Feinstaubbildung bei der Biomasseverbrennung

Eine Kernkompetenz von BIOENERGY 2020+

Abbildung: Feinstaubemissionen alter und neuer Biomasse-Kleinfeuerungstechnologien und ihre chemische Zusammensetzung
Erläuterungen:
Pe-m … Pelletkessel (modern)
HG-m … Hackgutkessel (modern)
SH-m ... Scheitholzkessel (modern)
SH-a … Scheitholzkessel (alte Technologie)
Ko-m … Kachelofen (modern)
KO-m … Kaminofen (modern)
KO-a … Kaminofen (alte Technologie)
EC … elementarer Kohlenstoff = Russ
POM … kondensierte Kohlenwasserstoffverbindungen

 

Mit der europaweiten Umsetzung der EU-Richtlinie 1999/30/EG, die die PM10 (Partikel mit einem Durchmesser <10 µm) Konzentrationen in der Atmosphäre reglementiert, zeigte sich, dass in vielen europäische Regionen die vorgeschriebenen Grenzwerte nicht eingehalten werden können. Der Hausbrand, im speziellen Holzfeuerungen, wurden als einer der Hauptverursacher dieser Problematik identifiziert. Da kaum Messdaten zu Feinstaubemissionen moderner Biomasse-Kleinfeuerungen verfügbar waren, und auch sonst nur wenig Informationen zu ihrer Entstehung bestand, kam es zu einer nachhaltigen Verunsicherung der Bevölkerung bezüglich des Einsatzes des erneuerbaren und CO2-neutralen Energieträgers Holz zur Raumwärmeerzeugung.
Aus diesem Grund wurden am BIOENERGY2020+ in Kooperation mit namhaften Kesselherstellern Projekte initiiert, deren Ziel es war, Feinstaubemissionen aus Biomasse-Kleinfeuerungen bezüglich ihrer Höhe, chemischen Zusammensetzung aber auch bezüglich ihrer Entstehung zu untersuchen. BIOENERGY2020+ in Kooperation mit der TU Graz lieferte als eine der ersten europäischen Forschungsinstitutionen detaillierte Daten zu diesem Themenkreis und es gelang auch, die maßgeblichen Mechanismen zur Feinstaubbildung zu identifizieren und technologische Richtlinien für Low-Emission-Feuerungskonzepte an die Industrie weiterzugeben. Ein weiteres wichtiges Ergebnis dieser Untersuchungen ist, dass moderne Biomasse-Kleinfeuerungen (Pellet-, Scheitholz- und Hackgutkessel, aber auch moderne Kachelöfen und Kaminöfen) durch verbesserten Ausbrand um bis zu einem Faktor 10 weniger Feinstaub emittieren als alte Feuerungstechnologien.
In weitere Folge beschäftigte sich BIOENBERGY2020+ auch mit den gesundheitlichen Auswirkungen von Feinstaubemissionen aus Biomasse-Kleinfeuerungen. Im Zuge dieser Studien, die mit renommierten internationalen Partnern auf dem Gebiet der Toxikologie durchgeführt wurden, konnte herausgefunden werden, dass Partikelemissionen aus modernen Feuerungen durch ihre hohe Ausbrandqualität (die Partikel bestehen zum Großteil aus anorganischen Salzen und weisen nur geringe Konzentrationen an organischen Kohlenstoff und Russ auf), deutlich geringere toxikologische Auswirkungen zeigen als Emissionen aus Altanlagen oder auch Dieselruss.
Aktuell stehen Untersuchungen zur Effizienz und Verfügbarkeit von Feinstaubabscheidern für Biomasse-Kleinfeuerungen, speziell für Altanlagen, im Mittelpunkt der Untersuchungen zum Thema Feinstaub.
Mit diesen Arbeiten konnte sich BIOENERGY2020+ als eine der führenden europäischen Forschungsinstitutionen auf diesem Forschungsgebiet etablieren (T. Brunner).
 

Kontakt
thomas.brunner@bioenergy2020.eu

2011-12-13

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