Normen und technische Regeln für Staubabscheider
Der Stand der Technik von nachgeschalteten Staubminderungseinrichtungen, auch Staubabscheider genannt, für Stäube/Partikel aus Kleinfeuerungsanlagen, die feste Brennstoffe gemäß §3 Absatz 1 der 1. BImSchV einsetzen wird in der Technische Regel VDI 3670:2016-04 „Abgasreinigung - Nachgeschaltete Staubminderungseinrichtungen für Kleinfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe“ beschrieben. Bei der Beschreibung des Stands der Technik von Staubabscheidern wird zwischen folgenden Feuerungsarten unterschieden:

• Einzelraumfeuerungen für Festbrennstoffe,
• Kessel von 4 kW bis zu 50 kW, die Holz oder Kohle als Brennstoff einsetzen;
• Kessel von mehr als 50 kW bis zu 1000 kW, die Holz oder Kohle als Brennstoff einsetzen;
• Kessel mit einem Nennwärmeleistungsbereich von 4 kW bis zu 100 kW, die Agrarbrennstoffe der Nr. 8 und Nr. 13 nach 1. BImSchV einsetzen.

Für o.g.  Einzelraumfeuerungen wird in der Technischen Regel  festgelegt, welcher Abscheidegrad (Wirksamkeit des Staubabscheiders) als der Stand der Technik von Staubabscheidern für diesen Feuerungsanlagentyp anzusehen ist.
Messvorschriften zur Erfassung der Wirksamkeit von Staubabscheider sind als Richtlinie DIN SPEC 33999:2014-12 „Emissionsminderung - Kleine und mittlere Feuerungsanlagen (gemäß 1. BImSchV) - Prüfverfahren zur Ermittlung der Wirksamkeit von nachgeschalteten Staubminderungseinrichtungen“ veröffentlicht.
Mit der Technische Regel  VDI 4207 Blatt 2:2016-07 „Messen von Emissionen an Kleinfeuerungsanlagen - Messen an Anlagen für feste Brennstoffe“ sind die Anforderungen an die erstmaligen und wiederkehrenden Prüfungen und Messungen von Emissionen und Abgasparametern an Kleinfeuerungsanlagen nach der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV) oder der Kehr- und Überprüfungsordnung (KÜO) bei Einsatz fester Brennstoffe dokumentiert. Die Richtlinie gilt für die Bestimmung von gas- und staubförmigen Emissionen an diesen kleine und mittlere Feuerungsanlagen. Auch die für die ordnungsgemäße Durchführung der Emissionsmessungen im Vorfeld abzuarbeitenden anlagen- und betriebsbezogenen Überwachungsaufgaben werden in dieser Richtlinie beschrieben. Behandelt werden zudem Besonderheiten bei Einzelraumfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe. Der von der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Immissionsschutz (LAI) herausgegebene Katalog an Fragen zur Auslegung von Anforderungen der 1. BImSchV, der auch Fragen zur Überwachung beantwortet, findet in der Richtlinie Berücksichtigung. Die Richtlinie VDI 4207 Blatt 2:2016-07 richtet sich vorrangig an Schornsteinfeger, die gemäß 1. BImSchV und KÜO Überwachungstätigkeiten durchführen, sowie an bevollmächtigte Bezirksschornsteinfeger, die für die Anlagenüberwachung zuständig sind.
Die Technischen Regeln sind beim Beuth Verlag erhältlich.

Marktübersicht Staubabscheider
Für die Minderung von Staub in den Rauchgasen von Biomasseanlagen kommen verschiedene Technologien in Frage. Dabei werden primäre (anlageninterne) und sekundäre (nachgeschaltete) Maßnahmen unterschieden. Bei den sekundären Emissionsminderungsmaßnahmen kommen im Wesentlichen folgende Abscheidetechnologien zur Anwendung:

• Fliehkraftabscheider (Zyklone bzw. Multizyklone),
• elektrostatische Abscheider,
• filternde Abscheider (z.B. Gewebefilter, keramische Filter),
• Abscheider als Abgaswäscher (ohne Nutzungsmöglichkeit des durch Abgaskondensation erzielbaren Wärmeertrags).

