Emissionsüberwachung – Normen, Vorschriften und angemessene Lösungen

Mehrere EU-Richtlinien und nationale Gesetze in europäischen Ländern schreiben die kontinuierliche Überwachung von Rauchgasemissionen in Müllverbrennungsanlagen, Kraftwerken, Zementwerken sowie anderen Industrieanlagen vor. Durch die Verschärfung von Grenzwerten ist die Nachfrage nach Emissionsmessungen in den letzten Jahren stark angestiegen. Es ist davon auszugehen, dass sich dieser Trend auch in Zukunft fortsetzen wird. Wir bei Gasmet bieten Messsysteme von Weltklasse für die kontinuierliche Emissionsüberwachung. Wir sind bestrebt, unsere*n Kund*innen bei der Einhaltung von Umweltauflagen und beim Erlangen von entsprechendem Prozess-Know-how zu unterstützen.

Was ist die Richtlinie über Industrieemissionen (IED)?

In der Richtlinie über Industrieemissionen werden die Anforderungen an die Emissionsüberwachung in Industrieanlagen, wie z. B. Müllverbrennungsanlagen und Großfeuerungsanlagen, beschrieben.

Die Richtlinie über Industrieemissionen (IED) legt unter anderem folgendes fest:

  • Arten von Anlagen, die kontinuierliche Emissionsüberwachung (CEM) durchführen müssen
  • Erforderliche Genauigkeit der Emissionsüberwachungsmessungen
  • Verbindliche Anforderungen an Umweltinspektionen
  • Festlegung und Aktualisierung von Emissionsgrenzwerten (ELV), die auf besten verfügbaren Techniken (BVT) beruhen müssen

Das übergeordnete Ziel der Richtlinie über Industrieemissionen ist ein integriertes Konzept für die Vermeidung und Kontrolle von Emissionen in die verschiedenen Umweltmedien wie Luft, Wasser und Boden zu schaffen und gleichzeitig ein wirtschaftliches Gleichgewicht für Unternehmen zu erreichen.

BREF-Dokumentation und BVT-Schlussfolgerungen zeigen vorgeschriebene Messtechniken auf

Die Richtlinie über Industrieemissionen verpflichtet die Anlagenbetreiber*innen bei der Emissionsüberwachung die besten verfügbaren Techniken (BVT) anzuwenden. Diese Techniken werden in den Referenzdokumenten für die besten verfügbaren Techniken (BREF) beschrieben.

In den BVT-Merkblättern werden eine Reihe von industriellen Prozessen und deren jeweilige Betriebsbedingungen und Emissionsraten beschrieben. Im Zuge des technischen Fortschritts werden die besten verfügbaren Techniken neu bewertet und die BVT-Merkblätter aktualisiert.

Die BVT-Merkblätter enthalten BVT-Schlussfolgerungen, in denen die empfohlenen BVT-assoziierten Emissionswerte (BAT-AEL) für die Emissionsgrenzwerte (ELV) der verschiedenen Anlagen aufgeführt sind. Auf der Grundlage dieser Emissionsgrenzwerte verhandeln die Anlagenbetreiber*innen mit den örtlichen Behörden über ihre Umweltgenehmigungen.

Müllverbrennung – BREF und BAT

Die BVT-Referenzdokumente für die Abfallverbrennung (WI BREF) sind das Ergebnis eines Informationsaustauschs zwischen den EU-Mitgliedstaaten, den betroffenen Branchen, Nichtregierungsorganisationen und der Europäischen Kommission.

Das Hauptziel der WI BVT-Schlussfolgerungen ist die Verringerung der Emission schädlicher Verbindungen in Luft und Wasser aus verschiedenen Abfallanlagen. Das BVT-Merkblatt definiert die technische Grundlage und die BVT-assoziierten Emissionswerte (BAT-AELs) für die nationalen Behörden in der EU, um Genehmigungsbedingungen für Industrieanlagen festzulegen.

