Die Vorschriften für Emissionen von Krematorien schreiben eine strenge Überwachung der Emissionen vor, um Luftschadstoffe zu begrenzen und den CO₂-Fußabdruck der Anlagen zu verringern. Dank der CEMS-Systeme von Fuji Electric können Betreiber Rauchgase und Partikel kontinuierlich analysieren, die Verbrennungsleistung verbessern und Umweltanforderungen erfüllen, während gleichzeitig eine bessere Rückverfolgbarkeit der Emissionen gewährleistet wird.
Die Emissionsüberwachung in Krematorien umfasst die kontinuierliche Analyse der bei der Einäscherung entstehenden Rauchgase und Partikel. Moderne Krematorien setzen Gasanalysatoren, Staubmessgeräte und kontinuierliche Emissionsüberwachungssysteme (CEMS) ein, um Schadstoffe wie Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx), Sauerstoff (O₂) und Partikel zu messen, um die Einhaltung der Umweltvorschriften sicherzustellen, die Prozessstabilität zu verbessern und die Umweltbelastung zu verringern.
Systeme zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung gelten in Krematorien zunehmend als unverzichtbar, da sie einen Echtzeit-Überblick über die Luftemissionen bieten und den Betreibern gleichzeitig dabei helfen, die gesetzlichen Anforderungen und die Erwartungen der zuständigen Behörden zu erfüllen. Automatisierte Anlagen können Emissionsdaten aufzeichnen, Berichte erstellen und das Betriebspersonal alarmieren, wenn ungewöhnliche Zustände oder erhöhte Emissionen festgestellt werden.
Der Bereich der Feuerbestattung steht zunehmend im Fokus von Regierungen, zuständigen Behörden und Umweltorganisationen, die ihre Anforderungen hinsichtlich Luftemissionen, Quecksilberbelastung und Luftqualität verschärfen.
In Frankreich macht die Einäscherung, wie in vielen europäischen Ländern, einen bedeutenden Teil der Bestattungspraktiken aus. Die meisten Öfen werden nach wie vor mit fossilen Brennstoffen betrieben, wodurch jedes Jahr CO₂-Emissionen und Luftschadstoffe entstehen.
Auch das Bewusstsein für den Klimawandel und den ökologischen Fußabdruck der Einäscherung nimmt weiter zu. Fragen wie „Welche Emissionen entstehen bei einer Einäscherung?“, „Wie viel Kohlendioxid wird dabei freigesetzt?“ oder „Wie werden die Emissionen von Krematorien überwacht?“ werden mittlerweile häufig von Behörden, Betreibern und Kommunen gestellt.
Daher werden Krematorien zunehmend als regulierte thermische Anlagen betrachtet, bei denen die Rauchgasanalyse, die Partikelüberwachung und die Rückverfolgbarkeit in Bezug auf Umweltaspekte zu wesentlichen betrieblichen Anforderungen werden.
Zu den Schadstoffen, die als besonders besorgniserregend gelten, zählen Dioxine und Furane (PCDD/F), Quecksilber und Feinstaub (PM2,5), die für ihre Toxizität und ihre Fähigkeit bekannt sind, sich im Laufe der Zeit in biologischen Geweben anzureichern. Umweltbehörden widmen diesen Schadstoffen daher aufgrund ihrer potenziellen Auswirkungen auf die Luftqualität und die öffentliche Gesundheit zunehmend Aufmerksamkeit.
Die Belastung durch PM2,5 kann das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Lungenkrebs, Asthma und unerwünschte Auswirkungen auf die Schwangerschaft erhöhen, wobei besonders gefährdete Bevölkerungsgruppen wie Säuglinge, Kinder, Schwangere und ältere Menschen betroffen sind. Aus diesem Grund widmen Umweltorganisationen und zuständige Behörden den von Krematorien ausgestoßenen Feinstaubpartikeln zunehmend Aufmerksamkeit, insbesondere in dicht besiedelten Gebieten.
