Fachkundige Einsicht: Überarbeitete Luftqualitätsstandards für die Außenluft unterstreichen die Bedeutung der Kontrolle von Ammoniak-Überschuss und kondensierbaren Feinstaubpartikeln

Während China sich darauf vorbereitet, die überarbeiteten Standards für die Luftqualität im Freien am 1. März 2026 umzusetzen, betritt der Sektor zur Kontrolle industrieller Emissionen eine neue Phase einer tiefer greifenden und umfassenderen Luftreinhaltung. In dieser Ausgabe der „Policy Interpretation Series“ von MirShine Environmental teilt Professorin Guiqin Zhang, Kernexpertin des MirShine Ecological Research Institute und Masterbetreuerin an der Shandong Jianzhu University, ihre fachlichen Einsichten zu den Auswirkungen der überarbeiteten Standards sowie zur zukünftigen Entwicklung der ammoniakbasierten Rauchgasentschwefelungstechnologie.

Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der atmosphärischen Umweltwissenschaft und der Forschung zur Luftreinhaltung hat Professorin Zhang umfangreiche Studien zu Technologien zur Behandlung von Rauchgasen aus Kohlekraftwerken sowie zur Entwicklung umweltpolitischer Regelungen durchgeführt. Ihre Analyse bietet wertvolle Orientierungshilfe für Industrieunternehmen, die langfristig die immer strengeren Umweltvorschriften einhalten möchten.

Strengere PM2,5-Standards signalisieren eine neue Phase der Luftverschmutzungskontrolle

Eine der bedeutendsten Änderungen, die in den überarbeiteten Richtwerten für die Luftqualität im Freien eingeführt wurden, ist die Verschärfung des jährlichen PM2,5-Konzentrationsgrenzwerts von 35 μg/m³ auf 25 μg/m³.

Laut Professor Zhang stellt diese Anpassung weit mehr als nur eine numerische Überarbeitung dar. Sie spiegelt Chinas Übergang von einer konventionellen Verschmutzungskontrolle hin zu einer tiefer greifenden und feiner abgestimmten Phase des Luftqualitätsmanagements wider.

„Jede Verschärfung von Umweltstandards erfordert eine entsprechende Weiterentwicklung der industriellen Emissionskontrolltechnologien“, erklärte Professor Zhang. „Für Branchen wie die Kohlechemie, die thermische Stromerzeugung und die Koksherstellung reicht es nicht mehr aus, lediglich die derzeit geltenden Emissionsgrenzwerte einzuhalten. Unternehmen müssen zukunftsorientierte Technologien einsetzen, die sich an künftige regulatorische Entwicklungen anpassen können.“

Da die Regierungen weiterhin sauberere Luft und niedrigere Feinstaubkonzentrationen anstreben, müssen sich Industrieanlagen einer zunehmenden Überwachung hinsichtlich sowohl primärer als auch sekundärer Schadstoffemissionen stellen.

Versteckte Herausforderungen: Ammoniak-Überschuss und kondensierbare Partikelmasse

Während konventionelle Rauchgasreinigungstechnologien bei der Kontrolle von Schwefeldioxid (SO₂), Stickoxiden (NOₓ) und filterbaren Partikeln erhebliche Fortschritte erzielt haben, betonte Professor Zhang, dass die Branche verstärkt auf zwei häufig übersehene Schadstoffe achten müsse: Ammoniak-Überschuss und kondensierbare Partikelmasse (CPM).

Diese Schadstoffe werden zunehmend als entscheidende Faktoren für die Bildung sekundärer PM2,5-Analyse erkannt und könnten künftig maßgebliche Einflussfaktoren für die Einhaltung umweltrechtlicher Vorgaben werden.

In SCR-Entstickungsanlagen und herkömmlichen nassen Entschwefelungsverfahren kann unreaktiver Ammoniak zusammen mit dem Rauchgas entweichen. Sobald Ammoniak in die Atmosphäre freigesetzt wird, kann es mit Schwefeldioxid, Stickoxiden und anderen sauren Verbindungen reagieren und sekundäre Aerosole wie Ammoniumsulfat und Ammoniumnitrat bilden. Diese feinen Partikel tragen wesentlich zur Umgebungs-PM2,5-Belastung bei.

Kondensierbare Partikelmasse stellt eine zusätzliche Herausforderung dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Partikeln liegt CPM (condensable particulate matter) im Rauchgasstrom hauptsächlich in gasförmiger Form vor und ist häufig nur schwer mit Standard-Staubabscheideeinrichtungen zu erfassen. Nach der Abluft über den Schornstein kühlen diese gasförmigen Verbindungen in der Atmosphäre ab und kondensieren, wodurch feine feste oder flüssige Partikel entstehen, die direkt zur PM2,5-Konzentration beitragen.

Professor Zhang wies darauf hin, dass selbst Anlagen, die bei herkömmlichen Partikelemissionen hervorragende Leistungen erbringen, weiterhin Schwierigkeiten haben können, eine signifikante Reduktion der PM2,5-Emissionen zu erreichen, wenn die Ammoniak-Überschreitung (Ammonia slip) und die Emissionen kondensierbarer Partikelmasse (CPM) nicht ordnungsgemäß kontrolliert werden.

Sie betonte ferner, dass die zuständigen Aufsichtsbehörden bereits Prüfmethoden und Emissionsstandards für diese Schadstoffe eingeführt haben. Die Umweltaufsicht expandiert schrittweise von der traditionellen Schadstoffkontrolle hin zu einem umfassenden Schadstoffmanagement.

