Staubminderer und Staubabscheider

Grenzwertverschärfungen

Der Gesetzgeber hat dem Umstand, dass der Trend nach Holzfeuerungen – insbesondere im Bereich der Einzelraumfeuerstätte – ungebrochen ist, mit der Novellierung der 1. BImSchV Rechnung getragen.

Durch die Grenzwertverschärfungen für Staubemissionen, die zunächst die Novellierung der 1. BImSchV und zunehmend lokale Brennstoffverordnungen beinhalten, stellen sich immer noch Fragen zu deren Umsetzung – auch was Sekundärmaßnahmen zur Staubminderung angeht.

Da ein großer Teil der Feuerun­gen – und zwar gerade die, bei denen die höchsten Staub­emis­sionen auftreten können – die Ein­hal­tung der Grenzwer­te nur im Rahmen einer Typprüfung nach­wei­sen muss, erscheint es derzeit nicht so, dass Sekundär­maß­nah­men zur Feinstaubreduktion in großen Stückzahlen nach­gefragt werden: Notwendig sind solche Maßnahmen aber sicherlich bei vielen Anlagen, bei denen auch die tatsächlich im Betrieb anfallenden Staubemissionen gemessen werden. Das zeigen nicht nur Zahlen aus der Schweiz, wo entsprechende wieder­kehrende Staubmessungen an Anlagen > 70 kW durchgeführt werden, sondern auch die Statistiken des ZIV, nach denen schon eine erkleckliche Anzahl von Anlagen die bisherige Hürde von 150 mg/Nm³ „gerissen“ hat.

Apropos Schweiz: Dass man nicht immer auf gesetzliche Bestim­mun­gen warten muss, um etwas zu tun, zeigt das Bei­spiel des Ferien­ortes Saas Fee. Angestoßen vom örtlichen Tourismusverband, wurde hier im Konsens mit den Bürgern beschlossen, dass alle Holzfeuerungen mit einem Partikelabscheider ausge­rüs­tet werden. Ziel ist, das erste „feinstaubfreie Dorf“ der Welt zu werden. Die Kos­ten für diese Maßnahme teilen sich Gemeinde, Bürger und der Hersteller der Abscheider.

Die Technik

Aus dem Großanlagenbau sind diverse Verfahren zur Staubmin­derung bzw. -abscheidung bekannt: Die Herausforderung für die Industrie ist, Verfahren zu identifizieren, die technisch auf kleine Leistungsbereiche herunterzuskalieren sind und dabei auch bezahlbar bleiben. Das Gros der Anbieter setzt dabei auf elektrostatische Abscheider. Das Verfahren ist bewährt und der apparative Aufwand grundsätzlich gering, sodass diese Abscheider verhältnismäßig günstig sind. Die konstruktive Ausgestaltung der am Markt verfügbaren und in der Entwicklung befindlichen Geräte ist unterschiedlich.

Elektrostatische Abscheider

Gerade für Feuerungen mit kleiner Leistung gibt es elektrostatische Abscheider, die auf der Schornsteinmündung montiert werden. Die Elektrode hängt dabei im Schornstein, die Schornsteinwand dient als Abscheidefläche. Die abgeschiedenen Stäube werden im Zuge der Schornsteinreinigung durch den Schornsteinfeger entfernt, wobei sich der Reinigungszyklus je nach Betrieb der Feuerstätte verkürzen kann.

Bei Heizkesseln werden die elektrostatischen Abscheider in der Regel im Aufstell- bzw. Heizraum hinter der Feuerung installiert. Die verschiedenen Geräte unterscheiden sich vor allem durch die Konstruktion der Abscheideflächen, die so groß wie möglich sein sollten. So dienen Platten, Röhren, Bürsten und in einem Fall eine metallische Schüttung, die eine kompakte Bauform ermöglicht und einen geringen Druckverlust aufweist, als Abscheideflächen. Der abgasseitige Widerstand ist je nach Konstruktion ebenfalls unterschiedlich, sodass bei manchen Geräten ein zusätzlicher Rauchsauger erforderlich wird.