Bei der Einäscherung entsteht ein Gemisch aus Verbrennungsgasen, Feinstaub und Luftschadstoffen. Die genaue Zusammensetzung hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Bauweise des Ofens, der verwendete Brennstoff, die Filteranlagen, die Betriebsbedingungen und die Wartungsmaßnahmen.
Zu den wichtigsten Schadstoffen, die mit den Emissionen von Krematorien in Verbindung stehen, gehören:
Eine unvollständige Verbrennung kann zu einem erheblichen Anstieg der Konzentrationen von Kohlenmonoxid und organischen Verbindungen führen. Aus diesem Grund spielen die Sauerstoffmessung und die Rauchgasüberwachung in modernen Krematorien eine wesentliche Rolle.
Stickoxide stehen aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Luftqualität und die öffentliche Gesundheit zunehmend im Fokus. Die Vorschriften und Anforderungen an die kontinuierliche Überwachung werden immer strenger.
Auch Feinstaub stellt ein großes Problem dar, da der aus dem Schornstein ausgestoßene Feinstaub empfindliche Bevölkerungsgruppen beeinträchtigen kann, wenn er nicht angemessen kontrolliert wird.
Die Quecksilberbelastung bleibt aufgrund der potenziellen Auswirkungen von Zahnamalgam und den in den Rauchgasen enthaltenen Schwermetallen eines der heikelsten Umweltprobleme im Bereich der Feuerbestattung. Einigen Umweltstudien zufolge tragen Krematorien in Kanada schätzungsweise zu etwa 5 % der gesamten PCDD/F-Emissionen, zu 6 % der Quecksilberemissionen und zu 0,25 % der PM2,5-Emissionen bei.
Diese Bedenken erklären, warum viele Behörden heute einen Vorsorgeansatz und eine Verschärfung der Umweltkontrollen bevorzugen.
In Frankreich unterliegen Krematorien einem Rechtsrahmen, der die Betriebsbedingungen und die Grenzwerte für Luftemissionen festlegt.
Die wichtigsten Anforderungen stützen sich insbesondere aufdie Verordnung vom 28. Januar 2010 über die Höchstmengen an Schadstoffen in den von Krematorien in die Atmosphäre abgegebenen Abgasen sowie auf mehrere europäische Normen für Messsysteme und die Überwachung von Emissionen.
Die für Krematorien geltenden behördlichen Vorschriften stützen sich insbesondere auf:
Die regulatorischen Anforderungen beziehen sich außerdem auf:
Eine erfolgreiche Emissionskontrolle beruht zum großen Teil auf dem, was Fachleute als die „drei T“ bezeichnen:
Die Kontrolle der thermischen Betriebsbedingungen ist entscheidend für die Vermeidung und Begrenzung der Luftemissionen von Krematorien. Zu den wichtigsten Betriebsparametern zählt die Verweildauer in der Nachverbrennungskammer, die bei der Inbetriebnahme überprüft und unter Einhaltung der vorgeschriebenen Temperaturbedingungen aufrechterhalten werden muss.
Die Vorschriften schreiben zudem vor, dass Nachverbrennungskammern in der Regel bei Temperaturen von über 850 °C betrieben werden müssen, um eine effizientere Zerstörung der im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe und organischen Verbindungen zu gewährleisten.
Die Betreiber müssen die Emissionen gemäß den geltenden Messverfahren und Normen überwachen. Sie sind außerdem verpflichtet,die Rückverfolgbarkeit der Messungen sicherzustellen und alle Abweichungen zu melden, die die Qualität der Umweltdaten beeinträchtigen könnten.
Die Krematorien müssen zudem die in den geltenden Vorschriften festgelegten Emissionsgrenzwerte einhalten, wobei die Einhaltung anhand repräsentativer Messungen unter normalen Betriebsbedingungen überprüft wird.
Die zuständigen Behörden erwarten von den Betreibern zudem, dass sie die erforderlichen Aufzeichnungen aufbewahren und nachweisen, dass die Emissionsmessungen weiterhin repräsentativ für die normalen Betriebsbedingungen sind.
