STAB-Kennisdocument-Houtstook-september-2019

De rechtbank is van oordeel dat het onderzoek van verweerder onzorgvuldig en onvoldoende is geweest. Het onderzoek biedt onvoldoende grondslag voor de conclusie dat er sprake is van overmatige hinder. Gelet daarop kon er geen overtreding van artikel 7.22, aanhef en onder a, van het Bouwbesluit worden vastgesteld. Verweerder was aldus niet bevoegd tot handhaving en het opleggen van een last onder dwangsom. ECLI:NL:RVS:2018:3493; 201800851/1/A1; Rechtbank Gelderland: 24 oktober 2018 (bedrijfsmatige houtkachel) Het betreft de emissie van een Grieks restaurant waar de kook- en bakluchten hinder opleveren voor omwonenden. Het belang van deze zaak in relatie tot de emissie van houtkachels is dat hier door de Afdeling wordt verwezen naar artikel 7.22 van het Bouwbesluit. Volgens de Rechtbank had het college ten tijde van het nemen van het tweede besluit op bezwaar moeten onderzoeken of het handhavend kon optreden op grond van overtreding van artikel 7.22 van het Bouwbesluit. ECLI:NL:RBNNE:2018:4457; Rechtbank Noord-Nederland; 19 oktober 2018 (bedrijfsmatige houtkachel) Het betreft een afwijzing van een verzoek om handhavend optreden tegen de walm en de stank van een houtverbrandingsinstallatie die onderdeel is van een bedrijf.

Beoordeeld dient te worden of verweerder het verzoek om handhavend optreden met betrekking tot de verbrandingsinstallatie op het perceel terecht heeft afgewezen. Op basis van een onderzoeksrapport concludeert de rechtbank dat ter plaatse van de installatie sprake is van een overschrijding van de geldende emissiewaarden van PAK-componenten behorend tot stofklasse MVP-1, stofconcentraties en SO2. Ter hoogte van de omliggende woningen wordt de streefwaarde voor PAK-componenten van 1 ng/m³ als jaargemiddelde concentratie 26

overschreden. Bij de omliggende woningen wordt het aanvaardbaar geurhinderniveau van het provinciaal geurbeleid overschreden. Dit betekent naar het oordeel van de rechtbank dat verweerder, gelet op de vastgestelde overschrijdingen, bevoegd was tot handhavend optreden. ECLI:NL:RBNHO:2018:3295; Raad van State; 10 oktober 2018; Zaaknummer 201709506/1/A1; Bij besluit van 10 januari 2017 heeft het college geweigerd om handhavend op te treden tegen het gebruik van een houtkachel. Omdat de toezichthouder bij de uitgevoerde controles geen overlast door stank of rook heeft waargenomen, de directe buren te kennen hebben gegeven geen overlast te ervaren en het college verder geen klachten of aanwijzingen van overlast uit de buurt heeft ontvangen, kon het college zich zonder nader onderzoek op het standpunt stellen dat geen sprake is van een op hinderlijke wijze verspreiding van stank of rook als bedoeld in artikel 7.22 van het Bouwbesluit. Omdat er geen algemeen aanvaarde inzichten bestaan over de beantwoording van de vraag of, en zo ja, onder welke omstandigheden en bij welke frequentie rook afkomstig van het gebruik van een houtkachel schade aan de mens toebrengt, heeft het college zich op het standpunt gesteld dat het rookkanaal van de houtkachel voldoet aan de eisen die daaraan in het Bouwbesluit zijn gesteld.

Omdat er evenmin algemeen aanvaarde inzichten bestaan over de wijze waarop de concentraties fijn stof in de omgeving als gevolg van het gebruik van de houtkachels moeten worden gemeten, heeft de rechtbank terecht overwogen dat het college in redelijkheid heeft kunnen afzien van het doen van nader onderzoek. (zie ook uitspraken ECLI:NL:RBNHO:2015:859; Rechtbank Noord-Holland; 12 februari 2015; zaak AWB–14_965 en ECLI:NL:RVS:2014:4038; Raad van State; 12 november 2014; zaak 201308188/1/A1). ECLI:NL:RVS:2018:3302; Raad van State 10 oktober 2018; Zaak 201800779/1/A1; Bij besluit van 5 oktober 2016 heeft het college aan een bedrijf een omgevingsvergunning verleend voor het bouwen van een opstelruimte voor een koelinstallatie en een stookinstallatie (houtkachel). Met betrekking tot de vrees van appellant over het vrijkomen van schadelijke stoffen en geur door gebruik van de houtkachel, heeft het college zich in redelijkheid op het standpunt kunnen stellen dat voor onaanvaardbare hinder niet gevreesd hoeft te worden, omdat de houtkachel moet voldoen aan de daarvoor geldende regels uit het Activiteitenbesluit milieubeheer. Er is geen reden dat er op voorhand van zou moeten worden uitgegaan dat het onmogelijk is om aan die regels te voldoen.

ECLI:NL:RVS:2018:2917; Raad van State; zaak 201706746/1/A1 en ECLI:NL:RVS:2018:2918; Raad van State; zaak 201706745/1/A1, 5 september 2018 Bij besluit van 9 februari 2016 en bij besluit van 11 januari 2016 heeft het college geweigerd handhavend op te treden tegen de plaatsing van een kachelpijp. De rechtbank heeft volgens de Afdeling terecht overwogen dat het Bouwbesluit 2012 slechts strekt tot bescherming van de bewoners van het pand waarin de houtkachel zich bevindt en waarop de kachelpijp is geplaatst en niet tevens tot bescherming van de belangen van omwonenden. Er worden daarnaast meerdere houtkachels in de directe omgeving van de 27

woning van [appellant] gebruikt, zodat niet valt uit te sluiten dat de door appellant ervaren overlast niet uitsluitend door de houtkachel van vergunninghouder wordt veroorzaakt. Het waarnemen van rook en de geur van rook brengt niet per definitie met zich mee, dat sprake is van een situatie als bedoeld in artikel 7.22 van het Bouwbesluit en zegt niets over de omvang van de hinder ter plaatse van de woning van appellant. Het college heeft met betrekking tot zijn standpunt dat geen sprake is van hinder als bedoeld in artikel 7.22 van het Bouwbesluit in aanmerking kunnen nemen dat uit het buurtonderzoek is gebleken dat geen van de buren overlast ervaart. ECLI:NL:RBNHO:2018:5946; Rechtbank Noord-Holland; 13 juli 2018; zaak HAA 17/3849 Bij besluit van 10 april 2017 heeft verweerder het verzoek van eisers om handhavend op te treden in verband met de overlast van rook van de houtkachel van de derde-partij afgewezen. Eisers hebben bij hun verzoek om handhaving een fijnstofmeting gevoegd, waaruit lijkt te volgen dat op de dag van de meting een aanzienlijke toename is geweest van fijn stof in de woning van eisers toen de kachel van derde-partij brandde.

Verder heeft de toezichthouder opgemerkt dat – zoals tussen partijen ook niet in geschil is – de invoer van het ventilatiesysteem van de woning van eisers vlakbij de rookgasafvoer van de houtkachel van derde-partij is gelegen en dit een ongunstig effect heeft op de ondervonden rookgeuroverlast en fijn stofbelasting. Verweerder had in de meting aanleiding moeten zien om zelf nader onderzoek te verrichten, zeker nu de toezichthouder op grond daarvan aannemelijk acht dat er stookmomenten zijn geweest waarmee op schadelijke of hinderlijke wijze rook is verspreid. Dat er geen algemeen aanvaarde inzichten bestaan omtrent de schadelijkheid van houtrook laat verder onverlet dat verweerder verplicht is om te onderzoeken of er in dit specifieke geval op hinderlijke en mogelijk toch ook schadelijke wijze rook of fijn stof wordt verspreid, juist ook vanwege de ligging van de rookgasafvoer en de invoer van het ventilatiesysteem van eisers. ECLI:NL:RBGEL:2018:2527; Rechtbank Gelderland; 7 juni 2018; Verweerder is niet gehouden om bij overlast door houtkachels aansluiting te zoeken bij normen in provinciale beleidsregels. De rechtbank ziet geen aanleiding voor het oordeel dat verweerder vanwege het ontbreken van wettelijke normen voor houtkachels aansluiting had moeten zoeken bij het Gelders geurbeleid.

Verweerder heeft aangegeven dat dit geurbeleid – dat geurnormen voor bedrijven bevat – moeilijk toepasbaar is op houtkachels van particulieren, en dat bij een korte afstand berekeningen onnauwkeurig kunnen zijn. Dit standpunt acht de rechtbank niet onredelijk. Naar het oordeel van de rechtbank heeft verweerder zich gelet op de door een toezichthouder uitgevoerde controle terecht op het standpunt gesteld dat geen sprake is van een overtreding van artikel 7.22 van het Bouwbesluit.