Während bei mittleren und größeren Biomasseanlagen – angepasst an die Leistungsklasse und die eingesetzten Brennstoffe - in der Regel Multizyklone und Gewebefilter zum Einsatz kommen, wurden für Einzelraumfeuerstätten und kleine bis mittlere Biomasseanlagen als Antwort auf die stufenweise strengeren Emissionsanforderungen der Kleinfeuerungsanlagenverordnung vorwiegend elektrostatisch wirkende Abscheider entwickelt und in den Markt eingeführt. Für handbeschickte, raumluftabhängig und geschlossen betriebene Scheitholzfeuerungen wurde vom Deutschen Institut für Bautechnik auch ein katalytisch wirkendes System zur Minderung der Emission von Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffen und teilweise auch Staub im Abgas zugelassen.
Am Markt findet sich ein noch überschaubares  Angebot an Staubfiltern und Staubabscheidern für kleine und mittlere Biomasseanlagen. Die Technologien werden zurzeit aktiv weiterentwickelt. Am Deutschen Institut für Bautechnik wurden bisher etwa 7 Zulassungen für Staubabscheider für kleine und mittlere Biomasseanlagen erteilt. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle weist in seiner Liste „Erneuerbare Energien Innovationsförderung“ im Bereich Staubminderung 15 elektrostatische Abscheider von 6 Herstellern aus. In den Gruppen der filternden Abscheider und Abgaswäscher sind noch keine förderfähigen Produkte ausgewiesen. Für Hackschnitzelheizungen zugelassene Staubfilter bzw. Staubabscheider -  mit „europäischer technischer Bewertung“ bzw. „allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung“ des Deutschen Institutes für Bautechnik - haben somit bisher nur wenige Firmen im Angebot. Bei zahlreichen Firmen und Forschungseinrichtungen sind derzeit aber Staubabscheider für Biomasseanlagen in der Entwicklung und Erprobung. Das Markangebot wird also voraussichtlich in den kommenden Jahren weiter wachsen. 
Zurzeit  sind die in der  folgenden Tabelle aufgeführten Staubabscheider als „sekundäre Bauteile“ im Rahmen der vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) gewährten  Innovationsförderung zur Nachrüstung einer Biomasseanlage mit einer Einrichtung zur sekundären Abscheidung der im Abgas enthaltenen Partikel (Partikelabscheidung) förderfähig.

Staubabscheider für Biomasseanlagen

Quelle: Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa), Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), und Herstellerangaben,
Stand: 05.02.2021

Nachträglicher Einbau eines Staubabscheiders

Gemäß den Übergangsregelungen der 1. BImSchV sind in den kommenden Jahren voraussichtlich zahlreiche Biomasseanlagen zur Einhaltung der strengeren Emissionsanforderungen entweder mit Staubabscheidern nachzurüsten oder aber außer Betrieb zu nehmen bzw. durch neue Anlagen zu ersetzen. Aktuelle Feuerstättenbescheide, denen die entsprechenden Daten und Termine zu entnehmen sind, sollten inzwischen allen Betreibern vorliegen. Sofern eine wesentliche Änderung der Feuerungsanlage erfolgt, und das bezieht sich auf die Feuerstätte und schließt auch die Luftzufuhr und die Ableitung der Abgase ein, sind die neuen Regelungen der 2010 novellierten 1. BImSchV auch in Bezug auf die Ableitbedingungen einzuhalten. Unter Umständen ist also geboten, den Schornstein zu erhöhen oder zu sanieren.

