Abgasemissionen von Gasmotoren Planertage 2017

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1 Abgasemissionen von Gasmotoren Planertage 2017 Electric Power Marine Oil & Gas H. Baas Caterpillar Vertraulichkeitsstufe: keine

2 One powerful future. Abgasemissionen von Gasmotoren Novellierung der TA-Luft Umsetzung der EU-Richtlinie MCPD Erfahrungen mit SCR-Katalysatoren Kontinuierliche Emissionsmessung Page 2

3 Neue Emissionsvorschriften für Gasmotoren One powerful future. Novellierte TA-Luft: Die neue TA-Luft soll bis Anfang 2018 in Kraft treten. Die Emissionsgrenzwerte bleiben bis auf Formaldehyd bei den Werten der TA-Luft Formaldehyd-Werte werden aus der LAI-Empfehlung von Anfang 2016 übernommen. Jährlich wiederkehrende Emissionsmessungen werden gefordert. Auch Prüfstände für Verbrennungsmotoren werden geregelt. Zeitplan: Aktuell Ressortabstimmung 4. Quartal 2017: Bundesratsbefassung 1. Quartal 2018: Voraussichtliche Veröffentlichung und Inkrafttreten Page 3

4 One powerful future. Abgasemissionen von Gasmotoren Neuanlagengrenzwert: 30 mg/mn3 ab mg/mn3 ab Formaldehyd Altanlagen 30 mg/mn3 spätestens ab , wenn bisher >40 mg/mn3 30 mg/mn3 spätestens ab , wenn bisher <40 mg/mn3 Messungen und Überwachung von Emissionen Jährlich wiederkehrende Einzelmessung für Stickoxide, Formaldehyd und Kohlenmonoxid für Anlagen mit Erdgas, Biogas, Grubengas oder Klärgas ab Page 4

5 One powerful future. Vollzugsempfehlung Formaldehyd der LAI (Stand ) gültig ab Page 5

6 One powerful future. Vollzugsempfehlung Formaldehyd (Stand ) Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) Page 6

7 One powerful future. Abgasemissionen von Gasmotoren Novellierung der TA-Luft Umsetzung der EU-Richtlinie MCPD Erfahrungen mit SCR-Katalysatoren Kontinuierliche Emissionsmessung Page 7

8 One powerful future. Umsetzung der EU-Richtlinie MCPD Umsetzung in eine Motorenverordnung im Rahmen BImSchV Auszug aus der MCPD: The MCP Directive entered into force on 18 December 2015 and will have to be transposed by Member States by 19 December The emission limit values set in the MCP Directive will have to be applied from 20 December 2018 for new plants and by 2025 or 2030 for existing plants, depending on their size. Die Emissionswerte aus dem Entwurf zur Novellierung der TA-Luft sollen in die MCPD übernommen werden. Zeitplan: August 2017: Referentenentwurf angekündigt September 2017: Verbändeanhörung Frühjahr 2018: Bundestag und Bundesrat Mitte 2018: geplantes Inkrafttreten Page 8

9 One powerful future. Motorenverordnung BImSchV aktueller Stand Page 9

10 Stand der Technik bei CES: One powerful future. - Alle aufgelisteten Grenzwerte können eingehalten werden - Stickoxide (Nox) mittels SCR-Katalysator bzw. durch Motoreinstellung - Kohlenmonoxid (CO) mittels Oxidationskatalysator - Formaldehyd (HCOH) mittels Oxidationskatalysator - Gesamtkohlenstoffe (THC) durch Motoreinstellung Page 10

11 One powerful future. Oxidationskatalysator Page 11

12 One powerful future. Oxidationskatalysator Page 12

13 One powerful future. Oxidationskatalysator Page 13

14 THC [mg/nm 3 ] One powerful future. Abschätzung Betrieb gemäß TA-Luft neu TCG2016 TCG2020 TCG2032 THC Emissionen NOx [mg/nm 3 bei 5% O2] Page 14

15 One powerful future. Abgasemissionen von Gasmotoren Novellierung der TA-Luft Umsetzung der EU-Richtlinie MCPD Erfahrungen mit SCR-Katalysatoren Kontinuierliche Emissionsmessung Page 15

16 Reaktionsablauf im SCR-Katalysator Quelle: Steuler

17 SCR-System One powerful future. Page 17 Quelle:Emission Partner

18 One powerful future. SCR-Anlagen Page 18

19 One powerful future. SCR-Anlagen Page 19

20 One powerful future. SCR-Anlagen Page 20

21 One powerful future. Aufstellung Flughafen München Page 21

22 One powerful future. Montage SCR-Katalysator in Köln Page 22

23 One powerful future. Page 23

24 One powerful future. Page 24

25 [mg/nm³] One powerful future. SCR-Katalysator im Biogasbetrieb NOx Emissionswerte normiert auf 5% O2 mit variierten CH4N2O-Eindüsmengen (100% Last) Eindüsmenge [l/h] 3000 Bh, 381 C BT, nach Kat, Bh, 389 C BT, nach Kat, Bh, 383 C BT, nach Kat, Bh, 381 C BT, vor Kat, Bh, 389 C BT, vor Kat, Bh, 383 C BT, vor Kat, Bh, 410 C BT, nach Kat, Bh, 415 C BT, nach Kat, Bh, 413 C BT, nach Kat, Bh, 410 C BT, vor Kat, Bh, 415 C BT, vor Kat, Bh, 413 C BT, vor Kat, Page 25

