Zu den festen Sekundärbrennstoffen (SRF) zählen nicht gefährliche Abfälle wie Papier, Kunststoffe, Textilien oder Holz, der als Brennstoff verbrannt werden können und bestimmte Qualitätsspezifikationen erfüllen. Die Energiegewinnung aus Abfallmaterialien kann mehrere Umweltvorteile bieten, wie die Reduzierung des Einsatzes fossiler Brennstoffe und die Vermeidung von Deponieabfällen.
Measurlabs bietet ein umfassendes Angebot an SRF-Prüfdienstleistungen, um Unternehmen dabei zu unterstützen, sicherzustellen, dass der von ihnen produzierte oder geplant einzusetzende Brennstoff alle geltenden Qualitätsstandards erfüllt – und dass die damit verbundenen Emissionen korrekt berechnet werden, in Übereinstimmung mit Vorschriften wie der EU Monitoring- und Berichterstattungsverordnung (MRR).
SRF-Definition und -Klassifizierung
SRF ist eine Untergruppe von Ersatzbrennstoffen (RDF), bei denen es sich um feste, nicht gefährliche Abfälle handelt, die als Energieträger verbrannt werden können. Um als SRF klassifiziert zu werden, müssen Ersatzbrennstoffe die in der Norm EN ISO 21640 festgelegten technischen Spezifikationen erfüllen. Darüber hinaus müssen SRF in einigen europäischen Ländern oder bestimmten kommerziellen Kontexten möglicherweise zusätzliche Normen erfüllen.1
Die Norm EN ISO 21640 klassifiziert SBS in fünf Klassen auf Basis des Heizwerts (NCV) sowie des Chlor- und Quecksilbergehalts. Die Klassenkriterien, die ein Sekundärbrennstoff erfüllen muss, hängen von seiner vorgesehenen Anwendung ab. So fordert die Zementindustrie häufig SBS der Klasse 1 oder 2, während Brennstoffe der Klassen 3 und 4 häufiger in der Zellstoff- und Papierindustrie sowie in der chemischen Industrie eingesetzt werden.
Tabelle 1: Klassen von SRF gemäß EN ISO 216403
Klassifizierungsmerkmal | Einheit | Kriterien der Klasse 1 | Klasse-2-Kriterien | Klasse-3-Kriterien | Kriterien der Klasse 4 | Kriterien der Klasse 5 |
Unterer Heizwert (Mittelwert) | MJ/kg | ≥25 | ≥20 | ≥15 | ≥10 | ≥3 |
Chlorgehalt (Cl) (Mittelwert) | % in Masse (dm) | ≤0,2 | ≤0,6 | ≤1,0 | ≤1,5 | ≤3 |
Quecksilber (Hg)-Gehalt (Median) | mg/MJ | ≤0,02 | ≤0,03 | ≤0,05 | ≤0,10 | ≤0,15 |
Quecksilbergehalt (80. Perzentil) | mg/MJ | ≤0,04 | ≤0,06 | ≤0,10 | ≤0,20 | ≤0,30 |
Behandlung von SRF im Rahmen des EU-Emissionshandels
Im EU-Emissionshandelssystem (ETS) werden CO2-Emissionen je nach Herkunft des Kohlenstoffs unterschiedlich bewertet. Der Emissionsfaktor von nachhaltig gewonnener Biomasse beträgt null, was bedeutet, dass CO2-Emissionszertifikate nur für den fossilen Anteil der durch die Verbrennung von SRF verursachten Gesamtemissionen benötigt werden.4 Der Biomasseanteil der CO2-Emissionen kann mittels Radiokohlenstoffanalyse bestimmt werden, um eine genaue Überwachung und Berichterstattung im Rahmen des EU-ETS sicherzustellen.
Welche Herausforderungen sind mit der Verwendung von SRFs verbunden?
Rückgewonnene Kraftstoffe weisen im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen eine größere Variabilität in ihren physikalischen Eigenschaften und ihrer chemischen Zusammensetzung auf. Häufige technische Herausforderungen, die sich daraus ergeben, sind:5
Unzureichender oder inkonsistenter Energiegehalt, der es erschwert, die angestrebte Temperatur zuverlässig zu erreichen.
Übermäßiger Feuchtigkeitsgehalt, der den unteren Heizwert, das Mahlen und die Pulverisierung negativ beeinflussen kann.
Elementare Verunreinigungen, die während des Prozesses unerwünschte Nebenprodukte verursachen können. Einige Beispiele:
Chlor, das Nebenprodukte bilden kann, die sich negativ auf Verarbeitungsanlagen auswirken
Schwefel, Phosphor und Metalloxide, die in einigen Branchen die Produktqualität beeinträchtigen können
Quecksilber, das nach dem Verbrennungsprozess verschiedene Umwelt- und Gesundheitsprobleme verursachen kann.
Nichterfüllung physikalischer Anforderungen hinsichtlich Partikelgröße, Form oder Dichte, was zu unvollständiger Verbrennung oder Schäden am Verarbeitungssystem führt.
