Entwicklung eines preisgünstigen und ressourceneffizienten Systems zur Abgasnachbehandlung für Holzgas-BHKW

Abstract

Holz minderer Qualität, wie beispielsweise verschiedene Resthölzer, bietet ein großes Potenzial für die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung in Holgas-BHKW-Anlagen, stellt aber gleichzeitig eine große Herausforderung dar bezüglich erhöhter Emissionen. Zudem werden beispielsweise in der Schweiz strengere Emissionsgrenzwerte diskutiert oder sind bereits in Kraft, was den Markteintritt kleiner bis mittlerer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) erheblich erschwert. Ziel des Projekts war daher die Entwicklung eines kostengünstigen und ressourcenschonenden Abgasnachbehandlungssystems für solche Holzgas-KWK-Anlagen. Es wurde eine Kombination aus Drei-Wege-Katalysator und Oxidationskatalysator entwickelt, um stabil niedrige NOx-, CO- und HC-Emissionen zu erreichen und so die Wettbewerbsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von Holzgas-KWK-Anlagen auch in Zukunft zu sichern. Langfristig ermöglicht die Existenz eines stabilen Emissionsminderungssystems die Nutzung auch potenziell problematischer holzbasierter Abfallströme und Reststoffe für die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung unter wirtschaftlichen und gleichzeitig ökologisch vertretbaren Bedingungen. Mithilfe einer für die geplante Technologie adaptierten mobilen Katalysatortestanlage (MoKatTA) wurden in der ersten Projektphase kleinformatige Katalysatorproben im realen Abgas eines Holzgas- BHKW des Projektpartners LiPRO Energy untersucht, um geeignete Katalysatoren bzw. Katalysatorkombinationen und einen optimierten Betrieb zu ermitteln. Aufbauend darauf wurden in der MoKatTA Alterungsuntersuchungen an den ausgewählten Katalysatoren im realen Abgas durchgeführt. Schließlich wurde das Katalysatorsystem in Originalgröße entwickelt und auf einem LiPRO HKW-50 installiert. Neben der Systementwicklung des Katalysators im Anwendungsmaßstab auf dem Holzgas-BHKW und Dauerbetriebstests zur Ermittlung von Standzeiten wurden Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen zur Gesamtbewertung durchgeführt. Zu Projektende wurde abschließend ein Workshop zur Markteinführung durchgeführt.