Müllverbrennungsanlagen müssen folgende Emissionen überwachen:

  • Schwefeldioxid (SO2)
  • Stickstoffoxide (NOx)
  • Kohlenmonoxid (CO)
  • Chlorwasserstoff (HCl)
  • Fluorwasserstoff (HF)
  • Kohlenwasserstoffe
  • N2O (in bestimmten Fällen)
  • Ammoniak (NH3) (falls die Anlage ein SCR- oder SNCR-System zur Reduzierung von Stickoxiden verwendet)
  • Quecksilber (Hg)
  • Dioxine und Furane
  • Feinstaub

Gemäß den WI BREF (2019) müssen Müllverbrennungsanlagen in Europa die neuen Grenzwerte bis spätestens 2023 einhalten.

Lesen Sie mehr über die Emissionsüberwachung der Abfallverbrennung.

Großfeuerungsanlagen (LCP) – BREF und BAT

Die Referenzdokumente für Großfeuerungsanlagen BVT (LCP BREF) beziehen sich auf Feuerungsanlagen mit einer Gesamtfeuerungswärmeleistung von mehr als 50 MW.

Die EU-Richtlinie über Industrieemissionen enthält Anforderungen an die Emissionsüberwachung von Großfeuerungsanlagen, die in den „Schlussfolgerungen zu den besten verfügbaren Techniken für Großfeuerungsanlagen” (LCP BREF) behandelt werden.

Das LCP-BREF enthält neue Emissionsgrenzwerte (ELV) für:

  • Schwefeldioxid (SO2)
  • Stickstoffoxide (NOx)
  • Kohlenmonoxid (CO)
  • Quecksilber (Hg)
  • Feinstaub
  • Ammoniak (NH3) (falls die Anlage ein SCR- oder SNCR-System zur Reduzierung von Stickoxiden verwendet)

Gemäß dem LCP-Merkblatt müssen große Wärmekraftwerke in Europa die neuen Grenzwerte seit spätestens 2021 einhalten.

Lesen Sie mehr über die Emissionsüberwachung in Kraftwerken.

Emissionsüberwachung in anderen Industrieanlagen

Zementherstellung – anzuwendende BREF und BAT abhängig von Brennstoffart

Die Zementindustrie ist einer der größten Verursacher von CO2-Emissionen, was vor allem auf die riesigen Produktionskapazitäten und den Kalzinierungsprozess zurückzuführen ist, der einen wichtigen Bestandteil in der Zementherstellung bildet. Die Emissionen aus der Zementherstellung müssen gemäß den örtlichen Emissionsvorschriften kontinuierlich überwacht werden.

Falls der Zementofen Abfall als Brennstoff verwendet, wird die Anlage als Abfallverbrennungsanlage eingestuft. Als solche unterliegt sie den BAT-Referenzdokumenten (WI BREF) für die Abfallverbrennung.

Wenn der Zementofen andere Brennstoffe als Abfall verwendet, wird die Produktionsanlage als Verbrennungsanlage eingestuft. Wenn sie groß genug ist, unterliegt sie den BVT-Merkblättern für Großfeuerungsanlagen (LCP BREF).

Lesen Sie mehr über die Emissionsüberwachung bei der Zementherstellung.

Aluminumproduktionsanlagen

In Aluminiumhütten werden bei der Anreicherung von Aluminium CO2-Emissionen und verschiedene Fluoridverbindungen freigesetzt. Diese Emissionen sollten genau gemessen werden, um sicherzustellen, dass die Schmelzanlage ihre Emissionsgrenzwerte nicht überschreitet.

Lesen Sie mehr über die Emissionsüberwachung in der Aluminiumproduktion.

Produktionsanlagen für Düngemittel und Salpetersäure

Die wichtigste Chemikalie bei der Düngemittelherstellung ist Salpetersäure, die wiederum aus Ammoniak hergestellt wird. Neben den CO2-Emissionen aus der Düngemittelproduktion entstehen bei diesem Prozess auch Stickoxide (NOx), Ammoniak (NH3) und Distickstoffoxid (N2O). Diese Verbindungen sind sowohl sehr schädlich für die Umwelt als auch giftig für den Menschen.

