Forschungs- und Innovationsprojekt OptiChip
Optimierung der Emissionen von Holzhackschnitzel-Kleinfeuerungsanlagen durch geeignete Brennstoffauswahl und Verbrennungsführung

Hackschnitzelfeuer im Feuerraum eines Biomassekessels


Das Projekt "OptiChip" soll das Verbrennungsverhalten von Kleinfeuerungsanlagen (< 100 kW), die mit Holzhackschnitzeln betrieben werden, optimieren. Maßnahmen fokussieren auf die Brennstoffqualität und auf die Einstellungen der Anlagen.

Ziel

Mit der klimafreundlichen Verbrennung von Holz können wesentliche Beiträge zur Vermeidung des Treibhausgases Kohlendioxid erreicht werden. Gleichzeitig sollen Staub- und Kohlenmonoxidemissionen möglichst minimiert werden. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, weitgehende Emissionsreduktionen durch Primärmaßnahmen, d. h. durch geeignete Brennstoffe und eine optimierte Verbrennungsführung, oder über Sekundärmaßnahmen, d. h. nachgeschaltete Filter, zu erreichen. Eine Konsequenz der vermehrten Nutzung von Holzbrennstoffen war die Verschärfung der Emissionsgrenzwerte für Kleinfeuerungsanlagen in der 1. BImSchV, wobei insbesondere der seit dem 01.01.2015 für Neuanlagen gültige Wert für Staub von 20 mg/m³ eine Herausforderung darstellt. In erster Linie sollten Emissionsminderungen durch die optimale Abstimmung von Brennstoffen und der passenden korrekten Anlageneinstellung realisiert werden. Filteranlagen führen zu erhöhten Investitions- und Betriebskosten, die die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen können. Bei besonders schwierigen Brennstoffen oder in Ausnahmefällen kann dennoch ein Filter unverzichtbar sein.

Im Einzelnen ergeben sich daraus folgende Zielsetzungen:

  • Identifizierung geeigneter Holzhackschnitzelqualitäten für den Einsatz in Kleinfeuerungsanlagen ohne zusätzliche Filteranlagen
  • Etablierung von Verbrennungseinstellungen, mit denen die Staub und CO-Emissionen unter Praxisbedingungen minimiert werden
  • Erstellen von Empfehlungen für die Brennstoffauswahl sowie für die Optimierung der Feuerungsregelung

Methode

  • Auswahl geeigneter Holzhackschnitzelsortimente zur Untersuchung verschiedener Betriebszustände der Feuerungsanlagen
  • Durchführung von Verbrennungsversuchen an ausgewählten Qualitäts-Holzhackschnitzelsortimenten und dem Modellbrennstoff mit der Optimierung der Betriebsparameter, abhängig von den Ergebnissen der Emissionsmessungen
  • Messung der Emissionen bei Verbrennungsversuchen im Voll- und Teillastbetrieb

Ergebnisse

Projektinformation
Projektleitung: Dr. Hans Hartmann
Projektbearbeitung: Dr. Daniel Kuptz (Brennstoffe), Robert Mack (Verbrennung), Elisabeth Rist (Verbrennung), Claudia Schön (Verbrennung), Benedikt Haas (Verbrennung), Albert Maierhofer (Brennstoffe)
Laufzeit: 01.05.2015–01.06.2016
Finanzierung: Förderschwerpunkt „Nachwachsende Rohstoffe“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), Vergabe über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.
Projektpartner: HAWK – Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Göttingen/Hildesheim/Holzmilden, Ostfalia – Hochschule für angewandte Wissenschaften Braunschweig/Wolfenbüttel, 3N – Kompetenzzentrum Niedersachsen Netzwerk Nachwachsende Rohstoffe e.V., Domäne Schladen-Achim
Förderkennzeichen: 22018114