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Projekt "KoFEBio"

KoFEBio –  Methodik zur kontinuierlichen Überwachung der Funktion von Elektrofilteranlagen bei Biomassefeuerungen durch Erfassung von Betriebsparametern
 
Ansprechpartner: Prof. Dr. Matthias Gaderer, gaderer[at]tum.de
Projektbearbeitung: Bastian Alt,  bastian.alt[at]tum.de

Die Biomasse ist im Wärmesektor der wichtigste erneuerbare Energieträger. Etwa 13 % der Wärme werden in Deutschland mit Erneuerbaren bereitgestellt. Die biogenen Brennstoffe stellen mit 10 % den mit großem Abstand größten Anteil dar. Die Biomasse ist für den Wärmesektor damit von sehr großer Bedeutung. Bei der thermischen Biomassenutzung geht es jedoch nicht nur um die Reduktion von CO2-Emissionen, sondern auch um lokale Schadstoffbelastungen durch beispielsweise Staubpartikel im Abgas der Feuerungsanlagen. Derzeit werden zur aktiven Abscheidung von Partikeln (sogenannte Sekundärmaßnahmen zu Abgasreinigung) überwiegend elektrostatische Filter eingesetzt.
 
Im Rahmen neuer Vorgaben auf EU-Ebene (Medium Combustion Plant - MCP- Directive 2015/2193) sind für Anlagen über 1 MW Feuerungswärmeleistung verstärkte Kontroll-maßnahmen gefordert. In Deutschland sind damit die Vorgaben im Rahmen der derzeitige TA Luft bzw. die Anlagen im Rahmen der 4. BImSchV betroffen. Dabei handelt es sich bei Biomasse meistens um Heizwerke oder Heizkraftwerke.
 
Für die Abscheide- und Abgasreinigungsanlagen wird zukünftig für alle Anlagen ab dieser Leistungsklasse eine Überwachung des effektiven kontinuierlichen Betriebs gefordert. Kontinuierliche Staubmessungen im gereinigten Abgas wären dafür eine geeignete technische Möglichkeit. Die verfügbaren kontinuierlichen Staub-Messverfahren sind jedoch in der Regel - insbesondere für kleinere Anlagen - viel zu kostenintensiv und manche Messverfahren sind bei Elektrofiltern aus technischen Gründen nicht einsetzbar.
 

Im Rahmen des Projektes wird daher an einer Methodik gearbeitet, die es speziell bei Elektrofiltern ermöglichen wird, sehr kostengünstig auf Basis von vorhandenen Strom und Spannungswerten der Anlagen den effektiven kontinuierlichen Betrieb (der Abgasreinigungs-anlagen zu überwachen. Die Methode eignet sich auch sehr gut für kleinere Anlagen, wie sie beispielsweise in Deutschland im Rahmen der 1. BImSchV eingesetzt werden. Das Ziel ist die dabei die Einhaltung der gültigen Grenzwerte während des Betriebes der Feuerung.
  
Mit der Methode kann die sehr aussagekräftige Kennzahl der Filterverfügbarkeit abgeleitet werden, die einen völlig neuen und sehr effizienter Bewertungsmaßstab in zukünftigen Regelwerken (z.B. BImSchV) erlaubt. Die Filterverfügbarkeit ist das Verhältnis von effektiver Filterlaufzeit zu Feuerungsbetrieb ermittelt im praktischen Realbetrieb, d.h. unter Berücksichtigung aller realen und anlagenindividuellen Randbedingungen, die gerade bei der Verfeuerung von Biomasse sehr komplex und unterschiedlich ausfallen. Diese effiziente Überwachung kann außerdem hochkomplexe und sehr aufwändige Prüfverfahren auf Abscheide-Prüfständen ersetzen, mit denen der Realzustand zwar simulieren werden soll, dieser aber niemals zufriedenstellend abgebildet werden kann. Somit wird den Behörden, der Politik und der gesamten Biomassebranche ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, das sehr effektiv und pragmatisch das Vertrauen in die Technik stärkt und die Anwendung der Biomasse im Wärmesektor forciert.
 
Wir bedanken uns sehr herzlich für die Unterstützung und Förderung des Projektes durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe