DBFZ entwickelt mobile Miniaturanlage zum Katalysatorentest an Bioenergieanlagen

Im Rahmen des vom BMU geförderten Kooperationsprojektes "REMISBIO - Maßnahmen zur Reduzierung von Emissionen von Biogasanlagen"  verfügt das DBFZ seit Oktober 2013 über eine mobile Miniaturanlage zum Katalysatorentest an Verbrennungsanlagen auf Basis Bioenergie. Mit der Anlage können im Rahmen des REMISBIO-Vorhabens zu entwickelnde Katalysatoren unter realen Bedingungen getestet werden. Perspektivisch soll die mobile Anlage auch externen Biogasanlagenbetreibern, Katalysatorherstellern und anderen Interessenten zugänglich gemacht werden.

Die vom DBFZ entwickelte Anlage erlaubt es, Katalysatoren für die katalytische Nachverbrennung von Abgasen aus mit Biogas betriebenen Blockheizkraftwerken (BHKW) mit realem Abgas hinsichtlich der Aktivität und Stabilität zu testen. Damit sind Untersuchungen möglich, ohne dass dabei der Betrieb des BHKW gestört wird. Neu entwickelte Katalysatoren müssen mit der Testanlage nicht mehr direkt in den Abgastrakt des BHKW ein- und ausgebaut werden, was mit dem Abschalten des BHKW verbunden wäre, sondern können extern mit dem Abgas der bestehenden Anlage getestet werden. Zudem können monolithische Katalysatoren in einem deutlich kleineren Maßstab eingesetzt werden, was den Aufwand beim Katalysatorscreening erheblich reduziert. 

Die grundlegende Inbetriebnahmeprüfung erfolgte am 02. Oktober 2013 zunächst am BHKW der Forschungsbiogasanlage des DBFZ. In einem nächsten Schritt soll die Anlage an einem realen BHKW mit vielversprechenden Katalysatoren auf vollständige Funktionstüchtigkeit geprüft werden. Nach der Inbetriebnahme am Praxis-BHKW ist es das Ziel, Katalysatorproben, die im Rahmen des genannten Kooperationsvorhabens von der Firma Heraeus entwickelt wurden, an einem BHKW im Feldbetrieb vom Hersteller MWM zu testen. Perspektivisch soll die Anlage aufgrund der mobilen Einsatzmöglichkeiten sowohl Biogasanlagenbetreibern wie Katalysatorentwicklern und Herstellern, Umweltverbänden und –organisationen sowie Motorenherstellern und Verfahrens- und Verbrennungstechnikern auf Wunsch und unter wissenschaftliche Betreuung durch DBFZ-Mitarbeiter zur Verfügung gestellt werden.
 
Hintergrund "REMISBIO"
Das Kooperationsvorhaben REMISBIO thematisiert die Minderung des Methanschlupfes an mit Biogas betriebenen Blockheizkraftwerken. Als Methanschlupf wird der Teil des als Brennstoff verwendeten Methans (Biogas) bezeichnet, der unverbrannt das BHKW verlässt und in die Atmosphäre gelangt. Die Methankonzentrationen im Abgas sind dabei abhängig vom BHKW-Typ und liegen ungefähr im Bereich von 1.000 und 5.000 ppm. Für Methan im Abgas aus entsprechenden BHKW wurde im Gegensatz zu den Schadstoffen Formaldehyd und Kohlenstoffmonoxid bisher kein Grenzwert eingeführt. Allerdings erscheint die Einführung von Methan-Emissionsgrenzwerten im Hinblick auf das Treibhausgaspotenzial des Methans in naher Zukunft als nicht unwahrscheinlich. Aufgrund der Stabilität des Methans können mit den bereits an BHKW verbauten heute verfügbaren Oxidationskatalysatoren unter den vorherrschenden Bedingungen die Methanemissionen nicht gemindert werden. Diese Katalysatoren sind für die Oxidation der Formaldehyd- und Kohlenstoffmonoxidemissionen ausgelegt. Katalysatoren, welche auch unter diesen Bedingungen ausreichend aktiv für die Methanoxidation sind und ausreichend hohe Standzeiten aufweisen, sind derzeit am Markt nicht verfügbar.