Klein-Elektroabscheider

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1 Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK Bundesamt für Umwelt BAFU Abteilung Luftreinhaltung und Chemikalien Klein-Elektroabscheider Erfahrungsbericht BAFU-Tagung und Konsequenzen zum LRV-Vollzug und zur Sanierung von Altanlagen Holzenergie-Symposium vom 14. September 2012 Dr. Beat Müller, Abteilung Luftreinhaltung und Chemikalien, BAFU

2 Inhalt Emissionen aus Holzfeuerungen Postulat Fässler Fachtagung zu Staubabscheidern Primärmassnahmen Anforderungen an Abscheider Fazit LRV in der Schweiz seit 2007 Regelung in Deutschland seit 2010 Beurteilung und Vergleich Zusammenfassung Fragen und Diskussion 2

3 22'000 20'000 18'000 16'000 14'000 12'000 10'000 8'000 6'000 4'000 2'000 0 PM10-Emissionen Schweiz 2010 [t/a] Verbr. Total t primäre Emissionen Nicht-Verbrennung (Abrieb, Aufwirbelung) 59% t (16%) Holzfeuerungen Offene Verbrennung (11%) Diesel (7%) Benzin (1%) Öl- und Gasfeuerungen (0.6%) Diverse (5%) Industrielle Prozesse Feuerwerke Tabakwaren-Konsum Kohle-Feuerungen etc t Holzf. <50 kw 3

4 12'000 10'000 8'000 6'000 4'000 PM10-Emissionen Verbrennung [t/a] t zu PM10 kondensierende NMVOC t Offene Verbrennung Diesel Benzin Öl/Gas Diverse t t t 2'000 Holz t 0 Total Holzfeuerungen Holzf. <50 kw 4

5 Energie vs. Emissionen Feuerungen 35% Energie 11% 17% NO x 34% 54% CO 2 fossil und biogen Holz Öl Gas 49% Staub ohne NMVOC 1% 0% 27% 15% 58% 99% Quelle: Emissionsmodell Holzfeuerungen für Inventar BAFU, Th. Nussbaumer et al. 5

6 Fachtagung vom 8./9. November

7 Staubabscheider Biomasseheizungen bis 500 kw - kleine Marktübersicht 27 Feinstaubabscheidesysteme Prinzip Marktreif 26% 30% 44% Elektrostatisch Katalytisch Filternd 26% 74% ja nein Quelle: "pellets", Das Fachmagazin der Pelletsbranche, Markt und Trends,

8 Erkenntnisse (I): Elektro-Abscheider Für kleinere Holzfeuerungen mit Naturzug sind Elektroabscheider oft besser geeignet. Erfahrungen damit sind widersprüchlich: Bei unabhängigen Tests werden Abscheidegrade von z. T. <50% gemessen (Messung PM/PN) Bei unvollständiger Verbrennung sind die Abscheidegrade noch tiefer Abscheider haben oft kurze Standzeiten (häufige Wartungs- und Reinigungszyklen) Bei vielen Anlagen entstehen störende Nebeneffekte 8

9 Erkenntnisse (II): Primärmassnahmen Für emissionsarmen Betrieb einer Holzfeuerung sind Primärmassnahmen zentral: Feuerungstechnisch optimierte Anlagen Dimensionierung und Gesamtkonzept Sachgerechter Betrieb (Anfeuern, Nachlegen, Luftführung, Brennstoff) Sobald die Verbrennung durch Primärmassnahmen optimiert wurde, können die Emissionen durch einen Abscheider weiter minimiert werden. 9

10 Erkenntnisse (III): Anforderungen an Elektro-Abscheider Hohe Abscheideleistung Abscheideleistung bei kalter Feuerung in der Startphase gewährleistet Abscheideleistung auch bei schlechtem Betrieb gewährleistet Abscheideleistung langfristig gewährleistet bei akzeptablem Wartungsaufwand Nebeneffekte (Akustik, Auswurf von Russflocken) minimieren Brandschutzzulassung, Reinigungsmöglichkeit für Kaminfeger 10

11 Fazit der Fachtagung Heutige Elektro-Abscheider erfüllen die wichtigsten Anforderungen in Kombination mit: automatischen Feuerungen vollständig verbrennenden, handbeschickten Feuerungen Für eine flächendeckende Abscheiderpflicht ist es noch zu früh: Abscheider lassen sich weiter verbessern Feuerungen müssen "abscheidertauglich" werden Emissionsarmer Betrieb muss sichergestellt werden. Hersteller versprechen Fortschritte. Diese sind aber in unabhängigen Studien noch nicht nachgewiesen. 11

