Brennstoffe, Feuerungstechnik, Emissionen

Transkript

1 Frank Keller Vertrieb und Projektierung Biomassefeuerungen Dipl. Ing. (FH) Andreas Probst Viessmann Deutschland GmbH Brennstoffe, Feuerungstechnik, Emissionen

2 Viessmann Biomasse Heizsysteme Referent: Frank Keller VR Mitte Schulung Technische Unterstützung Marketing Sportsponsoring Internet u. Softwareservice Unternehmenspräsentation Seite Finanzierung

3 Privatunternehmen in dritter Generation ,

4 Komplettprogramm 1,5 kw kw Öl Gas Solar Bioenergie Naturwärme Energieträger: Leistungsbereiche: Programmstufen: Systemtechnik: Öl, Gas, Solar, Bioenergie (Holz, Biogas), Naturwärme 1,5 kw bis kw 100 Plus, 200 Comfort, 300 Excellence Komplette Systeme mit aufeinander abgestimmten Komponenten

5 Viessmann Biomasse Produktionsstandorte Wolfurt und Hard

6 Viessmann Holzheiztechnik GmbH Firmengründung: 1979 Viessmann Gruppe: seit 2007 Eigentümer: Viessmann 100% Stammsitz: Flotzbachstraße 33, A-6922 Wolfurt Mitarbeiteranzahl: ca. 150 Geschäftsführer: Herr Christian Ruwier Ing. Christian Rubin, MAS Exportquote: ca. 80% Hauptlieferländer: Deutschland, Schweiz, Frankreich, Österreich, Italien, Rumänien, Kanada, USA, Großbritannien

7 Veränderung Marktsituation in Deutschland Gesetzliche Verschärfung der Emissionsgrenzwerte gemäß 1.BImSchV

8 Verordnungen, Verwaltungsvorschriften und techn. Regeln Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) in Deutschland Bundesimmissionsschutzgesetz Gesetze 44 Genehmigungsbedürftige Anlagen 22 Nicht genehmigungsbedürftige Anlagen Verordnung 4. BImSchV 9. BImSchV > kw 1. BImSchV 4 bis kw 17. BImSchV 13. BImSchV Verwaltungsvorschriften Technische Regeln TA-Lärm TA-Luft DIN-Normen / VDI-Regeln /... Anmerkung: 1.BimSchV: Verordnung über Kleinfeuerungsanlagen (bis 1MW) 4.BimSchV: Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (> 1 bis 50MW Feuerungswärmeleistung)

9 Bemessungsgrundlage 1. oder 4. BImSchV Begrifflichkeiten Feuerungswärmeleistung: der auf den unteren Heizwert bezogene Wärmeinhalt des Brennstoffs, der einer Feuerungsanlage im Dauerbetrieb je Zeiteinheit zugeführt werden kann; Nennwärmeleistung: die höchste von der Feuerungsanlage im Dauerbetrieb nutzbar abgegebene Wärmemenge je Zeiteinheit. Ist die Feuerungsanlage für einen Nennwärmeleistungsbereich eingerichtet, so ist die Nennwärmeleistung die in den Grenzen des Nennwärmeleistungsbereichs fest eingestellte und auf einem Zusatzschild angegebene höchste nutzbare Wärmeleistung; ohne Zusatzschild gilt als Nennwärmeleistung der höchste Wert des Nennwärmeleistungsbereichs;

10 BImSchV Bundes-Immissions-Schutz-Verordnung Ziel: Reduzierung der Schadstoffe bei der Verbrennung. Für die Holzheizkessel sind die beiden Bundes-Immissions-Schutz-Verordnungen relevant: 1. BImSchV: Verordnung für kleine und mittlere Feuerungsanlagen von 4 bis kw Relevant für Holzkessel von 4 bis 1000 kw => Regelung unter welchen Bedingungen kleinere und mittlere, nicht genehmigungsbedürftige Gas-, Öl-, Kohle- oder Biomassefeuerungen aufgestellt und betrieben werden dürfen. => Festlegung der Emissionsgrenzwerte von kleinen und mittleren Anlagen => Regelung, wie oft und in welchem Umfang eine Anlage aus Immissionsschutzgründen überwacht werden muss. 4. BImSchV: Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen von 1 bis 50 MW (ähnliche Inhalte wie 1.BImSchV, jedoch angepasst auf Anlagen von > 1 bis 50 MW)

