www.bioenergie-portal.info: KoNaRo-Fachgespräch am 25.11.2009: Biogas-Schwerpunkt Formaldehyd

Biogas-Schwerpunkt Formaldehyd

KoNaRo-Fachgespräch: Viele Fragen - kaum Antworten

Die KoNaRo und die BioEnergieBeratung Sachsen-Anhalt hatten gemeinsam für den 26.11.09 zu einem Biogas-Fachgespräch nach Bernburg an die LLFG eingeladen. Dass Formaldehyd für Anlagenbetreiber ein Thema ist, zeigte die hohe Anzahl von Teilnehmern.

Liebherr-BHKW aus dem Jahr 2003 mit Formaldehyd-Bonus

Dr. Neumann-Laucke vom Ministerium für Landwirtschaft und Umwelt (MLU) erläuterte die rechtlichen Gründe für die Umsetzungspraxis in Sachsen-Anhalt. Formaldehyd ist seit 2006 als krebserzeugend eingestuft. Damit sind alle Maßnahmen zu ergreifen, die eine Minimierung jeglicher Emissionen zum Ziel haben. Vom Grundsatz her würde das einen maximalen Grenzwert von 1 mg Formaldehyd je m³ bedeuten. Die Bund/Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) sah im September 2008 in einem Grenzwert von 40 mg/m³ für alte und neue Anlagen das Minimierungsgebot als derzeit erfüllt an.

Demzufolge werden neue Biogasanlagen durch das Landesverwaltungsamt (LVwA) nur noch mit diesem Grenzwert genehmigt. Von Betreibern BImSchG-genehmigungspflichtiger Alt-Anlagen fordert das LVwA ab dem 01.01.2011 die Einhaltung der max. 40 mg Formaldehyd/m³. Von den 165 vom LVwA genehmigten Anlagen erhielten bislang 115 entsprechende Schreiben mit der Möglichkeit der Anhörung. In dieser kann jeder Betrieb die Maßnahmen erläutern, die er zur Minimierung der Motoremissionen bereits ergriffen hat oder plant. Äußert der Betreiber sich nicht, entscheidet das LVwA nach den vorliegenden Unterlagen.

Für Biogasanlagen, die nach dem Baurecht genehmigt wurden, sind die Aussagen zu den Emissionsgrenzwerten in der jeweiligen Baugenehmigung entscheidend.

Über die an sachsen-anhaltinischen Verbrennungsmotorenanlagen gemessenen Formaldehydemissionen berichtete Dr. Schneider vom Landesamt für Umweltschutz (LAU). Ausgehend von 121 ausgewerteten Messberichten der letzten 10 Jahre hielten nur 42 % den gegenwärtigen Grenzwert von 60 mg/m³ ein. Lediglich 27 % hätten einen Anspruch auf den Luftreinhaltungsbonus aufgrund der Unterschreitung von 40 mg geltend machen können.

Eindeutige Ursachen für Überschreitungen der Formaldehyd-Grenzwerte fanden sich in der Auswertung nicht, weder im Hinblick auf den Motorentyp, Gas-Otto- oder Zündstrahl-BHKW, noch auf das Inbetriebnahmejahr.

Sehr deutlich zeigte sich aber, dass eine regelmäßige Wartung des Motors wesentlich zur Minderung der Emissionen beiträgt. Selbst beim Einbau eines Oxidationskatalysators (Oxi-Kat) spielt die Wartung weiterhin eine große Rolle.

Auch im Freistaat Sachsen gilt für Neuanlagen die 40 mg-Grenze. Weniger restriktiv als in Sachsen-Anhalt wird für Bestands-Anlagen vorerst die Einhaltung der 60 mg Formaldehyd/Nm³ ab dem 30.10.2010 gefordert. Darauf verwies Peter Gamer vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie aus Dresden. Ein Zeitpunkt für die Einführung des 40 mg-Grenzwertes existiert noch nicht.

