Aachen - So zieht Glaswolle den Feinstaub an

So zieht Glaswolle den Feinstaub an

Von: Thorsten Karbach
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Saubere Arbeit: Der an der RWTH Aachen entwickelte Feinstaubfilter hat auch mit den strengeren Grenzwerten keine Probleme, die ab 2015 gelten. Florian Neuerburg hat das kontrolliert. Das Bauteil, das Kathrin Weber hält, gehört allein zum Versuchsaufbau, auf den Kamin würde nur der graue Kasten gesetzt. Foto: Andreas Herrmann
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Saubere Arbeit: Der Feinstaubfilter, der an der RWTH entwickelt wurde, hat auch mit den strengeren Grenzwerten keine Probleme. Florian Neuerburg hat das kontrolliert. Das Bauteil, das Kathrin Weber hält, gehört allein zum Versuchsaufbau, auf den Kamin würde nur der graue Kasten gesetzt. Foto: Andreas Herrmann

Aachen. Erst rauchten die Köpfe, dann qualmte der Ofen. Am Ende steht ein neuer Feinstaubfilter – und zwar oben auf dem Kamin eines Hauses. Messungen zeigen, dass der so gut filtert, dass die Grenzwerte der 1. Bundesimmissionsschutzverordnung kein Problem darstellen. Doch der Reihe nach.

Es war im Juni 2011, als bei Peter Quicker im Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe (TEER) der RWTH Aachen die Forschung mit der Essener Dezentec GmbH als Indus­triepartner an einem besonders leistungsstarken Feinstaubfilter begann – gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Die Ausgangslage war klar und ist unverändert: Holz und Biomasse liefern in Deutschland fast 90 Prozent der erneuerbaren Wärme(energie). Doch dort, wo sie eingesetzt werden – also in Kaminöfen, Holzpellet-, Hackschnitzelfeuerungsanlage und so weiter –, wird Feinstaub freigesetzt. Die Debatte um die Feinstaubbelastung der Innenstädte läuft, die grünen Plaketten sind nur ein Signet, wo sie hinführt.

Mühelos erfüllt

Aktuell gelten für die deutschen Öfen Grenzwerte (von 2010), die sie in der Regel mühelos erfüllen. Doch die Bundesregierung hat die Verordnung geändert, ab 2015 gelten neue, strengere Grenzwerte. Und die können die wenigsten nicht nagelneuen sogenannten Kleinfeuerungsanlagen, also Öfen in Privathäusern, erfüllen. Da ist nicht nur guter Rat teuer, da muss in die Anlage investiert werden.

Die RWTH-Wissenschaftler standen also vor zwei Jahren vor der Herausforderung, einen ebenso leistungsstarken wie sicheren wie kostengünstigen Filter zu entwickeln. Der steht nun als Prototyp vor den TEER-Mitarbeitern Kathrin Weber und Florian Neuerburg. „Wir haben ihn als Kaminaufsatz konzipiert“, erklärt Neuerburg.

Zig Stunden hat er den Filter im Technicum an der Aachener Wüllnerstraße getestet. Der Pilotfilter kam dann auch abseits des Labors in den Praxistest. Die Ergebnisse sind beeindruckend: Die Grenzwerte der geänderten Bundesimmissionsschutzverordnung wurden auf 40 Milligramm Feinstaub für sogenannte Einzelraumfeuerungsanlagen und 20 Milligramm für Zentralheizungen festgelegt. Diese Werte wurden deutlich unterschritten, lagen je nach Dicke der Filterplatten selten über zehn Milligramm und in Einzelfällen bei unter einem Milligramm. „Wir haben die Vorgaben deutlich übererfüllt“, sagt Neuerburg. Ganz ohne Filter wären dabei 77 Milligramm pro Quadratmeter in die Umwelt gepustet worden.

Temperaturbeständig

Bei ihren Filtern setzen die Aachener Wissenschaftler auf Glaswolle. In dieser wird der Feinstaub gespeichert, bis die Glaswolle kein Material mehr aufnehmen kann. Die Fachleute sprechen dabei auch von einem Staubabscheider, der letztlich eingebaut wird. Genauer: von einem Tiefenfilter, bei dem der Feinstaub nicht auf der Oberfläche des Filtermaterials (dann wäre von einem Oberflächenfilter die Rede) bleibt, sondern sich in diesem bindet.

Die Vorteile von Glaswolle: Sie ist temperaturbeständig, unempfindlich, wenn sie feucht wird, hat einen kleinen Faserdurchmesser, weswegen das Material sehr gut filtert, ist preiswert und zeigt keine chemische Reaktionen mit dem, was an Gasen in einem Kamin entstehen.

Es gab auch Versuche mit Schafwolle, mit Leinen, Flachs-, Hanf- und Baumwollfasern – doch die bewiesen sich je nachdem nicht temperaturbeständig und wurden schon bei 180 bis 200 Grad Celsius spröde oder die Fasern waren gröber und filterten deswegen nicht so gut wie Glaswolle. Sie wurde letztlich in Platten gepresst und steht senkrecht in dem Feinstaubfilter. Ein Ventilator saugt die Abgase des Ofens an, der Staub sammelt sich in den Filterplatten und nur gereinigtes Gas dringt letztlich aus dem Kamin in die Umwelt. Einmal im Jahr, so deutet sich an, müssten die Filterplatten dann ausgetauscht werden – das würde dann der Schornsteinfeger meistern.

Der Filter als Kaminaufsatz hat offenkundig viele Vorteile. So kommt der Feinstaub beispielsweise nicht in die Wohnung. Ob der Filter tatsächlich – wie gewünscht – günstig sein wird, muss sich aber noch zeigen. „Wir gehen davon aus, dass ein solcher Filter deutlich unter dem Marktpreis liegen wird“, sagt Neuerburg. Verkaufen kann die RWTH die Filter natürlich nicht, ein Industriepartner aber sehr wohl. Marktreife ist das Ziel.

Der Prototyp ist jedenfalls fertig, ein Patent wurde angemeldet – etwas ähnliches gibt es derzeit in Deutschland nicht, es ist der einzige Abscheider, der nach diesem Prinzip arbeitet. Das Forschungsprojekt ist zwar abgeschlossen, doch die Wissenschaftler sind noch nicht am Ziel – der Feinstaubfilter ist noch nicht auf deutschen Dächern montiert. Deswegen wird ein Nachfolgeantrag für das Forschungsprojekt gestellt. Im kommenden September, spätestens Oktober soll es weitergehen, wenn die nächste Heizperiode beginnt. Dann stehen weitere Tests im Dauereinsatz und in Sachen Steuerung auf dem Programm. Und dafür werden die Köpfe gewiss weiter rauchen.

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