der Verbrennungsvorgang von Holz gliedert sich in drei Stufen. In der Trocknungsphase trocknet das Holz durch die zugeführte Wärme aus. Solange noch Restfeuchtigkeit im Holz vorhanden ist und verdampft, kann es an dieser Stelle die Siedetemperatur von 100°C nicht überschreiten. Während dieser Phase schrumpft das Holz und bildet Risse aus, aus denen zusätzlich Feuchtigkeit entweichen kann. In der Entgasungsphase werden bei einer Temperatur von etwa 100°C bis 300°C aus dem Holz brennbare gasförmige Kohlenwasserstoffe ausgetrieben. Diese bilden etwa 80% der Holzsubstanz. Während der Entgasungsphase schlagen lange gelbe Flammen aus dem Holz. Erst bei etwa 230°C bis 280°C ist der Flammpunkt des Holzes selbst erreicht, bei dem auch die Feststoffe Zellulose und Lignin verdampfen und verbrennen. Schließlich folgt die Ausbrandphase, bei der die Holzkohle verbrennt. Sie wird bei Temperaturen von etwa 500° bis 800°C vergast und verbrennt unter Bildung kleiner durchscheinender Flammen. Alle drei Stufen des Verbrennungsvorgangs können im Holz parallel ablaufen.
Die Nutzung von Scheitholz als Brennstoff im Ofen
Da Holz in der Natur nachwächst, kann man diesen Brennstoff als CO2-neutral bezeichnen. Würde das Holz im Walde verrotten, entstünde die gleiche Menge CO2. Da die modernen Holzöfen effizient verbrennen, schonen sie die Umwelt und senken die Heizkosten. Für eine optimale Energieausbeute muss das Holz gut getrocknet sein und der Wassergehalt unter 20% liegen. Bei der Verbrennung muss eine ausreichende Luftzufuhr gewährleistet sein. Bei optimaler Luftzufuhr können die Bestandteile vollständig verbrennen. Dabei bilden sich kräftige Flammen wie bei einem Lagerfeuer. Im Holzofen kommt diese ästhetische Komponente zwar nicht zur Geltung, dennoch gilt diese Form des Heizens als umweltfreundlich.