Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Angebot und technische Entwicklung zur Abgasnachbehandlung für Getreidekessel Dr.-Ing. Andrej Stanev Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Ziele der Bundesregierung Minderung der CO2-Emissionen bis 2005 gegenüber 1990 um 25% (nicht erreicht!) Minderung der sechs Treibhausgase des Kyoto-Protokolls um 21% gegenüber 1990 im Zeitraum 2008 – 2012 Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien am Stromverbrauch auf 12,5% und 5,75 % des Krafstoffverbrauchs bis 2010! Steigerung des Anteil erneuerbarer Energien bei der Primärenergieerzeugung auf 10% und an der Stromerzeugung auf 20% bis 2020 Bereitstellung von 50% des Primärenergieverbrauchs aus regenerativen Quellen bis 2050 ! Folie 2

Warum Getreide als Energieträger? Nachwachsender Rohstoff mit nachhaltiger Verfügbarkeit, Potentiale vorhanden Regional verfügbar, relativ schadstoffarme Energiegewinnung ist möglich Universelle Einsatzmöglichkeiten in den Bereichen Wärme-, Strom- oder Kraftstofferzeugung, niedrige Brennstoff-/ Betriebskosten Rohstoffnutzung in integrierten Stoff-Flüssen ist möglich Wichtiger Wirtschaftsfaktor im ländlichen Raum Folie 3

Getreide als nachwachsender Energieträger Wärmeerzeugung (Verbrennung, Kleinfeuerungsanlagen) Die Nutzung von Getreide als Festbrennstoff für die thermochemische Konversion (Verbrennung/Vergasung) ist noch nicht Stand der Technik! Strom- und Wärmeerzeugung (Biogas) Biokraftstoffe Stoffliche Nutzung Folie 4

Wärmeerzeugung mit Getreide Durch den Einsatz von Getreide kann der Verbrauch fossiler Energieträger landwirtschaftlicher Betriebe deutlich reduziert werden. Voraussetzungen zur Wärmeerzeugung: Genehmigungsfähigkeit der Anlagen, auch bei zukünftiger Verschärfung der z. Z. geltenden rechtlichen Anforderungen Weiterentwicklung des Standes der Technik - Entwicklung neuer effektiver Konversionstechnologien Wirtschaftlichkeit Der Einsatz von Getreide und anderen Biobrennstoffen in Kleinfeuerungsanlagen < 1 MWth ist allerdings mit rechtlichen und technischen Hemmnissen verbunden. Daher werden die Getreidepotentiale zur Zeit nicht bzw. nur begrenzt zur Wärmeerzeugung genutzt. Folie 5

Rohstoff Getreide – Gesamtpotential Fläche in Deutschland: 35,7 Mio. ha Landwirtschaftliche Fläche: 17,0 Mio. ha Ackerfläche: 11,7 Mio. ha (2005) Quelle: Statistisches Bundesamt 2006 Folie 6

Getreidepotentiale Getreideernte 2005: 46,3 Mio. t = 787 PJ/a* Durchschnittliche Potentiale von Mindergetreide: ca. 2 % bzw. ca. 1 Mio. t = 17 PJ/a, aber: Umsetzung der Verordnung (EG) Nr. 856/2005 vom 6. Juni 2005 in Bezug auf Fusarientoxine: ca. 5 % bzw. ca. 2,3 Mio. t = 40 PJ/a Potentiale stark regional- und witterungsabhängig * Heizwert 17 MJ/kgatro, Folie 7

Wirtschaftlichkeit Stand 2006: Getreide: 3,75 Ct/kWh* Heizöl: 5,57 Ct/kWh Erdgas: 6,0 Ct/kWh Holzpellets: 5,3 Ct/kWh Hackgut: 3,0 Ct/kWh * Getreidepreisspitze: 15 €/dt Getreide ist als Energieträger für die Wärmeerzeugung konkurrenzfähig, aber die Anlagen müssen angepasst und weiterentwickelt werden, daher höhere Investitionskosten Folie 8

Hemmnisse Getreide kann zur Zeit in Anlagen < 100 kWth nur mit Sondergenehmigungen genutzt werden, zur Mobilisierung der Potentiale besteht Handlungsbedarf! Getreide ist ein schwieriger Brennstoff, Anpassung der Verbrennungsbedingungen notwendig, Wirkungsgrad niedriger als bei Holz, höhere Emissionen (Staub, CO, NOx); Geruchsentwicklung möglich. Getreide ist kein Regelbrennstoff laut §3 der 1. BImSchV. Für Anlagen > 100 kW FWL ist gemäß der 4. BImSchV ein aufwendiges Zulassungsverfahren mit Einhaltung der TA-Luft erforderlich (bei Holz – ab 1 MW FWL). Bei der Novellierung der 1. BImSchV werden voraussichtlich die Emissionsgrenzwerte verschärft, als Ziel werden die Grenzwerte der TA-Luft genannt: Die Umweltbelastung durch Staub- bzw. Feinstaubemission soll drastisch reduziert werden! Folie 9

Regelungen zu Feinstaubemission Die 1999 beschlossene Richtlinie 99/30/EG legt für die Zeit ab 1. Januar 2005 folgende Grenzwerte fest: 50 µg/m³ für den 24-Stunden-Mittelwert von PM10, es sind 35 Überschreitungen pro Jahr erlaubt; 40 µg/m³ für den Jahresmittelwert von PM10. Ab dem 1. Januar 2010 sollen folgende Verschärfungen der Grenzwerte in Kraft treten: weiterhin 50 µg/m³ für den 24-Stunden-Mittelwert von PM10, es sind jedoch nur noch 7 Überschreitungen pro Jahr erlaubt; 20 µg/m³ für den Jahresmittelwert von PM10. Folie 10