28

ECLI:NL:RBGEL:2017:975; Rechtbank Gelderland; 28 februari 2017; zaak C/05/315149 / KZ ZA 17-29 Eisers vorderen dat de rechter zal verbieden om de houtkachel onder bepaalde (weers)omstandigheden te stoken, om ongebruikelijke materialen te stoken en om langer dan vier uur per dag te stoken. Eisers stellen in en rondom hun woning onrechtmatige hinder in de zin van artikel 5:37 BW te ondervinden, bestaande uit stank- en rookoverlast die voornamelijk wordt veroorzaakt door het verbranden van ongebruikelijke materialen. De rook bevat volgens eisers roetdeeltjes die naar beneden dwarrelen op hun perceel. De gedaagde betwist de stelling van eisers dat sprake is van onrechtmatige hinder. De schoorsteenveger van gedaagde heeft geconstateerd dat zeer netjes wordt gestookt, met voldoende zuurstof en droog hout en dat de oorzaak van de verkleuring op de draaikap niet is veroorzaakt door het stoken van ongebruikelijke materialen. Hierbij is tevens aangevoerd dat voor zover er al sprake zou zijn van hinder, niet vaststaat dat dit door gedaagde wordt veroorzaakt. De rechter heeft bepaald dat de stelling dat sprake is van onrechtmatige hinder voldoende gemotiveerd is weerlegd. Het is onvoldoende aannemelijk geworden dat gedaagde onrechtmatige hinder in de zin van artikel 5:37 BW toebrengt aan eisers.

ECLI:NL:RVS:2016:2226; Raad van State ; 17 augustus 2016; zaak 201507377/1/A1 en ECLI:NL:RVS:2016:941; Raad van State ; 6 april 2016; zaak 201505285/1/A1 Bij besluit van 17 oktober 2014 en 11 september 2012 heeft het college het verzoek om handhavend op te treden ten aanzien van rook- en stankoverlast veroorzaakt door een stookinstallatie op een woonark afgewezen. Gelet op de uitgevoerde controles, heeft de rechtbank terecht geen aanleiding gezien voor het oordeel dat op een voor de omgeving hinderlijke wijze verspreiding van rook als bedoeld in artikel 7.22 van het Bouwbesluit plaatsvond waartegen het college met toepassing van dat artikel diende op te treden. De Afdeling ziet evenmin aanknopingspunten voor het oordeel dat de hiervoor bedoelde verspreiding van rook met aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid zal plaatsvinden, zodat reeds daarom geen aanleiding bestond voor het opleggen van een preventieve last onder dwangsom. (zie ook uitspraak ECLI:NL:RVS:2014:4038; Raad van State ; 12 november 2014; zaak 201308188/1/A1). ECLI:NL:RVS:2015:3430 Raad van State; 11 november 2015; zaak 201503360/1/A4 Bij besluit van 28 augustus 2013 heeft het college het verzoek om handhavend op te treden ter zake van het gebruik van een houtkachel afgewezen. In 2009 is geconcludeerd dat de houtkachel in overeenstemming met het Bouwbesluit was aangebracht.

Ook in de extreme situatie dat de houtkachel gedurende het gehele jaar elke dag tussen 7.00 uur tot 22.00 uur wordt gestookt en bij ongunstige weersomstandigheden, is de geursituatie niet zodanig dat de hindergrens voor geur, zoals gehanteerd door de provincie Zuid-Holland in haar geurbeleid, wordt overschreden. Er wordt aanbevolen om het stookgedrag en het onderhoud van de schoorsteen te onderzoeken. Tijdens een onaangekondigd bezoek aan de woning heeft het college geconstateerd dat alleen goed gedroogd hout aanwezig was. Ander stookgoed is niet waargenomen. Verder heeft het college aan de hand van 29

getoonde, en nadien overgelegde, kwitanties vastgesteld dat het emissiekanaal jaarlijks wordt schoongemaakt. Gelet op de reeds beschikbare gegevens en de bevindingen tijdens het huisbezoek ter zake van het schoonmaken van het emissiekanaal en het stookgoed, heeft de rechtbank terecht geen aanleiding gezien voor het oordeel dat nader onderzoek aangewezen was. Uit de hiervoor aangehaalde jurisprudentie komen de volgende conclusies naar voren: • Vanwege het ontbreken van specifieke regelgeving is artikel 7.22 van het Bouwbesluit in de regel het enige wettelijke toetsingskader voor emissies van houtstook door particulieren. Deze bepaling biedt echter onvoldoende houvast met betrekking tot de vraag wat aanvaardbare emissies zijn van houtkachels van particulieren naar omwonenden; • Er zijn tot op heden geen algemeen aanvaarde inzichten over de wijze waarop de concentraties fijn stof in de omgeving als gevolg van het gebruik van particuliere houtkachels moeten worden gemeten; • Voor het gebruik van houtkachels en haarden ontbreekt specifieke regelgeving en tot op heden bestaan er geen algemeen aanvaarde inzichten over de beantwoording van de vraag of, en zo ja, onder welke omstandigheden en bij welke frequentie, rook afkomstig van gebruik van een houtkachel schade aan de mens toebrengt; • Er is geen sluitend systeem om overlast van houtstook door particulieren aan te kunnen tonen.

Handhaving kan plaatsvinden op basis van meerdere controles ter plekke. Op basis van de bevindingen van de handhavers ter plaatse, kan meestal nog steeds geen concrete handhavingsactie plaatsvinden. • Er bestaan geen algemeen aanvaarde inzichten omtrent de schadelijkheid van houtrook. Dit laat verder onverlet dat verweerder verplicht is om te onderzoeken of er op hinderlijke en/of schadelijke wijze rook of fijn stof wordt verspreid; • Geurnormen die betrekking hebben op industriële emissies kunnen niet zonder meer worden toegepast op particuliere houtkachels; • Het bevoegd gezag is niet gehouden om beleid vast te stellen waarin is bepaald wanneer sprake is van overmatige hinder vanwege houtstook. Het voorgaande heeft tot gevolg dat verzoeken om handhavend op te treden tegen emissies van houtkachels vrijwel altijd worden afgewezen, ook in situaties dat overmatige hinder beslist niet is uit te sluiten. Dat komt in feite door het ontbreken van een duidelijk toetsingskader.

30

3

Brandstofsamenstelling en -kwaliteit

3.1

Brandstof voor houtkachels

Dit kennisdocument gaat primair uit van houtkachels waarin gekloofd 9 hout wordt verbrand. Het hout bestaat voornamelijk uit gedroogd boomhout en kan ook uit schoon en droog resthout bestaan. Opgemerkt moet worden dat niet alle soorten resthout geschikt zijn voor houtkachels, zoals geverfd of geïmpregneerd hout, restjes spaanplaat, triplex of hardboard. Bij het verbranden daarvan komen veel schadelijke stoffen vrij, zoals dioxinen, metaalverbindingen, formaldehyde en zoutzuur. In het vervolg wordt uitgegaan van het verbranden van droog boomhout. Het verstoken van afval(hout) door particulieren in houtkachels is ook op basis van artikel 10.2 uit de Wet milieubeheer niet toegestaan.

3.1.1

Opbouw droog boomhout

Droog (boom)hout is opgebouwd uit de volgende stoffen (in massa % van het drooggewicht): • cellulose 40-60%; • lignine 16-25% bij loofhout en 23-33% bij naaldhout; • hemicellulose 20-35% bij loofhout en 15-25% bij naaldhout; • inhoudsstoffen 5-30%; • mineralen 0,1-3%. Er is relatief weinig spreiding in de elementaire samenstelling van verschillende houtsoorten. Het verbrandingsproces van verschillende soorten hout lijkt hiermee redelijk uniform. De eigenlijke structuur van het hout wordt gevormd door de vezelvormige structuur van de cellulose (en hemicellulose), waarbij de lignine als opvulsel optreedt. In constructietermen betekent dit dat de sterkte van het hout tot stand komt door de treksterkte van de cellulose (en hemicellulose) enerzijds en de druksterkte van de lignine anderzijds. Inhoudsstoffen en mineralen vormen in tegenstelling tot de drie hoger genoemde bouwstenen geen onderdeel van de opbouwende structuur van het hout zelf. Ze dragen echter wel bij aan eigenschappen zoals kleur, reuk, duurzaamheid, sterkte en dichtheid. Vele inhoudsstoffen komen vrijwel uitsluitend voor in het kernhout van bepaalde houtsoorten. Cellulose is slecht afbreekbaar. Eén cellulosemolecuul bestaat uit een snoer van duizenden moleculen glucose (druivensuiker), die gevormd wordt tijdens de fotosynthese. Cellulose is wit van kleur en bestaat uit fijne draadjes.

De chemische formule voor cellulose is (C6H10O5)n. De thermische ontbinding van cellulose begint bij een temperatuur van circa 170 ºC. Hierbij wordt o.a. de stof Levoglucosan gevormd, dat verder ontbindt in azijnzuur, aceton, fenol en water.

