Motivation

Biogasanlagen tragen in einem erheblichen Maß zur Reduzierung der anthropogenen CO2- Emissionen bei, indem die Anteile an regenerativen Energiequellen sowohl im Wärme- als auch im Strommarkt vergrößert werden. Die jährliche CO2-Reduktion der in Deutschland ca. 9.000 installierten Biogasanlagen beträgt ca. 21 Mio. Tonnen. Der Großteil dieser landwirtschaftlichen Biogasanlagen ist älter als fünf Jahre und mehr als die Hälfte der vorhandenen Biogasmotoren müssen in den nächsten fünf Jahren erneuert werden. Daher besteht ein Bedarf an innovativen und finanzierbaren Maßnahmen, welche die bestehenden Anlagen sowohl ökonomisch als auch ökologisch verbessern.

Neben den, aus dem Automobilsektor bekannten, Emissionslimitierungen für Kohlenstoffmonoxid und Stickoxiden werden deutlich mehr Verbrennungsprodukte durch die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft, kurz TA Luft, begrenzt. Hierzu gehören beispielsweise Formaldehyd, Ammoniak, Chlor und Schwefelwasserstoff. Zusätzlich wird im Rahmen der 44. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes intensiv über eine weitere Verschärfung der maximal zulässigen Emissionen diskutiert. In der unteren Tabelle sind die aktuellen Grenzwerte der TA Luft 2002 den zukünftigen Grenzwerten gegenübergestellt. Die technologisch größte Herausforderung ist die Verschärfung der Grenzwerte für Formaldehyd bei gleichzeitiger Einhaltung der Werte für Stickoxide. Sowohl für vorhandene als auch neue BHKW sind diese Werte derzeit nicht zu erfüllen, wie aus Messungen des sächsischen LfULG hervorgeht (siehe Tabelle, letzte Spalte).

In Zukunft müssen die Strategien zur Abgasnachbehandlung durch die verschiedenen Verschärfungen nicht nur angepasst, sondern erweitert werden. Dies führt zu höheren Kosten und zu einer Senkung des Gesamtwirkungsgrades. In Folge dessen können Biogasanlagen nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden, was unter Umständen zum Rückbau der Anlage führt. Hier möchte das Projekt WiBgE ansetzen, indem neue Strategien der Emissionsreduktion entwickelt werden. Als wichtigster Ansatz gilt die Reduktion der Emissionen durch Primärmaßnahmen, d.h. der Entstehung dieser Emissionen entgegenzuwirken.

Emission [mg/m³]TA Luft 2002Zukünftige GrenzwerteTypische Werte [LfULG]
Formaldehyd4030 (ab 2018/19)
20 (ab 2020)
20 - 60
Kohlenstoff-1300400 - 2000
Kohlenmonoxid1.00050040 - 400
Stickoxide500100300 - 1000
Schwefeloxide35010020
Gesamtstaub2055 - 10