SCR-Katalysator: Wie er funktioniert und welche Vorteile er bringt

Damit ein BHKW wirklich umweltfreundlich und emissionsarm funktionieren kann, ist ein SCR-Katalysator unerlässlich. Dieser wirkt sich nämlich nicht nur extrem positiv auf die Abgaswerte eines BHKW aus. Er hilft dem Anlagenbetreiber darüber hinaus, wichtige Vorschriften wie die 44. BImSchV einzuhalten.

Wie genau das geht, worauf Sie beim Nachrüsten eines SCR-Katalysators in Neu- und Bestandsanlagen achten müssen und wie das System überhaupt funktioniert, erfahren Sie in diesem Beitrag.

So arbeitet ein SCR-Katalysator

SCR steht für „Selektive Katalytische Reduktion“. Eine SCR-Anlage bzw. ein SCR-Katalysator sorgt für eine optimale Abgasreinigung und trägt gleichzeitig zur Emissionsverringerung bei. Somit gehört er zu den wichtigsten Bauteilen eines jeden BHKW.

Das Prinzip, das hinter der Funktion eines SCR-Katalysators steckt, ist dabei denkbar einfach. Mit ihrem Selektiv-Katalysator sorgt die SCR-Anlage für eine Reduktion aller beim Betrieb des BHKW entstehenden Stickoxide. Dafür wird eine Harnstofflösung in das heiße Abgas eingesprüht. Bei genügend hohen Temperaturen zerfällt dieses und gibt Ammoniak frei. Das wiederum reagiert mit Stickoxiden zu neutralem Stickstoff und Wasser. Auf diese Weise hilft die SCR-Anlage, die Emissionen Ihres BHKWs um bis zu 90 % zu reduzieren.

So ist SCR-Katalysator aufgebaut

Ein SCR-Katalysator besteht immer aus zwei Strecken: der Eindüs- und der Mischstrecke. Letztere ist ein Edelstahlrohr, das sich vor dem Abgaswärmetauscher auf der heißen Seite im Abgastrakt befindet. Nach der Mischstrecke im Abgastrakt ist die sogenannte Katalysatorkammer eingebaut. In dieser befindet sich der SCR-Katalysator.

Als Zusatz bzw. als zusätzliches Bauteil beinhaltet die Katalysatorkammer einen Ad-Blue Harnstofflagertank, der eine regelmäßige Befüllung benötigt. Nur so ist eine geeignete Eindüsung gewährleistet. Zudem ist der Harnstoff notwendig, um die Schadstoffe vor dem Eintritt in die eigentliche SCR-Katalysatorkammer zu vermischen und zu reduzieren. Anschließend wird, in Verbindung mit Ad-Blue und dem SCR-Katalysator, das reduzierte Abgas freigegeben.

Wichtig ist, dass der Harnstofftlagertank entweder in einem frostfreien Raum oder in einem Raum mit Begleitheizung in einem Lagercontainer steht. Bei einer guten, dicken Isolierung sowie mit einer Begleitheizung kann der Harnstofftlagertank auch im Freien stehen. Zur weiteren Ausstattung eines SCR-Katalysators gehören zudem eine Dosierstation, eine Pumpe zum Dosieren und Eindüsen sowie ein Druckluftkompressor. Dieser kann die Harnstoffleitungen bei Stillstand freiblasen. Eine Sensorik zum Messen der NOx- und Ammoniak-Werte und der Temperatur darf ebenfalls nicht fehlen.

In enger Verbindung mit der Nutzung von SCR-Katalysatoren stehen die Themen NOx-Monitoring und 44. BImSchV. Denn ein SCR-Katalysator ist wesentlich für die Einhaltung der Abgaswerte, welche die 44. BImSchV vorgibt, verantwortlich.

Die 44. BImSchV – das steckt hinter der Verordnung

Die 44. BImSchV bezieht sich mit ihren Vorgaben auf mittelgroße Feuerungs-, Gasturbinen- und Verbrennungsmotoranlagen, die Emissionen an die Luft abgeben. Sie ist die nationale Umsetzung der europäischen Richtlinie „Mediumsized Combustion Plant Directive“ (MCP). Ziel der Richtlinie ist es, die durch menschliche Tätigkeiten verursachten Umweltauswirkungen zu reduzieren. Dabei spielt der SCR-Katalysator eines BHKW eine tragende Rolle – hilft er doch entscheidend dabei, die Abgaswerte im erlaubten Rahmen zu halten.

Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch, die 44. BImSchV von der sogenannten TA Luft abzugrenzen. Denn bis Ende Juni 2019 wurden alle Emissionsgrenzwerte und Dokumentationspflichten durch die TA Luft geregelt. Die 44. BImSchV ist als neue Verordnung in Kraft getreten und hat alle bisher geltenden Regelungen der TA Luft abgelöst. Und sie hat einige Neuerungen mit sich gebracht. Zum Beispiel strengere Emissionsgrenzwerte und kürzere Messintervalle. Darüber hinaus beinaltet die 44. BImSchV auch neue Pflichten zu Nachweisen, Dokumentationen und Meldungen sowie zum NOx-Monitoring. Das alles zu berücksichtigen kann sich für Anlagenbetreiber schnell zu einer Herausforderung entwickeln. Eine SCR-Anlage verspricht an dieser Stelle einige Erleichterungen. Das gilt insbesondere in Bezug auf das NOx-Monitoring.

Diese Fakten zum NOx-Monitoring sollten Anlagenbetreiber kennen

Jedes BHKW stößt Emissionen aus, darunter die gasförmigen Oxide von Stickstoff (N), Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). Zusammengefasst werden diese Oxide unter der Abkürzung NOx. Die genaue Überwachung der Stickoxidemissionen ist ein wichtiger Bestandteil der 44. BImSchV. Ziel dieses so genannten NOx-Monitorings ist es, die Emissionen eines BHKWs im Blick zu halten. Und zwar durch eine, von qualitativ geeigneten Messeinrichtungen durchgeführte, kontinuierliche und zuverlässige Überwachung. Laut der 44. BImSchV ist jeder Anlagenbetreiber dazu verpflichtet, jederzeit nachweisen zu können, dass seine BHKW-Anlage die erlaubten Emissionsgrenzen von 500 mg/m3 nicht überschreitet. Eine SCR-Anlage, die diese Emissionen reduziert, ist dafür ein sehr gutes Hilfsmittel.

Anlagenbetreiber, die auf SCR setzen, können sogar mehrfach profitieren. Denn in Verbindung mit einem zusätzlichen Katalysator, dem Oxidationskatalysator, lassen sich zudem weitere Abgase wie Kohlenmonoxid und Formaldehyd auf ihren entsprechenden Emissionsgrenzwert reduzieren. Für den gesetzeskonformen Betrieb eines BHKWs ist das ein nicht unerheblicher Vorteil. Außerdem wirkten sich diese Maßnahmen extrem positiv auf die Abgaswerte eines BHKWs aus und erhöhen dessen Umweltfreundlichkeit.

Nachrüstung – ja oder nein? So wichtig ist ein SCR-Katalysator

An dieser Stelle gilt es, zwischen Neuanlage und Bestandsanlage zu unterscheiden. Denn hier schreibt die 44. BImSchV ganz unterschiedliche Regelungen fest:

• Neuanlagen: Hierunter fallen alle BHKW-Anlagen, die am 21. Dezember 2018 oder später in Betrieb genommen und bis zum 17. Dezember 2018 oder später nach §4 oder §16 BImSchG genehmigt wurden. Gleichzeitig gehören jene BHKW zu den Neuanlagen, die am 20. Dezember 2018 in Betrieb genommen und am 17. Dezember 2018 oder später genehmigt wurden.
• Bestandsanlagen: Hierzu zählen sämtliche Anlagen, die vor dem 17. Dezember in Betrieb genommen wurden.

Während Neuanlagen meistens standardmäßig über einen SCR-Katalysator verfügen und damit in Sachen Emissionen auf der sicheren Seite sind, müssen Bestandsanlagen meist nachgerüstet werden. Das ist zwar prinzipiell bei jeder Anlage möglich, bedeutet jedoch zusätzliche Kosten und einen erhöhten Platzbedarf. Auf eine SCR-Anlage verzichten sollten Anlagenbetreiber trotzdem nicht – gelten die Vorgaben der 44. BImSchV doch verpflichtend. Darüber hinaus sind sie langfristig nur mit einem SCR-Katalysator einzuhalten. Somit ist eine Nachrüstung nicht nur empfehlenswert, sondern auf Dauer auch unumgänglich.

Gut beraten mit einem erfahrenen Servicepartner

Die Nachrüstung mit einem SCR-Katalysator ist jedoch nicht einfach und sollte nicht in Eigenregie des Anlagenbetreibers erfolgen. Deswegen empfiehlt es sich, auf einen kompetenten BHKW Servicepartner zu setzen, der sich umfassend mit dem Thema und allen dazugehörigen Anforderungen auskennt. Nur so ist ein zuverlässiger Betrieb der SCR-Anlage gewährleistet.

Ihr Experten-Team von EPS BHKW hilft Ihnen gerne dabei. Denn in unserem Team haben wir genau die richtigen Ansprechpartner rund um das Thema „SCR-Anlage“ für Sie. Kontaktieren Sie uns, wir beraten Sie gerne!