Emissionsarm mit Holz heizen - RWTH Aachen entwickelt neuartigen Feinstaubfilter

Holz und andere Biomasse liefern in Deutschland gut 90 % der erneuerbaren Wärme und sind damit unverzichtbare regenerative Energieträger. Ihre Nutzung – insbesondere in Kleinfeuerungsanlagen – kann allerdings zu unerwünschten Emissionen führen. Daher hat die Bundesregierung mit der Änderung der 1. Bundesimmissionsschutzverordnung ab 2015 wesentlich strengere Grenzwerte für Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen festgelegt. In einem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderten Projekt entwickelte die RWTH Aachen einen Feinstaubfilter zur Reduktion der Emissionen.

Betreiber von neu errichteten Heizkesseln und Öfen für feste Biobrennstoffe müssen ab Januar 2015 die Einhaltung strengerer Staubemissionswerte nachweisen. Firmen und Forschungseinrichtungen haben darauf reagiert und verbesserte Öfen und Kessel sowie neue Produkte zur Staubabscheidung entwickelt. So wurde mit finanzieller Förderung durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) auch von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen ein Tiefenfilter für Abgase von Biomassefeuerungsanlagen entwickelt und erfolgreich erprobt. Die Idee für das innovative Tiefenfilterkonzept stammt vom Industriepartner Uwe Athmann, dezentec GmbH, der seine langjährige Praxiserfahrung in der Abgasreinigungstechnik einbringt. Die Entwicklungsarbeiten sind gemeinsam unter der Leitung von Professor Peter Quicker im Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe (TEER) der RWTH Aachen durchgeführt worden.

Tiefenfilter werden in dem von der FNR betreuten Forschungs- und Entwicklungsvorhaben erstmalig für diesen Einsatzzweck genutzt. Diese Filter erzielen ihre Filterwirkung über ein in der Tiefe wirkendes Material – wie z.B. feine Fasern bzw. Vliese. Neben Filtermaterialien wie Glaswolle wurden auch die Einsatzfähigkeit und Eignung biogener Materialien wie Schafwolle, Flachs-, Hanf- und Baumwollfasern zur Staubabscheidung untersucht. In drei Jahren intensiver Forschungsarbeit konnten Prototypen des Tiefenfilters entwickelt, in Technikumsversuchen erprobt und optimiert werden. Mehrere Filtertypen kamen unter realen Bedingungen in privaten Haushalten zum Einsatz, um Fragen wie Betriebssicherheit, Bedienerfreundlichkeit und Langzeitstabilität zu klären. Filter mit Glaswolle zeigten dabei eine sehr gute Filterwirkung bei ausreichender Stabilität und Temperaturbeständigkeit. Mit den u. a. als Filteraufsatz an handelsüblichen Kaminöfen getesteten Tiefenfiltern konnten die künftig geltenden strengen Staubemissionswerte deutlich unterschritten, Schadstoffemissionen von Biomassefeuerungsanlagen signifikant reduziert und ein gesetzeskonformer Anlagenbetrieb gewährleistet werden.
Die über einen Zeitraum von 6 Monaten erfolgten Praxismessungen sind damit so vielversprechend, dass nun erwogen wird, die patentierte Entwicklung in einem folgenden Schritt in Zusammenarbeit mit der Industrie die Produktentwicklung bis hin zur Marktreife fortzuführen.

In den nächsten Jahren müssen viele ältere Öfen und Kessel, soweit sie nicht gegen neue Biomasseanlagen ausgetauscht werden, mit Abscheidern bzw. Filtern nachgerüstet werden. Vor diesem Hintergrund soll der Abgasfilter so konstruiert werden, dass er in vorhandene Feuerungen und die gegebene Bausubstanz integrierbar ist. Nach Einschätzung der Forscher ist der entwickelte Tiefenfilter vergleichsweise einfach, preiswert und robust.
Maßnahmen zur Minderung von Staubemissionen aus Biomasseanlagen werden über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) finanziell gefördert. Als Innovationsförderung Biomasse-Partikelabscheider gewährt das BAFA für jede mit Anlagenkomponenten zur sekundären Abscheidung nachgerüstete bzw. ausgerüstete Biomasseanlage pauschal 750 Euro, für in Neubauten errichtete Anlagen 850 Euro. Über die Förderung von Biomasseanlagen und Partikelabscheidern informiert die Internetseite www.bafa.de.

Weitere Informationen zum Heizen mit Holz in Öfen, Heizkesseln und Heizwerken finden Sie zudem auf der Internetseite heizen.fnr.de der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).