10 Schritte zur Auswahl eines CEMS für Ihren Betrieb
Ein kontinuierliches Emissionsüberwachungssystem (Continuous Emission Monitoring System, CEMS) ist ein wichtiges Werkzeug für die Einhaltung von Luftqualitätsvorschriften und den Umweltschutz. Die Auswahl dieses Systems ist eine kritische Entscheidung für Industrieunternehmen in der Prozessautomatisierung.
ArticleMehrere Industrien05.08.2025
In Kürze
CEMS werden eingesetzt, um Emissionen aus Verbrennungsprozessen wie Kesseln, Turbinen und Verbrennungsmotoren genau und kontinuierlich zu messen und zu überwachen. Mit der Implementierung dieses Systems können Unternehmen sicherstellen, dass sie die gesetzlichen Umweltvorschriften einhalten und das Risiko von Bußgeldern oder Vertragsstrafen minimieren. Dies macht CEMS zu einem wertvollen Werkzeug für Kunden, die ihre Umweltauswirkungen verringern und dabei sicherstellen wollen, dass ihr Betrieb gesetzliche Vorgaben einhält.
Auswahl eines kontinuierlichen Emissionsmesssystems (CEMS) ist komplex, denn man entscheidet in diesem Zusammenhang über signifikante Investitionen und Betriebskosten. Betrachtet man die gesamte Lebensdauer einer Anlage, kann eine niedrige Erstinvestition möglicherweise am Ende die teuerste Lösung sein.
Zusätzlich beeinflussen individuelle Voraussetzungen der jeweiligen Industrieanlage die Eignung und Kosten der in Frage kommenden CEMS-Technologie.
Dies liegt daran, dass das Unternehmen des produzierenden Gewerbes, beispielsweise in der Energieversorgung oder der Zementindustrie, im Allgemeinen definierten Vorschriften und Gesetzen zur Emissionsreduzierung unterliegen. Die Betriebskosten über die gesamte Betriebslebensdauer können am Ende bis zum Dreifachen der Kosten für die Anfangsinvestition ausmachen, je nachdem, welche Messtechnik gewählt wird (in situ, kalt- oder heiß-extraktiv) und welche Kombination verschiedener Messprinzipien zum Einsatz kommt.
InhaltInhalt
Wir haben für Sie 10 Schritte zusammengestellt, wie Sie das richtige CEMS für Ihre Anwendung finden:
Schritt 1: Festlegung der zu überwachenden Prozessparameter
Prozessparameter sind ein wichtiger Punkt, der bei der Auswahl eines CEMS zu bedenken ist. Denn das System muss in der Lage sein, die aus dem Prozess emittierten Gase und Partikel genau zu messen. Die Art des Gases sowie Temperatur und Druck des Prozesses bestimmen den Typ des CEMS, das verwendet werden sollte. Für einen Prozess, in dem hochreaktive Gase wie Schwefelwasserstoff vorkommen, wird möglicherweise ein für hohe Temperaturen und Drücke geeigneter CEMS benötigt. Wenn zudem gefährliche Gase oder Partikel ausgestoßen werden, ist zur Messung dieser Emissionen eventuell ein spezielles CEMS erforderlich.
Das CEMS muss auch in der Lage sein, die Betriebsparameter des Prozesses genau zu messen, z. B. Luftdurchfluss, Temperatur und Druck. Dies sorgt dafür, dass das CEMS genaue Messungen der Emissionen aus dem Prozess liefert. Darüber hinaus muss das CEMS für den Betrieb in der Umgebung geeignet sein, in der es zum Einsatz kommen soll. Das ist wichtig, um sicherzustellen, dass das CEMS durch die Prozessumgebung nicht beschädigt oder in seiner Funktion beeinträchtigt wird. Das CEMS muss zudem in der Lage sein, in einem großen Temperatur- und Druckbereich zu arbeiten, um sicherzustellen, dass es die Emissionen aus dem Prozess genau messen kann.
Schritt 2: Sichtung der geltenden Konformitäten und Bestimmungen
Die Compliance-Standards für CEMS-Lösungen werden von Aufsichtsbehörden auf lokaler oder übergeordneter Ebene festgelegt. Für Unternehmen ist es wichtig, dass sie diese Standards kennen und einhalten, um mögliche Bußgelder oder Vertragsstrafen zu vermeiden. Das jeweilige Berichtssystem leitet sich deshalb üblicherweise aus nationalen Vorschriften oder internationalen Spezifikationen ab.
Welche nationalen Bestimmungen und Vorschriften gelten?
Müssen internationale Vorschriften wie EU-Richtlinien oder Standards der US-Umweltbehörde EPA berücksichtigt werden?
Gelten weitere Vorgaben aufgrund spezieller Anlagenanforderungen?
Schritt 3: Erwartung, dass neue Vorschriften in Kraft treten
Auch mögliche künftige Vorschriften haben Auswirkungen auf die Auswahl eines CEMS. Denn viele Vorschriften für die Emissionsüberwachung ändern sich, und Kunden müssen sicherstellen, dass das gewählte CEMS sowohl die aktuellen Anforderungen als auch ggf. anstehende Änderungen oder als Vorschlag eingebrachte Vorschriften erfüllen kann.
Doch wie lässt sich vorhersagen, welche Änderungen vielleicht eintreten? Die einfachste Möglichkeit besteht darin, dafür zu sorgen, dass das ausgewählte System ohne Weiteres nachgerüstet oder so angepasst werden kann, dass es neue Vorschriften oder künftige Änderungen erfüllt. Besonders wichtig ist dies für Kunden, die in Bereichen mit einem hohen Ausstoß an Luftschadstoffen tätig sind, da sie die strengsten Vorschriften einhalten müssen. Kunden müssen zudem die Betriebs- und Wartungskosten bedenken, da künftige Vorschriften eventuell zusätzliche Überwachungsmaßnahmen oder Modernisierungen fordern, die die Betriebskosten deutlich erhöhen könnten.
Schritt 4: Klärung der Betriebsbedingungen vor Ort
Wenn alternative Brennstoffe genutzt werden, können sich darin enthaltene aggressive Gase auf Betrieb und Zuverlässigkeit von CEMS-Systemen auswirken. Beispielsweise kann die Auswahl des CEMS für ein erdgasbefeuertes Kraftwerk (hier die Broschüre herunterladen) anders ausfallen als die Auswahl des CEMS für ein ölbefeuertes Kraftwerk. Bei erdgasbefeuerten Kraftwerken muss das gewählte CEMS in der Lage sein, mehrere Parameter genau zu messen, z. B. Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf.
Außerdem muss das CEMS die Konzentrationen der Verbrennungsschadstoffe messen können, z. B. Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid. Bei ölbefeuerten Kraftwerken gelten möglicherweise andere Anforderungen an das CEMS, da sie normalerweise andere problematische Schadstoffe emittieren. Das CEMS muss darüber hinaus den Gesamtkohlenwasserstoffgehalt des Rauchgases überwachen können.
Jedes CEMS muss so konzipiert sein, dass die Konzentration der Schadstoffe aus einem bestimmten jeweils genutzten Brennstoff genau gemessen werden. Für ein ölbefeuertes Kraftwerk wird beispielsweise ein CEMS benötigt, das die Konzentration von ölhaltigen Schadstoffen genau messen kann, während das CEMS für ein erdgasbefeuertes Kraftwerk in der Lage sein muss, die Konzentration der aus dem Erdgas entstandenen Schadstoffe zu messen. Das CEMS muss darüber hinaus so konzipiert sein, dass alle zusätzlichen Anforderungen, beispielsweise lokale Vorschriften oder die Bereitstellung von Daten für Dritte, erfüllt werden.
Schritt 5: Festlegung der potenziellen Quellen kritischer Gasbestandteile
Wenn kritische Gasbestandteile wie z. B. organische Verbindungen, NH3, Chlor oder Schwefel, erzeugt werden, muss das CEMS diese Bestandteile auch in hohen Konzentrationen zuverlässig messen können.
Es kann zudem sein, dass bestimmte Brennstoffarten mehr Partikel erzeugen, die die Sensoren des CEMS verstopfen und so zu weniger genauen Messwerten führen können. Darüber hinaus können einige Brennstoffe mehr Wärme erzeugen und dadurch zu höheren Abgastemperaturen führen. Diese höheren Temperaturen können zur Folge haben, dass das CEMS zu hohe Emissionswerte meldet und die Ergebnisse dadurch ungenau sind.
Der Einsatz unterschiedlicher Brennstoffarten macht die Auswahl eines CEMS noch komplizierter. Für unterschiedliche Brennstoffarten werden möglicherweise verschiedene CEMS-Modelle benötigt, da die Emissionen bestimmter Brennstoffe nicht von allen Modellen genau gemessen werden können. Einige Brennstoffe haben höhere Konzentrationen an flüchtigen organischen Verbindungen oder anderen Schadstoffen, die sich auf die Auswahl des CEMS auswirken könnten. Es ist wichtig, bei der Auswahl des CEMS die Art des Brennstoffs zu berücksichtigen, der in der Anlage genutzt wird. Denn dies kann sicherstellen, dass das CEMS in der Lage ist, die Emissionen aus der Anlage genau zu messen.