Für viele Betreiber, Planungsbüros und zuständige Behörden gilt die kontinuierliche Emissionsüberwachung heute als eine der besten verfügbaren Methoden zur Begrenzung der Luftemissionen von Krematorien.
Die französischen Vorschriften legen Emissionsgrenzwerte für Krematorien fest, um den steigenden Anforderungen an die Luftqualität und die Umweltleistung gerecht zu werden.
Für Anlagen, die mit einer Rauchgasreinigungsanlage ausgestattet sind, lauten die wichtigsten Emissionsgrenzwerte gemäß der Verordnung vom 28. Januar 2010 wie folgt:
Diese Grenzwerte sollen die Emissionen von sauren Gasen, Staub, organischen Verbindungen und Quecksilber begrenzen.
Die neuen Krematorien sind in der Regel so konzipiert, dass sie leistungsfähigere Technologien zur Rauchgasbehandlung und Emissionsminderung integrieren.
Besonderes Augenmerk wird gelegt auf:
Die neuen Anlagen zielen somit darauf ab, ein hohes Maß an Umweltfreundlichkeit und eine optimale Kontrolle der Luftemissionen zu erreichen.
Die für die Messungen geltenden Referenzbedingungen sind insbesondere:
Die vorgeschriebenen Konzentrationen werden korrigiert und auf 11 % Sauerstoff umgerechnet. Eine genaue O₂-Messung ist daher unerlässlich, um die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte zu gewährleisten.
Bei Anlagen, die nicht über ein spezielles Rauchgasreinigungssystem verfügen, müssen die Emissionen dennoch den geltenden gesetzlichen Anforderungen entsprechen und angemessen überwacht werden.
Die wichtigsten Schadstoffe sind:
Je nach Bedarf können auch andere Parameter wie NOx oder Quecksilber gemessen und gezielt überwacht werden.
In bestimmten Situationen kann es vorkommen, dass Betreiber Anlagen weiter in Betrieb halten oder Übergangslösungen umsetzen müssen, um die Kontinuität des Betriebs zu gewährleisten.
Anlagen, die vorübergehend oder im Rahmen von Wartungsarbeiten genutzt werden, müssen dennoch ein Maß an Umweltverträglichkeit gewährleisten, das mit den geltenden gesetzlichen Anforderungen vereinbar ist.
Die Krematorien überwachen ihre Emissionen mithilfe einer Kombination aus automatischen Echtzeit-Systemen, regelmäßigen Prüfungen und Prozesskennzahlen.
Moderne Anlagen nutzen Systeme zur kontinuierlichen Gasanalyse und Partikelmessung, die Umweltdaten erfassen, vorgeschriebene Berichte erstellen und das Bedienpersonal alarmieren können, sobald ungewöhnliche Zustände festgestellt werden.
Die Emissionsüberwachung muss beginnen, sobald nach dem Schließen der Tür des Kremationsofens ein stabiler Rauchabzug hergestellt ist – in der Regel etwa zwei Minuten nach Beginn der Einäscherung – und etwa eine Stunde lang fortgesetzt werden, um repräsentative Daten zu erhalten.
Die Umweltbehörden erwarten in der Regel von den Betreibern, dass sie Kalibrierungsberichte, Inspektionsprotokolle und Wartungsprotokolle aufbewahren, um eine langfristige Rückverfolgbarkeit in Umweltbelangen zu gewährleisten.
Technologien zur kontinuierlichen Analyse spielen eine wesentliche Rolle, da sie es ermöglichen, abnormale Betriebsbedingungen zu erkennen, bevor die Schadstoffkonzentrationen die gesetzlichen Grenzwerte überschreiten.
Bei vielen Modernisierungsprojekten sind auch der verfügbare Platzbedarf, die Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten und die Verfügbarkeit der Analysegeräte wichtige Kriterien.
Sauerstoff und Kohlenmonoxid gehören zu den wichtigsten Parametern in Krematorien, da sie direkte Aufschlüsse über die Betriebsbedingungen des Ofens und die Qualität der Abgase geben.