Für Industrieunternehmen wird die proaktive Investition in Technologien zur Kontrolle sekundärer Schadstoffe zunehmend sowohl zu einer gesetzlichen Erfordernis als auch zu einem Wettbewerbsvorteil.

Die besonderen Vorteile der ammoniakbasierten Entschwefelung

Aufbauend auf ihrer politischen Analyse untersuchte Professor Zhang die Rolle der ammoniakbasierten Entschwefelungstechnologie im Rahmen des sich wandelnden regulatorischen Rahmens.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Entschwefelungsverfahren nutzt die ammoniakbasierte Rauchgasentschwefelung Ammoniak als Absorptionsmittel und bietet durch eine optimierte Anlagengestaltung zudem das Potenzial für eine gleichzeitige Kontrolle von Schwefeldioxid, Ammoniak-Überschuss („ammonia slip“) und kondensierbaren Feinstaubpartikeln.

Durch patentierte Apparatekonstruktionen und sorgfältig abgestimmte Prozessparameter können ammoniakbasierte Entschwefelungsanlagen eine Mehrschadstoffkontrolle erreichen, ohne umfangreiche zusätzliche End-of-Pipe-Behandlungsanlagen erfordern zu müssen.

Betriebsdaten aus Projekten in der Kohlechemie, der thermischen Krafterzeugung, der Kokerei sowie der Industrie für fortschrittliche Materialien belegen eine hervorragende Umweltleistung. In diesen Anwendungen lagen die Konzentrationen des Ammoniak-Überschusses („ammonia slip“) stets deutlich unter dem gesetzlichen Grenzwert von 3 mg/m³, während auch die Emissionen kondensierbaren Feinstaubpartikels auf branchenführendem Niveau lagen.

Professor Zhang betonte, dass die Technologie neben ihren ökologischen Vorteilen auch erhebliche wirtschaftliche Vorteile bietet.

Erstens erfolgt die Ammoniak-basierte Entschwefelung ohne Erzeugung von Entschwefelungsabwasser, wodurch die Kapitalinvestitionen und Betriebskosten für die Abwasseraufbereitung und Systeme mit nullflüssiger Entnahme entfallen.

Zweitens wandelt das Verfahren Schwefeldioxid in Ammonsulfat um, ein wertvolles Düngemittel, das kommerziell vermarktet werden kann und damit die Rückgewinnung von Schwefelressourcen ermöglicht sowie sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile schafft.

Branchentrends: Die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit wird von einer umfassenden Schadstoffkontrolle abhängen.

Blickt man nach vorn, so glaubt Professor Zhang, dass die Verschärfung der PM2,5-Standards das Wettbewerbsumfeld der industriellen Emissionskontrolle grundlegend verändern wird.

„Die Zukunft der Rauchgasreinigung wird nicht mehr allein danach beurteilt, ob ein Unternehmen die Emissionsgrenzwerte einhalten kann“, erläuterte sie. „Die eigentliche Herausforderung wird darin bestehen, die Einhaltung dieser Grenzwerte bei geringeren Umweltauswirkungen und höherer wirtschaftlicher Effizienz zu erreichen.“

Die Fähigkeit, Ammoniak-Überschuss, kondensierbare Partikelstoffe, Schwefeldioxid und andere neu auftretende Schadstoffe effektiv zu kontrollieren, wird zu einem entscheidenden Indikator für technologischen Fortschritt.

Aktuelle Überwachungsdaten aus ammoniakbasierten Entschwefelungsprojekten stützen diese Schlussfolgerung weiter.

Die gemessenen Konzentrationen von SO₂, NOₓ und Partikelstoff erfüllten durchgängig die Anforderungen an Ultra-Niedrigemissionen.

Die mittels Verdünnungstunnel-Probenahme ermittelten Partikelstoffkonzentrationen – einschließlich sowohl filterbarer Partikelstoffe (FPM) als auch kondensierbarer Partikelstoffe (CPM) – lagen unter 5 mg/m³. Die Ergebnisse waren lediglich 0,2–0,5 mg/m³ höher als die mit herkömmlichen gravimetrischen und Beta-Strahl-Messverfahren erzielten Werte, was auf extrem niedrige CPM-Konzentrationen hinweist.

Gleichzeitig blieben die Ammoniakkonzentrationen unter 2,0 mg/m³ – deutlich unterhalb des gesetzlichen Grenzwerts von 3,0 mg/m³ – und belegen damit die Wirksamkeit präziser Ammoniak-Einspritzsteuerungsstrategien.

MirShine setzt die Weiterentwicklung von Technologien für saubere Luft fort

Als führender Anbieter von auf Ammoniak basierenden Entschwefelungslösungen hat MirShine Environmental proprietäre Technologien entwickelt, die sich auf die koordinierte Kontrolle von Ammoniak-Überschuss und kondensierbaren Feinstaubpartikeln konzentrieren.

Durch jahrelange ingenieurtechnische Praxis in mehreren Branchen hat MirShine umfangreiche Erfahrung darin gesammelt, Kunden bei der Erreichung von Ultra-Niedrigemissionen zu unterstützen, während gleichzeitig die Betriebseffizienz und die Umweltleistung verbessert werden.

Die technologische Roadmap des Unternehmens steht eng im Einklang mit zukünftigen regulatorischen Trends und der wachsenden Nachfrage nach umfassendem Schadstoffmanagement.

Zukünftig wird MirShine weiterhin in technologische Innovationen und praktische ingenieurtechnische Lösungen investieren, um Industrien weltweit bei der Erreichung saubererer Emissionen, einer höheren Ressourceneffizienz und nachhaltiger Entwicklungsziele zu unterstützen.