Schritt 6: Einschätzung der CEMS-Betriebsbedingungen während der Lebensdauer
Gasreinigungsanlagen wie DeNOx oder Nasswäscher reduzieren die Schadstoffmengen signifikant. Höhere NH3-Konzentrationen nach Zugabe von Ammoniak oder Harnstoff sowie Abweichungen bei Temperatur und Feuchtigkeit können die Verfügbarkeit und Betriebslebensdauer des Messsystems jedoch erheblich reduzieren.
Effizienz, Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Systems sind alles entscheidende Faktoren im Auswahlprozess. Wenn im Betrieb beispielsweise extreme Temperaturen auftreten, muss das CEMS in der Lage sein, unter diesen Bedingungen genau und zuverlässig zu messen und auf alle Änderungen schnell und genau zu reagieren.
Wenn sich die Anlage zum Beispiel in einem Bereich mit hohen Konzentrationen von Kohlenwasserstoffdämpfen befindet, muss das CEMS diese Dämpfe genau nachweisen und messen können. Das CEMS muss auch in der Lage sein, den korrosiven Wirkungen der Chemikalien standzuhalten, die im Prozess der Öl- und Gasproduktion zum Einsatz kommen. Es muss auch langlebig genug sein, damit es starkem Wind, Staub und anderen Umgebungsbedingungen standhält.
Die typische Lebensdauer eines CEMS beträgt mehr als 10 Jahre. Abhängig von der gewählten Messtechnik können die tatsächlichen Betriebskosten mehr als das Dreifache der Anschaffungskosten betragen. Zu berücksichtigen sind:
CEMS dienen zur Messung und Überwachung von Emissionen aus industriellen Prozessen, um die Einhaltung von Umweltvorschriften sicherzustellen. Neben den Anschaffungskosten für das CEMS müssen bei der Auswahl auch die Lebenszykluskosten berücksichtigt werden. Dazu gehören Kosten für Installation, Kalibrierung, Wartung und Reparaturen sowie Kosten für die Schulung des Personals in der Bedienung und Wartung des Systems.
Die Gesamtlebenszykluskosten für ein CEMS können erheblich höher sein als die Anschaffungskosten. Daher müssen die verschiedenen CEMS-Optionen sorgfältig evaluiert werden, um das System auszuwählen, das die kostengünstigste Lösung bietet. Faktoren wie Systemzuverlässigkeit, Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit müssen berücksichtigt werden, um einen langfristigen Mehrwert und Kosteneinsparungen zu gewährleisten. Es ist wichtig zu beachten, dass die Gesamtbetriebskosten je nach Art des gewählten Systems und der erwarteten Betriebsumgebung stark variieren können. Daher ist es wichtig, bei der Auswahl eines CEMS alle Faktoren zu berücksichtigen.
Schritt 8: Voraussetzungen für Betrieb und Instandhaltung des CEMS
Gemäß den geltenden Qualitätsstandards muss das CEMS eine verifizierbare Verfügbarkeit, einschließlich aller Wartungs- und Prüfzyklen, von mehr als 95 % aufweisen. Kritische Punkt sind unter anderem:
Gasaufbereitung im Fall von kondensat- oder säurebildenden Bestandteilen?
Stillstandszeiten durch durch Filter- oder Gasentnahme?
Hersteller von CEMS-Lösungen bieten für ihre Kunden normalerweise technische Unterstützung und anwendungsbezogene Beratung. Der Auswahlprozess erfordert eine gründliche Analyse der verfügbaren CEMS-Technologien, ihrer Fähigkeiten und der damit verbundenen Kosten. Dabei ist es wichtig, sowohl die im Vorfeld anfallenden Kosten als auch die langfristigen Kosten des Systems unter Berücksichtigung der Wartungs- und Reparaturanforderungen zu bedenken. Außerdem sollten die für technische Unterstützung verfügbaren Ressourcen überprüft werden, beispielsweise Support und Schulungen für den Kunden, um sicherzustellen, dass das ausgewählte CEMS richtig gewartet und betrieben wird. Auch eine Bewertung des Kundenservice und der Support-Fähigkeiten des Anbieters sollte in den Auswahlprozess einfließen. Dies sorgt dafür, dass alle technischen Fragen oder Probleme zeitnah beantwortet und gelöst werden.
