Ziel der Entwicklung
Die im Sinne des Klimaschutzes und unter Berücksichtigung der Endlichkeit der Ressourcen an fossilen Brennstoffen notwendige Abkehr von den traditionellen Brennstoffen Kohle, Öl, Erdgas sowie von der Kernenergie für die Erzeugung von Wärme und Elektroenergie führt zu verstärktem Einsatz regenerativer Energien, auch der Verbrennung von Biomasse.
Mit der Verbrennung von Biomasse, vor allem Holz, ist die Entstehung gesundheitsschädlicher Verbrennungsnebenprodukte (Unverbranntes, Teer, Feinstaub, Ruß, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Schadgase) unvermeidbar.
Auf Grundlage der vorliegenden Erkenntnisse bezüglich der Überschreitung der Schadstoffgrenzwerte in realitätsnahem Betrieb der Biomasse-Feuerungsanlagen sind primäre und sekundäre Maßnahmen zu deren Einhaltung erforderlich, aber durch namhafte Hersteller lediglich unter Prüfbedingungen realisiert.
Trotz weiterer Optimierungsbemühungen zur Entwicklung emissionsarmer Feuerstätten durch Primärmaßnahmen (z. B. aktive Regelungstechnik) ist davon auszugehen, dass diese infolge der Anforderungen an die Realisierung funktionsgerechter Strömungsverhältnisse im Brennraum begrenzt sind, so dass der Entwicklungsschwerpunkt für die weitere Schadstoffreduzierung auf den Sekundärmaßnahmen wie z. B. passive Systemkomponentenoptimierung liegt.
Vorteile und Lösungen
Der Einsatz offenzelliger zellularer Metalle als Werkstoff für Filter und Katalysatoren ist aus dem Bereich der Abgasbehandlung bekannt. Dabei werden Metallschäume in der chemischen und petrochemischen Industrie als Katalysatorträger für Prozesse der heterogenen Katalyse eingesetzt. Als besonders vorteilhaft für die Verwendung dieser Schäume werden nachstehende Eigenschaften genannt:
– hohe Anpassungsfähigkeit der Porengröße zur Einstellung des Filtrationsgrades
– große Oberfläche mit guter Beschichtbarkeit
– geringer Druckverlust
– Möglichkeit der Regeneration
Es besteht die Möglichkeit, die metallischen Schäume entweder zu legieren oder zu beschichten, wobei nach Aussagen des Herstellers Alantum eine „praktisch grenzenlose Einstellbarkeit des Legierungsprozesses“ besteht.
Zielgruppe und Zielmarkt
Für Deutschland lässt sich der Marktbedarf durch folgende Zahlen unterstreichen: Derzeit existieren 0,54 Millionen Heizkessel für feste Brennstoffe, etwa 14 Millionen so genannter Einzelraumfeuerstätten und über 200.000 jährlich neu in Betrieb gehende Holzfeuerungsanlagen. Eine Entwicklung, die aus energiepolitischen und Umweltschutzgründen gewollt ist, aber erhebliche gesundheitliche Risiken für die Bevölkerung in sich birgt, da mit der Marktzulassung neuer Kleinfeuerungsanlagen bisher nicht deren umweltgerechter Betrieb gewährleistet ist. Somit werden mit diesem Forschungs- und Entwicklungsprojekt sämtliche Hersteller von Feststofffeueranlagen für kleine und mittlere Einsatzgebiete angesprochen.