Lesen Sie mehr über die Emissionsüberwachung in Düngemittel- und Salpeterproduktionsanlagen.

Überwachung industrieller Emissionen von Quecksilber, POPs, Gasen und Rohgasen

Kontinuierliche Überwachung von Quecksilberemissionen

Quecksilber kann für den Menschen und andere Lebewesen schädlich sein, wenn es beispielsweise über Industrieemissionen in die Atmosphäre oder ins Wasser gelangt. Daher ist eine kontinuierliche Überwachung der Hg-Emissionen von Quellen der Quecksilberverschmutzung, wie z. B. Industrieanlagen, unerlässlich. Die kontinuierliche Überwachung von Quecksilber ist der effizienteste Weg, um Gefahren für Mensch und Umwelt durch Hg in der Luft zu vermeiden.

Die kontinuierliche Messung von Quecksilber kann sich als schwierig erweisen, da Quecksilber in vielen Formen vorliegt. Die meisten kontinuierlichen Quecksilbermessverfahren basieren auf der Messung von elementarem Quecksilber (Hg0), was dazu führt, dass alle Hg-Verbindungen, wie z. B. HgCl2, in elementares Quecksilber umgewandelt werden müssen. Aus diesem Grund müssen bei der Entwicklung von Systemen für die Quecksilbermessung besondere Merkmale berücksichtigt werden.

Die Technologie, die wir bei Gasmet zur Messung von Quecksilberspuren verwenden, heißt CVAF (Kaltdampf-Atomfluoreszenzspektrometrie). Diese Technik ist sehr selektiv und hochempfindlich, so dass auch extrem niedrige Quecksilberkonzentrationen akurat gemessen werden können.

Unsere Technologie ist zudem auch zukunftssicher, da sie den weltweit niedrigsten nach EN 15267 zertifizierten Bereich ermöglicht und somit die Technologie bereits jetzt für künftige strengere Emissionsgrenzwerte gerüstet ist.

Emissionsüberwachung von Dioxin und Furan

Dioxine, Furane und andere persistente organische Schadstoffe (POPs) können für lebende Organismen schädlich sein. Da sich diese Verbindungen im Fettgewebe von Tieren anreichern, wandern sie durch die Nahrungskette und gelangen schließlich in den menschlichen Körper. Die Exposition gegenüber diesen Verbindungen kann zu schwerwiegenden gesundheitlichen Folgen, wie z. B. Krebs, führen.

Dioxine und Furane sind Nebenprodukte von Verbrennungsprozessen und stammen z. B. aus der Abfallverbrennung oder aus metallurgischen Prozessen. Aus diesem Grund ist die Überwachung der Dioxin- und Furanemissionen eine wichtige Aufgabe für die Betreiber von Industrieanlagen.

Eine wirksame Dioxinüberwachung setzt voraus, dass die Probenahmezeit lang genug ist – vorzugsweise zwei Wochen oder länger. Eine kurzfristigen Überwachung (z. B. 8-stündige Probenahmezeiträume) würde nicht die gesamte Betriebszeit einer Anlage berücksichtigt, was wiederum die Ergebnisse beeinträchtigten würde.

Unsere Lösung verwendet isokinetische Probenahmen, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Die Idee besteht darin, die Probe mit der gleichen Geschwindigkeit, die auch der Gasstrom aufweist, zu entnehmen, um zu verhindern, dass die Partikel die Sonde verfehlen, was sich möglicherweise auf die Ergebnisse auswirken könnte.

Kund*innenfall: Zuverlässige Dioxinüberwachung für Ökoforschung

Die kontinuierliche Überwachung anderer Gase

Kontinuierliche Emissionsüberwachungssysteme werden in der Regel zur gleichzeitigen Messung von 16 Gasen eingesetzt: Wasser H2O, Kohlendioxid CO2, Kohlenmonoxid CO, Distickstoffoxid N2O, Stickstoffoxid NO, Stickstoffdioxid NO2, Schwefeldioxid SO2, Chlorwasserstoff HCl, Fluorwasserstoff HF, Ammoniak NH3, Methan CH4, Ethan C2H6, Propan C3H8, Ethylen C2H4, Hexan C6H14 und Formaldehyd CH2O.