Schritt 9: Klärung der Zugangs- und Umgebungsbedingungen vor Ort
Bei der Auswahl eines CEMS ist es unerlässlich, die Umgebung vor Ort im Hinblick auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu prüfen. Faktoren wie das Vorhandensein von Chemikalien, hohe Temperaturen und eine hohe Staubbelastung können die Leistung des CEMS beeinträchtigen, da diese Bedingungen zu einem vorzeitigen Ausfall des Systems oder ungenauen Messwerten führen können. Das CEMS muss außerdem in der Lage sein, extremen Witterungsbedingungen, u. a. starken Winden, Blitzschlag und Feuchtigkeit, standzuhalten, die in einer Öl- und Gasanlage häufig anzutreffen sind. Unternehmen müssen ein CEMS auswählen, das auf Beständigkeit gegenüber solchen Umgebungen ausgelegt ist und über lange Zeit eine hohe Leistung bietet.
Zusätzlich zur Auswahl eines CEMS, das mit den Bedingungen vor Ort zurechtkommt, müssen Unternehmen auch bedenken, Emissionsmesssysteme wie das System vor von außen einwirkenden Belastungen geschützt wird. Hierzu gehört, das System von schweren Maschinen und anderen Vibrationsquellen fernzuhalten und dafür zu sorgen, dass es an einem sicheren Ort installiert wird, an den keine Korrosionsmittel gelangen können. Darüber hinaus muss das System sauber und frei von Fremdkörpern gehalten werden, da Staub und Schmutz jeder Art die Genauigkeit des CEMS beeinträchtigen können.
Die Verfügbarkeit von Verbrauchsmaterialien / Ersatzteilen und Zusatzstoffen ist äußerst wichtig bei Industrieanlagen, die schwer zu erreichen sind (Ölplattformen, Gasverdichterstationen, Anlagen in extremen Klimazonen).
Schritt 10: Beurteilung der Leistungsfähigkeit des Anbieters
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Ein umfassendes Portfolio für die für kontinuierliche Emissionsmesssysteme. Mit zukunftsweisenden Lösungen, perfekt abgestimmt auf die jeweilige Messaufgabe in Ihrer Branche.
Ein Lieferant von Systemen zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung (CEMS) sollte in der Lage sein, die Entscheidungsfindung bei der Suche nach einer geeigneten Lösung effektiv zu unterstützen. Die Durchführung einzelner Messaufgaben in Kombination mit einem kompetenten Service und Mehrwert durch digitale Lösungen sollte ein entscheidender Faktor sein, nicht die potenziell begrenzte Auswahl an technischen Optionen bei einem bestimmten Lieferanten.
Technologie-Benchmarking ist eine wichtige Methode bei der Auswahl eines CEMS, mit dem die Schadstoffemissionen aus vielen verschiedenen Quellen gemessen und überwacht werden sollen, z. B. bei Kraftwerken, Fabriken sowie Produktionsstandorten für Öl und Gas. Beim Technologie-Benchmarking werden die Fähigkeiten verschiedener CEMS untersucht und anschließend mit Industriestandards und den Anforderungen des Kunden verglichen. Dies hilft den Kunden, das für ihre spezifischen Bedürfnisse am besten geeignete System zu finden.
Was uns auszeichnet ist eine jahrzehntelange, erwiesene Fachkompetenz, ein umfasendes Produktportfolio und eine Vielzahl an Services auf dem Gebiet der Emissionsmessungen.
Lösungen zur Emissionsüberwachung
Die typische Lebensdauer eines CEMS beträgt mehr als 10 Jahre. Abhängig von der gewählten Messtechnik können die tatsächlichen Betriebskosten mehr als das Dreifache der Anschaffungskosten betragen. Zu berücksichtigen sind:
CEMS dienen zur Messung und Überwachung von Emissionen aus industriellen Prozessen, um die Einhaltung von Umweltvorschriften sicherzustellen. Neben den Anschaffungskosten für das CEMS müssen bei der Auswahl auch die Lebenszykluskosten berücksichtigt werden. Dazu gehören Kosten für Installation, Kalibrierung, Wartung und Reparaturen sowie Kosten für die Schulung des Personals in der Bedienung und Wartung des Systems.
Die Gesamtlebenszykluskosten für einen CEMS können erheblich höher sein als die Anschaffungskosten. Daher müssen die verschiedenen CEMS-Optionen sorgfältig evaluiert werden, um das System auszuwählen, das die kostengünstigste Lösung bietet. Faktoren wie Systemzuverlässigkeit, Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit müssen berücksichtigt werden, um einen langfristigen Mehrwert und Kosteneinsparungen zu gewährleisten. Es ist wichtig zu beachten, dass die Gesamtbetriebskosten je nach Art des gewählten Systems und der erwarteten Betriebsumgebung stark variieren können. Daher ist es wichtig, bei der Auswahl eines CEMS alle Faktoren zu berücksichtigen.
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