Brennstoffe

… im Raumwärmemarkt

Brennstoffproben mit biogenen Anteilen werden in Langzeittests auf ihre Wechselwirkungen mit Materialien getestet, die im Heizungsbau zum Einsatz kommen. Foto: OWI

Der Klimaschutz und die Erhaltung der Versorgungssicherheit mit Brennstoffen sind zwei entscheidende Antriebskräfte für die Entwicklungen im Raumwärmemarkt. Die Aktivitäten führen einerseits zur stetigen Optimierung und Weiterentwicklung der eingesetzten Heizungstechnik und andererseits zu einer steigenden Beimischung regenerativer Brennstoffe. Am Brennstoffmarkt können derzeit Heizöle mit bis zu 10 % Bioanteil (FAME, fatty acid methyl ester) erworben werden. Höhere zulässige Bioanteile werden aktuell auf die Verträglichkeit der Einzelkomponenten im Heizungssystem erforscht.

Am OWI werden zahlreiche Einzelfallanalysen und Grundlagenuntersuchungen zu den Folgen unterschiedlicher Beimischungen regenerativer Brennstoffe durchgeführt. Dabei werden einerseits die Auswirkungen auf die Heizungstechnik betrachtet, von einzelnen Komponenten bis hin zu gesamten Heizungssystemen. Andererseits sind die zu beobachtenden Veränderungen der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Brennstoffen durch die Beimischung biogener Anteile Gegenstand von Untersuchungen. Die Eigenschaften können recht breit variieren, denn zur Herstellung von FAME sind unterschiedliche Pflanzenöle als Ausgangsstoff möglich, z.B. aus Palmöl, Rapsöl, Sojaöl oder auch Altspeisefette. Weitere zu untersuchende regenerative bzw. alternative Brennstoffe sind Biomass-to-Liquid (BtL) und synthetische Brennstoffe wie Gas-to-Liquid (GtL). Einen weiteren Entwicklungsschritt stellt die Hydrierung von Pflanzenölen dar, wie zum Beispiel HVO, deren Eignung für den Einsatz im Raumwärmemarkt untersucht wird.

OWI arbeitet bei den Untersuchungen partnerschaftlich mit Heizungs-, Brennstoff- und Additivherstellern sowie der Mineralölindustrie zusammen. In der Heizungstechnik werden Komponenten wie zum Beispiel

• Heizöltanks,
• Brennstoffpumpen,
• Filter,
• Düsen und
• Brenner

untersucht. Alle Bauteile sind Standardkomponenten aus der Heizungstechnik, so dass die Auswirkungen sowohl unterschiedlicher Brennstoffe als auch neuer Additive auf die Betriebssicherheit in bestehenden Ölfeuerungsanlagen in einer angemessenen Zeit herausgestellt werden können.

Untersucht werden zum Beispiel die potenzielle

• Bildung von Ablagerungen an Komponenten durch die Verbrennung regenerativer Brennstoffe,
• Wechselwirkungen von Brennstoffen mit Materialien wie Kunststoffen oder Metallen,
• Veränderung der Abgasemissionen,
• Kesselwirkungsgrade,
• die Lagerstabilität (Alterungsprozesse) und
• mögliche mikrobiologische Prozesse in Brennstoffen.

Für die Untersuchungen entwickelt OWI geeignete Analyseverfahren (z.B. ATES FAME), die an speziell entworfenen und aufgebauten Prüfständen durchgeführt werden. Das OWI ist bestrebt, die Prozesse und deren Mechanismen, die sich über Jahre in Heizungsanlagen abspielen, in weitaus kürzeren Zeiträumen von unter 1000 h möglichst realitätsgetreu nachzubilden und Ursachen etwa von Heizungsausfällen zu analysieren. Hinzu kommt die Entwicklung von Laboranalysemethoden, die innerhalb weniger Stunden Aussagen über die Beschaffenheit der Brennstoffe liefern soll.

Daraus resultieren Empfehlungen des OWI, zum Beispiel

• zur Optimierung von Brennstoffen durch geeignete Additivierungen,
• für den Einsatz anderer Materialien,
• zur Veränderung konstruktiver Prinzipien von Komponenten oder
• der Änderung von Betriebsparametern von Komponenten bzw. Gesamtanlagen.

Die Untersuchungen bilden zum Teil die Grundlagen für die Empfehlungen von Heizungsherstellern an ihre Kunden hinsichtlich der für ihre Anlagen geeigneten Brennstoffe.