BHKW-Emissionen sind seit Juni 2019 strenger geregelt. Der Bundestag hat Ende November 2018 der 44. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (44. BImSchV) zugestimmt, mit der die sogenannte MCP-Richtlinie der EU in deutsches Recht umgesetzt wurde. Nach Änderungen im Bundesrat ist die 44. BImSchV am 20. Juni 2019 in Kraft getreten; als Stichtag für Neuanlagen gilt der 20. Dezember 2018.
Die EU-Richtlinie sieht Emissionsgrenzwerte für mittelgroße Feuerungsanlagen für die Luftschadstoffe Schwefeldioxid, Stickoxide und Gesamtstaub vor. Die neue 44. BImSchV soll die bisher in der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) und in der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen geregelten Anforderungen zusammenfassen und an den Stand der Technik anpassen.
Das Wichtigste, was Sie über Emissionen und Emissionsmessung an Ihrer Biogasanlage derzeit wissen sollten, welche Gesetze maßgebend sind und was Sie tun können, um die Emissionsgrenzwerte von morgen bereits heute sicher zu unterschreiten, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Was ändert sich durch die 44. BImSchV für Biogasanlagen?
Eigentlich hätten die auf europäischer Ebene bereits verschärften Emissionsgrenzwerte schon Ende 2017 in deutsches Recht umgesetzt sein sollen. Doch die schleppende Regierungsbildung sorgte für Verzögerung. Seit dem 20. Juni 2019 gilt die 44. BImSchV, in der die neuen Anforderungen und Grenzwerte für Emissionen formuliert sind (und nicht in einer aktualisierten TA Luft).
Maßgeblich für die meisten Anlagen ist die europäische „Medium Combustion Plant Directive“ (MCP-D) für Anlagen mit 1 bis 50 MW Feuerungswärmeleistung. Gemeint ist die mit dem Brennstoff zugeführte Leistung – hier die dem BHKW zugeführte. Allerdings soll das bisherige deutsche Anforderungsniveau, das zum Teil schon über die Vorgaben der Richtlinie hinausgeht, beibehalten werden. Die neue Verordnung unterscheidet stark zwischen Bestands- und Neuanlagen, Änderungen kann es aber immer noch geben.
Die wichtigsten Neuerungen, die Biogasanlagen betreffen, sind:
- Die Stickoxid-Grenzwerte (NOx-Grenzwerte) sind verschärft worden
- Ein Grenzwert für organische Stoffe wurde eingeführt (THC-Grenzwert, angegeben als Gesamtkohlenstoff)
- Die Kohlenmonoxid-Grenzwerte (CO-Grenzwerte) sind verschärft worden
- Es gibt einen Grenzwert für Ammoniak (NH₃-Grenzwert)
- Die Formaldehyd-Grenzwerte (HCHO-Grenzwerte) sind für alle Anlagen verschärft worden
Wie sehen die Grenzwerte für Biogas-Bestandsanlagen aus?
Laut 44. BImSchV sind Bestandsanlagen alle Feuerungsanlagen, die vor dem 20. Dezember 2018 in Betrieb genommen wurden oder für die vor dem 19. Dezember 2017 nach § 4 oder § 16 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes eine Genehmigung erteilt wurde, sofern die Anlage spätestens am 20. Dezember 2018 in Betrieb genommen wurde. Für Biogas-Bestandsanlagen gelten folgende Grenzwerte:
NOx-Grenzwert: Der Grenzwert für NOx liegt bis Ende 2028 bei 500 mg/m³ und reduziert sich laut 44. BImSchV ab dem 1. Januar 2029 auf 100 mg/m³.
THC-Grenzwert: Der neu eingeführte Grenzwert für Gesamtkohlenstoff gilt ebenfalls ab 2029 und liegt bei 1.300 mg/m³.
Grenzwert für Gesamtstaub: Die 44. BImSchV sieht für Biogasmotoren keinen vor.
CO-Grenzwert: Bei fremdgezündeten Motoren mit einer Feuerungswärmeleistung kleiner 3 MW lag er bei 1.000 mg/m³, bei größer 3 MW bei 650 mg/m³. Ab dem 1. Januar 2025 liegt er einheitlich bei 500 mg/m³.