11 1. BImSchV Konsequenzen für den Markt Novellierung tritt am 22.März 2010 in Kraft ALT: Nachweis der geforderten Grenzwerte mit einmaliger Prüfung unter optimalen Bedingungen (TÜV-Bericht) NEU: Nachweis der geforderten Grenzwerte in wiederkehrenden Messungen vor Ort durch den Schornsteinfeger (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) ALT: Emissionsgrenzwerte für Kessel mit Nennwärmeleistung kw NEU: Emissionsgrenzwerte für Kessel mit Nennwärmeleistung kw NEU: Deutliche Verschärfung der Emissionsgrenzwerte für Staub und CO in zwei Stufen (1.Stufe ab 22.März 2010 / 2.Stufe ab 01.Jan. 2015) NEU: Auslegung Heizwasser-Pufferspeicher bei handbeschickten Anlagen: Auslegung Heizwasser-Pufferspeicher bei automatisch beschickten Anlagen: 55 l/kw 20 l/kw NEU: Emissionsgrenzwerte gelten nach einer Übergangsfrist auch für Altanlagen.

12 1. BImSchV Neuanlagen 4 kw Ab 22.März 2010 Verschärfung der Emissionsgrenzwerte in zwei Stufen 1.Stufe: Anlagen, die ab dem 22.März 2010 errichtet werden. (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) 2.Stufe: Anlagen, die ab dem 01.Jan (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Anlagen, die ab dem 01.Jan (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Brennstoff gemäß 3 Abs. 1 Scheitholz, Hackschnitzel Nennwärmeleistung [kw] Staub* [mg/m³] CO* [mg/m³] > Pellets Pellets, Hackschnitzel > Scheitholz * Emissionsgrenzwerte beziehen sich auf einem Volumengehalt an O 2 im Abgas von 13%. Für vor dem 22.März 2010 installierte Anlagen sind Übergangsfristen definiert.

13 1. BImSchV Übergangsregelungen für Bestandsanlagen ( 25) Vor 22. März 2010 Für vor dem 22.März 2010 installierte Anlagen gelten folgende Übergangsfristen: Zeitpunkt der Errichtung Bis 31.Dez Ab 01.Jan bis 31.Dez Ab 01.Jan bis 21.März 2010 Bestandsanlagen Leistung >15 kw in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Erstellung Ab 01.Jan. 2015: Einhaltung der Grenzwerte 1. Stufe (Scheitholzkessel ab 01.Jan. 2017) (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Ab 01.Jan. 2019: Einhaltung der Grenzwerte 1. Stufe (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Ab 01.Jan. 2025: Einhaltung der Grenzwerte 1. Stufe (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Bis Ende der Übergangsfrist sind nachstehende Werte einzuhalten: Brennstoff Pellet, Hackschnitzel, Scheitholz Nennwärmeleistung [kw] Staub* [mg/m³] CO* [mg/m³] > > > > * Emissionsgrenzwerte beziehen sich auf einem Volumengehalt an O 2 im Abgas von 13%.

14 Problematik Feinstaub Konstruktive und betriebstechnische Maßnahmen zur Senkung der Emissionen Ausreichend hohe Feuerraumtemperaturen (insbesondere bei Verwendung von Brennstoffen mit hohem Wassergehalt). Ablagerungs- und Beruhigungszonen in der Verbrennungszone schaffen (z.b. rotierende Flamme, lange Roste). Große Feuerräume. Niedriges Lambda. Geringer Staubanteil im Brennstoff. Wenig Taktverhalten der Feuerung. (Pufferspeicher) Folie 14

15 1. BImSchV Produktbezogene Auswirkungen 4 kw 1000 kw VITOLIGNO 100-S 20 kw (Westeuropa-Version) VITOLIGNO 200-S kw ab 1.Jan PYROMAT ECO kw (0,5 Meter) kw (1 Meter) VITOLIGNO 300-C VITOLIGNO 300-P 8 12 kw kw ab 1.Jan PYROMAT DYN VITOLIGNO 300-H PYROT kw (Scheitholz, Pellet/Hackgut möglich) kw kw ab 1.Jan PYROTEC PYROFLEX KPF kw kw

16 1. BImSchV Auswirkungen für Scheitholzkessel ab 1.Jan VITOLIGNO 100-S 20 kw (Westeuropa-Version) VITOLIGNO 200-S kw PYROMAT ECO kw kw PYROMAT DYN Ohne Einschub kw (Scheitholz) Für Scheitholzkessel gelten die verschärften Emissionsgrenzwerte der 1. BImSchV 2.Stufe erst ab 01.Jan. 2017: 2.Stufe: Anlagen, die ab dem 01.Jan errichtet werden (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Brennstoff gemäß 3 Abs. 1 Nennwärmeleistung [kw] Staub* [mg/m³] Scheitholz CO* [mg/m³] * Emissionsgrenzwerte beziehen sich auf einem Volumengehalt an O 2 im Abgas von 13%.

