Emissionen von Stromaggregaten erklärt: NOx, Partikel, Tier 4 und Stage V

Die Schadstoffe

Stickoxide entstehen bei den hohen Temperaturen der Dieselverbrennung und stellen in der Nähe von Menschen das größte Problem dar: Sie tragen zur Smogbildung und zu Atemwegserkrankungen bei, und die meisten Genehmigungen legen für sie die strengsten Grenzwerte fest. Feinstaub besteht aus Ruß und Asche im Abgas; die feinsten Partikel sind besonders schädlich, und die Grenzwerte werden nach Masse und – gemäß den neuesten Vorschriften – nach Anzahl festgelegt. Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe entstehen bei unvollständiger Verbrennung und lassen sich am einfachsten behandeln. Kohlendioxid ist in diesem Sinne kein Schadstoff, sondern ein Kennwert für den Kraftstoffverbrauch; Kraftstoffe wie HVO senken diesen Wert, ohne dass der Motor umgerüstet werden muss.

Die Regelgruppen

In den Vereinigten Staaten regelt die EPA die Motoren mobiler und stationärer Aggregate nach Stufen: Tier 4 Final, der aktuelle Standard für die meisten Baugrößen, senkt NOx und Partikel drastisch und verlangt bei größeren Motoren in der Praxis eine Abgasnachbehandlung. Notstromaggregate hatten eine Ausnahme mit einer Betriebsstundengrenze; Aggregate, die zur Netzstützung oder länger als die zulässigen Stunden laufen, müssen den vollen Standard erfüllen. In der Europäischen Union gilt Stufe V für Nicht-Straßen-Mobilmaschinen einschließlich mobiler Generatoren; stationäre Aggregate fallen unter die Richtlinie für mittelgroße Feuerungsanlagen und nationale Genehmigungen, mit Grenzwerten nach Größe und Betriebsstunden. Anderswo folgen die Regeln oft einer dieser beiden Familien oder setzen eigene Vorgaben; maßgeblich ist immer die örtliche Genehmigung des Standorts.

Die Regelung hängt von der Einstufung der Anlage – Notfall, Bereitschaft, Hauptversorgung, mobil –, der Motorgröße, den Betriebsstunden und dem Installationsdatum ab; in der Anfrage sollte angegeben werden, welche Genehmigung der Standort besitzt oder beantragt.

Nachbehandlung: SCR, Katalysatoren und Filter

Die selektive katalytische Reduktion (SCR) ist die wichtigste NOx-Maßnahme: Eine Harnstofflösung wird in das Abgas dosiert, zerfällt zu Ammoniak und reagiert an einem Katalysator mit den NOx zu Stickstoff und Wasser, wodurch der größte Teil entfernt wird. Sie braucht ein Dosiersystem, einen Harnstofftank, ausreichend Abgaswärme und eine Steuerung, die der Motorlast folgt. Ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) verbrennt CO und HC und wird oft vor der SCR eingebaut; ein Dieselpartikelfilter (DPF) fängt den Ruß ab und brennt ihn ab, was Abgastemperatur oder ein aktives System erfordert. Moderne Motoren kombinieren diese Maßnahmen mit innermotorischen Mitteln – Hochdruckeinspritzung, Abgasrückführung, Steuerzeiten –, und der Hersteller zertifiziert Motor und Abgasnachbehandlung als ein System.

Jede Nachbehandlung erhöht den Gegendruck, das Gewicht, die Länge und die Wärmeentwicklung und muss in die Abgasanlage und den Einbauraum passen: Der SCR-Reaktor und der Harnstofftank nehmen Platz ein, die Rohrleitungen zwischen Motor und Katalysator müssen das Abgas warm halten, und die gesamte Kette wird anhand des vom Motorhersteller vorgegebenen Gegendruckgrenzwerts überprüft.

Was das für das Paket bedeutet

Eine Emissionsanforderung verändert das Aggregatpaket: Die Abgasanlage wächst zu einem Reaktor mit Dosierung, die Einhausung oder der Container wird länger oder bekommt einen dachmontierten Reaktor, die Harnstoffversorgung wird Teil der Kraftstofflogistik, und die Prüfung umfasst die Leistung der Nachbehandlung. AXON baut Abgas- und SCR-Anlagen, Oxidationskatalysatoren und Partikelfilter in seine Container und Einhausungen für Stromaggregate beliebigen Fabrikats ein, abgestimmt auf den Motor und den Grenzwert der Genehmigung, zusammen mit den Schalldämpfern und dem Kamin.