9

Schors en het daaronder liggende spinthout branden veel moeilijker dan het kernhout binnenin. Daarom wordt goed brandhout steeds gekloofd. Zo wordt snel de verbrandingstemperatuur bereikt die voor het goed verbranden van de schors nodig is. Ook droogt gekloofd hout sneller. 31

Lignine is een stof, die voorkomt in de celwand van verschillende cellen. Lignine is een vulstof, typisch voor het hout en daarom ook wel eens houtstof genoemd. Naaldhout bevat beduidend meer lignine dan loofhout. Het bestaat uit grote, driedimensionale moleculen met een ingewikkelde samenstelling. De sterkte van hout is een resultaat van het composietmateriaal dat gevormd wordt door de interactie tussen cellulose en het lignine eromheen. De chemische formule voor lignine is C9H10O2, C10H12O3, of C11H14O4. Lignine verdampt bij 120 ºC en verbrandt bij temperaturen vanaf 420 ºC . Het ligninegehalte van het hout beïnvloedt daardoor de ontstekingstemperatuur. Hemicellulose is een verzamelnaam voor een reeks zeer nauw verwante koolhydraten die worden gemaakt in planten. Hemicellulose is nauw verwant aan cellulose. Het zijn eveneens draadachtige structuren opgebouwd uit suikermoleculen. Hemicellulose bevat echter niet alleen glucosemoleculen (druivensuiker), maar ook andere suikers. Ook zijn de snoeren aanzienlijk korter dan bij cellulose (een paar honderd suikermoleculen). Hemicellulose is een vertakt polymeer, terwijl cellulose deels onvertakt, deels vertakt is. Loofhout bevat meer hemicellulose dan naaldhout. Enkele chemische formules voor vormen van hemicellulose zijn C5H10O5 ,C5H12O5, C6H12O5 en C6H12O6.

De thermische ontbinding van hemicellulose begint bij een temperatuur van tussen de 150 – 300 ºC en is het hevigst rond 250 ºC .

3.1.2

Brandstofkwaliteit en vochtgehalte

Het functioneren van stookinstallaties hangt in belangrijke mate samen met het materiaal en de wijze waarop wordt gestookt. Allereerst is van belang dat er geen afvalstoffen worden verstookt (zoals plastics, olie, creosoten). Indien stookhout daarmee wordt vermengd of als er behandeld hout (geverfd of geïmpregneerd hout) wordt gestookt, dan zal dat kunnen leiden tot ernstige geuroverlast en de uitstoot van (zeer) schadelijke stoffen (bijvoorbeeld dioxinen). Vers en/of nat hout heeft, door de grote hoeveelheid vocht 10, een negatieve invloed op de verbrandingscondities en op de rookgasverspreiding. Bij het verbranden van nat hout komt er veel waterdamp vrij. Waterdamp koelt het brandbare gas dat uit het hout ontwijkt sterk af. De waterdamp neemt zoveel ruimte van de verbrandingskamer in dat deze de verbrandingslucht verdringt, waardoor meer onverbrande stoffen ontstaan zoals koolwaterstoffen en roet. Het gevolg is ook een verbranding die slecht verloopt. De zuurstof mengt zich slecht met het houtgas en het houtgas kan onverbrand de kachel verlaten. Hierdoor zal de kleur van de vlam niet geel maar oranje zijn. Dergelijk houtgas bevat veel sterk ruikende en sterk (milieu)vervuilende verbindingen. Wanneer de temperatuur in de kachel hoog genoeg is, wordt de waterdamp gekraakt en valt het uiteen in zuurstof en waterstof.

Wanneer er veel roet (= vrije koolstof) wordt gevormd kan het waterstofgas nieuwe verbindingen aangaan met de koolstof en de ongewenste koolwaterstofverbindingen zoals PAK's vormen. Dit zijn sterk ruikende teer- en creosoot vormende verbindingen met negatieve gevolgen voor de gezondheid. Ook leidt dit tot een

10

Vers gekapt hakhout bevat ongeveer 50% vocht. 32

negatief effect op de verspreiding van de rookgassen omdat er minder thermische pluimstijging optreedt. Het vochtgehalte heeft een groot effect op de netto calorische waarde van het hout in het verbrandingsproces. Het vochtgehalte wordt standaard vermeld als gewichtspercentage. Verdampend water gebruikt energie die wordt geleverd door het verbrandingsproces: 0,7 kWh of 2,6 MJ per kilogram water, waardoor de netto stookwaarde van het hout wordt verlaagd, zie onderstaande afbeelding.

Afbeelding 3.1: Het effect van het vochtgehalte in hout op de netto stookwaarde.

Het vochtgehalte van het hout wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de massa van het water dat aan het hout kan worden onttrokken en de zogenaamde ovendroge massa van het hout. Uit contacten met TNO blijkt dat houtvochtmeters een waarde in volume procent bepalen, terwijl eigenlijk massaprocent is bedoeld. Indien uitgegaan wordt van een soortelijke massa van hout van circa 700 kg/m3 dan is 20 volumeprocent gebaseerd op een hoeveelheid van 200 liter water in 1.000 liter hout (1 m3). Op massabasis is het vochtgehalte in hout gelijk aan 200 kg (1 liter water = 1 kg) op 700 kg hout x 100% = 200/700 x 100 is 28,6 massaprocent. Omgekeerd geldt dat 20 massaprocent vocht gelijk is aan 14 volumeprocent vocht. Dit betekent dat bij het meten van het vochtgehalte van hout met een standaard houtvochtmeter, op basis van de definitie van de massaverhouding, standaard een te laag vochtgehalte wordt afgelezen, dat wil zeggen dat het werkelijke watergehalte hoger is. Zo zal op de display van de houtvochtmeter een (gewenste) waarde van 20% worden afgelezen terwijl het feitelijke vochtgehalte 29 massaprocent bedraagt. Om die reden wordt in dit document geadviseerd om een maximaal vochtgehalte van 15% als op de display af te lezen waarde aan te houden om te stellen dat het hout voldoende droog is

33

voor een goede verbranding. Dit komt overeen met hout dat minimaal 2 jaar gedroogd is. Bij het direct kloven van het hout voor opslag kan deze droogperiode beduidend korter zijn.

Afbeelding 3.2: Houtvochtmeter met op de display het watergehalte op volumebasis. Linksboven haardhout dat een dag eerder bij een bouwmarkt is gekocht. Rechtsboven essenhout dat drie jaar in de buitenlucht heeft gedroogd. Linksonder levend beukenhout dat maximaal vocht bevat en rechtsonder extreem droog haardhout dat na de normale droogtijd nog eens circa één jaar binnenshuis is gedroogd.

3.1.3

Houtsoorten en droogtijden

Hoewel er in de wet- en regelgeving geen normstelling bestaat ten aanzien van de ouderdom of vochtigheidsgraad van het te verstoken hout, worden in de praktijk vaak de vuistregels gehanteerd dat het hout minimaal 1 jaar aan de buitenlucht is gedroogd en pas kan worden verstookt bij een maximale vochtigheidsgraad van 20%. Zoals in de vorige paragraaf beschreven wordt echter 15% (op volume basis) als optimaal vochtgehalte gezien. Vers gekapt hout heeft een vochtigheidsgehalte van ongeveer 50 procent wat na een jaar drogen daalt tot ongeveer 28 procent. Na 2 tot 3 jaar drogen heeft het hout het geschikte vochtigheidspercentage van 15 procent of minder. Over het algemeen gezien duurt het dus gemiddeld twee jaar voordat open haardhout goed gedroogd is. Te droog hout is overigens ook niet goed vanwege het feit dat dan de vluchtige verbrandingsgassen te snel uit het hout worden gedreven en onvolledig verbrand via het schoorsteenkanaal naar de buitenlucht worden gevoerd.

34

De stookwaarde van goed brandhout ligt rond 4,2 kilowattuur (kWh) per kilo, ofwel 15,1 megajoule (MJ) per kg. Als het hout vochtig is, neemt de stookwaarde snel af, zie onderstaande afbeelding 3.3.

Afbeelding 3.3: Energie-inhoud van houtachtige brandstoffen in relatie tot het vochtgehalte (bron: www.ode.be)

De periode dat gekapt hout moet drogen hangt onder andere af van het soort hout. Als het hout veel tannines (polyfenolen) bevat, zoals het geval is bij eikenhout, moet het langer drogen. Het hout droogt met een snelheid van ongeveer 5 cm per jaar. De uiteindelijke droogtijd hangt af van de houtsoort. Zachte houtsoorten zoals wilg, populier en naaldhout hebben een droogtijd van ten minste 1 jaar, hardhout zoals beuk en es hebben een droogtijd van ten minste 2 jaar. Daarna heeft het hout een goede (= hogere) verbrandingswaarde. In onderstaande tabel is dit voor diverse houtsoorten uitgewerkt. Tabel 3.1: Droogtijden en stookwaarden van diverse houtsoorten

Houtsoort Den, Populier, haagbeuk Linde, wilg spar, berk, els Fruitboom, beuk, es, iep Eik

Goed brandbaar na 1 jaar 1,5 jaar 2 jaar 2, 5-3 jaar

De droogtijd kan worden verkort door het hout te kloven. Het vocht kan dan in kortere tijd worden afgevoerd. Brandhout droogt het best als het in stukken van 30-40 cm gezaagd en gekloofd wordt opgeslagen. Het hout wordt het best tegen regen beschut. Hout dat onbedekt in de open lucht wordt bewaard, zal na ongeveer 20 maanden toch al tot 25% gedroogd zijn. Het hout mag voorts niet op een natte ondergrond gestapeld worden omdat daardoor vocht uit de bodem wordt opgezogen. Het hout moet niet volledig afgedekt zijn onder een zeil omdat het vocht dan niet kan ontsnappen en het hout zal verschimmelen. 35

Afbeelding 3.4: Voorbeeld van slechte vochtafvoer door afdekking met zeil.