Fördermaßnahmen BMELV/FNR Das BMELV unterstützt seit 2004 10 FuE-Projekte zur energetischen Nutzung von Getreide mit 2 Mio. € Förderschwerpunkte: Nachweis der Genehmigungsfähigkeit mit Biobrennstoffen wie z. B. bei Feuerungsanlagen, die von den Herstellern für Getreide freigegeben sind; Fortschreibung des Standes der Technik zur Verbesserung der Anlagenparameter sowie deutliche Reduzierung der Abgasemissionen durch primäre (feuerungstechnische) und sekundäre (anlagenunabhängige) Maßnahmen - die Wirtschaftlichkeit der Anlagen soll nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Die Ergebnisse werden im Jahr 2007 vorliegen Folie 11

Forschungsstellen (ZE) Forschungsprojekte der Bekanntmachung vom 16.05.2003 Projektziele Forschungsstellen (ZE) Leistung (kW) FuE: Primäre Maßnahmen zur Reduzierung der Abgasemission FH Bingen / FLOX, Vergasung FhG WKI / Verbrennung IVD US / FLOX, Verbrennung TU HH / Verbrennung, Brenner ATZ EVUS / Verbrennung 50 < 100 FuE: Sekundäre Maßnahmen zur Reduzierung der Abgasemission FhG WKI / Staubabscheider TLL / E-Filter Deula SH / E-Filter IVD US / Nassfilter, Gewebefilter ATZ EVUS / Alpha-, Schüttfilter < 100; > 100 100 < 50 Feldtests: Genehmigungsfähigkeit von Kleinfeuerungs- anlagen mit Biobrennstoffen Deula SH / 1 Anlage, E-Filter (REKA) TLL /5 Anlagen, E-Filter (ILK Dresden) FH Köln / 5 Anlagen FBZ Merseburg / 1 Anlage 2 < 100, 3: 100-1000 40 – 120 15 - 45 Folie 12 Folie 12

Fördermaßnahmen BMELV/FNR (EU-Förderschwerpunkt ERA-Net Bioenergy) Verbundvorhaben 01051152/1: Charakterisierung der Partikelemission von Kleinfeuerungsanlagen mit Biobrennstoffen außer Holz Teilvorhaben 1: Saubere Biomasseverbrennung in Zentralheizungsanlagen: Bestimmung der Partikelgrößen und Probennahme, ZE: TFZ Straubing Teilvorhaben 2: Physikochemisch-toxikologische Charakterisierung, ZE: FhG Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (FhG-ITEM) Verbundvorhaben 01051095/1 Prüfverfahren für die Nutzung von Nicht-Holzbrennstoffen Teilvorhaben 1: Entwicklung von Prüfverfahren für die Nutzung von Nicht-Holzbrennstoffen in Kleinfeuerungen, ZE: TFZ Straubing Teilvorhaben 2: Rahmenbedingungen für die Nutzung von Nicht-Holzbrennstoffen in Kleinfeuerungen, ZE: IE Leipzig Folie 13

Fördermaßnahmen BMELV/FNR Haupthemmnis bei der Wärmeerzeugung mit Getreide : Staub- /Feinstaubemission: Novellierung der 1. BimSchV geplant Maßnahmen: Bekanntmachung vom 11. Oktober 2006 über die Förderung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten im Rahmen des Schwerpunktes: „Technische Innovationen zur Sicherung des Biomasseeinsatzes - Staubemissionsminderung für Biomassefeuerungsanlagen im Geltungsbereich der 1. BimSchV“ auf Basis des Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe des BMELV Ziele: Neuartige technische Lösungen auf dem Gebiet der Abgasreinigungstechnik und/oder der Optimierung des Feuerungsprozesses für Anlagen der 1. BImSchV, Verbesserung des Staub-Emissionsverhaltens, insbesondere zur Reduzierung der Feinstaubemissionen Folie 14

Ergebnisse Einreichungsfrist für Projekte der Heizperiode 2006 /2007: 15.11.2006 Anzahl der Verbundprojektvorschläge: 20 Verbundprojekte im Bereich der sekundären Maßnahmen zur Reduzierung der Staubemission: 8 Prokjekte im Bereich der Entwicklung neuer Verbrennungskonzepten: 4 Födermittelschätzung: ca. 1,5 Mio. € Folie 15

Konzepte für Abgasreinigung Sekundäre Maßnahmen elektrostatischer Kleinfilter, Schütt- und Kerzenfilter, Kombinierter Kondensations-, Fliehkraft- und Elektrofilter, Kondensationswärmeübertrager mit Abgasreinigungsfunktion, Katalytische Abgasreinigungseinrichtung, Weiterentwickelter elektrostatischer Staubabscheider mit Wärmeübertrager, Abgaswäscher mit Anpassung der Brennraumkonstruktion Primäre FuE-Maßnahmen Neue emissionsarme Verbrennungskonzepte, Neuartige Verbrennungstechniken und -regelungen Folie 16

Ausblick Die energetische Nutzung von Getreide und Biobrennstoffen ist schwierig, aber wird: weiter stark an Bedeutung, insbesondere im Bereich der Nutzung von Mindergetreide gewinnen, zur Beseitigung der bestehenden Hemmnisse werden gezielte FuE-Projekte gefördert. Getreide kann einen wichtigen Beitrag zur Energieversorgung und zum Klimaschutz leisten, daher müssen die Optionen weiter entwickelt und optimiert werden! Folie 17

Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit! Folie 18