Niedrige Sauerstoffkonzentrationen können auf eine schlechte Luftverteilung oder eine unzureichende Verweildauer in der Nachverbrennungskammer hindeuten. Diese Bedingungen können eine unvollständige Verbrennung begünstigen und zu erhöhten Emissionen führen.
Kohlenmonoxid wird häufig als Indikator für die Qualität des thermischen Prozesses herangezogen. Ein Anstieg der CO-Konzentrationen kann auf eine Verschlechterung der Betriebsbedingungen oder ein Ungleichgewicht im Luft-Brennstoff-Verhältnis hindeuten.
Die technischen Empfehlungen für Krematorien weisen darauf hin, dass die Analyse von Sauerstoff und brennbaren Gasen den Betreibern dabei helfen kann, stabile Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten und gleichzeitig unerwünschte Emissionen in die Atmosphäre zu begrenzen.
In Frankreich legt die Verordnung vom 28. Januar 2010 einen Emissionsgrenzwert von 50 mg/Nm³ für Kohlenmonoxid fest. Die Überwachung des CO-Gehalts ermöglicht es den Betreibern somit, die Leistung des Ofens zu kontrollieren und gleichzeitig zur Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften beizutragen.
Aus diesem Grund nutzen viele Krematorien die kontinuierliche Analyse von O₂ und CO nicht nur zur Umweltüberwachung, sondern auch zur täglichen Prozessüberwachung.
Diese Unterscheidung ist wichtig, da die beiden Ziele nicht immer dieselbe Architektur oder dieselben Instrumente erfordern.
Die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zielt in erster Linie darauf ab, nachzuweisen, dass die Emissionen in die Luft unter den zulässigen Grenzwerten bleiben. Dazu gehören in der Regel die Analyse der Abgase, die Messung von Partikeln, die Erstellung vorgeschriebener Berichte und die Rückverfolgbarkeit der Daten.
Bei der Prozessüberwachung stehen vor allem die Betriebsbedingungen des Ofens im Vordergrund. Ziel ist es, stabile thermische Bedingungen aufrechtzuerhalten, die Verbrennungsleistung zu verbessern und das Risiko eines Anstiegs der Emissionen zu verringern.
In der Praxis kombinieren viele Krematorien diese beiden Ansätze:
Wenn Betreiber diesen Unterschied verstehen, können sie vermeiden, ihre Anlage zu groß oder – im Gegenteil – zu klein zu dimensionieren.
Ein CEMS (Continuous Emissions Monitoring System) für Krematorien ist eine integrierte Lösung, die dazu dient, die Rauchgase und Partikelemissionen, die aus dem Schornstein eines Kremationsofens austreten, kontinuierlich zu analysieren.
Systeme zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung dienen der ständigen Messung von Schadstoffen wie NOx, SOx, Kohlenmonoxid und Feinstaub, um die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die Erfüllung von Umweltberichtsverpflichtungen zu gewährleisten.
Eine typische CEMS-Architektur für ein Krematorium kann Folgendes umfassen:
Ziel ist es, einen kontinuierlichen Überblick über die Luftemissionen zu bieten und gleichzeitig die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften zu gewährleisten.
Systeme zur Datenerfassung und -verarbeitung (DAHS) ermöglichen es den Betreibern außerdem:
Angesichts der sich wandelnden Vorschriften gewinnt die kontinuierliche Umweltberichterstattung sowohl für neue Anlagen als auch für Modernisierungsprojekte zunehmend an Bedeutung.
Um die Zuverlässigkeit der Umweltdaten zu gewährleisten, erfordern CEMS-Anlagen in der Regel regelmäßige Wartungs-, Kalibrierungs- und Überprüfungsmaßnahmen gemäß anerkannten Normen und Richtlinien.
Die Staubüberwachung ist ein wesentlicher Bestandteil der Emissionskontrolle in Krematorien. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, bietet Fuji Electric den elektroinduktiven Staubanalysator ZIDM-4 EmiDust an, der für die kontinuierliche Staubmessung ausgelegt ist und eine bessere Überwachung der Umweltleistung der Anlagen ermöglicht.
