Emissionsverringerung

Emissionsverringerung ist ein Schlüsselaspekt moderner Umwelttechnik, insbesondere in der Motoren- und Fahrzeugtechnologie. Um die Auswirkungen von Verbrennungsmotoren auf die Umwelt zu minimieren, werden verschiedene technologische Verfahren eingesetzt. Zu den Hauptverfahren gehören das katalytische Verfahren, SCR (Selective Catalytic Reduction) und das LEANOX-Verfahren.

Katalytisches Verfahren

Das katalytische Verfahren verwendet einen Oxidationskatalysator, der in einem Edelstahlgehäuse untergebracht ist und ein fester Bestandteil moderner Abgasreinigungssysteme sowohl für Otto- als auch für Dieselmotoren ist. Dieser Katalysator wandelt schädliche Abgasbestandteile wie Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) durch chemische Reaktionen in harmlosere Stoffe wie Kohlendioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) um. Stickoxide (NOx) baut er nicht ab: Das leistet bei Motoren mit stöchiometrischer Verbrennung (λ = 1) ein Drei-Wege-Katalysator, im Magerbetrieb das SCR-Verfahren.

Selektives katalytisches Reduktionsverfahren (SCR)

SCR ist eine Technologie, die speziell zur Reduzierung von Stickoxiden in den Abgasen von Motoren entwickelt wurde. Bei diesem Verfahren wird eine Harnstofflösung als Reduktionsmittel eingespritzt, aus der im heißen Abgas Ammoniak entsteht. Die Reaktion im Katalysator führt zu einer Umwandlung von Stickoxiden in Stickstoff und Wasser. Moderne SCR-Systeme erreichen hohe Reinigungsgrade. Interessanterweise kann das so gereinigte Abgas sogar zur CO₂-Düngung in Gewächshäusern genutzt werden. Mehr dazu erklärt der Eintrag Selektive katalytische Reduktion (SCR).

LEANOX-Verfahren

Das von Jenbacher entwickelte LEANOX-Verfahren optimiert die Verbrennung durch den Betrieb mit großem Luftüberschuss. Dadurch werden die Verbrennungstemperaturen gesenkt und die Bildung von Stickoxiden (NOx) im Brennraum stark reduziert. Um den Anstieg von CO- und HC-Emissionen bei magerer Betriebsweise zu kompensieren, wird zusätzlich ein Oxidationskatalysator verwendet. Für BHKW mit 1 bis unter 50 Megawatt Feuerungswärmeleistung gelten die Emissionsgrenzwerte seit 2019 nach der 44. Bundes-Immissionsschutzverordnung (44. BImSchV). Das LEANOX-Verfahren erreicht je nach Auslegung Emissionswerte von 500 bzw. 250 mg/Nm³ NOx. Noch strengere Grenzwerte, wie die von der 44. BImSchV teilweise geforderten 100 mg/Nm³, können über den Einsatz eines SCR-Katalysators eingehalten werden. Weitere Vorteile des LEANOX-Verfahrens umfassen einen reduzierten spezifischen Kraftstoffverbrauch, Leistungssteigerung durch Aufladung, geringere thermische Belastung des Motors und die Vermeidung von Sensoren in kritischen Bereichen, was die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit erhöht.

Fazit

Diese Verfahren tragen signifikant zur Reduktion schädlicher Emissionen bei und unterstützen die Einhaltung internationaler Umweltnormen. Sie verbessern nicht nur die Umweltverträglichkeit von Verbrennungsmotoren, sondern bieten auch wirtschaftliche Vorteile durch effizienteren Betrieb und geringere Betriebskosten. Mit fortschreitender Entwicklung und Optimierung dieser Technologien kann eine weitere Verringerung der Umweltbelastung durch motorisierte Fahrzeuge und Anlagen erwartet werden.