Der LAI-Ausschuss Anlagenbezogener Immissionsschutz / Störfallvorsorge (AISV) hat im Oktober 2014 festgestellt, dass der nachträgliche Einbau einer nachgeschalteten Staubminderungseinrichtung eine wesentliche Änderung der Feuerungsanlage darstellt. Die Ableitbedingungen nach § 19 der 1. BImSchV müssen dabei eingehalten werden – unabhängig davon, ob der Einbau zu einer Verbesserung der Emissionssituation führt. Werden die vorgeschriebenen Ableitbedingungen nicht eingehalten, kann die Anlage vom zuständigen Bezirksschornsteinfegermeister stillgelegt werden. Gegebenenfalls kann nach § 22 der 1. BImSchV eine Zulassung von Ausnahmen im Einzelfall bei der zuständigen Bauaufsichtsbehörde beantragt werden. Dabei kann begründend auf die geminderten Emissionen und möglichst auf nicht gegebene Nachbarschaftsbelästigungen verwiesen werden.
Dieser Sachverhalt unterstreicht die Notwendigkeit, die Planung bzw. den Einbau eines Staubabscheiders frühzeitig mit dem zuständigen Bezirksschornsteinfegermeister abzustimmen.

Staubmessgeräte – Zulassung und Messunsicherheit

Mit der Novellierung der 1. BImSchV im Jahr 2010 und der deutlichen Herabsetzung der Staubemissionsgrenzwerte wurden – in 2 Stufen – nicht nur Kessel mit geringeren Staubemissionen gefordert, es mussten dafür binnen weniger Jahre auch neue Staubmessgeräte entwickelt und für Praxismessungen zugelassen werden. Mehrere Hersteller haben zwischenzeitlich neue Messgeräte entwickelt, die Staubemissionen im Bereich kleiner 20 mg/m3 (bei 13% Rest-O2 im Abgas) messen können. Für die Prüfung und Zulassung der neuen Messgeräte wurde eine Prüfvorschrift als VDI-Richtlinie „VDI 4206 Blatt 2 Mindestanforderungen und Prüfpläne für Messgeräte zur Überwachung der Emissionen an Kleinfeuerungsanlagen - Messgeräte zur Ermittlung von partikelförmigen Emissionen“ erarbeitet. Nach dieser Richtlinie müssen neue Messgeräte für verschiedene Messbereiche, die sich aus den verschiedenen Grenzwertanforderungen der 1. BImSchV ergeben (z.B. 0,15 g/m3, 0,10 g/m3, 0,06 g/m3 und 0,02 g/m3), ihre Übereinstimmung zum Referenzverfahren der Richtlinie VDI 2066, Blatt 1, „Messen von Partikeln - Staubmessungen in strömenden Gasen - Gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung“ nachweisen.
Geeignete Staubmessgeräte werden vom Umweltbundesamt zugelassen und im Bundesanzeiger bekannt gemacht (siehe nachstehende Tabelle). Da sich die Geräteempfindlichkeit mit der Staubmenge im Rauchgas ändert, variiert die erweiterte Messunsicherheit bei unterschiedlichen Messbereichen zum Teil deutlich. Zur Vereinfachung wurde die maximal zulässige Messunsicherheit daher vom zuständigen VDI-Arbeitskreis mit einheitlich 40% festgelegt. Diese Messunsicherheit kann auch bei wiederkehrenden Prüfungen mit unterschiedlichen Messgeräten berücksichtigt werden. Auf dieser Grundlage wurden bislang 4 Messgeräte verschiedener Hersteller für den praktischen Einsatz zugelassen. Für den Außeneinsatz sind diese Geräte nicht geeignet.
Die 1. BImSchV erlaubt den Abzug der Messunsicherheit vom Messwert. Insofern ist auf die im Rahmen der praktischen Überwachung gemessenen Werte eine Messunsicherheit 40% anzurechnen und auf zwei Stellen nach dem Komma (in g/m3) zu runden. Dieser Wert ist schließlich einer Bewertung im Vergleich zum Grenzwert zu unterziehen.

Messgeräte zur Überwachung der Staubgrenzwerte an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe

Quelle: Bundesanzeiger