Die Situation in der Praxis ist grundsätzlich mit der in Sachsen-Anhalt vergleichbar. Von 97 untersuchten BHKW in Sachsen und Thüringen hielten ca. 63 % schon die 60 mg nicht ein. Mit der Zurückhaltung bei der Einführung der 40 mg Formaldehyd/Nm³ soll den Betreibern von Alt-Anlagen die Möglichkeit gegeben werden, mit Primärmaßnahmen (z.B. Wartungsmaßnahmen) den Wert von 60 mg sicher einhalten zu können, ohne Investitionen in teure, aber noch nicht praxisreife Techniken tätigen zu müssen. So sind hinsichtlich der dauerhaft sicheren Einhaltung des 40 mg-Grenzwertes mittels Oxi-Kat erst noch Erfahrungen zu sammeln.
Der Freistaat Sachsen prüft deshalb mittels verschiedener Projekte die Wirksamkeit von Primär- (z. B. Wartung) und Sekundärmaßnahmen (Nachrüstungen). Bisherige Ergebnisse sind auf der Internetseite des Landesamtes (Schriftenreihe LfULG) veröffentlicht.

Leider etwas zu kurz ging anschließend Herr Neumann (Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden) auf die einzelnen technischen Verfahren zur Minderung von Formaldehydemissionen ein. Hingewiesen wurde darauf, dass aufgrund der allgemein fehlenden praktischen Erfahrungen bei Oxidationskatalysatoren (Oxi-Kat) die Lebensdauer und Betriebskosten nicht wirklich bekannt sind.
Als weitere Möglichkeit wurde die thermische Nachverbrennung genannt, die von verschiedenen Herstellern bereits angeboten wird und die die Emission von Formaldehyd noch weiter herabsetzt.

Im Mittelpunkt der Ausführungen standen vor allem die Ergebnisse der Studie „Maßnahmen zur Minderung von Formaldehydemissionen an mit Biogas betriebenen BHKW“ und die Ziele weiterführender Forschungsprojekte. Nach vorgenannter Studie war kein Zusammenhang zwischen den Formaldehydmesswerten und bestimmten Biogasprozessparametern oder dem Methananteil im Biogas feststellbar. Aber auch Herr Neumann verwies darauf, dass die Inspektion und Wartung von besonderem Interesse ist.

Thomas Elsenbruch von der Firma GE Jenbacher GmbH&Co OHG stellte danach eine auf dem Verfahren der thermischen Nachverbrennung basierende Lösung zur Emissionsminderung vor: das CL.AIR-System. Das Unternehmen bietet diese Containervariante schon seit mehreren Jahren zusammen mit Deponiegas-BHKW an, da dort die Anforderungen an die Abgasreinheit schon in der Vergangenheit sehr hoch waren.

Bei Investitionskosten von ca. 100.000 - 120.000 € wird nach Angaben des Unternehmens mit einer Amortisationszeit von 4 bis 5 Jahren unter Berücksichtigung des Bonus gerechnet.

GE Jenbacher arbeitet auch an der motorseitigen Reduktion der Formaldehyd-Emissionen. Diesen Entwicklungen sind allerdings technische Grenzen gesetzt. Eine Optimierung der Motoren mit dem Ziel niedriger Formaldehyd-Emissionen würde deutliche Wirkungsgradverluste zur Folge haben. Eine ebenfalls mögliche Senkung des Luftüberschusses im Verbrennungsgas hätte eine Erhöhung der NOx-Emissionen zur Folge, was wiederum andere Abgasnachbehandlungen bedingen würde.

Der alleinige Einsatz von Katalysatoren wird von GE Jenbacher kritisch bewertet. Voraussetzung wäre in jedem Fall ein schwefelfreies Gas, das den Einbau zusätzlicher Entschwefelungstechnik notwendig macht. Auch dann geht der Motorenhersteller bei Oxi-Kats lediglich von einer Betriebsdauer von etwa einem Jahr aus.

