STROHHEIZUNGSANLAGEN STAND DER TECHNIK UND MARKTANGEBOT fnr.de Jena 05.11.2015 Dr.-Ing. Andrej Stanev Inhalt Einführung Energetische Nutzung von Stroh Stand der Technik der Strohverbrennung Zulassungsfähigkeit von Strohheizungsanlagen Marktangebot und Praxisbeispiele Ausblick 05.11.2015 Seite: 2 1
Einsatzbereiche für Stroh Landwirtschaftliche Nutzung: Nährstoffrückführung und Erhalt der Humusbilanz, Einstreu bei der Tierhaltung (insbesondere Pferde), Futtermaterial Stoffliche Nutzung Nutzung als Lignocelluloselieferant (z.b. Bioraffinerie), Dämmstoff, Plattenherstellung und Baustoff, Holzwerkstoffindustrie Energetische Nutzung thermische Konversion: Wärme, KWK, Biokraftstoffe, Fermentationsprozesse (nach Aufbereitung): Biogas, Bioethanol 05.11.2015 Seite: 3 Eigenschaften von Stroh als Brennstoff Negative Brennstoffeigenschaften: Gefahr eines unvollständigen Ausbrands: hohe Verweilzeiten, Anpassung der Luft- und Brennstoffzufuhr im Brennraum notwendig, Niedrigere Effizienz der Anlagen (etwas niedriger als bei Holzkesseln), Hohe Asche- (bis zu 10 M.-%) und Chlorgehalte (0,2 bis 1 M.-%), Korrosionsgefahr bei Unterschreitung des Taupunktes der Abgase, Niedrige Ascheschmelztemperatur (meist deutlich unter 900 C), Verschlackungen möglich, Erhöhte Schadstoffemissionen: Staub /Feinstaub und Kohlenmonoxid. Nachteile von Biomassekesseln im Vergleich mit konventionellen Feuerungsanlagen mit fossilen Energieträgern: Größere Abmessungen als Feuerstätten für Öl und Erdgas (u.u. Heizraum/ -gebäude erforderlich) Höhere Investitionskosten, Mehr Aufwand zur Wartung/Instandhaltung und Höhere Umweltauflagen (Anforderungen der novellierten 1. BImSchV zu Brennstoffen des 3, Abs. 1, Nr. 8 bzw. 13: PCDD/F-Grenzwert) 05.11.2015 Seite: 4 2
Anlagentechnik Biomasse-Feuerungsanlagen mit Stroh sind technisch anspruchsvoller als Öl- bzw. Gas-Feuerungen. Anlagen, die zum Stand der Technik gehören, verfügen über: Verbrennungskammer und systeme (wassergekühlt), Wärmeübertrager, Rost (korrosionsbeständig), Erweiterte Kontroll-, Regelungs- und Sicherheitssysteme (z.b. sensorisch gestützte Luftzufuhrregelung bzw. Rückbrandsicherung), Entaschungsystem (automatisch), Primäre- / sekundäre Emissionsminderungsmaßnahme(n) (Abscheider), Brennstoff-Fördersystem (automatisch) und Heizraum und Brennstofflager. 05.11.2015 Seite: 5 Strohfeuerungsanlagen - Beispiele aus der Praxis Ganzballenvergaser Fa. Herlt, D; Typ: HSV85, FWL 85 kw Quelle: Hering, TLL 05.11.2015 Seite: 6 3
Strohfeuerungsanlagen - Beispiele aus der Praxis Legende: 1. Wassergekühlter Brennraum mit manueller Brennstoffeinführung. 2. Wärmespeicher. 3. Ausdehnungsbehälter. 4. Abgasleitung. Quelle: JUTEM Group, Ukraine 05.11.2015 Seite: 7 Strohheizungsanlagen der 1. BImSchV Gemäß 4 Abs. 7 der 1. BImSchV müssen Anlagen für die Brennstoffe der Nr. 8 unter Prüfbedingungen Grenzwerte für die Dioxin- und Furan-, Stickoxidund CO-Emissionen einhalten (für jeden Brennstoff, jede Aufbereitungsform und jede Leistungsklasse) AISdL: Vollzugsempfehlung zur Prüfstandsmessung an Anlagen für Brennstoffe nach 3 Abs. 1 Nr. 8 der 1. BImSchV Die Eignung der Feuerungsanlage (<100 kw FWL) kann für die gesamte Bandbreite der Brennstoffgruppe kann nachgewiesen werden, indem die Typprüfung mit zwei definierten Referenzbrennstoffen A und B durchgeführt wird. Brennstoffgruppe A - Miscanthus, Weizenstroh, Roggenstroh, Gerstenstroh, Triticalestroh, Maisstroh, Leinstroh, Dinkelstroh, Hanf (Faserhanf und Hanfstroh), Flachs, Brennstoffgruppe B - Getreidekörner, Reinigungsgetreide, Mindergetreide und Reinigungsabgänge, Kleie (keine Raps- bzw. Sonnenblumenkörner), Brennstoffgruppe AB - Getreideganzpflanzen, Rapsstroh, Landschaftspflegeheu, Wiesenheu, einjährige Feldgräser, Maisspindel, Sonnenblumenstroh, Hopfen. 05.11.2015 Seite: 8 4