NH₃-Grenzwert: Der Ammoniak-Grenzwert liegt ab dem 1. Januar 2025 bei 30 mg/m³.
Grenzwert für Formaldehyd: Weil Formaldehyd im Jahr 2016 von der EU neu eingestuft wurde und seitdem als krebserregender Stoff klassifiziert ist, gilt auch dafür ein neuer Grenzwert. Er liegt nicht mehr wie in der TA Luft 2002 bei 60 mg/m³, sondern bei nur noch 30 mg/m³. Wurden bei der letzten Emissionsmessung vor dem 5. Dezember 2016 Formaldehydemissionen von bis zu 40 mg/m³ gemessen, müssen die Grenzwerte bereits ab dem 5. Februar 2019 eingehalten werden.
Wie sehen die Grenzwerte für Biogas-Neuanlagen aus?
Falls es nicht explizit anders geregelt ist, gelten sämtliche Grenzwerte für Anlagen, die nach dem 20. Dezember 2018 in Betrieb gehen.
NOx-Grenzwert: Der Grenzwert für NOx lag zunächst bei 500 mg/m³ und liegt seit 2023 bei 100 mg/m³.
THC-Grenzwert: Der neu eingeführte Grenzwert für Gesamtkohlenstoff gilt für Neuanlagen ab 2023 und liegt bei 1.300 mg/m³.
Grenzwert für Gesamtstaub: Die 44. BImSchV sieht für Biogasmotoren keinen vor.
CO-Grenzwert: Er liegt einheitlich bei 500 mg/m³.
NH₃-Grenzwert: Der Ammoniak-Grenzwert liegt bei 30 mg/m³.
Grenzwert für Formaldehyd: Er lag bis Ende 2019 bei 30 mg/m³ und liegt seit 2020 bei nur noch 20 mg/m³.
Was sollten Sie über Nachrüstung und Erweiterung Ihres Katalysators wissen?
Oxidationskatalysator
Nach Verabschiedung der neuen BImSchV müssen bei Bestandsanlagen wahrscheinlich viele Oxidationskatalysatoren nachgerüstet werden, um die Grenzwerte bei Kohlenmonoxid und Formaldehyd einzuhalten. Da sich der Grenzwert für Formaldehyd verschärft hat, muss auch bei Neuanlagen der Oxidationskatalysator (Oxi-Kat) genau geplant werden.
Eines ist klar: In Zukunft muss die Gasqualität passen! Damit die Abgasreinigung mit Katalysatoren dauerhaft und zuverlässig funktioniert, müssen sie durch Feinentschwefelung und Gastrocknung vor Schwefelverbindungen geschützt werden – denn Schwefel ist der Hauptfeind des Oxi-Kats. Die Gasreinigung zur Entschwefelung des Rohbiogases ist daher ein wichtiger Bestandteil Ihrer Anlage. Sie als Betreiber müssen Nachweise über den kontinuierlichen effektiven Betrieb des Katalysators führen.
SCR-Katalysator
Doch nicht nur die Kohlenmonoxid- und Formaldehyd-Grenzwerte haben Einfluss auf die Abgasnachbehandlungstechnologie, auch die Stickoxid-Grenzwerte wirken sich darauf aus. Je nach gefordertem Wert sind sie auf Dauer wohl nur mit einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem einzuhalten – so ist beispielsweise für einen Grenzwert kleiner als 250 mg/m³ ein entsprechendes Abgasnachbehandlungssystem erforderlich. Deshalb wird die Technik des SCR-Katalysators in Zukunft zum Standard bei Biogasanlagen werden. Dabei wird Harnstoff in das heiße Abgas gespritzt, der in Ammoniak zerfällt, das mit den Stickoxiden zu neutralem Stickstoff reagiert. Als weiteres Produkt entsteht Wasser, beim Zerfall des Harnstoffs zudem CO₂. Kohlenmonoxid aus dem Motorabgas sowie überschüssiges Ammoniak baut der anschließende Oxi-Kat ab.