Die Bewältigung dieser Herausforderungen erfordert eine robuste Qualitätskontrolle während des gesamten SRF-Produktionsprozesses.
Standardisierte Prüfung zur Bestimmung der SRF-Qualität
Nachfolgend sind einige der gängigsten Qualitätsparameter für SBS, Standardmethoden zu ihrer Bestimmung sowie die Kriterien, die der Brennstoff hinsichtlich der einzelnen Parameter für bestimmte Schlüsselanwendungen erfüllen muss, aufgeführt:6
Energiegehalt (unterer Heizwert, NCV) kann mithilfe von ISO 21654 bestimmt werden.
Verwendet Bombenkalorimetrie, die auf die Zusammensetzung und Eigenschaften von SRF zugeschnitten ist; ersetzt EN 15400.
Kohlekraftwerke benötigen in der Regel SRF mit einem Heizwert von mehr als 11 MJ/kg, während der Hauptbrenner in der Zementindustrie einen NCV von über 21 MJ/kg erfordert.
Der Feuchtigkeitsgehalt wird häufig nach CEN/TS 15414-1 bestimmt.
Verwendet eine Ofentrocknungsmethode speziell für SRF, basierend auf EN 14774 für feste Biobrennstoffe.
Einige industrielle Anwendungen erfordern SRFs mit sehr geringem Feuchtigkeitsgehalt, beispielsweise etwa 7–12 % für einen Kalkbrennofen, während andere einen höheren Feuchtigkeitsgehalt tolerieren, wie etwa 20–50 % für Braunkohle-Trockenfeuerungskessel in Kohlekraftwerken.
Der Aschegehalt kann nach ISO 21656 bestimmt werden.
Beinhaltet die Messung der Restasche nach vollständiger Verbrennung des SRF, ersetzt EN 15403.
Die Anforderungen variieren von <2–10 % der Trockenmasse in Kalkbrennöfen bis <15–30 % in Kohlekraftwerken, wobei der spezifischere Grenzwert von der Ofentechnologie abhängt.
Eine Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Schwefel-(CHNS-)Analyse wird häufig nach ISO 21663 durchgeführt.
Misst die Zielelemente mittels instrumenteller Methode, ersetzt EN 15407.
Der Schwefelgehalt von SBS muss in der Kalk- und Abfallverwertungsbranche (Waste-to-Energy, WtE) bestimmte Grenzwerte unterschreiten.
Der Gehalt an Schwefel, Chlor, Fluor und Brom kann gemäß EN 15408 bestimmt werden.
Beinhaltet die Messung des entstehenden Gases nach vollständiger Verbrennung, ersetzt CEN/TS 15408.
Die resultierende Chlormessung ist eine der Hauptkomponenten des SRF-Klassifizierungssystems.
Ein Partner für alle Ihre SRF-Testanforderungen
Measurlabs bietet alle Analysen, die zur Klassifizierung von Sekundärbrennstoffen, zur Überprüfung ihrer Eignung für bestimmte Brenner und zur Berechnung der resultierenden Emissionen gemäß dem EU-Emissionshandelssystem erforderlich sind. Zu unseren beliebtesten EBS-Tests gehören folgende:
Standard-SRF-Analysepaket, das Feuchtigkeitsgehalt, Aschegehalt, Heizwert, CHNS(O) und 13 Schwermetalle abdeckt
Biogene Kohlenstoffanalyse auf Basis der Radiokohlenstoffmethode zur Bestimmung des Biomassenanteils für die EU-EHS-Berichterstattung
Zusätzliche Tests zur Bestimmung weiterer Parameter, wie Partikelgrößenverteilung sowie Schwefel- und Halogengehalt.
Kontaktieren Sie uns mit einer kurzen Beschreibung Ihrer Proben und Ziele, und wir erstellen Ihnen ein maßgeschneidertes Angebot, das etwaige Mengenrabatte für Ihre Probenmengen berücksichtigt.
Quellenverzeichnis
1 Österreich, Frankreich, Deutschland und Italien haben zusätzliche Qualitätsanforderungen. Siehe 8.1.3, Other national quality classifications, in dem Leitfaden der Europäischen Investitionsbank (EIB)Managing refuse-driven and solid recovered fuels: Best practice options for EU countries.
2 Die Abbildung ist adaptiert aus Abbildung 1 in Abschnitt 2.1 der EIB-Richtlinie zur Verwaltung von Sekundärbrennstoffen und aufbereiteten Festbrennstoffen.
3 Basierend auf ISO 21640:2021, Tabelle 2 – Klassifizierung von festen Sekundärbrennstoffen.
4 Siehe Durchführungsverordnung der Kommission (EU) 2018/2066 zur Überwachung von und Berichterstattung über Treibhausgasemissionen, insbesondere Artikel 38 zu Biomasse-Quellströmen und Artikel 39 zur Bestimmung des Biomassenanteils.
5 Siehe Abschnitt 2.5 in der EIB-Richtlinie.
6 Die branchenspezifischen Anforderungen basieren auf Tabelle 3 in Abschnitt 2.5 der EIB-Richtlinie.