69. Symposium 2008
Energie aus Abfall - Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung
| Vorwort Sigmar Gabriel Es ist in den letzten Jahren eine gute Tradition geworden, dass das Bundesumweltministerium die Schirmherrschaft über das jährliche Symposium des ANS zu ausgewählten abfallwirtschaftlichen Fragestellungen übernimmt. So auch in diesem Jahr, wo sich das Symposium dem Schwerpunkt "Energie aus Abfall - Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung" widmet. |
| Ressourceneffizientes Handeln in der Abfallwirtschaft Prof. Dr.-Ing. Klaus Fricke, Dipl.-Geoökol. Tobias Bahr, Dipl.-Biotechnol. Timo Thiel, Dipl.-Ing. Oliver Kugelstadt Wer hätte gedacht, dass der Klimawandel unser Gesellschaft derart sensibilisiert – Politik, Wirtschaft und Verbraucher gleichermaßen. Auch die Optimisten unter den Umweltschützern hätten dies noch vor wenigen Jahren nicht für möglich gehalten. Immer mehr auch klassische Unternehmen widmen sich dem Thema Umwelt. Strategischer Konsum - der Verbraucher wird sich seiner Macht bewusst, durch sein Verhalten Veränderungen herbeizuführen. Klimaschutz und damit Umweltschutz ist mittlerweile auch politisch nahezu über das gesamte Parteienspektrum salonfähig geworden. |
| Beitrag der Abfallwirtschaft zu einer nachhaltigen Energieversorgung MinDir Dr. Helge Wendenburg, RDir Dr. Claus-Gerhard Bergs Die dramatischen Steigerungen der Weltmarktpreise für alle relevanten Rohstoffe in den vergangenen Jahren haben gezeigt, dass der in Deutschland und Europa praktizierte Weg, möglichst viel der anfallenden Abfälle zu verwerten, zur Sicherung der Rohstoffversorgung beiträgt und auf lange Sicht die Reichweite von Rohstofflagern verlängern kann. |
| Energie aus Abfall - Potenziale und Nutzungsmöglichkeiten Prof. Dr. Rainer Wallmann, Dr.-Ing. Thomas Fritz Die steigende Zahl der Weltbevölkerung, verbunden mit einem verbesserten Lebensniveau in den Ländern der Dritten Welt, führten und führen weiter zu einem starken Ansteigen des Energieverbrauchs weltweit. Die gleichzeitigen Endlichkeiten der Ressourcen von fossilen Energieträgern lassen zukünftig eine Lücke in der weltweiten Energieversorgung entstehen. |
| Optimierungsansätze zur Sekundärbrennstoff- und Energiebereitstellung bei MBA Prof. Dr.-Ing. Bernhard Gallenkemper Neben der Funktion als Vorbehandlungsverfahren stellt die MBA gleichzeitig ein Verfahren zur stoffspezifischen Abfallbehandlung im Sinne eines Stoffstrommanagements dar, bei dem gezielt aus dem Restabfall Stoffströme zur Verwertung ausgeschleust werden. Neben der stofflichen Verwertung, deren Bedeutung im Hinblick auf die Ressourcenschonung sowie auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zunehmen wird, stellen mittlerweile die Ersatzbrennstoffe eine wichtige Säule in der Entsorgungswirtschaft und zunehmend auch in der Energiewirtschaft dar. Unterstützt durch günstige Rahmenbedingungen (steigende Energiekosten, Anerkennung der Klimavorteile) und wachsende Erfahrungen in den Anlagen bei der Prozessbeherrschung wird die energetische Verwertung auch mittelfristig weiter an Bedeutung gewinnen. |
| Energiebereitstellung durch thermische Abfallbehandlungsanlagen Univ.-Prof. Dr.-Ing. Arnd I. Urban Die Abfallverbrennung in Rostfeuerungsanlagen ist der klassische Entsorgungsweg in Deutschland. Dabei ist die Entsorgung die primäre Aufgabe, nicht die Energiegewinnung. Diese ist eine im Gesamtkontext zu optimierende, gegenwärtig allerdings hochaktuelle Nebenaufgabe. Weitere Verbesserungen der auf hohem technischen und ökologischen Niveau betriebenen Anlagen erfolgen kontinuierlich. |
| Nachrüstung einer Vergärungsstufe im Kompostwerk Göttingen Dr.-Ing. Ottomar Rühl Die ständig knapper werdenden Ressourcen fossiler Energieträger sowie die zunehmenden klimatischen Veränderungen durch deren intensivere Nutzung sind die Triebkraft für das Umdenken in der Energieversorgung. So haben sich in den letzten Jahren vor allem kleinere Anlagen der Energieerzeugung etabliert, die einen entscheidenden Anteil an der Gesamtenergieerzeugung sicherstellen. Der Vormarsch erneuerbarer Energien hat nicht nur vor dem Hintergrund des EEG eine rasante Entwicklung vollzogen, sondern erfordert zusätzlich in immer stärkerem Maße die Umsetzung von dezentralen Energieversorgungskonzepten. |
