Bestimmung von Jahresnutzungsgrad und Emissionsfaktoren von Biomasse-Kleinfeuerungen am Prüfstand

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Der Schutz der Umwelt im Allgemeinen und die Beobachtung der Umweltbelastungen im Speziellen sind wichtige Aufgaben des Staates. Der Einfluss von Energiebereitstellung und Energieverbrauch auf den Zustand der Umwelt ist für den Gesetzgeber, die zuständigen Behörden, aber auch die breite Öffentlichkeit von Bedeutung.

Für die Ermittlung der Umweltbelastung und der Verluste bei der Bereitstellung von Energie sind leistungsfähige, kostengünstige und exakte Methoden erforderlich. Voraussetzung dafür sind Kenntnisse der Emissionsfaktoren und der Jahresnutzugsgrade. Die derzeit verfügbaren Daten sind älter als 10 Jahre und berücksichtigen die dynamische Entwicklung bei den Biomassefeuerungen kleiner Leistung nicht. Dies führt in der öffentlichen und politischen Diskussion zu Fehleinschätzungen und behindert den vermehrten Einsatz moderner Holzfeuerungen.

Um diesen Missstand zu beheben wurde im Rahmen des Projekts eine Methode zur Bestimmung von Jahresnormnutzungsgraden und Jahresnormemissionsfaktoren von Biomasse­klein­feuerungen am Prüfstand entwickelt, die einen realitätsnahen Vergleich von modernen Biomassekleinfeuerungen unter dynamischen Betriebsbedingungen ermöglicht. Der Aufbau des Versuchsstands, Messtechnik, Messmethoden und die Position der Messpunkte sowie die verwendeten Verfahren sind so gewählt, dass die Infrastruktur auch zur Prüfung nach EN 303 5 genutzt werden kann. Die Auswertung der Messdaten kann mittels einer eigens erstellten, einfach zu bedienenden Software erfolgen, die auch eine rechnerische Berücksichtigung einer Kombination mit einem Pufferspeicher einschließt.

Nach der im Zuge des Projektes entwickelten Methode wurden auf 3 verschiedenen Prüf- und Versuchsständen insgesamt 3 Pelletskessel sowie je eine Scheitholz- und eine Hackgutfeuerung getestet. Die Auswertung der Versuche zeigte, dass durch die Messung des instationären Betriebs der Entwicklungsstand der Feuerungen sehr gut quantifiziert werden kann.

Die am Versuchsstand für die Kessel ermittelten Jahresnormnutzungsgrade liefern eine gute Übereinstimmung mit publizierten Feldtestergebnissen. Die Werte für den modulierenden Betrieb der Anlagen liegen stets einige Prozentpunkte unterhalb jener für den Betrieb mit Pufferspeicher. Bei zusätzlicher Berücksichtigung der Pufferverluste dreht sich dieses Verhältnis jedoch um. Auch die nach der Methode bestimmten Jahresnormemissionsfaktoren entsprechen weitgehend der Realität, da alle Betriebsphasen berücksichtigt werden. Sie weisen jedoch aufgrund der geringen Anzahl an getesteten Kesseln noch eine Abweichung zu publizierten Emissionsfaktoren auf.

Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass die entwickelte Methode eine selektive und detailreichere Beurteilung von Biomassekesseln ermöglicht, wodurch auch der Unterschied zwischen guten und sehr guten Biomassekesseln festgestellt werden kann. Bereits kurz- bis mittelfristig steht mit der neu entwickelten Methode somit eine einfache und verlässliche Vorschrift zur Bewertung von Biomassekleinfeuerungen sowie zur Ermittlung von Emissionsfaktoren unter realitätsnahen Betriebs­bedingungen bereit.

Projektleiter

Markus Schwarz
Bioenergy 2020+ GmbH

Projekt- und Kooperationspartner

• Armin Themessl
  Arbeitsgemeinschaft Erneuerbare Energien Kärnten Salzburg
• Leo Lasselsberger
  HBLFA Francisco Josephinum - Biomass Logistics Technology
• Hans Hartmann
  Technologie- und Förderzentrum Nachwachsende Rohstoffe

Markus Schwarz
Bioenergy 2020+ GmbH
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A-3250 Wieselburg-Land
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