Podium: Breitschuh, Neumann-Lauke, Schneider, Neumann, Gamer, Elsenbruch ( v.l.n.r)

In der anschließenden Podiumsdiskussion wurde durch einige Anlagenbetreiber das restriktive Vorgehen des Landes Sachsen-Anhalt kritisch hinterfragt. Nicht nachvollziehbar ist dies vor allem für Alt-Anlagenbetreiber, deren Anlagen noch ohne jegliche Formaldehyd-Grenzwerte genehmigt wurden. Die Betreiber befürchten zudem hohe Investitionskosten, für deren Refinanzierung der Formaldehyd-Bonus nicht ausreicht.
Dass entsprechende Sorgen nicht unbegründet sind, bestätigten die Teilnehmer auf dem Podium. Die für 2010 geplante Überprüfung des Formaldehyd-Grenzwertes durch den LAI oder strengere Regelungen für die Gewährung des Bonus bei Novellierung des EEG können dazu führen, dass man heute zwar Investitionen tätigt, später dafür aber keinen Bonus mehr bekommt. Darüber hinaus ist nicht ausgeschlossen, dass aufgrund einer sich weiterentwickelnden Emissionsminderungstechnik beim nachgewiesenen sicheren Erreichen von Formaldehyd-Werten unter 40 mg der Grenzwert weiter abgesenkt wird.

Als kritisch wurde das Vorgehen und die Haltung des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) angesehen. Der Verband teilte allen Länderministerien schriftlich mit, dass die technischen Lösungen zur Einhaltung des 40 mg-Grenzwertes vorhanden sind und dem Anlagenbetreiber durch den Formaldehyd-Bonus keine wirtschaftlichen Nachteile entstehen. Der Einbau würde lediglich wegen der fehlenden rechtlichen Umsetzung der strengeren Vorgaben durch die Länder nicht durchgeführt. Allerdings wurde nicht die Frage beantwortet, wie sich der Anlagenbetreiber verhalten soll, wenn die Einhaltung des 60 mg-Grenzwertes Teil der Ausschreibung beim Kauf des BHKW war.

Als weiterer Kritikpunkt wurde das gemäß DIN anzuwendende nass-chemische Messverfahren angesprochen. Neben dem erheblichen Aufwand, den relativ hohen Kosten und der von einigen Teilnehmern genannten starken Streuung der Messwerte ist die mehrere Tage bis Wochen dauernde Wartezeit auf die Ergebnisse nachteilig. Als mögliche Alternative nutzt GE Jenbacher FTIR-Messgeräte, die mittels Infrarot sofort Daten liefern. Allerdings ist die Anschaffung einer solchen Messtechnik auch entsprechend kostenintensiv.

Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass es auf dem Weg der Formaldehyd-Emissionsreduzierung noch mehr Fragen als Antworten gibt. Die Anlagenbetreiber sind weiterhin verunsichert, denn eine klare Antwort darauf, welches Verfahren derzeit für die Praxis zu empfehlen ist, gaben die Referenten nicht. Längerfristige praktische Erfahrungen an Biogas-BHKW’s liegen weder beim Oxi-Kat noch bei der thermischen Nachverbrennung vor.

Anlagenbetreiber sollten unbedingt ihren BHKW-Hersteller einbeziehen und unterschiedliche Angebote (Anbieter, Verfahren) einholen, lautete der Ratschlag des Podiums. Von den für 2010 angekündigten Projektergebnissen aus Sachsen werden ebenfalls weitere Informationen erhofft.

Die meisten Redner nannten allerdings eine korrekte Motorwartung als eine Hauptvoraussetzung für geringe Emissionen.

Die Vorträge einschließlich der Referentenliste sind wie immer auf der Internetseite der KoNaRo unter www.llfg.sachsen-anhalt.de (KoNaRo > Veranstaltungsbeiträge) eingestellt und können heruntergeladen werden.

Die KoNaRo wird das Thema weiter verfolgen und eine Liste von Verfahrensanbietern zusammenstellen. Entsprechende Anfragen bitte per Email an konaro@llfg.mlu.sachsen-anhalt.de.

_{BioEnergieBeratung Sachsen-Anhalt; LLFG/KoNaRo}

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