In diesem Zusammenhang wird übrigens der ebenfalls neu eingeführte Grenzwert für Ammoniak relevant werden – der Ammoniak-Gehalt im Abgas hängt von der exakten Dosierung der eingespritzten Harnstoffmenge ab. Da Ammoniak im Katalysator nicht immer vollständig umgesetzt wird (Ammoniakschlupf), werden Sie als Anlagenbetreiber zukünftig eben auch die Ammoniak-Grenzwerte im Blick behalten müssen – neben den Stickoxid-Grenzwerten, gerade auch vor dem Hintergrund, dass der Gesetzgeber diese Grenzwerte womöglich weiter verschärfen wird. Allerdings müssen Sie momentan noch nicht in Panik verfallen: Für Biogas-Bestandsanlagen gilt bis Ende 2028 ein Stickoxid-Grenzwert von 500 mg/m³; dieser Wert kann noch innermotorisch ohne SCR erreicht werden. Neue Erdgasanlagen kamen mit dem bis Ende 2024 geltenden Grenzwert von 250 mg/m³ ebenfalls noch ohne SCR-Katalysator aus.
In jedem Fall müssen Sie als Betreiber Nachweise über die dauerhafte Einhaltung der Emissionsgrenzwerte für Stickoxide führen, zum Beispiel über den kontinuierlichen effektiven Betrieb der Abgasreinigungseinrichtung.
In Zukunft werden Anlagenbetreiber aber wohl einen Oxi- und einen SCR-Katalysator brauchen. Betreiber von Neuanlagen müssen dies gleich bei der Planung berücksichtigen und den entsprechenden Platzbedarf vorsehen, Betreiber von Bestandsanlagen müssen nachrüsten. Auch wenn dies prinzipiell bei jedem BHKW möglich ist, bedeutet es zusätzliche Kosten und zusätzlichen Platz, der möglicherweise knapp ist oder fehlt. Eventuell müssen auch neue Leitungen verlegt werden. Deshalb ist es ratsam, mit dem Hersteller zu planen – kann im Zuge einer ohnehin vorgesehenen Flexibilisierung vielleicht gleich Platz gelassen werden?
Worauf müssen Sie sich als Betreiber einstellen?
Mit der 44. BImSchV sind die Messanforderungen und Kontrollen für Anlagenbetreiber verschärft worden. Konkret bedeutet das:
- Die Stickoxidemissionen müssen jährlich gemessen werden. Läuft das BHKW weniger als 300 Stunden pro Jahr, genügt eine Einzelmessung alle drei Jahre.
- Die Gesamtkohlenstoffemissionen müssen jährlich gemessen werden.
- Die Kohlenmonoxidemissionen müssen jährlich gemessen werden.
- Formaldehyd muss jährlich gemessen werden.
Experten meinen, dass sich die Branche in Zukunft auch auf behördliche Überprüfungen ohne Voranmeldung einstellen sollte, wie dies übrigens bereits in einigen Bundesländern praktiziert wird. Die Grenzwerte müssen nun an allen Motoren einer Anlage jederzeit eingehalten werden. Verstärkte Prüfungen lassen dann keinen Spielraum mehr, etwa den Motor nur für die Emissionsmessung korrekt einzustellen.
Eine enge Abstimmung und Zusammenarbeit mit dem Hersteller Ihrer BHKW-Anlage kann dabei helfen, entsprechende Fragen und Probleme frühzeitig anzugehen und Ihre Anlage dadurch clever für die Zukunft aufzustellen.
Und auch wenn es in Zukunft strengere Vorschriften geben wird, was die Emissionen und Emissionsgrenzwerte angeht – sehen Sie es so: Diese Vorgaben sind eine Herausforderung für uns als BHKW-Hersteller, immer ausgefeiltere Technik zu entwickeln, wie etwa schwefelresistente Oxi-Kats oder Schnellmessgeräte für Formaldehyd. Das Angebot an entsprechender Technik für Ihre Anlagen dürfte also in Zukunft durchaus spannend werden.