Afbeelding 3.5: Voorbeeld van goede vochtafvoer door open opslag waardoor de wind vrij spel heeft.

36

4

Verbrandingsproces

4.1

Essentie van houtverbranding

De verbranding van hout kan eenvoudig gesteld in drie fasen verdeeld worden: 1. Volledige droging van de brandstof; 2. Verbranden van de gasbestanddelen en pyrolyse; 3. Verbranden van de smeulproducten en de bij de vergassing ontstane houtskool. Fase 1, het drogen van het hout, geschiedt bij temperaturen tot ongeveer 150-200 °C. Het hout begint te krimpen waardoor er scheuren ontstaan die het droogproces in de kern van het hout bevorderen. Het drogen van het hout is een endotherm proces waarbij energie toegevoerd moet worden. Omdat in deze fase diverse ongewenste gassen vrij kunnen komen, heeft het de voorkeur dat deze fase zo kort mogelijk duurt. Hiervoor is een efficiënte wijze van het opstoken van het hout noodzakelijk (zie ook bijlage 1 van dit kennisdocument, met stooktips uit de Toolkit houtstook, in 2014 opgesteld in opdracht van het Ministerie van Infrastructuur en Milieu) en is er voldoende toevoer van primaire lucht nodig om zuurstof toe te voegen aan het proces. Bij een te hoge luchttoevoer volgt echter gedeeltelijke oxidatie wat leidt tot extra onverbrande gassen en dus extra emissies van schadelijke stoffen. De geproduceerde warmte laat het vocht verdampen en zorgt ervoor dat de gassen uit het hout vrijgemaakt worden om te kunnen verbranden. Gedurende fase 2 (ook wel ontgassingsfase genoemd) stijgt de temperatuur verder en verschillende gassen (o.a.

brandbare) worden uit het hout gedreven. Naast verbranding onder de invloed van zuurstof, vindt bij houtkachels een deel van de ontleding van het hout door pyrolyse (ontleding zonder aanwezigheid van zuurstof) plaats. Meestal start het proces met pyrolyse en wordt dit gevolgd door verbranding. Pyrolyse is een proces waarbij het hout wordt ontleed door het te verhitten tot hoge temperaturen (150 – 600 °C) zonder zuurstof, waardoor grote moleculen worden afgebroken tot kleinere. De duur van de pyrolyse hangt onder andere af van het vochtgehalte van het hout, het oppervlak van het hout, de zonering in het hout en de vezelrichting van het hout. Als de pyrolysetijd te kort is, is er kans op meer ongewenste luchtemissies. De scheikundige formule voor volledige verbranding van schoon en droog (boom)hout is: (C6H10O5)n + 6n O2 → 6n CO2 + 5n H20 + energie (warmte) Bij een volledige en schone verbranding komt naast energie alleen CO2 en water vrij. In de praktijk zitten er altijd meer componenten in het te verstoken hout en komen er bij het verbrandingsproces ook andere componenten vrij zoals NOx, stof, CO en zouten.

37

Belangrijke parameters voor een optimale verbranding zijn: • De juiste hoeveelheid verbrandingslucht; • De juiste ontstekingstemperatuur aan het begin van het verbrandingsproces; • De juiste verbrandingstemperatuur tijdens de oxidatieve verbranding; • Voldoende lange verblijftijd van de brandbare gassen; • Voldoende turbulentie voor vermenging van de zuurstof met de brandbare gassen. Tijdens het verbrandingsproces met zuurstof zijn het alleen de houtgassen die branden. Tachtig procent van hout verbrandt als gas en wordt daarom ook wel een gasvormige brandstof genoemd. Het hout begint bij temperaturen tussen de 200 en 600 0C te verteren. Als hout te vochtig is, komt de temperatuur initieel niet boven de 300 0C. Onder bijmenging van een bepaalde hoeveelheid secundaire lucht, worden de gassen turbulent en opgebrand. Pas als het vuur een temperatuur van circa 450 °C heeft bereikt, reageert de secundaire lucht met de houtgassen. Als de houtgassen volledig verbranden wordt een optimale verbranding van de vluchtige bestanddelen van het hout bereikt. Bij te weinig secundaire lucht is de oxidatie onvolledig, is daarmee sprake van onvolledig verbranding en nemen de emissies toe. Bij een te groot vermogen van de houtkachel ten opzichte van de te verwarmen ruimte, zal de luchttoevoer in de kachel vaak terug geregeld worden door de stoker.

Dit terug regelen - dat ook wel smoren wordt genoemd - zorgt voor een lager verbrandingsrendement. Door te smoren ontstaat een onvolledige verbranding waardoor meer schadelijke stoffen vrijkomen. Het hout valt aan het einde van fase 2 uiteen in zijn verschillende chemische bestanddelen, die in vluchtige toestand vervliegen. Als deze stoffen in de vlammen oxideren, begint warmte vrij te komen. Pas bij temperaturen van meer dan 500-600 0C verbranden de moeilijk brandbare gassen en vormt zich een bed van gloeiend houtskool. Samen met de 900 tot 1000 0C hete smeulgassen wordt zo de benodigde hitte voor het omzetten van de binnenste houtmassa geproduceerd. Fase 3 wordt ook wel de uitbrandfase genoemd, waarin de rest van het na het verbrandingsproces aanwezige houtskool opbrandt. De verbranding in deze fase gebeurt met weinig of geen vlamreacties en wordt ook wel smeulen genoemd.

4.2

Onvolledige verbranding

Hout is een complexe brandstof. Het bestaat uit diverse niet-brandbare componenten (water en mineralen), vluchtige brandbare componenten ('kleine' koolstofverbindingen met een laagmoleculair gewicht) en niet-vluchtige brandbare componenten ('grote' koolstofverbindingen met hoog moleculair gewicht). Door de hitte ontwijken de vluchtige componenten uit de brandstof, waardoor een ontvlambaar mengsel ontstaat in de zogenaamde primaire verbrandingszone. De pyrolysegassen CO, methaan en methanol verbranden homogeen in de vlam, als er bij voldoende zuurstoftoevoer een volledige verbranding plaatsvindt. Deze verbranding zorgt voor de zichtbare vlammen.

38

Onvolledige verbranding ontstaat voornamelijk als gevolg van een te snelle migratie van vaste of gasvormige brandbare componenten, met onvolledige oxidatie tot gevolg. In een latere fase van de verbranding, wanneer de meest vluchtige bestanddelen verbrand zijn, zal via zuurstofdiffusie in de overblijvende houtskool oxidatie van de niet-vluchtige bestanddelen optreden. Voorbeeld van een verbranding die onvollediger verloopt is:

Onvolledige verbranding treedt ook op als er te weinig oxidator aanwezig is en de verbranding toch niet stopt. Bij een onvolledige verbranding kunnen er diverse onverbrande componenten geëmitteerd worden. Roet (ook wel Elementary Carbon of Black Carbon genaamd) is een voorbeeld van zulke onverbrande brokstukken van de brandstof. Wanneer er veel roet wordt gevormd kan het waterstofgas nieuwe verbindingen aangaan met de koolstof en ongewenste (condenseerbare) koolwaterstofverbindingen zoals PAK's vormen. Dit zijn sterk ruikende en "ongezonde" verbindingen, die zich bij het afkoelen van de rook in de buitenlucht op de vaste kern van het fijn stof afzetten. Dit leidt tevens tot een negatief effect op de verspreiding van de rookgassen omdat er minder thermische pluimstijging optreedt. Smoren Als de capaciteit van de houtkachel te groot is voor de te verwarmen ruimte, zal de kachel vaak onder niet optimale omstandigheden ‘gesmoord’ worden gestookt. Dit leidt tot hogere emissies van schadelijke stoffen. Het smoren waarbij de luchttoevoer tot een minimum verlaagd wordt om het hout zo traag mogelijk op te branden en warmteverlies via de schoorsteen te minimaliseren, veroorzaakt een grotere luchtvervuiling door onvolledige verbranding. Zogenaamde smoorkachels hebben een lager verbrandingsrendement en leveren hogere emissies.

Afbeelding 4.1: Smoorklep in een terraskachel

39

Verloop van het verbrandingsproces onder verschillende condities Bij zeer goede verbrandingscondities ontstaat relatief veel CO2 en weinig pyrolysegassen (onverbrande koolwaterstoffen; hierna CxHy). Aan het andere uiterste van het spectrum, bij zeer slechte verbrandingscondities, zal relatief veel CxHy ontstaan die verantwoordelijk is voor de kenmerkende rookgeur van houtverbranding. Het is aannemelijk dat naarmate de verbrandingscondities slechter zijn, de vorming van CxHy en daardoor ook van geur, exponentieel toe zal nemen. Dit verloop is in onderstaande grafiek weergegeven.

Afbeelding 4.2: Exponentiele toename van de geuremissie door steeds slechtere verbrandingscondities.

