Development of test methods for non-wood small-scale combustion plants

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

In mehreren europäischen Ländern kommen verstärkt feste Nicht-Holz-Biomassen (Getreide und dessen Nebenprodukte, Energiepflanzen wie Miscanthus, usw.). als Brennstoff in Kleinfeuerungsanlagen zum Einsatz. Die Entwicklung von entsprechenden Feuerungstechnologien ist im Gange. Während bei Holzbrennstoffen standardisierte Messmethoden hinsichtlich des Ablaufes von Prüfungen von Kleinfeuerungsanlagen und dem Einsatz geeigneter Messgeräte existieren und auch angewandt werden, fehlen bei Verwendung von Nicht-Holz-Brennstoffen klare Vorgaben. Folglich ist die Vergleichbarkeit von Messergebnissen nur eingeschränkt möglich. In diesem Projekt wurden einleitend die fördernden und hemmenden Faktoren sowie der Stand der gesetzlichen Rahmenbedingungen in den teilnehmenden Ländern für den Einsatz von Nicht-Hölzern erhoben. Gleichzeitig wurde ein Überblick über den gegenwärtigen Stand der Technik bei Kleinfeuerungsanlagen, die mit Nicht-Holz- Brennstoffen betrieben werden, erstellt mit dem Fokus auf die im Projekt teilnehmenden Länder.

Auf drei Messständen wurde die Eignung gegenwärtig gebräuchlicher Messgeräte und Messmethoden experimentell untersucht und statistisch ausgewertet. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen waren die Basis für einen Vorschlag für eine europaweite einheitliche Prüfmethode beim Einsatz von Nicht-Holz-Brennstoffen in Kleinfeuerungsanlagen (Best practice guideline). Abschließend erfolgte die Planung eines Ringversuches und die Identifizierung weiterer notwendiger F&E Aktivitäten für die Entwicklung von vergleichbaren Testmethoden in zwei Workshops der Projektpartner.

Für den Einsatz in Kleinfeuerungsanlagen gibt es eine Reihe von Biomassen, die in der Europäischen Vornorm CEN/TS 14961 erfasst und klassifiziert sind. In den Ländern der in diesem Projekt teilnehmenden Partner existieren Potenziale für Energiepflanzen und Nebenprodukte, v.a. Stroh aus der Produktion von Getreide. Eine Potenzialsteigerung kann bei Energiepflanzen erwartet werden. Gegenwärtig sind für eine energetische Nutzung Strohpellets und Pellets aus Miscanthus oder Reed canary grass besonders interessant. Die Nachfrage nach Energiegetreide ist stark von den Marktpreisen für Getreide ab.

Für einen stärkeren Einsatz von Nichtholzbrennstoffen ist eine Weiterentwicklung der Verbrennungstechnologien vor allem im Bereich der Brennstoffflexibilität und der Flexibilität bei der Wärmeleistung notwendig, um Betriebsstörungen wie Verschlackung, Anbackungen, Korrosion und hohe Schadstoffemissionen zu vermeiden. Die Zulassung von Nichtholzbrennstoffen in den beteiligten Ländern wird recht unterschiedlich gehandhabt. Diese reichen von genereller Nichtzulassung über eine Zulassung in Abhängigkeit von der Nennleistung der Feuerung bis hin zu nicht notwendiger Zulassung.

Kleinfeuerungsanlagen werden in den Partnerländern durchwegs gemäß EN 303-5 überprüft, die hinsichtlich biogener Brennstoffe nur Holzbrennstoffe einschließt. Regelungen hinsichtlich Nichtholzbrennstoffe fehlen in den meisten Fällen. Teilweise sind Regelungen auf freiwilliger Basis implementiert. Abhängig von den zukünftigen Emissionsgrenzwerten in den Partnerländern werden für den Einsatz von diesen Brennstoffen primäre und/oder sekundäre Rauchgasreinigungssysteme notwendig sein, um sie einhalten zu können. Zusätzlich wird für eine verstärkte Marktdurchdringung dieser Systeme auf die Bedürfnisse des Betreibers (z.B geringer Zeitaufwand für Wartung der Feuerung) einzugehen sein.

Bezüglich Staubemissionen liegen eine Reihe von Fehlerursachen, Einflussfaktoren und Wechselwirkungen (Filterbehandlung, Filtervorbereitung, Art der Messgeräte, Isokinetik, Position der Probenentnahme im Abgasrohr, Volumenstrombestimmung, asymmetrische Staubverteilung im Abgasrohr,...) vor. Eine Bewertung der einzelnen Fehlerquellen ist schwierig, zumal die Wiederholbarkeit der Staubmessung generell gering ist. Weitere F&E-Aktivitäten sind im Bereich der Staubmessung unumgänglich. Die in diesem Projekt erstellte Best practice guideline für die Prüfung von Kleinfeuerungsanlagen, die mit Nichthölzern betrieben werden, basiert auf der EN 303-5. Um eine möglichst breite Akzeptanz zu bekommen wurden die Adaptionen zur EN 303-5 so gering wie möglich gehalten. Weitere notwendige Veränderungen dieser Guideline bedürfen weiterer Untersuchungen, etwa in Form des im Projekt geplanten und kalkulierten Ringversuches.

Sechs Labors haben das Interesse an einem derartigen Ringversuch bekundet. Dazu werden zwei Brennstoffe (z.B. Miscanthuspellets oder -briketts, Weizenstrohpellets oder -briketts) ausgewählt, die in einer Feuerungsanlage mit maximal 100 kW Nennwärmeleistung eingesetzt werden. Die durchzuführenden Messungen werden gemäß der Best practice Guideline durchgeführt. Aufbauend auf die Erkenntnisse aus dem Ringversuch erfolgt ggf. eine Überarbeitung der Guideline. Dieser Ringversuch und die Überarbeitung der Guideline sind ein zentraler Teil weiterer F&E-Aktivitäten, die im Rahmen des ERA-NET Bioenergy Programmes bearbeitet werden sollten. Im Rahmen des Ringversuches ist vor allem auf die Methoden und das Prozedere der Staubmessung ein besonderer Schwerpunkt zu legen.

Das Konsortium des Projektes "Development of test methods for non wood small-scale combustion plants" empfiehlt nachdrücklich die Erstellung eines Europäischen Standards, der die Anforderungen an die Prüfung von Kleinfeuerungsanlagen für biogene Nichtholzbrennstoffe regelt.

Projektleiter

DI Dr. Walter Haslinger
Austrian Bioenergy Centre GmbH

Austrian Bioenergy Centre GmbH
DI Dr. Walter Haslinger
Rottenhauserstraße 1
A-3250 Wieselburg
Tel.: +43 (7416) 52238 20
Fax: +43 (7416) 52238 99
E-Mail: walter.haslinger@abc-energy.at
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