Abgereinigt werden die Geräte automatisch, wobei auch hier verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen: Bürsten, Abklopf- und Abrüttelmechanismen sind gängige Methoden; einige Abscheider werden mit Wasser abgereinigt. Die Abscheideleistungen der Geräte bewegen sich in einem Bereich von 70 bis 95 %.

Filternde Abscheider

Gerade bei Anlagen größerer Leistungen werden neben den elektrostatischen Abscheidern auch filternde Abscheider eingesetzt. Das Filtermedium ist bei den verschiedenen Anbietern unterschiedlich (Keramik, Metall, Kunststoff); ansonsten unterscheiden sich die Geräte konstruktiv kaum. Die Abreinigung erfolgt in der Regel durch einen Druckluftstoß. Filternde Abscheider haben höchste Abscheidegrade (bis zu 99,9 %), bringen aber auch einen relativ hohen apparativen Aufwand mit sich und beinhalten unter Umständen Verschleißteile (Filterschläuche bzw. -patronen).

Katalytische Abscheider

Im Bereich der Einzelraumfeuerungen finden sich integrierte Abscheider, die auf unterschiedlichen Verfahren basieren: Neben einem filternden Abscheider aus einer Schaumkeramik wurden hier vor allem katalytische Lösungen entwickelt, die neben dem Staub weitere Luftschadstoffe minimieren. Bei den Katalysatoren steht die Staubabscheidung nicht primär im Fokus und ist somit geringer als bei den elektrostatischen und den filternden Abscheidern. Die Standzeiten der katalytischen Elemente werden durch die Hersteller mit rund zwei Jahren angegeben.

Ein umfassender Überblick über die Geräte findet sich im Report Nr. 8 des Deutschen Biomasseforschungszentrums, der kostenfrei auf der Internetseite des DBFZ heruntergeladen werden kann.

Kosten und Förderungen

Was die Kosten für Sekundärmaßnahmen angeht, so liegt das derzeitige Preisgefüge auf einem recht hohen Niveau. Ursächlich dafür sind die derzeit noch geringe Nachfrage und die daraus resultierenden niedrigen Stückzahlen.

Der Preis für einen katalyti­schen Filter für eine kleine Ein­zel­raumfeuerung beginnt bei rund 600 €; ein elektrostatischer Abscheider für Feuerungen bis 25 kW Leis­tung kostet etwa 1500 €. Bei den Abscheidern für größere Leistungen sind die Preisunterschiede zwischen den einzelnen Anbietern erheblich – für einen 150-kW-Kessel reichen die Preise von rund 10 000 bis hin zu etwa 20 000 €.

Der Bund fördert die Installation im Rahmen des Marktanreizprogramms (MAP): So werden Abscheider für automatisch beschickte Biomasseanlagen bis 100 kW Leistung mit 750 € (im Altbau) bzw. 850 € (im Neubau) gefördert; hierbei sind auch Nachrüstungen an bestehenden Anlagen förderfähig. Bei Anlagen > 100 kW erhöht sich der Tilgungszuschuss im Rahmen einer KfW-Finanzierung bei emissionsarmen Anlagen um weitere 20 € je kW installierter Leistung, wenn die Staubemissionen 15 mg/Nm³ nicht überschreiten. Niedrige Staubemissionen sind aber auch Bedingung für eine Förderung im Rahmen des MAP: So werden nur noch Scheitholzvergaserkessel gefördert, deren staubförmige Emissionen geringer sind als 15 mg/Nm³; der Grenzwert für Anlagen, die im Rahmen des KfW-Programms „Erneuerbare Energie“ gefördert werden, sinkt ab 1. Januar 2014 von derzeit 50 auf dann 20 mg/Nm³.

Neben der Förderung im Rahmen des Marktanreizprogrammes des Bundes gibt es noch diverse regionale und lokale Förderprogramme, weshalb man sich vor Errichtung einer Anlage diesbezüglich informieren sollte.