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VOC-Reduzierung gibt es nicht von der Stange

Dürr schneidert Kunden einen passgenauen Maßanzug

Die Emissionsgrenzwerte für flüchtige organische Verbindungen, kurz VOC (volatile organic compounds) wurden Ende letzten Jahres EU-weit verschärft. Konsequenzen hat das vor allem für bestehende Lackieranlagen. Das Expertenteam bei Dürr: Corinna Maier, Produktmanagerin für Nachhaltigkeit in Lackieranlagen, Uwe Matthies, Senior Sales Manager Plant Services, und Frank Herre, Senior Manager Development Application/Process, beschreiben im Interview, wie Dürr gemeinsam mit seinen Kunden Maßnahmenpläne zur VOC-Reduzierung für verschiedene Szenarien entwickelt.

Mit diesen individuellen Maßnahmenplänen können sich Betreiber frühzeitig vorbereiten: Basierend auf individuellen Emissionsbilanzen der Werke konzipiert Dürr gemeinsam mit dem Kunden und sorgt dafür, dass Bestandsanlagen auch künftig Grenzwerte sicher einhalten.

Wen betrifft die Neuregelung zur Emissionsreduzierung?

Corinna Maier: Die Grenzwerte gelten für alle Industrien, die lackieren und beschichten. Überall dort, wo Lack aufgebracht und Lösemittel in einen Prozess eingebracht werden, entstehen Schadstoffe. Um die dadurch entstehende Belastung der Luft zu verringern, fokussiert sich die EU unter anderem auf flüchtige organische Verbindungen.

Wie viel schärfer werden die neuen VOC-Grenzwerte?

Corinna Maier: Im Dezember letzten Jahres wurden im EU-Amtsblatt Bandbreiten veröffentlicht, innerhalb derer sich die Gesetzgebungen der einzelnen Mitgliedsländer bewegen dürfen. Im Bereich Pkw beispielsweise liegt die Bandbreite für Bestandsanlagen zwischen 8 und 30 g/m2. Aktuell erreichen diese teilweise Emissionswerte von bis zu 65 g/m2. Je nachdem, ob sich ein Land eher am oberen oder unteren Grenzwert orientiert, werden Anlagenbetreiber mehr oder weniger stark reagieren müssen. Für neue Werke mit modernster Technik sind strengere VOC-Grenzwerte kein Problem. Ganz anders sieht es bei den Bestandsanlagen aus, von denen weltweit schätzungsweise 60 Prozent älter als 20 Jahre sind. In Europa liegt das Durchschnittsalter bei etwa 22 Jahren.

Welche Anlagen werden den größten Anpassungsbedarf haben?

Uwe Matthies: Da Lackieranlagen immer individuell auf die Kunden angepasst sind, kann man nicht pauschalieren. Aber es gibt vier Merkmale, die einen ersten Anhaltspunkt liefern – die Art des Lackes, die Höhe des Automatisierungsgrades, das Abscheidesystem und die Abluftreinigung. Verwendet ein Hersteller stark lösemittelbasierte Lacke, dann ist der VOC-Gehalt per se höher als bei Lacken auf Wasserbasis. Ist die Applikationstechnik wenig automatisiert, geht das einher mit einem geringeren Auftragswirkungsgrad und mehr Overspray. Dadurch ist die VOC-Belastung wesentlich höher im Vergleich zu einer hochautomatisierten Anlage. Und bei den Abscheidesystemen lassen sich die geringeren Abluftvolumenströme einer Trockenabscheidung effizienter und dank des geringeren Volumens eben auch günstiger abreinigen als bei einer Nassauswaschung. Für die Abreinigung der Lösemittel stehen Produkte zur Aufkonzentration mittels Adsorption und Abreinigung durch rekuperative oder unsere CO2 neutrale regenerative thermische Oxidation zur Verfügung.

Wie viel Zeit bleibt, um Bestandsanlagen auf die neuen Grenzwerte einzustellen?