4.3

Opstarten verbrandingsproces

De opstartfase van een houtvuur zorgt over het algemeen voor de meeste rookontwikkeling en een hogere emissie. Het is daarom van belang de opstartfase zo kort mogelijk te houden en het vuur zo efficiënt mogelijk op te starten. Bij het opstarten van een vuur in een houtkachel is het belangrijk dat er voldoende zuurstof beschikbaar is. De zuurstoftoevoer via de aanwezige primaire lucht (lucht bestaat uit circa 21% zuurstof) zorgt voor de eerste verbranding. Daarnaast is een goede luchttoevoer in de ruimte waar gestookt wordt noodzakelijk om de benodigde trek te creëren, waarbij de rookgassen door de schoorsteen via het dak worden afgevoerd. Om een houtkachel efficiënt op te starten wordt veelal de Zwitserse aanmaakmethode aangeraden en toegepast. Hierbij wordt het vuur van bovenaf aangestoken. Bij andere methoden wordt het vuur van onderaf aangestoken. Bij de Zwitserse methode wordt er van uitgegaan dat droog en schoon aanmaakhout wordt gebruikt en dat gedroogd haardhout (met een vochtpercentage van maximaal 18%) wordt toegepast. Verder zijn bij deze methode aanmaakblokjes nodig. Bij de Zwitserse methode wordt het haardhout onderop 40

in 2 à 3 blokken naast elkaar gelegd. Het aanmaakhout wordt bovenop het haardhout gelegd. De aanmaakblokjes worden tussen het aanmaakhout gelegd en deze worden van bovenaf aangestoken. Voor een afbeelding van de Zwitserse aanmaakmethode zie onderstaande afbeelding.

Afbeelding 4.3: Uitleg van de zogenoemde Zwitserse aanmaakmethode

41

5

Tussenconclusie: basisvereisten houtstook

De emissie en mogelijke hinder door het stoken van hout door particulieren is afhankelijk van een groot aantal variabelen. Op basis van voorgaande hoofdstukken is een (nietlimitatief) overzicht gegeven van de basisvereisten voor een goede houtverbranding bij kachels van particulieren: • • • • • • •

• • • • • • •

Vermogen van de houtkachel afstemmen op de verwarmingsbehoefte; Voldoende ventilatie in de ruimte waar gestookt wordt; Geen afvalstoffen verstoken in houtkachels; Geen geverfd, geïmpregneerd of verontreinigd hout gebruiken; Hout bij voorkeur kloven om het voldoende te laten drogen; Hout minimaal een jaar laten drogen vóór het verstoken; Droog hout stoken met vochtgehalte < 20% op massabasis; dit houdt in dat het hout op volumebasis (aflezing op de display van de houtvochtmeter) een vochtgehalte van <15% moet hebben; Opstarten vuur met de Zwitserse methode; Bij opstarten vuur geen (kranten)papier of karton gebruiken; Volledige zuurstoftoevoer bij het opstarten en stoken van het vuur; Geen gebruik maken van smoorklep (i.v.m. onvolledige verbranding); indien het te warm wordt is het beter om bijvoorbeeld tijdelijk een raam open te zetten; Regelmatige controle of er goed gestookt wordt door naar de kleur van de vlammen te kijken en/of door naar de rookgassen bij de buitenuitlaat te kijken; Niet stoken bij ongunstige meteorologische omstandigheden (zie Stookwijzer); Minstens eenmaal per jaar de schoorsteen vegen.

42

6

Emissiekader houtverbranding

6.1

Relevante toxische stoffen

Gezien de bevindingen in hoofdstuk 4, zijn in verband met gezondheidsschade voor omwonenden als gevolg van de emissie door houtverbranding, de volgende stof(groepen) relevant: • NOx (NO2) , SO2 en stof gelet op de emissienormen voor deze drie componenten voor een houtkachel die onderdeel uitmaakt van een inrichting, • PM10 en PM2,5 vanwege de roet- en asuitstoot door houtkachels die leiden tot gevaar voor de volksgezondheid en voorts hinder door vervuiling van eigendommen, • CO en CxHy omdat dit de emissies zijn die optreden door onvolledige verbranding en waaronder tevens de meest toxische stoffen vallen, • Benzo(a)pyreen als gidsstof voor de emissie van polycyclische aromatische koolwaterstoffen. Vanwege het optreden van hinder bij omwonenden, dient aanvullend te worden beschouwd: • Geur vanwege de hindercomponent door houtrook en gezien lokaal geurbeleid.

6.2

Samenstellen dataset

Bij het vergaren van gegevens over emissies, is gebruik gemaakt van emissierapporten, kennisdocumenten en zo mogelijk wettelijke normenkaders. Het doel hiervan is te komen tot het opstellen van een emissietabel waarin is aangegeven bij welke emissieniveaus sprake is van goede of slechte verbranding. Ten behoeve van een zo duidelijk mogelijke context is gekozen voor een indeling in zeer goede, goede, voldoende, matige, slechte en zeer slechte houtverbranding. De in de literatuur gevonden waarden zijn vaak in verschillende eenheden weergegeven zoals gram per gigajoule, mg per kg hout, ppm (parts per million) en in mg per Nm3 (N staat voor normaalomstandigheden voor druk en temperatuur). Bij verbrandingsemissies wordt een referentie zuurstofgehalte vermeld. Dit kan betrekking hebben op de aggregatietoestand van de brandstof: hout is een vaste brandstof en daarvoor wordt een zuurstofreferentie van 6% aangehouden. Anderzijds kan het zijn dat hout als afval wordt gezien in welk geval standaard 11% zuurstof wordt aangehouden. In dit document is er voor gekozen om 13% O2 als referentiewaarde aan te houden omdat dit het meest overeenkomt met het actuele zuurstofgehalte in de rookgassen bij houtverbranding. Het hanteren van een vaste zuurstofreferentie dient alleen voor het goed kunnen vergelijken van de waarden uit de diverse bronnen.

Bij het maken van verspreidingsberekeningen wordt voor het rookgasdebiet eveneens uitgegaan van 13% O2. Daarmee is de emissievracht afgestemd op beide parameters (concentratie maal het rookgasdebiet). De factoren waarmee de diverse omrekeningen worden uitgevoerd zijn in tabellen vermeld. In paragraaf 6.4 is bekeken welke van de hiervoor geïnventariseerde stoffen voor omwonenden maatgevend zijn wat betreft de blootstelling. Daarvoor is een eigen

43

beoordelingsmethode ontwikkeld op basis van emissieconcentratie versus immissieconcentratie. Uiteindelijk volgt daaruit een emissiematrix die gebruikt kan worden als referentie voor vervolgberekeningen op basis waarvan eventuele handhaving kan worden uitgeoefend door het bevoegd gezag.

6.2.1

Omrekeningen voor gebruikte eenheden

Zoals gesteld worden de diverse eenheden in de literatuur door elkaar gebruikt. In dit document willen wij de eenheden terugbrengen naar een vast vertrekpunt. Dat doen we middels onderstaande omrekenfactoren. Omrekentabellen Tabel 6.1: Factoren waarmee moet worden omgerekend naar verschillende eenheden

Omrekenen van:

Naar:

Vermenigvuldig met factor:

ppm NOx

mg/Nm3

2,0526

ppm SO2

mg/Nm3

2,8282

ppm CO

mg/Nm3

1,2373

ppm HC

mg/Nm3

0,5745

mg/kWh

g/GJ

0,2777

g/GJ

g/kWh

0,0036

mg/MJ

g/GJ

1,0

g/GJ hout (19,65 MJ/kg)

mg/Nm3 bij 6% O2

2,954

g/GJ hout (15 MJ/kg)

mg/Nm3 bij 6% O2

2,255

g/GJ hout (19,65 MJ/kg)

mg/Nm3 bij 13% O2

1,571

g/GJ hout (15 MJ/kg)

mg/Nm3 bij 13% O2

1,120

Indien een emissiefactor (ef) is gegeven in g/kg hout kan dit als volgt worden omgerekend naar mg/Nm3 bij 13% O2. Bijvoorbeeld ef =1 g/kg hout. Voor hout met een stookwaarde van 15 MJ/kg eerst omrekenen naar g/GJ → 1000/15 = 66,7 g/GJ. Dan van g/GJ naar mg/Nm3 bij 13% O2 door vermenigvuldiging met 1,12 (zie bovenstaande tabel) is 75 mg/Nm3 bij 13% O2.

