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Innovative KWE-Technologie verspricht parallele Umwelt- und Kostenvorteile – auch bei Pflanzenöl- und Diesel-BHKW

Parallel Abgase und Kraftstoffverbrauch reduzieren? Hört sich unmöglich an. Ist es aber nicht. Die Exomission Umwelttechnik GmbH in Troisdorf bei Bonn hat mit der Kraftstoff-Wasser-Emulsionstechnik, kurz KWE, eine Technologie entwickelt, welche innermotorisch Abgase und Kraftstoffver-brauch parallel reduzieren kann. Die Tech-nik ist bei allen Motoren anwendbar, die nach dem Selbstzündungsprinzip mit flüs-sigen Kraftstoffen wie Diesel, Heizöl, Pflan-zenöl, FAME, Biodiesel, Altöl oder Schwer-öl arbeiten. Auch bei Zündstrahlmotoren ist ein Einsatz darstellbar. Das Verfahren vermischt dabei Kraftstoff über ein paten-tiertes System auf makromolekularer Ebe-ne mit entionisiertem Wasser. Die erzeugte

homogene Emulsion wird dem Motor zur Verbrennung zugeführt. Der Wassergehalt in der Emulsion wird dabei betriebspunk-toptimiert nach zuvor empirisch ermittel-ten Daten stufenlos angepasst. Dies alles ohne den Einsatz von kostenintensiven und ggf. gesundheitlich bedenklichen Emulgatoren. Das An- und Abfahren der vollelektronisch geregelten KWE-Anlage erfolgt automatisch und kann in die Mo-tor-/BHKW-Steuerung integriert werden. Die Betriebs- und Wartungskosten der KWE sind gering, das erforderliche Wasser wird dem Trinkwassernetz, bzw. Trinkwas-sertanks entnommen.

In umfangreichen Motorprüfstandstests des TÜV Nord in Essen konnte mit der KWE an einem OM 457 der Rußgehalt im Diesel-Abgas bis an die Nachweisgrenze und die Partikelanzahl um bis zu 95% reduziert werden. Auch Stickoxide, CO und HC wur-den deutlich verringert. Parallel fanden die Prüfer noch eine Reduktion des Kraftstoff-verbrauchs und der CO2-Emission von je-weils rund 3% im Testzyklus. Die Redukti-on der Rußemission und des Verbrauchs erklären sich u.a. über eine verbesserte Gemischbildung und eine vollständigere Verbrennung. Die kühlende Wirkung des Wassers bewirkt die Reduktion der tempe-raturabhängigen Stickoxidbildung.

Dass die Technik auch in der Praxis sehr gut funktioniert, zeigen u.a. die Installationen bei Pflanzenöl- und Heizöl-BHKW sowie großen Binnenschiffsmotoren. „Die Kun-den haben ganz unterschiedliche Erwar-tungen an die KWE. Oft ist es alleine der Wunsch nach Senkung des Kraftstoffver-brauchs. Andere Kunden haben den Fokus auf der Emissionssenkung - gerne auch kombiniert mit einem Verbrauchsvorteil“, erläutert Uwe Israel, Geschäftsführer von Exomission. „Häufig soll die KWE jedoch auch eine vorhandene, kostenintensive Abgasnachbehandlung ersetzen“, ergänzt Stefan Fischer, Geschäftsführer von Exo-mission. Beispiele:

In einem mit Heizöl betriebenen Iveco-BHKW in einem Wohngebiet in Frankfurt am Main verlangte die zuständige Umwelt-behörde eine Minimierung der Rußemissi-onen und der Geruchsbelästigung. Durch den KWE-Einbau konnten die Anforderun-gen erfüllt werden. Parallel berichtet der Betreiber von einer mindestens 5%igen Kraftstoffeinsparung und verlängerten Dü-senwechselintervallen. Die Pilotanlage ist bereits seit dem Jahr 2000 und mehr als 100.000 Betriebsstunden erfolgreich im Einsatz.Bei einem Palmöl-BHKW mit Deutz-Motor in Thüringen sollte die KWE die Wirtschaft-lichkeit durch Kraftstoffeinsparung verbes-

Diese Anlage wurde in einem Hotel installiert, um eine Senkung von unange-nehmen Gerüchen sowie Minderung von Rußpartikeln zu erreichen.

Sauber sparen

Innenansicht einer KWE-Anlage mit den Details.

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exomission Umwelttechnik GmbH53842 TroisdorfFon: +[49] 02241-2323-00www.exomission.de

sern sowie die Geruchsbelästigung mini-mieren. Ergebnis: Seit der Installation im Jahr 2014 ist kein Geruch mehr wahr-nehmbarer und der Kraftstoffverbrauch hat sich laut Betreiber um 5 bis 10% ver-ringert.