Die Messungen dieser Gasschadstoffe müssen in Übereinstimmung mit den jeweiligen örtlichen Umweltvorschriften durchgeführt werden. In vielen Ländern muss die Emissionsmesstechnik auf ihre Eignung hin geprüft werden, in Europa zum Beispiel gemäß den Anforderungen aus der EN 15267.

Eine der am häufigsten eingesetzten Technologien zur Messung von Gasemissionen ist die FTIR (oder Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie). Hierbei handelt es sich um eine leistungsstarke Gasmesstechnik für die gleichzeitige Messung mehrerer Gase. Dies ist möglich, indem das gesamte Infrarotspektrum auf einmal gescannt wird.

Der große Vorteil der FTIR-Technologie ist ihre Anpassungsfähigkeit an steigende Anforderungen. Schnelle Änderungen der Messbereiche und Ergänzungen der Liste der gemessenen Gase sind ohne weiteres möglich. Neue Gase und Gasbereiche können jederzeit auch von den Anwender*innen selbst in die Analyse aufgenommen werden, ohne dass Änderungen an der Hardware erforderlich wären.

Rohgasmessungen

Rohgase sind unbehandelte Rauchgase, die noch kein Emissionskontrollsystem durchlaufen haben. Diese Verbindungen werden in der Regel zur Prozesskontrolle und Gewährleistungsverfolgung gemessen.

Normalerweise werden nur einige Komponenten gemessen, die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR)-Technologie hingegen ermöglicht die Messung aller Komponenten.

Lesen Sie mehr über unsere Lösungen für Rohgasmessungen.

Kohlenstoffabscheidung und -speicherung

Treibhausgase (THG) wie Kohlendioxid, Methan und Distickstoffoxid stellen eine enorme Bedrohung für die Umwelt dar. Wir bei Gasmet sind unserer entscheidenden Rolle bewusst, die wir bei den weltweiten Bemühungen um die Eindämmung des Klimawandels und die Erhaltung der Natur spielen, indem wir Werkzeuge zur Hightech-Gasanalyse für industrielle Betreiber*innen sowie für Forscher*innen und Forschungsgruppen anbieten.

„Carbon Capture and Storage” (CCS) ist eine neue Methode zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen in Kraftwerken. In einem Prozess, der als „Scrubbing” bezeichnet wird, können Kohlendioxidemissionen in chemischen Lösungsmitteln absorbiert werden, die aus Aminen oder Karbonaten bestehen. Scrubbing ist eine bewährte Methode der Kohlendioxidabscheidung, die in praktisch allen kommerziellen CO2-Abscheidungsanlagen zum Einsatz kommt.

Lesen Sie mehr über unsere Lösungen für die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid.

Handbuch zur Messung von Emissionen

Nach der Lektüre des Handbuchs werden Sie mit folgenden Themen vertraut sein:

  • Überwachung industrieller Emissionen & geeignete Technologien
  • Qualitätssicherung
  • WI BVT-Schlussfolgerungen für Abfallverbrennungsanlagen und Mitverbrennungsanlagen
  • LCP BAT-Schlussfolgerungen für Großfeuerungsanlagen
  • Unsere Gasmet Lösungen zur Emissionsüberwachung

Handbuch zur Emissionsmessung herunterladen

Qualitätssicherungsniveaus (QALs) von Systemen zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung (CEMS)

Die Qualitätssicherung von kontinuierlichen Emissionsüberwachungssystemen (CEMS) ist in den Normen EN 15267 und EN 14181 festgelegt. Die Qualitätssicherung ist in vier Qualitätssicherungsebenen unterteilt: QAL1, QAL2, QAL3 und jährliche Überwachungstests (AST).

QAL 1 – Hersteller weist die Konformität von CEMS mit Zertifikaten nach

QAL1 verlangt, dass die Eignung von Messgeräten anhand einer Reihe von Labor- und Feldtests nachgewiesen wird, wie sie in der EU-Norm EN 15267 festgelegt sind.