12 CO [mg/m3] 4000 LRV 2007 Schweiz (I) - bestehende Holzfeuerungen bis 500 kw FWL neu bis 70 kw naturbelassen Emissionsgrenzwerte Betrieb Staub [mg/m3] kein EGW neu kw naturbelassen neu kw naturbelassen, Restholz Abscheider

13 CO [mg/m3] LRV 2007 Schweiz (II) - Marktzugang Holzfeuerungen bis 350 kw FWL (nicht vollständig) Emissionsgrenzwerte Prüfstand Staub [mg/m3] 1500 Raumheizer Raumheizer 100, Heizkessel, Stückholz Heizkessel, Stückholz 60, 50 Heizkessel, Schnitzel Heizkessel, Schnitzel , , 40 Heizkessel, Pellets Heizkessel, Pellets

14 LRV 2007 Schweiz (III) Anlagen ab 70 kw (Restholzfeuerungen ab 40 kw): Periodische Messungen alle 2 Jahre Anlagen für naturbelassenes Holz bis 70 kw: Messungen nur im Klagefall Unterschiedliche Emissionsgrenzwerte für Prüfstandmessungen und für Messungen von Anlagen im Betrieb. Sanierungsfristen 10 Jahre (vorbehalten Art. 10, Abs 2 Bst a und c: Sanierung ohne erhebliche Investitionen oder Verursachung übermässiger Immissionen) Keine Sanierungen von Altanlagen bis 70 kw (40 kw für Restholzfeuerungen) ohne Klagefall 14

15 CO [mg/m3] 1. BImSchV Deutschland (Ia) Heizkessel kw NWL (nicht vollständig) älter als 1995 Stückholz Pellets älter als 2005 Stückholz Pellets älter als 2010 Stückholz Staub Pellets [mg/m3] Stückholz neu Pellets neu Abscheider Abscheider Stückholz neu Pellets neu Altanlagen Neuanlagen Abscheider

16 1. BImSchV Deutschland (Ib) Heizkessel kw NWL Gleiche Emissionsgrenzwerte für Typprüfung und für periodischen Messungen vor Ort alle 2 Jahre Neue Heizkessel brauchen Speichervolumen von 12 Liter pro Liter Brennstofffüllraum mindestens aber 55 Liter pro kw Nennwärmeleistung verringert emissionsträchtige Betriebszustände wie Teillast und An-/Abfahrzyklen 16

17 1. BImSchV Deutschland (IIa) Einzelraumfeuerungen (nicht vollständig) CO [mg/m3] <1975 Einzelraumfeuerungen <1984 ERF <1994 ERF <2010 ERF Staub [mg/m3] Raumheizer neu Pelletofen neu Raumheizer neu Pelletofen neu Abscheider Abscheider Altanlagen Neuanlagen /30 50/20 17

18 1. BImSchV Deutschland (IIb) Einzelraumfeuerungen Gleiche Emissionsgrenzwerte für Typprüfung und für einmalige Messungen vor Ort, wenn keine Typprüfung vorliegt Keine periodischen Messungen Es gibt Ausnahmen für Historische ERF (vor 1950) Einzige Heizungsmöglichkeit für Wohneinheit Herde, Badeöfen Offene Kamine (nur gelegentlich benutzt) Grundöfen 18

19 Beurteilung Situation der Schweiz LRV: Staub-Emissionsgrenzwert für Holzfeuerungen >70 kw: 50 mg/m 3 oft nur mit Abscheider zu erreichen 1. BImSchV: Staub-Emissionsgrenzwert für Pellets- und Stückholzfeuerungen bald 20 mg/m 3 Analoge Regelung für Grenzwerte, Messungen und Sanierungsvorschriften wie in Deutschland wird geprüft Einzelne Projekte in Kantonen und Gemeinden zur Förderung von Abscheidern (Bsp. Kt. Thurgau, Kt. Wallis, Gemeinde Saas Fee) Vorprojekt zur Erhebung des Anlagenparks in der Schweiz gestartet als Grundlage für eine nächste LRV- Anpassung 19

20 Zusammenfassung Holzfeuerungsemissionen sind sehr relevant. Holz ist ein einheimischer, CO 2 -neutraler Brennstoff. Holz muss so eingesetzt werden, dass seine Vorteile nicht mit Nachteilen erkauft werden müssen. Emissionen guter, richtig betriebener Holzfeuerungen können mit einem Abscheider weiter minimiert werden. Elektro-Abscheider können noch weiter optimiert werden und Studien mit neusten Generationen müssen deren Effizienz und Langzeitstabilität nachweisen. BAFU und BFE unterstützen diesen Prozess aktiv. Vorschriften müssen den Stand der Technik abbilden. 20