BMEL/FNR-Förderung im Bereich Alternative Biobrennstoffe Förderschwerpunkte Feste Biobrennstoffe 2012 und 2014: Qualitätsanforderungen für Biobrennstoffe / Referenzbrennstoffe ( 3, Abs.1, Nr. 8 und Nr. 13 der 1. BImSchV); Umweltverträglichkeit von Kleinfeuerungen der 1. BImSchV / Reduzierung der Schadstoffemissionen: Maßnahmen zur Weiterentwicklung von automatisch beschickten Kleinfeuerungsanlagen für feste Biobrennstoffe zur Einhaltung der Emissionsanforderungen der 2. Stufe der 1.BImSchV Lenkungsausschuss Projekte mit Themenschwerpunkt Stroh und halmgutartige Biobrennstoffe : Eignung und Optimierung von Halmgutpresslingen für kleine und mittlere Feuerungsanlagen, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL), FKZ: 22004207 (07NR042); Untersuchungen zur Ausgestaltung und möglichen Vereinfachungen des Zulassungsprozesses für Kessel und Brennstoffe nach 3, Abs. 1, Nr. 8 der 1. BlmSchV, DBFZ ggmbh, FKZ: 22403112 (12EKF031) 05.11.2015 Seite: 9 Strohheizungskessel / -anlagen kleinerer Leistung Strohpellets-Kessel 80 kw mit Brennstoffzufuhr-Anlage Quelle: Helbig GmbH 05.11.2015 Seite: 10 5
Strohheizungskessel/-anlagen Quelle: ÖKOTHERM 05.11.2015 Seite: 11 Schematischer Aufbau eines Strohheizkessels Quelle: ÖKOTHERM 05.11.2015 Seite: 12 6
Messungen im Rahmen des FNR DM-Projektes Eignung und Optimierung von Halmgutpresslingen für kleine und mittlere Feuerungsanlagen (Messungen mit Stroh bzw. Strohpellets) Strohfeuerungsanlagen - Beispiele aus der Praxis Fa. LIN-KA (DK), FWL 600 kw Kombinierte Vorschubtreppenrostfeuerung mit Brennmulde (wassergekühlt) Fa. Nestro Lufttechnik GmbH (D), FWL 500 kw Vorschubtreppenrostfeuerung Quelle: Hering, TLL 05.11.2015 Seite: 13 Messungen im Rahmen des FNR DM-Projektes Eignung und Optimierung von Halmgutpresslingen für kleine und mittlere Feuerungsanlagen (Messungen mit Stroh bzw. Strohpellets) Strohfeuerungsanlagen - Beispiele aus der Praxis Fa. Ökotherm (D), FWL 350 kw, Typ Compact C3 Wassergekühlte Vorschubrost- Brennmuldenfeuerung Fa. Werkstätten heating-systems GmbH (D), FWL 550 kw, Typ REH 500eco Drehrohrfeuerung Quelle: Hering, TLL 05.11.2015 Seite: 14 7
Messungen im Rahmen des FNR DM-Projektes Eignung und Optimierung von Halmgutpresslingen für kleine und mittlere Feuerungsanlagen (Messungen mit Stroh bzw. Strohpellets) Strohfeuerungsanlagen - Beispiele aus der Praxis Fa. Schmid AG (CH), FWL 360 kw, Typ UTSW 360; Wassergekühlte Vorschubtreppenrostfeuerung Quelle: Hering, TLL 05.11.2015 Seite: 15 Strohfeuerungsanlagen - Beispiele aus der Praxis: Strohheizungsanlage Gülzow Betreiber: Landgesellschaft Mecklenburg- Vorpommern (LGMV) Wärmebedarf: ca. 1.600 MWh/a Nahwärmenetz: 1.000 m Leistung: 1 MW FWL Brennstoff: Weizen- und Roggenstroh aus der unmittelbaren Region 05.11.2015 Seite: 16 8
Strohheizungsanlage Gülzow Technik Planer, Bauherr und Betreiber - Landgesellschaft Mecklenburg-Vorpommern GmbH Strohheizungsanlage Gülzow: Strohfeuerungsanlage der Fa. LIN-KA Energy A/S Quelle: Helbig GmbH 05.11.2015 Seite: 17 Ausblick Die Anlagen-Umweltverträglichkeit gewinnt an Bedeutung: ab Januar 2015 für kleine Biomassefeuerungen gilt die Stufe 2. der 1. BImSchV, die Novelle der TA-Luft für Anlagen der 4. BImSchV ist in der Vorbereitung; Bis 2020 soll der Anteil erneuerbarer Wärme von derzeit 10 % auf 14 % steigen, die Rahmenbedingungen sind jedoch ungünstig; Bedingt durch die Zielsetzungen und Rahmenbedingungen von D und EU ist in den nächsten Jahren ein Anstieg des Biobrennstoffanteils und damit des Rohstoffbedarfs im Bereich EE-Wärme zielführend; Die Nutzung von biogenen Reststoffen als Biobrennstoffe gewinnt an Bedeutung sie sind jedoch nicht grenzenlos verfügbar und mit anspruchsvollen Auflagen verbunden! 05.11.2015 Seite: 18 9
Vielen Dank! (FNR) Hofplatz 1 18276 Gülzow-Prüzen Tel: 03843/6930-0, Fax: 03843/6930-102 info@fnr.de www.fnr.de 05.11.2015 Seite: 19 10