44

Tabel 6.2: Omrekenfactoren naar 13% zuurstof in rookgas

Omrekenen van:

Naar:

Deel door factor:

mg/Nm3 bij 0% O2

mg/Nm3 bij 13% O2

2,625

mg/Nm3 bij 3% O2

mg/Nm3 bij 13% O2

2,2579

mg/Nm3 bij 6% O2

mg/Nm3 bij 13% O2

1,8805

mg/Nm3 bij 11% O2

mg/Nm3 bij 13% O2

1,25

Rookgasvolume per kg verbrand hout Omdat in dit kennisdocument wordt uitgegaan van 13% O2 wordt het rookgasvolume als volgt aangepast: 21

21

De luchtfactor λ = 21−O2 = 21−13 = 2,63

De onderste verbrandingswaarde (LHV) van hout is 3.500 kcal/kg. Het stoichiometrisch 11 luchtvolume per kilogram hout (Lv,t) wordt berekend met de formule

0,94 x LHV + 0,50 = 3,79 m03/kg. 1000

Het stoichiometrisch rookgasvolume per kilogram hout (Rv,t) wordt berekend met de

formule

0,83 x LHV + 1,65 = 4,6 m03/kg. 1000

Rookgasvolume per kilogram hout bij 13% O2 is: Rv = (λ-1) x Lv,t + Rv,t = (2,63 – 1) x 3,8 + 4,6 = 10,8 m03/kg. Omrekening van waarden in mg/kg hout naar mg/Nm3 verloopt derhalve door middel van deling door een factor 10,8. Houtverbruik en thermisch vermogen gemiddelde houtkachel In dit document wordt een houtverbruik van 1,8 kg per uur aangehouden omdat deze hoeveelheid brandstof overeenkomt met het thermisch vermogen van een gemiddelde houtkachel die per uur 7,5 kWh (kilowattuur) warmte genereert. Door het verstoken van 1,8 kg hout wordt 1,8 x 15 MJ/kg hout = 27 MJ aan warmte opgewekt. Deze 27 MJ gedeeld door 3.600 seconden (= aantal seconden in een uur) = 7,5 kWh. Specifiek geldend voor koolmonoxide Het aandeel van CO in rookgassen is hoger dan dat van de andere verontreinigingen (100 tot meer dan 50.000 mg per Nm3). Vanwege deze hoge concentratie wordt CO ook wel in een volumepercentage uitgedrukt. Een gehalte van 1% CO in rookgas betekent dat van de 1.000.000 luchtdeeltjes er 10.000 deeltjes (= 1%) koolmonoxide zijn, oftewel 10.000 ppm 11

Het berekenen van de verhouding waarin chemische verbindingen met elkaar reageren en de verhouding tussen de reactanten en producten van een chemische reactie. 45

(parts per million). Om dit om te rekenen naar een concentratie in mg per m3 is bij een temperatuur van 0oC de volgende omrekening van toepassing: Concentratie in ppm x molecuulmassa M) / molair volume 22,4136 = concentratie in mg/Nm3. Molecuulmassa van CO = 28,01 dus de concentratie in mg/Nm3 = (10.000 x 28,01)/22,4136 = 12.497 mg/Nm3.

6.2.2

Koolmonoxide (CO)

Koolmonoxide ontstaat door een onvolledige verbranding van een brandstof. Het gehalte aan koolmonoxide in rookgassen kan dan ook gelden als maatstaf voor de volledigheid van een verbrandingsproces. Tabel 6.3: In literatuur gevonden waarden voor CO bij 13% O2

Goede houtverbranding in kachel Concentraties CO 113 mg/Nm3 3.250 mg/Nm3 (omgerekend) 1.500 - 4.500 mg/m3 (0,12% - 0,36%) 1.250 mg/Nm3 8.086 mg/Nm3 bij 6% O2 = 4.300 mg/Nm3 bij 13% O2

Opmerking

Referentie

Professionele verbrandingsinstallatie 1.500 = BAT (BBT)

CH1 TNO1 ANL1

Voorstel CEFACD DIN+ (goed)

ANL1 RDO1

Conventioneel (matig)

Slechte houtverbranding in kachel Concentraties CO

Opmerking

Referentie

6.389 mg/Nm3 (omgerekend) 9.260 mg/Nm3 (omgerekend) 7.226 mg/Nm3 (omgerekend)

69.000 mg/kg hout (gemiddeld slecht) 100.000 mg/kg (worst case) 6.452 g/GJ

BB1 BB1 TNO1

Er zijn CO-emissienormen beschikbaar voor houtkachels met een laag thermisch vermogen. Uitgaande van een maximaal houtverbruik van 5 kg per uur is dit 15 MJ x maximaal 5 kg per uur = 75 MJ, ofwel 75 x 0,28 kWh = 21 kWh/h = 21 kW. De CO-normen zijn in onderstaande tabel 6.4 weergegeven.

46

CO normen voor verbrandingsinstallaties met thermisch vermogen < 21 kW Tabel 6.4: Nationale en internationale CO normen voor verbrandingsinstallaties met laag thermisch vermogen

Emissieconcentratie

Aard van de norm

Concentratie bij 13% O2

< 12.500 mg/Nm3 bij 13% O2 < 1% <0,40%

EN13229 (typekeur) CE keur (NL)

< 12.500 mg/Nm3

DIN 18891 in Duitsland

< 5.000 mg/Nm3

2.000 mg/Nm3 bij 13% O2

Tot 2015 (Stufe I) in Duitsland (BB2)

2.000 mg/Nm3

1.250 mg/Nm3 bij 13% O2

Vanaf 2015 (Stufe II) in Duitsland (BB2)

1.250 mg/Nm3

4.500 mg/Nm3 (0,36 %)

Houtkachel EN 13240

4.500 mg/Nm3

1.400 mg/Nm3 (0,11%)

BAT

1.400 mg/m3

1.100 mg/MJ nuttige warmte

Oostenrijkse keuringseis houtkachels < 50 kW

< 0,30%

5* kachels in Frankrijk

< 3.750 mg/Nm3

< 0,15%

6* kachels in Frankrijk

< 1.875 mg/Nm3

< 0,12%

7* kachels in Frankrijk

< 1.500 mg/Nm3

Op basis van voorgaande meetwaarden, emissiefactoren en emissienormen, zijn de volgende relaties gelegd tussen de verbrandingsefficiency en de emissies: Tabel 6.5: Afgeleide koolmonoxide emissieconcentraties

Volledigheid verbranding

CO in mg/Nm3

CO in vol%

Zeer goed

< 300

< 0,024%

Goed

300 – 1.000

0,024 – 0,08%

Voldoende

1.000 – 1.500

0,08 – 0,12%

Matig

1.500 - 4.500

0,12 – 0,36%

Slecht

4.500 – 10.000

0,36 - 0,8%

Zeer slecht

>10.000

>0,8%

Bij het opstellen van tabel 6.5 zijn de emissiegegevens van 104 houtkachels op basis van certificaten mede beschouwd. CO is de enige component die bij alle kachels is bepaald. 47

Emissiegegevens CO-emissie houtkachels o.b.v. certificaten 60 50 40 30 20 10 0

Zeer slechte verbranding

Slechte verbranding

Matige verbranding

Voldoende verbranding

Goede verbranding

Zeer goede verbranding

Tabel 6.6: Emissiegegevens CO houtkachels op basis van certificaten

Uit de certificaten blijkt dat alle beoordeelde houtkachels voor wat betreft CO een voldoende (tussen 1.000 en 1.500 mg/Nm3) tot zeer goede verbranding hebben (lager dan 300 mg/Nm3). Dit is verklaarbaar omdat het nieuwe kachels betreft die onder ideale omstandigheden beoordeeld worden.

6.2.3

Fijn stof (PM10 en PM2,5)

Uit de verhoudingen tussen PM2,5 en PM10 die in TNO1 zijn vastgesteld voor drie typen kachels, blijkt dat fijn stof voor 94% bestaat uit PM2,5. Het fijn stof bestaat qua massa dus voornamelijk uit de fijnere fractie van deeltjes met een aerodynamische diameter tot 2,5 µm en voor de overige 6% uit een fractie met een aerodynamische diameter tussen 2,5 en 10 µm. De volgende waarden zijn in de literatuur gevonden. Tabel 6.7: In literatuur gevonden waarden voor PM10 bij 13% O2

Goede houtverbranding in kachel Concentraties PM10

Opmerking

70 mg /Nm3 2.290 mg/kg hout = 212 mg/Nm3 1.145 mg/kg hout = 106 mg/Nm3 0,1 gram PM10/MJ = 112 mg/Nm3 65 g/GJ = 73 mg/Nm3 52 g/GJ = 58 mg/Nm3 50 – 200 mg/m3 40 mg/Nm3

Gereinigd door cycloon Totaal stof ongereinigd Fractie PM10 (doorsnee) Fractie PM10 Grof stof Fractie PM10 Houtkachel EN 13240 (50 = BAT) Voorstel CEFACD

Referentie CH1 BB1 BB1 TNO1 TNO1 TNO1 ANL1 ANL1

Slechte houtverbranding in kachel Concentraties PM10

Opmerking

9.000 mg/kg hout = 833 mg/Nm3 194 g PM10/GJ = 217 mg/Nm3

Referentie BB1 TNO1

Er zijn veel stofemissienormen beschikbaar voor industriële verbrandingsinstallaties tot en met houtkachels met een laag thermisch vermogen die door particulieren worden gebruikt.