In Südtirol konnte die KWE in verschiede-nen mit Rapsöl-betriebenen Scania-BHKW die NOx-Emissionen um mehr als 65% re-duzieren, so dass die kosten- und war-tungsintensiven SCR-Systeme ausgebaut werden konnten. Ein vollständiger Entfall der enormen jährlichen AdBlue-Kosten ist die Folge. Zusätzlich wurden sowohl die CO- als auch die Rußemissionen um jeweils rund 80% reduziert. Weitere Effekte: Durch die Einbringung von Wasser in die Brennräume sinken die Verbrennungsspit-zentemperaturen ab, so dass die Abgas-temperaturen je nach Wassergehalt um 20 bis 50 Grad absinken. Dieser Effekt eröff-net die Möglichkeit, die an der Tempe-raurgrenze betriebenen BHKW bei einer höheren Motorleistung zu fahren, mehr Strom zu erzeugen und gewinnbringend einzuspeisen. Ohne KWE liegen die BHKW bei einer Leistung von 300 kWel. Mit KWE können heute je nach Wartungszustand dauerhaft 315 bis 330 kWel erzeugt wer-den. Durch die Minimierung der Rußent-stehung verschmutzt zudem der Wärme-tauscher deutlich geringer, der Wärme- übergang verbessert und das Wartungsin-tervall verlängert sich drastisch. Durch den Entfall des Abgas-Gegendrucks der häufig zugesetzten SCR-Katalysatoren und die Wirkung der KWE selbst, werden zusätz-lich rund 4% Kraftstoff eingespart. Seit mittlerweile mehr als 12.000 Betriebsstun-den läuft die erste im Jahr 2014 installierte

KWE-Anlage in Südtirol zuverlässig. Die Emissionen wurden mehrfach von der lo-kalen Behörde amtlich bestätigt. Die glei-chen Effekte wurden auch an BHKW mit Motoren von Volvo und MAN nachgewie-sen.

Mehrere Betreiber von großen Binnenschif-fen sparen neben den Emissionen zwischen 5 bis 9% Dieselkraftstoff durch die seit 2013 von der deutschen Bundesregierung offiziell anerkannte und mit 40 bis 60% der Investitionskosten geförderte KWE-Umrüstung bei deutschen Binnenschiffen ein. Die KWE ist dabei die betriebskosten-senkende Alternative zu einem Partikelfil-ter oder einem SCR-System. Aktuell konnte ein niederländisches Binnenschiff mit einem Deutz-Motor aus dem Jahre 1962 alleine durch die KWE-Technik kraftstoffsparend auf den heute für neue Binnenschiffe gül-tigen Abgasstandard gebracht werden.

„SCR verringert Stickoxide, Partikelfilter re-duzieren Partikel. Beide erhöhen jedoch den Kraftstoffverbrauch durch Gegen-druckanstieg, benötigen häufig Wartun-gen und SCR mit AdBlue zusätzlich ein teures Betriebsmittel. Die KWE hingegen kann Ruß, Stickoxide und Kraftstoffver-brauch parallel verringern, ist wartungsarm und hat geringe Betriebskosten“. Damit ist unsere KWE-Technik die einzige Abgas-technik, die sich amortisieren kann – meist sogar in kurzer Zeit“, erläutert Stefan Fi-scher. „Selbst wenn es gar nicht erforder-lich ist, die Emissionen zu reduzieren, rech-net sich die Installation einer KWE alleine durch die Senkung der Betriebskosten“, ergänzt, Uwe Israel. Für die Entwicklung der klimaschonenden, emissions- und kos-

tensenkenden KWE-Technologie hat Exo-mission bereits mehrere Umwelt- und Inno-vationspreise gewonnen. Erst im Februar 2016 erhielt Exomission im Rahmen der KlimaExpoNRW eine neue Auszeichnung als „Vorreiter für den Klimaschutz“ durch die NRW-Landesregierung.

Exomission bietet neben der KWE-Technik auch Systeme zur Abgasnachbehandlung wie Partikelfilter, SCR-Systeme sowie Kata-lysatoren, u.a. für Gasmotoren an. Gelie-fert wird sowohl an Endkunden als auch an BHKW-Hersteller. Es werden Standard- so-wie speziell auf Kundenwünsche ange-passte Lösungen angeboten. Die Beschich-tungen zeichnen sich u.a. durch hohe Niedertemperaturaktivität, extra hohe Schwefeltoleranz oder SO3-Unterdrü-ckung aus.

Bilder: Exomission Umwelttechnik GmbH

Schematische Darstellung der Mikroexplosi-on einer homogenen wässrigen Emulsion zur Senkung schädlicher Substanzen im Abgas. Die einzelnen Phasen sind temperaturabhängig.

Innenansicht Anlage mit Kraftstoff-Wasser-Emulsionstechnik (KWE) für den stationären Bereich.

KWE-Prinzipschaubild

Innenansicht einer KWE-Anlage mit den Details.