Fernwärme aus Biomasse: die besten Technologien zur Erzeugung sauberer Energie

Die wichtigsten Ziele des Green Deal, die durch den REPowerEU-Plan vom März 2022, der mit dem Ziel ins Leben gerufen wurde, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Energiewende zu beschleunigen, bekräftigt wurden, sind der Übergang zur Klimaneutralität und die Bekämpfung der Energiearmut, d. h. die Diversifizierung und Erleichterung des Zugangs zu Versorgungsquellen. Die Analyse und Zusammenfassung bewährter Verfahren, die den Prozess inspirieren sollen, bietet die EU-Richtlinie 2023/1791, die den vorherigen Rechtsrahmen anpasst und aktualisiert und den Einsatz erneuerbarer Energien als alternative Primärenergiequelle fördert. 

Innerhalb dieses Rahmens erkennt die Richtlinie selbst an, dass „effiziente Fernwärme- und Fernkälteversorgung erhebliche Möglichkeiten zur Einsparung von Primärenergie bieten“, wobei die Energie durch hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung, Biomasse und Abwärme erzeugt wird. In den letzten Jahren haben sich die Energienetze langsam ausgebreitet, so dass davon ausgegangen werden kann, dass sie bis 2050 50 % des Wärmebedarfs der Verbraucher in den Ländern der Union decken und insgesamt eine CO₂-Einsparung von etwa 13% bewirken können.

Der Begriff „Biomasse“ umfasst verschiedene Elemente, darunter Hackschnitzel aus der Forstwirtschaft, landwirtschaftliche und Lebensmittelabfälle sowie Rückstände aus dem Mähen und Beschneiden öffentlicher Grünflächen. Ihre Umwandlung bringt verschiedene kritische Punkte mit sich, die mit dem Einlaufen einer komplexen Lieferkette verbunden sind, die vom Recycling bis zur Umwandlung von Abfallmaterialien reicht.

Um Energie aus Biomasse zu erzeugen, ist es unumgänglich, Material mit heterogener Zusammensetzung zu verbrennen. Hier wird also die Kehrseite der Medaille enthüllt, nämlich das Problem der Partikel und anderer luftförmiger Schadstoffe, die bei dieser Art von Verfahren entstehen und, wenn sie in die Umwelt gelangen, die Gesundheit der Luft und damit die Qualität der Atemluft beeinträchtigen können.

Eine (auch) mit Biomasse beheizte Stadt: bat und know-how für die integrierte Reduzierung von Staub und NOx

Die Beheizung der wichtigsten öffentlichen Gebäude, einiger gewerblicher Nutzer und etwa 4000 Wohneinheiten war das Ziel des Projekts, das seit einigen Jahren die Gewohnheiten und die Lebensqualität der Einwohner von Ivrea (TO) verändert hat.

Mit dem Ziel, die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen (Erdgas) zu reduzieren, wurde beschlossen, das bestehende Kraftwerk mit einem zusätzlichen Biomassekessel auszustatten, der in diesem Fall aus frischem Holzhackschnitzel besteht, wobei die Werte der Emissionen in die Atmosphäre unverändert bleiben.

Die umfassenden Kenntnisse in den Bereichen WtoE und Biomasseverarbeitung – dokumentiert durch zahlreiche Erfolgsgeschichten – haben den Kunden dazu veranlasst, sich für TAMA AERNOVA als strategischen Partner zu entscheiden, der in der Lage ist, ein Biomassekessel-Filtersystem zu entwerfen und zu realisieren, das für die Infrastruktur zur Versorgung der Energiegemeinschaft von Pordenone geeignet ist.

Bei der Projektverwaltung wurde daher sofort deutlich, dass eine Lösung gefunden werden musste, die sowohl das Problem der Schadstoffe aus der Verbrennung von Holzbiomasse als auch die Notwendigkeit eines Produkts, das den hohen Temperaturen standhält, die für die Reaktion des Harnstoffs im NOx-Abbauprozess erforderlich sind, auf den optimalen Punkt von 350 °C.

TAMA AERNOVA hat eine schlüsselfertige Lösung vorgeschlagen: von der technischen Planung bis zur Montage auf der Baustelle. Das Projekt umfasste die integrierte Untersuchung verschiedener Komponenten: den Pulco Air-Filter mit katalytischen Keramikkerzen, das DeNOx-System zur Unterstützung des Prozesses, den Ventilator und den Kamin für die Abgabe der behandelten Luft in die Atmosphäre.

Der Filter greift in die Behandlung der Gase ein, die aus der Verbrennung von Biomasse stammen, und führt sie in das System zur Energieerzeugung zurück, um Wasser mit einer Temperatur von 90 °C zu liefern, das für das Fernwärmenetz bestimmt ist.

Die heißen Gase durchlaufen vor dem Eintritt in den Filter das Bypass-System, das als Schutzsystem fungiert, um das Eindringen von Gasen mit zu niedrigen Temperaturen – die zur Bildung von Kondenswasser führen könnten – oder zu hohen Temperaturen – welche die Filterelemente beschädigen könnten – zu verhindern.

In die heißen Gase wird dann Harnstoff in wässriger Mischung eingespritzt. Die so mit Additiven versetzten Gase gelangen in den Filter und durchlaufen die katalytischen Keramikkerzen, die dank des Katalysators, mit dem sie imprägniert sind, die Reaktion des Harnstoffs ermöglichen und die NOx in Stickstoff und Wasserdampf umwandeln. Dieses Verfahren ermöglicht die Reduzierung von bis zu 99,99% der PM und bis zu >90% der NOx.

Ein einziger Schaltschrank, der auch aus der Ferne überwacht und gesteuert werden kann, verwaltet den Betrieb und die korrekte Funktion des gesamten Systems: die Filterverbraucher; der Betrieb und die Zufuhr von Harnstoff auf der Grundlage der NOx-Emissionsmengen; die Einstellung und Kontrolle der Temperaturschwellen des Bypass-Systems, wobei die Klappen gesteuert werden, die den Lufteintritt in den Filter ermöglichen oder blockieren.

Der integrierte Ansatz, den TAMA AERNOVA bei der Abwicklung des ehrgeizigen Auftrags verfolgt, zeigt einmal mehr, wie wichtig es ist, sich an einen Partner zu wenden, der nicht nur das leistungsfähigste Produkt anbietet, sondern auch in der Lage ist, jede Anforderung mit einem breiteren Horizont anzugehen, der über die Produktqualität hinaus auch die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Lösung garantiert.