17 1. BImSchV Auswirkungen für Pelletkessel ab 1.Jan VITOLIGNO 300-C 8 12 kw VITOLIGNO 300-P kw Für Pelletkessel gelten die verschärften Emissionsgrenzwerte der 1. BImSchV 2.Stufe ab 01. Jan. 2015: 2.Stufe: Anlagen, die ab dem 01.Jan errichtet werden (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Brennstoff gemäß 3 Abs. 1 Nennwärmeleistung [kw] * Emissionsgrenzwerte beziehen sich auf einem Volumengehalt an O 2 im Abgas von 13%. Staub* [mg/m³] Pellets CO* [mg/m³] Der Vitoligno 300-C und Vitoligno 300-P erfüllen die verschärften Emissionsgrenzwerte der 1. BImSchV 2. Stufe. Es ist keine zusätzliche Sekundär-Massnahme erforderlich.

18 1. BImSchV Auswirkungen für Kombikessel Pellets und Hackschnitzel ab 1.Jan PYROMAT DYN kw VITOLIGNO 300-H kw PYROT kw PYROTEC kw PYROFLEX KPF kw Für Pellet- und Hackschnitzelkessel gelten die verschärften Emissionsgrenzwerte der 1. BImSchV 2.Stufe erst ab 01.Jan. 2015: 2.Stufe: Anlagen, die ab dem 01.Jan (Wiederkehrende Prüfung alle 2 Jahre) Brennstoff gemäß 3 Abs. 1 Pellets, Hackschnitzel Nennwärmeleistung [kw] Staub* [mg/m³] CO* [mg/m³] * Emissionsgrenzwerte beziehen sich auf einem Volumengehalt an O 2 im Abgas von 13%.

19 Vielen Dank Warum machten Hersteller bisher kaum Aussagen zur 1. BImSchV

20 Holzbrennstoffe für Holzfeuerungsanlagen Brennstoffe zu denen gesicherte Erfahrungen vorliegen! Briketts Holz aus der Landschaftspflege MDF / Spanplatte Rinde zerkleinert Hackschnitzel Pellets Staub Altholz Hobelspäne Sägespäne Folie 20

21 Durchführung der Messung Wäre der Wunsch der Hersteller gewesen.

22 Durchführung der Messung Meßunsicherheitsfaktor nach Meßverfahren Meßgerät Einheitlich bei 40 % Abzug von gemessenem Wert

23 Beispielrechnung mit Brennstoffabschlag. Messgeräte Abschlag ist Fix! Brennstoffabschlag in Verabschiedung!!

24 Im Pelletbereich mit A1 Qualität erreichen wir im neuen Messverfahren die Werte ohne Sekundärmassnahmen bei nachfolgenden Produkten!! 1.BImSchV Stufe 2 - Biomasse

25 VITOLIGNO 200-S kw Moderner Scheitholzvergaserkessel Effiziente Verbrennung Scheitholzkessel mit Lambda-Regelung und Abgastemperatur-sensor für eine effiziente und emissionsarme Verbrennung Stetig regelnde Luftklappen optimieren den Betrieb sowie den Anheiz- und Ausbrandvorgang Gerüstet für die Zukunft - Optimierung der Verbrennungstechnologie Messungenauigkeiten vor Ort - Berücksichtigung der Einflussfaktoren durch Messungenauigkeits- und Brennstoffzuschlag Erfüllt 1. BImSchV Stufe 2 - keine Sekundärmaßnahmen erforderlich

26 PYROMAT ECO kw Scheitholzvergaserkessel Effiziente Verbrennung Scheitholzkessel mit Lambda-Regelung und Abgastemperatur-sensor für eine effiziente und emissionsarme Verbrennung Stetig regelnde Luftklappen optimieren den Betrieb sowie den Anheiz- und Ausbrandvorgang Gerüstet für die Zukunft - Optimierung der Verbrennungstechnologie Messungenauigkeiten vor Ort - Berücksichtigung der Einflussfaktoren durch Messungenauigkeits- und Brennstoffzuschlag Erfüllt 1. BImSchV Stufe 2 - keine Sekundärmaßnahmen erforderlich

27 VITOLIGNO 300-C 8 12 kw Pelletkessel mit moderner Verbrennungstechnologie Modernste Verbrennungstechnologie - effiziente Verbrennung sorgen für niedrige Staubwerte Holzpellets - EN ISO (Klasse A1, ENplus A1) Messungenauigkeiten vor Ort Berücksichtigung der Einflussfaktoren durch Messungenauigkeits- und Brennstoffzuschlag Erfüllt 1. BImSchV Stufe 2 - keine Sekundärmaßnahmen erforderlich