26 [mg/nm³] One powerful future. SCR-Katalysator im Biogasbetrieb HCHO Emissionswerte normiert auf 5% O2 mit variierten CH4N2O-Eindüsmengen (100% Last) HCHO 381 C BT HCHO 410 C BT HCHO 389 C BT HCHO 415 C BT HCHO 383 C BT HCHO 413 C BT Eindüsmenge [l/h] Page 26

27 SCR-Katalysator, Startvorgang, Groß-Gasmotor

28 SCR-Katalysator im Treibhaus

29 SCR-Katalysator im Treibhaus

30 SCR-Katalysator im Treibhaus

31 SCR-Katalysator im Treibhaus

32 SCR-Katalysator im Treibhaus

33 SCR-System, Investkosten und Harnstoffverbrauch One powerful future Invest T Harnstoff l/h kw 1000 kw 2000 kw 5000 kw Quelle:Harnstoffwerte von Emission Partner Page 33

34 Änderung h [% von 100] One powerful future. Abschätzung Betrieb gemäß TA-Luft neu Wirkungsgradänderung 5 TCG2016 TCG2020 TCG NOx [mg/nm 3 bei 5% O2] Page 34

35 SCR-System, Beispielrechnung One powerful future. Gasmotorenaggregat: Leistung: 1000kWe, Brennstoffeinsatz: 2400kW (500 mg/nm3 NOx), Betriebsstunden: 8000 h/a Kostenvergleich: mit SCR mager heute Nox-Emissionen: 100 mg/nm3 100 mg/nm3 500 mg/nm3 SCR-Invest: Harnstoffkosten: 25 ct/l, 7,2l/h /a - - Brennstoffkosten: 25 /MWh /a /a /a Wartungsmehrkosten: ca /a - - Summe: /a /a /a Mehrkosten SCR / heute: jährlich einmalig Quelle:Harnstoffwerte von Emission Partner Page 35

36 One powerful future. Abgasemissionen von Gasmotoren Novellierung der TA-Luft Umsetzung der EU-Richtlinie MCPD Erfahrungen mit SCR-Katalysatoren Kontinuierliche Emissionsmessung Page 36

37 Auszüge aus der Präsentation des UBA zum Fachgespräch am in Berlin One powerful future. Page 37

38 Auszüge aus der Präsentation des UBA zum Fachgespräch am in Berlin One powerful future. Page 38

39 Auszüge aus der Präsentation des UBA zum Fachgespräch am in Berlin One powerful future. Page 39

40 Vorschlag des VDMA One powerful future. Jährliche Überprüfung durch akkreditiertes Messinstitut und Meldung an die Aufsichtsbehörde. Bei Emissionsmessungen werden die relevanten Motorparameter dokumentiert und der Aufsichtsbehörde gemeldet. Bei Motorparameteränderungen sind Emissionsmessungen durchzuführen und zu melden. Verplombung des Katalysators. Bei Einsatz von SCR-Systemen ist der Harnstoffbezug zu dokumentieren. Page 40

41 One powerful future. Ausblick: - Die Abgasemissionen von Gasmotoren bleiben in der Diskussion, verschärfte gesetzliche Vorgaben kommen auf uns zu. - Caterpillar Energy Solutions GmbH arbeitet an vielen Stellen mit, damit die Interessen der BHKW Branche, die Interessen unserer Kunden berücksichtigt werden. - Caterpillar Energy Solutions GmbH beteiligt sich aktiv und intensiv an Forschungsvorhaben zur Reduzierung der Abgasemissionen und führt zusätzlich eigene Entwicklungen hierzu durch, damit unsere Produkte auch die zukünftigen gesetzlichen Vorgaben erfüllen. - Die Emissionsgrenzwerte in der geplanten BImSchV nach heutigem Stand können mit den Gasmotoren von Caterpillar Energy Solutions GmbH und den zugehörigen Katalysatoren eingehalten werden. Page 41

42 Vielen Dank. Heinrich Baas Tel.: Mobil: Electric Power Marine Oil & Gas Page 42 Caterpillar Vertraulichkeitsstufe: keine 2016 Caterpillar All Rights Reserved. CAT, CATERPILLAR, their respective logos, Caterpillar Yellow, the Power Edge trade dress as well as corporate and product identity used herein, are trademarks, of Caterpillar and may not be used without permission.