48

Stofnormen voor indirect gestookte verbrandingsinstallaties Tabel 6.8: Nationale en internationale stofnormen voor indirect gestookte verbrandingsinstallaties van groot naar klein

Thermisch vermogen

Emissieconcentratie

Aard van de norm

Concentratie bij 13% O2

>5000 kW

< 5 mg/Nm3

Bal, artikel 4.1303 bij 6% O2

3 mg/Nm3

1000 – 5000 kW

< 5 mg/Nm3

Bal, artikel 4.1303 bij 6% O2

3 mg/Nm3

500 – 1000 kW

< 15 mg/Nm3

Bal, artikel 4.1303 bij 6% O2

8 mg/Nm3

< 500 kW

< 40 mg/Nm3

Bal, artikel 4.1303 bij 6% O2

21 mg/Nm3

1500 - 5000 kW

< 25 mg/Nm3

NeR F7 11% O2 (vervallen per 2013)

13 mg/Nm3

500 – 1500 kW

< 50 mg/Nm3

NeR F7 11% O2 (vervallen per 2013)

26 mg/Nm3

< 500 kW

< 100 mg/Nm3

NeR F7 11% O2 (vervallen per 2013)

53 mg/Nm3

7 - 19 kW*

Geen norm

CE in Nederland

< 150 mg/Nm3

1.BImSchV, § 25, Oude kachels in Duitsland bij 13% O2

< 150 mg/Nm3

200 mg/Nm3

Houtkachel EN 13240

106 mg/Nm3

50 mg/Nm3

BAT

26 mg/Nm3

< 75 mg/Nm3

1.BImSchV, § 5, Nieuwe kachels in Duitsland per 2010 bij 13% O2

< 75 mg/Nm3

< 40 mg/Nm3

1.BImSchV, § 5, Nieuwe kachels in Duitsland per 2015 bij 13% O2

< 40 mg/Nm3

< 90 mg/Nm3

5* kachels in Frankrijk

< 48 mg/Nm3

< 50 mg/Nm3

6* kachels in Frankrijk

< 26 mg/Nm3

< 40 mg/Nm3

7* kachels in Frankrijk

< 21 mg/Nm3

*75 MJ (15 MJ x maximaal 5 kg per uur) = 75 x 0,28 kWh = 21 kWh/h = 21 kW

Relatie fijn stof en condenseerbare koolwaterstoffen Fijn stof kan vanwege de kleine afmetingen tot gezondheidsschade leiden (inhalatoire stofdeeltjes; hoe kleiner het deeltje, hoe dieper de deeltjes in de longen kunnen komen). In de meting van fijn stof is alleen het gewicht van de vaste kern van de stofdeeltjes opgenomen. Bij een slechte verbranding ontstaan tevens veel condenseerbare koolwaterstoffen, zoals PAK's, die zich bij het afkoelen van de rook in de buitenlucht op de vaste kern van het fijne stof afzetten.

49

Afgeleide fijn stof emissieconcentraties bij verschillende verbrandingscondities Op basis van voorgaande meetwaarden, emissiefactoren en emissienormen, zijn de volgende niveaus vastgesteld voor de fijn stofemissies: Tabel 6.9: Afgeleide fijn stof emissieconcentraties

Volledigheid verbranding

PM10 in mg/Nm3

PM2,5 in mg/Nm3

Zeer goed

< 20

< 18

Goed

20 – 40

18 - 36

Voldoende

40 - 75

36 - 71

Matig

75 – 100

71 - 94

Slecht

100 – 150

94 - 141

Zeer slecht

> 150

> 141

6.2.4

Stikstofdioxide (NO2)

Bij elk verbrandingsproces wordt NOx gevormd (NOx is een mengsel van NO en NO2). Wanneer de rookgassen worden afgevoerd bestaat 95% uit NO en 5% uit NO2. In de atmosfeer oxideert NO verder door tot NO2. Goede of slechte verbrandingsomstandigheden zijn niet sterk van invloed op de emissieconcentratie van NOx omdat het in het verbrandingsproces voornamelijk de oxidatie van stikstofgas (N2) uit de verbrandingslucht betreft. Bij een hoge verbrandingstemperatuur ontstaat meer NOx door thermische NOxvorming. Tabel 6.10: In literatuur gevonden waarden voor NO2 bij 13% O2

Houtverbranding in kachel Concentraties NO2

Opmerking

Referentie

359 mg NOx per m3 bij 6% O2 = 191 mg NOx per m3 bij 13% O2 393 mg NOx per m3 bij 6% O2 = 209 mg NOx per m3 bij 13% O2 200 mg NOx per m3 bij 11% O2 = 160 mg NOx per m3 bij 13% O2

Geldt voor DINplus kachels (goed)

RDO1

Conventionele houtkachel (matig)

RD01

NeR overig schone biomassa

ANL1

Afgeleide NOx emissieconcentraties Op basis van voorgaande emissiefactoren en emissienorm, wordt de volgende emisierange aangehouden voor de emissie van NOx bij een referentiezuurstofgehalte van 13%.

50

Tabel 6.11: Afgeleide NOx- emissieconcentratie range bij 13% O2

Volledigheid verbranding

NOx in mg/Nm3

Goed noch slecht

100 – 209

6.2.5

Zwaveldioxide (SO2)

Zwaveldioxide ontstaat doordat hout een kleine hoeveelheid zwavel bevat. De emissie hangt niet af van de volledigheid van de verbranding. Tabel 6.12: In literatuur gevonden waarden voor SO2 bij 13% O2

Concentraties SO2

Opmerking

Referentie

13 g/GJ = 14,6 mg/Nm3 bij 13% O2 11 g/GJ = 12,3 mg/Nm3 bij 13% O2

Geldt voor alle typen kachels All stoves

TNO1 RDO1

200 mg SO2/Nm3 bij 11% O2 = 160 mg SO2 per m3 bij 13% O2

NeR overig schone biomassa

ANL1

Afgeleide SO2 emissieconcentraties Op basis van voorgaande emissiefactoren en emissienorm, wordt de volgende emisierange aangehouden voor de emissie van SO2 bij een referentiezuurstofgehalte van 13%. Volledigheid verbranding

SO2 in mg/Nm3

Goed noch slecht

12 – 160

Tabel 6.13: Afgeleide SO2- emissieconcentratie range bij 13% O2

6.2.6

Onverbrande koolwaterstoffen (CxHy)

CxHy is de verzamelterm voor onverbrande koolwaterstoffen in het pyrolysegas die zich vormen door onvolledige verbranding. Voorbeelden zijn benzeen, styreen, PAK's, formaldehyde, azijnzuur. Deze stoffen zijn toxisch tot extreem toxisch en zijn ook de oorzaak van het ontstaan van geur.

51

Tabel 6.14: In literatuur gevonden waarden voor CxHy bij 13% O2

Goede houtverbranding in kachel Concentraties CxHy

Opmerking

Referentie

90 – 350 mg /Nm3 80 g/GJ = 90 mg /Nm3 100 mg/Nm3 20 – 150 mg/Nm3 bij 11% O2 = 16 – 120 mg/Nm3 bij 13% O2

90 = BAT (BBT) Emissiefactor voor KWScondensable 1,24g/kg hout Voorstel CEFACD NeR voor overige schone biomassa NeR omgerekend

2,0 g/kg gek. Kachels = 185 mg/Nm3 1,2 g/kg DIN+ = 111 mg/Nm3 223 mg KWScond bij 6% O2 = 118 mg KWScond bij 13% O2

Geldt voor gekeurde kachels (matig)

ANL1 TNO1 ANL1 ANL1

RDO1 Geldt voor DINplus kachels (goed) Geldt voor DINplus kachels (goed)

Slechte houtverbranding in kachel Concentraties CxHy

Opmerking

>2000 mg/Nm3 323 g/GJ = 362 mg/Nm3

condenseerbare KWS

Referentie CH1 TNO1

Afgeleide CxHy emissieconcentraties bij verschillende verbrandingscondities Op basis van voorgaande meetwaarden en emissiefactoren zijn de representatieve emissieconcentraties afgeleid bij verschillende verbrandingscondities: Tabel 6.15: Afgeleide CxHy emissieconcentraties

Volledigheid verbranding

CxHy in mg/Nm3

Zeer goed

< 50

Goed

50 - 80

Voldoende

80 - 120

Matig

120 - 185

Slecht

185 – 1.000

Zeer slecht

> 1.000

52

6.2.7

PAK's (BaP)

Benzo(a)pyreen (BaP) komt in het milieu nooit als een afzonderlijke stof maar altijd in combinatie met andere PAK's voor. Omdat BaP als een van de meest potente kankerverwekkende PAK's wordt beschouwd, wordt BaP vaak als indicator voor deze groep stoffen gebruikt. Door de lage dampspanning komt BaP in de lucht uitsluitend voor als component die aan stofdeeltjes is gebonden. Tabel 6.16: In literatuur gevonden waarden voor BaP bij 13% O2

Goede houtverbranding in kachel Concentraties BaP

Opmerking

Referentie

10 mg/GJ = 0,011 mg/Nm3 121 mg/GJ = 0,136 mg/Nm3 59 mg/GJ = 0,07 mg/Nm3 75 mg/GJ = 0,08 mg/Nm3 116 mg/GJ = 0,13 mg/Nm3

Advanced ecolabelled stoves (zeer goed) Conventional stoves (matig) DIN+ (goed) Verbeterde houtkachel Conventionele houtkachel (matig)

RDO1 RDO1 TNO1 TNO1 TNO1

Slechte houtverbranding in kachel Concentraties BaP

Opmerking

Referentie

3,4 mg/kg hout = 0,32 mg/Nm3 Max = 28,8 mg/kg = 2,7 mg/Nm3 25 mg/kg hout = 2,3 mg/Nm3

Kan gezien worden als 'slecht' Waarde 28,8 mg/kg door Vito (zeer slecht) Vermeld door Klippel & Nussbaumer (2007) voor een "badly operated woodstove".