28 VITOLIGNO 300-H kw Moderne Verbrennungstechnologie Modernste Verbrennungstechnologie - effiziente Verbrennung sorgen für niedrige Staubwerte Stetig regelnde Luftklappen optimieren den Betrieb sowie den Anheiz- und Ausbrandvorgang GestufteVerbrennung ermöglicht eine hohe Effizienz und niedrige Emissionen durch eine geregelte, Lambdasonden unterstütze Primärund Sekundärluftzufuhr Holzpellets - EN ISO (Klasse A1, ENplus A1) Messungenauigkeiten vor Ort Berücksichtigung der Einflussfaktoren durch Messungenauigkeits- und Brennstoffzuschlag Erfüllt 1. BImSchV Stufe 2 - keine Sekundärmaßnahmen erforderlich

29 Feuerung am Pelletkessel größerer Leistung Verbrennungszonen, Luftzufuhr, Rezirkulation Entgasen unter Luftmangel mit 2-Phasenrost Gasphase mit konstantem Glutbett Durch kontinuierlichen Einschub mit abgestimmter Bewegung des Entgasungsrostes Primärluft exakt geregelt Über Klappen angesaugt, am Entgasungsrost genau verteilt Leckluft verhindern Durch dichte Feuerbox ausgeschlossen Patentierte Rotationsfeuerung, hier werden bereits bei der Verbrennung Feinstäube abgesetzt!!

30 Vielen Dank Sekundärmassnahmen erforderlich bei unhomogenen Brennstoffen und größeren Feuerungen

31 BImschV: Auswahl Staubabscheidung Ohne Entstaubung Zyklon

32 Wärme aus Holz- Rauchgasentstaubung KÖB-Metallgewebefilter kw Niedrigere Kosten: Der KÖB Feinstaubfilter ist günstiger in der Anschaffung und im Betrieb als ein Elektrofilter derselben Leistungsklasse. Pneumatische Abreinigung Der anhaftender Filterkuchen wird durch pneumatische Ab- reinigung abgeworfen Geringerer Platzbedarf Der KÖB Feinstaubfilter zeichnet sich durch einen deutlich ge- ringeren Platzbedarf als ein herkömmlicher Elektrofilter aus. Köb Holzheizsysteme GmbH 1/2009 Vorlage 1

33 Wärme aus Holz- Rauchgasentstaubung KÖB-Metallgewebefilter kw Höhere Abscheidungsqualität: Gewebefilter zeichnen sich durch eine deutlich höhere Abscheidungsqualität gegenüber Elektrofiltern aus. Mit dem KÖB Feinstaubfilter lassen sich Werte unter 10mg/Nm³ erreichen. Leistungsbereich pro Modul 220kW. Für größere Leistungen können mehrere Module abgasseitig verbunden werden. Köb Holzheizsysteme GmbH 1/2009 Vorlage 1

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35 Verbrennungsrückstände Elektrofilter (auf Anfrage) Biomasse mittel/groß Vorlage 35 07/2010

36 Technische Maßnahmen zur Rauchgasreinigung Rauchgasentstaubung: Zyklon, Gewebefilter, Metallgewebefilter, Elektrofilter Staubabscheider Reingasstaubgehalt < 150mg/Nm³ Multizyklonabscheider Reingasstaubgehalt < 100mg/Nm³ Gewebefilter, Elektrofilter Reingasstaubgehalt < 20mg/Nm³ Folie 36

37 Rauchgasentstaubung Elektrofilter mittlere Leistungen Quelle: Produktunterlagen Fa. APF Filters Folie 37

38 Brennwertnutzung und Rauchgaswäsche bei Biomassefeuerungen z.b. Schräder Abgaswäscher Achtung: Von vielen Abwasserwerken hinsichtlich der Verschmutzung nicht zugelassen! Folie 38

39 Durch ordentliche Technik kann auch ein schlechterer Brennstoff zu Emmisionsarmer Verbrennung führen. Briefing Neue Produkte Vorlage 39

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41 Drei Faktoren bestimmen Wirtschaftlichkeit und Funktion Brennstoff Technik - Auslastung Auswahl Holz-Brennstoff Anlagentechnik Verfügbarkeit u. Auslastung Brennstoff-Wassergehalt Energiedichte(Schüttgewicht) Holz-Qualität (Aschegehalt, Verunreinigungen) Folie 41 Brennstoff-Preis Investitionskosten Volllaststunden

42 Gewichtung Brennstoffkosten zu Investitionen Wärmeerzeugerinvest geringer als Betriebskosten Hoher Wirkungsgrad des Wärmeerzeugers ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit der Anlage! Folie 42

43 Einflussfaktoren für ein funktionsfähiges Biomasseheizkraftwerk Das Zusammenspiel macht s.. Folie 43

44 Danke für Ihr Interesse!