Corinna Maier: Die neuen Grenzwerte wurden im Dezember 2020 im EU-Amtsblatt veröffentlicht. Damit hat eine vierjährige Übergangsfrist begonnen. Doch je nachdem, wie lange die Umsetzung in nationales Recht dauert, verkürzt sich die Zeit, um Anlagen entsprechend dem nationalen Recht anzupassen. Um unsere Kunden rechtzeitig auf die Veränderungen vorzubereiten, ermitteln wir gemeinsam die beste Lösung, um VOC-Emissionen in seinem Werk zu reduzieren. Den individuellen Maßnahmenplan kann er dann bei Bedarf aus der Schublade ziehen, um sofort loszulegen.

Wie gehen Sie konkret vor, um die Kunden bestmöglich zu beraten?

Uwe Matthies: Im ersten Schritt besprechen wir die neuen gesetzlichen Anforderungen und stellen gemeinsam die derzeitige Emissionsbilanz der Bestandsanlage fest. Ein Expertenteam von Dürr stellt unsere Produkte und Lösungen zur VOC-Reduzierung vor. Anschließend werden mögliche Lösungsansätze diskutiert und ein für den Kunden maßgeschneidertes Konzept erarbeitet. Um die – auch wirtschaftlich – beste Lösung zu finden, setzen wir unser Know-how aus der Applikations-, Anlagen- und Abluftreinigungstechnik ein sowie unsere Erfahrung aus mehr als 100 installierten Automobil-Lackieranlagen allein in Europa. Dadurch kennen wir die geeignetste Technologie und wissen sehr genau, was sich damit erreichen lässt.

Darüber hinaus haben wir die Möglichkeit, ein über mehrere Tage dauerndes Assessment der Lackiererei anzubieten und durchzuführen. Dabei untersuchen wir beispielsweise, welche Prozesse gefahren werden, welche Produkte involviert sind und wo in der Kabine oder in den Trocknern Luftschadstoffe emittieren. Für eine Gesamtkalkulation aller Lösemittelemissionen ergänzen wir die vom Kunden real gemessenen Werte um eine Vielzahl anlagentechnischer Kennziffern wie Spülvorgänge oder Volumenströme. Hinzu kommen Angaben des Kunden wie die First-Run-Rate sowie eine Vielzahl weiterer Annahmen, etwa zu Lackdetails. Diese Daten dienen uns dazu, konkrete technische Handlungsmöglichkeiten für Szenarien mit unterschiedlich hohen Grenzwerten aufzuzeigen. Für jede Einzelmaßnahme evaluieren wir, wieviel Gramm VOC der Kunde damit einsparen kann, was diese Investition kostet und welchen Return-on-Invest sie durch Materialeinsparung erzielt. Anschließend priorisieren wir alle Lösungen zu einem Implementierungsplan und vervollständigen ihn um die Shut-down-Planung. Sie enthält die möglichen Zeitfenster, in denen Umbauten überhaupt möglich sind, ohne die laufende Produktion zu beeinträchtigen. Damit profitiert der Kunde von einer individuellen VOC-Roadmap.

Welche Möglichkeiten haben Betreiber, damit bei der Applikation weniger VOC entsteht?

Frank Herre: Wir bei Dürr setzen auf innovative Applikationstechnologien, die dafür sorgen, VOC-Emissionen bereits in der Lackierkabine zu reduzieren, indem von vornherein weniger Lack und Lösemittel eingebracht werden. Der Aufwand für diese Umrüstungen ist vergleichsweise niedrig und erzielt einen Return-on-Invest. Wird beispielsweise in der Basecoat-Innenlackierung ein bestehender EcoGun Luftzerstäuber durch den Hochrotationszerstäuber → EcoBell3 Ci ersetzt, verringert das die VOC-Belastung um 65 ml pro Einheit. Die laufenden Kosten sinken, weil 540 ml Lack pro Karosse weniger verbraucht wird. Ein anderes Beispiel ist der Einsatz eines Linearfarbwechslers, wodurch sich der Farbverlust von derzeit üblichen 45 ml bis im schlechtesten Fall 120 ml auf nur noch 10 bis 15 ml pro Farbwechsel reduziert. Das spart bis zu 84 ml VOC pro Einheit. Weitere, sehr effektive Möglichkeiten, VOC zu vermeiden, sind automatische Zerstäuber-Reinigungsgeräte und neue Spültechnologien sowie der Umstieg auf das VOC-freie Spülmedium EcoFlush Zero, das sehr gut reinigt und sparsam im Verbrauch ist. Die größte VOC-Belastung resultiert allerdings oftmals aus der Klarlack-Kabine. Dort werden weltweit fast ausschließlich lösemittelbasierende Lacke und Spüllösemittel eingesetzt. Unabhängig vom eigentlichen Lackauftrag, kann der Einsatz von neuesten Zerstäuber-Reinigungs- und Auffanggeräten auch dort den VOC-Eintrag drastisch reduzieren. Alle Spül- und Farbwechselvorgänge können abgeführt werden, ohne dass nennenswerte Mengen in die Kabinenluft gelangen.