BB1 BB1

Afgeleide BaP emissieconcentraties bij verschillende verbrandingscondities Op basis van voorgaande meetwaarden en emissiefactoren zijn de volgende representatieve emissieconcentraties afgeleid bij verschillende verbrandingscondities: Tabel 6.17: Afgeleide BaP emissieconcentraties bij 13% O2

Volledigheid verbranding

BaP in mg/Nm3

Zeer goed

< 0,01

Goed

0,01 – 0,05

Voldoende

0,05 – 0,10

Matig

0,10 – 0,15

Slecht

0,15 - 0,30

Zeer slecht

> 0,30

53

6.2.8

Samenvatting en evaluatie

De voorgaande inventarisatie levert samengevat het volgende beeld op (concentraties in mg/Nm3 bij 13% O2): Tabel 6.18: Overzicht van emissieranges in mg/Nm3 van relevante toxische stoffen bij verschillende verbrandingscondities, alle waarden bij 13% O2

Volledigheid

CO

PM10

PM2,5

CxHy

BaP

< 300

< 20

< 18

< 50

< 0,01

Goed

300 – 1.000

20 - 40

18 - 36

50 - 80

0,01 – 0,05

Voldoende

1.000 – 1.500

40 - 75

36 - 71

100 -

12 -

80 - 120

0,05 – 0,10

Matig

1.500 – 4.500

75 - 100

71 - 94

209

160

120 - 185

0,10 – 0,15

Slecht

4.500 – 10.000

100 - 150

94 - 141

185 – 1.000

0,15 - 0,30

>10.000

> 150

> 141

> 1.000

> 0,30

verbranding Zeer goed

Zeer slecht

NOx

SO2

De BaP emissie is het laagst van alle beschouwde componenten, maar anderzijds is BaP hiervan wel de meest toxische verbinding. In het volgende hoofdstuk zal worden nagegaan welke van de in tabel 6.18 geïnventariseerde componenten, maatgevend is in toxisch opzicht. Dat zal afhangen van de toxiciteit van de stof in samenhang met de dosis waaraan de omgeving wordt blootgesteld. Vervolgens lopen we dan tegen een praktisch probleem aan omdat ongeacht de uitkomst welke component maatgevend zal blijken, het zeer lastig zal zijn om hierop te handhaven. Immissieconcentraties meten van bijvoorbeeld roet of BaP op leefniveau vergt uitgebreid en kostbaar onderzoek dat nauwelijks is op te brengen voor gemeenten. Ook de interpretatie van de meetgegevens is zeer specialistisch werk en levert niet altijd eenduidige conclusies op.

6.2.9

Vervolgstap

Er is één component die in het voorgaande hoofdstuk nog niet is beschouwd, namelijk geur. Geur heeft het 'voordeel' dat dit door een ieder kan worden waargenomen, waardoor het een bruikbare indicator is. Om die reden zou het praktisch gezien zeer nuttig zijn om een koppeling te leggen tussen de blootstelling aan de maatgevende schadelijke stof en aan die van geur. Hinder manifesteert zich voornamelijk in de vorm van geurhinder. De component geur zal in het navolgende hoofdstuk 7 uitgebreid worden beschouwd.

54

7

Geur als maatstaf voor de beoordeling van houtrook

Eerst zullen de uitgangsgegevens voor geur worden bepaald aan de hand waarvan emissiefactoren kunnen worden vastgesteld, analoog aan de wijze die voor de diverse schadelijke stoffen is toegepast in hoofdstuk 6. Daarna worden twee invalshoeken gevolgd. •

De eerste invalshoek is nagaan welke geurimmissienorm moet worden toegepast om tegelijkertijd een gezondheidskundige bescherming te verkrijgen door het leggen van een koppeling met de maatgevende toxische stof.

•

De tweede invalshoek is om sec voor geur een acceptabel hinderniveau vast te stellen zoals dat momenteel gebruikelijk is voor bevoegde gezagen. Voor de uitwerking hiervan wordt gebruik gemaakt van geuronderzoek van Buro Blauw en van de beleidsregels die door enkele provincies worden gebruikt om geurhinder acceptabel te houden.

7.1

Emissiefactoren voor geur

Bij geur gaat het om de geuremissie (geurconcentratie in odourunits per m3 x debiet = geurvracht in odourunits per uur). De geurconcentratie zegt iets over de verdunningsfactor die nodig is om een geurpanel van 4 tot 6 personen aan te laten geven waar de waarnemingsgrens van de aangeboden geur ligt. Dat is het geval wanneer de helft van het aantal panelleden de geur in de aangeboden concentratie waar kan nemen en de andere helft van het panel niet. Van de onderzochte geur is dan de geurdrempelwaarde bepaald. Het gaat in deze om de concentratie als kwantitatief gegeven, maar nog niet om het kwalitatieve deel: de hinderlijkheid van de geur. Deze hangt overigens wel weer samen met de concentratie. De subjectieve waardering (hedonische waarde) van een geur kan worden bepaald door aan een geurpanel een geur aan te bieden en elk panellid de geur een score te laten geven op een schaal van +4, "uiterst aangenaam", tot -4, "uiterst onaangenaam". Het is vervolgens aan het bevoegd gezag om aan te geven in welke dosis de geurbelasting voor omwonenden aanvaardbaar is. Dit wordt lokaal bepaald op gemeentelijk of provinciaal niveau door het hanteren van een eigen geurnormering (ook bekend als beleidsregel, geurbeleid of rekenregels).

Vaak wordt voor het aanvaardbaar hinderniveau geopteerd om hiervoor de geurconcentratie aan te houden waarvan de hedonische waarde op een waarde van -1 is vastgesteld. Niet alle lokale overheden hebben eigen beleid; in veel gevallen wordt gebruik gemaakt van het landelijk beleid. In deze paragraaf worden zowel de geuremissiefactoren als de hedonische waarden geïnventariseerd. Geuremissiefactoren In onderstaande tabel 7.1 zijn op de gebruikelijke wijze emissiegegevens verzameld met als bronnen CH1, BB1 en BB4. Daarin zijn referentiewaarden gevonden die te koppelen zijn aan 'zeer goede', 'goede', 'voldoende', 'matige', 'slechte' en 'zeer slechte' verbranding.

55

Tabel 7.1: In literatuur gevonden waarden voor houtkachelgeur.

Goede houtverbranding in kachel Concentraties geur

Opmerking

Referentie

1,32 x 106 ou/kg hout = 122.222 ou/Nm3 0,69 x 106 ou/kg hout = 63.888 ou/Nm3

Gemiddelde is 1 miljoen ou/kg hout = 92.590 ou/Nm3

CH1 BB1

159.429 ou/Nm3

Normaal bedrijf Outdoor Wood Boiler

BB4

Slechte houtverbranding in kachel Concentraties geur

Opmerking

Referentie

11,4 x 106 ou/kg hout = 1.055.555 ou/Nm3

'worst case'

BB1

434.120 ou/Nm3

Opstartfase Outdoor Wood Boiler

BB4

Hieruit zijn in onderstaande tabel 7.2 de volgende emissieconcentraties gekoppeld aan de verschillende verbrandingscondities. Tevens is de bijbehorende geurvracht berekend die ontstaat bij een houtverbruik van 1,8 kg per uur (zie § 6.2.1 van dit kennisdocument). Tabel 7.2: Geurconcentraties en -vrachten bij verschillende verbrandingscondities

Geurconcentratie

Geurvracht bij 1,8 kg hout/h (x 1,8 x 10,8)

-

-

Goed

63.888 ou/Nm3

1,242 miljoen ou/h

Voldoende

93.055 ou/Nm3

1,809 miljoen ou/h

Matig

122.222 ou/Nm3

2,376 miljoen ou/h

Slecht

434.120 ou/Nm3

8,439 miljoen ou/h

Zeer slecht

1.055.555 ou/Nm3

20,520 miljoen ou/h

Verbranding Zeer goed

Ter controle, en om de tabel nog aan te vullen met een geuremissie bij zeer goede verbranding, zijn de geurvrachten (bij 1,8 kg houtverbranding per uur) uit tabel 7.2 vergeleken met de waarden uit: • Tabel 6.14 waarin de referentiewaarden voor CxHy zijn weergegeven omdat de aanwezigheid van onverbrande koolwaterstoffen een sterke correlatie heeft met geur, • RDO1 (Kennisdocument houtstook uit 2018) waarin een verband wordt gelegd tussen het gehalte aan organisch koolstof (OC) in de rookgassen en de geuremissie, • BB2 (onderzoek overlast houtkachel te Helmond, van 19 juni 2017) waarin een verband wordt gelegd tussen de PM10-emissie als maat voor de volledigheid van de verbranding, en de geuremissie.