Optimierungspotenziale bei Pelletöfen und Holzpellets zur Emissionsminderung identifiziert
Trotz der Nutzung von Pellets in höchster Qualitätsstufe unterliegen die Staubemissionen bei der Verbrennung starken Schwankungen. Im Rahmen des Forschungsprojekts „FuturePelletSpec 2“ haben Wissenschaftler des Technologie- und Förderzentrums (TFZ) in Kooperation mit den Partnern BIOS und Olsberg untersucht, wie die Emissionen durch eine gezielte Abstimmung von Brennstoff und Ofentechnik reduziert werden können. Ziel der Untersuchung war es, im Sinne der Luftreinhaltung konkrete Optimierungsvorschläge für die Praxis zu erarbeiten.
Einfluss der Ofentechnik auf die Emissionswerte
Da sich Pelletöfen in ihrer konstruktiven Ausgestaltung – etwa beim Brennkammeraufbau, der Schneckenförderung oder der Luftstromkanalisierung – massiv unterscheiden, wurden im Rahmen der Studie vier handelsübliche Geräte sowie ein speziell für die Forschung entwickelter Referenzofen getestet. Letzterer wurde so konzipiert, dass seine Emissionswerte im Betrieb signifikant unter den geltenden Grenzwerten liegen.
Die Testergebnisse verdeutlichten, dass insbesondere zwei technische Merkmale zu einer Reduktion der Kohlenstoffmonoxid- und Staubemissionen führen:
- Automatische Brennstoffregelung: Durch die präzise Steuerung der Pelletmenge, die in die Brennkammer gelangt, wird der Verbrennungsprozess stabilisiert. Dies verhindert Schwankungen in der Emissionsrate. Problematisch erwiesen sich dabei zu kurze Pellets, da eine zu hohe Konzentration dieser in der Brennkammer zu einer unvollständigen Verbrennung führt.
- Optimiertes Brennertopfdesign: Eine effiziente Luftzufuhr, die auf verschiedene Bereiche verteilt wird und Teile der Abgase zur Rezirkulation zurück in die Brennkammer leitet, verbessert die Verbrennungsqualität erheblich.
Kriterien für eine hochwertige Pelletqualität
Parallel zur Untersuchung der Hardware wurden 14 verschiedene Pelletsorten mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften analysiert. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass vor allem der Kaliumgehalt, das Verhältnis von Silizium zu Kalium sowie die Pelletlänge maßgebliche Faktoren für die Emissionsrate sind.
Für einen emissionsarmen Betrieb werden folgende Spezifikationen für Holzpellets empfohlen:
- Ein Aschegehalt von maximal 0,5 Masseprozent.
- Ein Wassergehalt zwischen 5 und 10 Masseprozent.
- Ein geringer Anteil an sehr kurzen Pellets (unter 10 Millimeter Länge).
Forderung nach einem Qualitätslabel
Um die emissionsarme Nutzung zu fördern, schlägt Projektleiter Robert Mack (TFZ) die Einführung eines spezifischen Qualitätslabels für Ofenpellets vor. Ein solches Label würde es Endverbrauchern ermöglichen, gezielt Brennstoffe zu erwerben, die eine optimierte Verbrennung ermöglichen. Die detaillierten Empfehlungen sind in Merkblättern auf der Projektwebsite unter www.tfz.bayern.de/futurepelletspec einsehbar. Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Heimat gefördert. Die vollständigen Ergebnisse sind im TFZ-Bericht Nr. 94 veröffentlicht.