Welche Parameter zu überwachen sind, hängt von den gesetzlichen Anforderungen, den Projektzielen und den betrieblichen Rahmenbedingungen ab; die meisten Krematorien konzentrieren sich jedoch auf eine Reihe wesentlicher Schadstoffe.
Kohlenmonoxid und Sauerstoff werden häufig analysiert, da sie wertvolle Informationen über die Betriebsbedingungen des thermischen Prozesses liefern.
Stickoxide stehen aufgrund verschärfter Umweltvorschriften und Anforderungen an die Luftqualität zunehmend im Fokus.
Auch Feinstaub ist zu einem wichtigen Thema geworden, da Staub und Feinstaub Auswirkungen auf die Anwohner und die Umweltbilanz der Anlage haben können.
Je nach den Anforderungen des Projekts können auch andere Verbindungen überwacht werden:
Das Ziel besteht nicht unbedingt darin, eine möglichst komplexe Architektur zu implementieren, sondern eine zuverlässige, zukunftssichere Lösung zu entwickeln, die den betrieblichen Anforderungen sowie den gesetzlichen Vorgaben gerecht wird.
Anlagen, die mit einer Abgasnachbehandlung ausgestattet sind, können auch kontinuierlich arbeitende Filterleckageerkennungssysteme integrieren, um etwaige Beschädigungen zu erkennen, die zu einer Überschreitung der Partikelemissionsgrenzwerte führen könnten.
Zertifizierungen und Normen sind ein wesentlicher Bestandteil von Emissionsüberwachungsprojekten.
In Frankreich und auf dem europäischen Festland basieren die in behördlichen Anwendungen verwendeten Messsysteme hauptsächlich auf den Normen EN 14181 und EN 15267, wobei QAL1-zertifizierte Messgeräte heute als bevorzugter Maßstab gelten.
Die Prüf- und Kalibrierungsverfahren basieren ebenfalls auf der Norm EN ISO/IEC 17025, die die Zuverlässigkeit und Rückverfolgbarkeit der Daten gewährleistet.
Bei bestimmten internationalen Projekten oder solchen, die für den britischen Markt bestimmt sind, kann auch eine MCERTS-Zertifizierung erforderlich sein. Der Einsatz zertifizierter Messgeräte trägt somit dazu bei, das Vertrauen in die Messergebnisse zu stärken und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu erleichtern.
Fuji Electric unterstützt Projekte im Bereich Krematorien mit Technologien zur kontinuierlichen Gasanalyse, die den gesetzlichen Anforderungen entsprechen, sowie mit Lösungen zur Überwachung thermischer Prozesse.
Je nach den Anforderungen des Projekts kann Fuji Electric Folgendes anbieten:
Diese Flexibilität ist besonders wichtig, da Projekte für Krematorien je nach folgenden Faktoren sehr unterschiedliche Anforderungen mit sich bringen:
Der Infrarotanalysator ZPA von Fuji Electric ist so konzipiert, dass je nach Anwendungsanforderungen mehrere im Rauchgas enthaltene Komponenten gleichzeitig gemessen werden können.
Zu den analysierten Gasen können insbesondere gehören:
Für Betreiber und OEM-Hersteller ermöglicht die Mehrgasanalyse eine Vereinfachung der Messarchitektur und bietet gleichzeitig einen besseren Überblick über mehrere Umweltparameter.
Da viele Krematorien erhebliche räumliche Einschränkungen aufweisen, stellen kompakte und wartungsfreundliche Konfigurationen einen erheblichen Vorteil für Modernisierungsprojekte dar.
Die Zirkonium-Sauerstoff-Analysetechnologien von Fuji Electric sind für die kontinuierliche Messung in industriellen Umgebungen mit hohen Temperaturen ausgelegt.
Mit der Zirkonium-Sonde ZFK8 in Verbindung mit dem Messumformer ZKM können Betreiber die Sauerstoffkonzentration im thermischen Prozess direkt überwachen.