QAL1 zielt darauf ab, herauszufinden, ob die ausgewählte Messausrüstung für eine Anlage effektiv genug ist und nicht nur die gesetzlich geforderten Kriterien, sondern darüberhinaus auch die Bedürfnisse eines Industrieunternehmens erfüllt.

QAL 2 – Prüflabor kalibriert das CEMS durch Vergleichsmessungen

Die QAL2-Stufe der Qualitätssicherung legt die Verfahren fest, mit denen sichergestellt wird, dass das kontinuierliche Emissionsüberwachungssystem korrekt installiert, durch Vergleichsmessungen kalibriert und von unabhängiger Seite überprüft wurde.

QAL3 – Betreiber von Industrieanlagen überwachen, dass das CEMS korrekt funktioniert

QAL3 bezieht sich auf die laufende Überwachung eines CEMS zwischen QAL2-Tests. Die Betreiber*innen müssen die Stabilität und Leistung ihrer Überwachungssysteme sicherstellen.

AST (Jährliche Überwachungstests) werden von Laboren gemäß der Norm EN 14181 durchgeführt

Jährliche Überwachungstests sind den QAL2-Tests sehr ähnlich, werden aber in einem kleineren Rahmen durchgeführt. Ihr Zweck ist es, die fortdauernde Gültigkeit der Kalibrierungsfunktion zu überprüfen, wobei die Anforderungen und Verantwortlichkeiten für die Durchführung der AST-Tests denen für QAL2 entsprechen.

LESEN SIE DEN BLOG: Einführung in die QALs

Konformitätsmessungen bei QAL2– und AST-Verfahren – Unsere Gasmet Lösung

Konformitätsmessungen stellen sicher, dass die kontinuierlichen Emissionsüberwachungssysteme ordnungsgemäß funktionieren, indem die Ergebnisse der kontinuierlichen Systeme mit Referenzmethoden verglichen werden, die von akkreditierten Laboratorien gemäß der Norm EN 14181 durchgeführt werden.

Unser Gasmet DX4000 ist ein FTIR-Gasanalysesystem, das sich ideal für Konformitätsmessungen eignet, da es tragbar ist und somit von Ihnen das Labor jederzeit an den erwünschten Standort mitgenommen werden kann.

Lesen Sie, wie unser FTIR Gasanalysator Pöyry bei der Einhaltung von QAL2 and AST hilft.

ISO- und EN-Zertifikate

Als Hersteller von Präzisionsinstrumenten streben wir bei Gasmet in jeder Phase des Prozesses nach hoher Qualität.

Wir sind stolz darauf, dass wir ISO-Zertifikate für die Entwicklung, die Herstellung, den Vertrieb und den Service unserer Gasanalysegeräte erhalten haben. ISO-Zertifikate belegen, dass unsere Prozesse den Qualitäts-, Umwelt- sowie Gesundheits- und Sicherheitsmanagementstandards entsprechen.

Unsere Systeme und Analysatoren verfügen über ein EN 15267-Zertifikat, der europäischen Norm für die Qualitätssicherung von Systemen zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung. Nachstehend finden Sie unsere Lösungen und entsprechende Zertifikate.

Erhalten Sie einen Überblick über alle unsere Zertifikate.

 

Welches unserer Gasmet-Systeme eignet sich am besten für Ihre Anforderungen an die Emissionsüberwachung?

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Zertifizierte Lösungen für die Emissionsüberwachung

Wir bei Gasmet bieten ein breites Portfolio an Lösungen für die Überwachung von Gasemissionen aus einer Hand:

  • Das kontinuierliche Emissionsüberwachungssystem CEMS II e bietet eine TÜV- und MCERTS-zertifizierte Lösung (QAL1) für eine breite Palette anspruchsvoller Anwendungen der Emissionsüberwachung.
  • Die kontinuierlichen Quecksilberüberwachungssysteme CMM AutoQAL und CMM haben den niedrigsten zertifizierten Messbereich der Welt (0-5 µg/m3). Das CMM AutoQAL verfügt darüberhinaus über ein automatisches und integriertes QAL3-Validierungswerkzeug. Die Systeme sind ideal für die kontinuierliche Überwachung von Quecksilber in heißen, feuchten und korrosiven Gasströmen.
  • Der tragbare FTIR-Gasanalysator Gasmet DX4000 eignet sich für Anwendungen, bei denen mehrere Gasverbindungen in einem heißen und feuchten Messgas genau überwacht werden müssen. Es ist das kleinste FTIR-Emissionsüberwachungssystem der Welt und ein perfektes Gerät für QAL2 und andere kurzfristige Überwachungsmaßnahmen.
  • Der Dioxin-Probenehmer GT90 Dioxin+ ist ein Gerät für die Langzeit-Probenahme von Dioxin-Emissionen. Es entspricht den europäischen Normen EN 1948-1 und EN 15267. Das System stellt die modernste Technologie für Dioxinprobenahmen dar und erfüllt alle Anforderungen gemäß Dioxinmessnorm.

Service und Kundendienst – globales Netzwerk und lokale Unterstützung

Die Zuverlässigkeit eines Emissionsüberwachungssystems ist entscheidend für den Betrieb einer Industrieanlage oder Müllverbrennungsanlage. Unser Ziel ist es, einen zuverlässigen und unterbrechungsfreien Betrieb während der gesamten Lebensdauer des Emissionsüberwachungssystems zu gewährleisten, damit Sie sich in Ruhe auf den Betrieb der Anlage konzentrieren können.

Um eine rechtzeitige Reaktion sicherzustellen und die erforderlichen Fähigkeiten zur Verfügung zu haben, investieren wir kontinuierlich in die Ausbildung unserer hochqualifizierten Mitarbeiter*innen. Dies ermöglicht es unseren Ingenieur*innen, den Support zu leisten, den unsere Kund*innen erwarten. Unser sorgfältig ausgewähltes globales Vertriebs- und Partner*innennetz garantiert Ihnen Unterstützung vor Ort, wenn Sie sie brauchen.

Referenzen von Kund*innen unserer Emissionsüberwachungssysteme

Wir bei Gasmet haben bereits über 2.000 Emissionsüberwachungssysteme erfolgreich in die ganze Welt geliefert. Wir haben eine nachweisliche Erfolgsbilanz bei der Bereitstellung von Spitzenlösungen für verschiedene Anwendungen, von Müllverbrennungsanlagen bis hin zu Hightech-Bergwerken und Großfeuerungsanlagen.

Lesen Sie unsere neuesten Kund*innenberichte:

Wir bei Gasmet sind Ihr Partner, wenn es darum geht, Ihre Emissionsüberwachungsprozesse zukunftssicher zu machen

Wir bei Gasmet kennen die Herausforderungen, die die Emissionsüberwachung für industrielle Betreiber*innen mit sich bringt. Das betriebliche Umfeld befindet sich in ständigem Wandel. Vorschriften, Normen und Prozesse werden regelmäßig neu bewertet und aktualisiert, Emissionsgrenzwerte und zulässige Gaskonzentrationen mit der Zeit immer strenger.

Die Anschaffung eines kompletten Systems zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung ist eine erhebliche Investition. In dem sich ständig ändernden Betriebsumfeld benötigen Industrieunternehmen zuverlässige Emissionsüberwachungslösungen, die flexibel sind und sowohl den zukünftigen als auch den aktuellen Anforderungen entsprechen.

Wir bei Gasmet sind Ihr Partner, wenn es darum geht, Ihre Betriebsabläufe und Emissionsüberwachungsprozesse zukunftssicher zu gestalten. Unser multidisziplinäres Expert*innenteam kennt die Bedürfnisse unserer Kund*innen und ist stets auf dem Laufenden, was Änderungen bei Vorschriften, Normen und Prozessen betrifft. Wir helfen Ihnen bei der Anschaffung eines zuverlässigen Emissionsüberwachungssystems, bei der Einhaltung von Umweltvorschriften und beim Erwerb von Prozesswissen.

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