An welchen Stellschrauben kann man noch drehen?

Uwe Matthies: In der Anlagentechnik gelingt die VOC-Reduzierung am besten mit Trockenabscheidesystemen. Mit diesem Verfahren kann ein hoher Anteil der Prozessluft in einer Umluftführung weiter genutzt werden, so dass sich das Abluftvolumen reduziert. Die Abluft kann dann aufkonzentriert und optimal abgereinigt werden. Besonders umweltfreundlich ist das vollautomatische Filtersystem EcoDryScrubber, das auch sehr strenge Grenzwerte bei der Staubemission erfüllt. Es besitzt, ebenso wie das halbautomatische Trockenabscheidesystem EcoDry X, einen sehr geringen Abluftvolumenstrom, der sich so reduzieren lässt, dass die komplette Kabinenabluft wirtschaftlich abgereinigt werden kann.

Wie weit lassen sich VOC-Emissionen überhaupt senken?

Uwe Matthies: Am Ende der Prozesskette steht die Abluftreinigung, die durch Aufkonzentration mittels Adsorption oder durch → rekuperative oder → regenerative thermische Oxidation die Abluft von Lösemitteln reinigt. Darüber hinaus stehen auch unsere CO2 neutralen Lösungen im Fokus. Beziehen wir sämtliche in einer Lackiererei anfallenden Lösemittel und alle Reduktionsmaßnahmen mit ein, ist es technisch möglich, die Schadstoffe und den VOC-Gehalt in der Abluft um durchschnittlich 95 Prozent zu reduzieren.  

 

Was empfehlen Sie Anlagenbetreibern in der aktuellen Situation, um sich auf die bevorstehende VOC-Grenzwertverschärfung vorzubereiten?

Frank Herre: Keine Lackieranlage ist wie die andere, deswegen gibt es auch keine Lösung von der Stange. Stattdessen brauchen wir einen perfekt zugeschnittenen Maßanzug, der genau zu den individuellen Prozessen und verwendeten Lacken passt. Diesen Maßanzug können wir unseren Kunden schneidern, da wir alle erforderlichen Kompetenzen in der Applikations-, Anlagen- und Abluftreinigungen in einer Hand vereinen. Mit diesem Know-how entwickeln wir, zusammen mit unseren Kunden, eine maßgeschneiderte Lösung, wodurch sie bestens vorbereitet sind und wissen, wie sie auch künftig ihre Bestandsanlagen wirtschaftlich und sicher betreiben können – trotz verschärfter VOC-Grenzwerte.

Die neue VOC-Grenzwertverschärfung zwingt Anlagenbetreiber die VOC-Emissionen in ihren Bestandsanlagen zu reduzieren. Dieses Interview beschreibt, wie Dürr gemeinsam mit Kunden maßgeschneiderte Lösungen dafür erarbeitet. Dies betrifft jedoch nicht nur die VOC-Reduzierung. Gerne erarbeitet das Dürr-Expertenteam auch individuelle Maßnahmenpläne, um Energie und CO2 einzusparen.

Corinna Maier
Product Management
Dürr Systems AG
Carl-Benz-Str. 34
74321 Bietigheim-Bissingen
Deutschland
Uwe Matthies
Sales
Dürr Systems AG
Carl-Benz-Str. 34
74321 Bietigheim-Bissingen
Deutschland
Frank Herre
Senior Manager
Process Development/Application Technology
Dürr Systems AG
Carl-Benz-Str. 34
74321 Bietigheim-Bissingen
Deutschland

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