Bei Feuerbestattungsanwendungen trägt diese Art von Maßnahme dazu bei:
Zirkoniumtechnologien finden in thermischen Prozessen breite Anwendung, da sie schnelle Reaktionszeiten und eine kontinuierliche In-situ-Messung ermöglichen, ohne dass ein komplexes Gasentnahmesystem erforderlich ist.
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Die Staubanalyse gewinnt zunehmend an Bedeutung, da sich die Vorschriften für Emissionen aus Krematorien weiterentwickeln und die Umweltanforderungen verschärft werden.
Mit kontinuierlichen Partikelanalysatoren können Betreiber ungewöhnliche Emissionen erkennen, die Filterleistung überwachen und einen besseren Überblick über die Emissionsbedingungen gewinnen.
Moderne Partikelmesstechnologien können außerdem folgende Aufgaben übernehmen:
Für Krematorien , die einen umfassenderen Ansatz zur Emissionskontrolle anstreben , ist die Partikelüberwachung mittlerweile eine unverzichtbare Ergänzung zur kontinuierlichen Gasanalyse.
Fortschrittliche Filtersysteme, insbesondere Aktivkohlefilter, können unter geeigneten BetriebsbedingungenQuecksilberentfernungsraten von über 99 % erreichen. Diese Technologien kommen zunehmend zum Einsatz, um Quecksilberemissionen zu reduzieren, die Umweltbilanz zu verbessern und strengere gesetzliche Anforderungen zu erfüllen.
Die kontinuierliche Gasanalyse trägt zwar nicht direkt zur Beseitigung von Schadstoffen bei, bietet den Betreibern jedoch einen besseren Einblick in das Verhalten des Ofens unter realen Betriebsbedingungen.
Eine bessere Übersicht ermöglicht es insbesondere, Folgendes zu erkennen:
Dieser Ansatz ermöglicht es den Betriebs- und Wartungsteams,eine proaktivere Strategie in Bezug auf die Umweltleistung und die Prozessstabilität zu verfolgen.
Die Echtzeitüberwachung der Emissionen kann ebenfalls dazu beitragen, anhaltende Schadstofffreisetzungen in die Atmosphäre zu begrenzen, da sie ein schnelleres Eingreifen ermöglicht, sobald abnormale Betriebsbedingungen festgestellt werden.
Da die Umweltanforderungen im Bereich der Feuerbestattung immer strenger werden, wird die Transparenz hinsichtlich der Emissionen zu einem wesentlichen Bestandteil langfristiger Strategien zur Einhaltung der Vorschriften.
Bevor sie sich für eine Lösung zur Emissionsüberwachung für ein Krematorium entscheiden, müssen Betreiber und Planungsbüros mehrere wichtige Punkte prüfen:
Ein strukturierter Ansatz bei der Bedarfsermittlung gewährleistet, dass die ausgewählten Anlagen auch langfristig den betrieblichen Anforderungen, den Umweltzielen und den gesetzlichen Vorgaben entsprechen.
Bei der Einäscherung können je nach Betriebsbedingungen des Ofens und den eingesetzten Filtertechnologien Kohlenmonoxid, Stickoxide, Feinstaub, flüchtige organische Verbindungen, saure Gase und Quecksilber entstehen.
Ein CEMS für Krematorien ist ein System zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung, das dazu dient, die bei der Einäscherung entstehenden Rauchgase und Partikel zu analysieren, um die Einhaltung der Umweltvorschriften und die vorgeschriebene Berichterstattung zu gewährleisten.
Die kontinuierliche Sauerstoffanalyse ermöglicht es den Betreibern, stabile Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten, das Risiko einer unvollständigen Verbrennung zu verringern und den Überblick über den thermischen Prozess zu verbessern.
In Frankreich unterliegen Krematorien in erster Linie dem Erlass vom 28. Januar 2010 über die Höchstmengen an Schadstoffen in in die Atmosphäre abgegebenen Abgasen sowie den geltenden europäischen Normen für Messsysteme und die Überwachung von Emissionen.
Antonin LE MAY
Fachmann für Umwelt und Industrietechnologien