| Innovatives Konzept zur Nutzung inhomogener Abfallbiomasse als Energieträger Dr. Jens-Karl Wegener Der weltweit wachsende Energiebedarf leitet in den Industrieländern eine Renaissance bei der Nutzung des Energieträgers Biomasse ein, der mit weiter steigenden Preisen für fossile Rohstoffe zunehmend ökonomisch konkurrenzfähig wird. Getragen durch gesetzliche Förderungen zur Umsetzung ökologischer Ziele, wie z.B. Klima- und Ressourcenschutz, ist die Nutzung von Biomasse in Deutschland in den letzten Jahren zum Teil erheblich intensiviert worden. Der Anteil der Erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch im Jahr 2007 beträgt ca. 8 %. Dabei stellt die Biomasse innerhalb der Erneuerbaren Energien mit rund 71 % den wichtigsten Energieträger dar. |
| Zukunftsorientierte technologische Umsetzung der energetischen Nutzung von Biomassen Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen Aktuell wird die energetische Nutzung von Biomassen aufgrund steigender Nahrungsmittelpreise und der in einigen Regionen auftretenden Konkurrenz zwischen der Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln sowie Energiepflanzen sehr kontrovers diskutiert. Nachdem in den letzten Jahren die Bioenergie überwiegend als sinnvoller Baustein zur Lösung der aus Ressourcenknappheit und Klimawandel resultierenden Probleme der Energiewirtschaft gesehen wurde, gerät sie nun vermehrt in die Kritik. |
| Kosteneffektive Gesamtlösungen der Bioabfallbehandlung mit Teilstromvergärung Martin Mayer Nicht nur im Rahmen der aktuellen Klimadiskussion und der Flächenkonkurrenz von NaWaRos macht eine Teilstromvergärung der organischen Siedlungsabfälle Sinn, sondern weil die Erfassung der organischen Abfälle in Deutschland über die "Braune Tonne" eine Mischung aus Küchenabfällen und Grünabfällen liefert. Dabei werden diese beiden Abfallströme ungeachtet ihrer unterschiedlichen chemisch und physikalischen Eigenschaften auf Grund ihres Gehalts an Organik gemischt gesammelt. Jedoch werden hier zwei Abfallströme gemischt und dadurch oft gemeinsam behandelt (Knappe et al., 2006), die eigentlich einer separaten, auf den jeweiligen Abfallstrom zugeschnittenen Behandlung bedürfen. |
| Festflüssigtrennung von Siedlungsabfall – Erfahrungsbericht WM-Presse
Dr.-Ing. Gregor Stadtmüller Der ZAK behandelt die Abfälle seiner Verbandsmitglieder, Stadt und Landkreis Kaiserslautern, im hoheitlichen Auftrag. Im Verbandsgebiet leben etwa 260.000 Einwohner. Dafür betreibt der ZAK am Standort Kapiteltal eine mechanisch-biologische Anlage, je eine Anlage für die Kompostierung von Grünabfall sowie Bioabfall, eine Abfallumschlaganlage, einen Wertstoffhof und ein Sonderabfalllager sowie ein Umwelterlebniszentrum. Die Deponie Kapiteltal ist in der Abschlussphase und wird derzeit profiliert. Weiterhin betreibt der ZAK ein Biomassekraftwerk sowie eine Altholzaufbereitungsanlage. |
| Trockenfermentation von Biomasse aus Abfall und nachwachsenden Rohstoffen Dr. Rolf Liebeneiner, Prof. Dr. Ulf Theilen Die Trockenvergärung von Abfällen wird bereits seit Jahren erfolgreich durchgeführt. Die etablierten Techniken der Abfallwirtschaft wurden besonders nach der Novellierung des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes (EEG) im August 2004 und der daraus resultierenden Gewährung des Technologiebonus für Trockenvergärungs-Anlagen an die vielfältigen Anwendungsbereiche im Rahmen der Vergärung von Energiepflanzen angepasst. Durch die aktuelle Novellierung (2008) fällt zwar der Technologiebonus für Trockenvergärungsanlagen weg, die Vorteile hinsichtlich Energieverbrauch, Reaktorvolumen und Substratwahl bleiben weiterhin bestehen. |
| Synergieeffekte bei der Co-Vergärung mit Klärschlamm oder Gülle Prof. Dr.-Ing. Norbert Dichtl, Wiebke Rand Seit Anfang der neunziger Jahre ist eine Intensivierung der Bemühungen zur Co-Vergärung von sowohl flüssigen als auch festen Abfallstoffen in Kläranlagen festzustellen. Der Terminus "Co-Vergärung" bezeichnet dabei allgemein die Mitbehandlung begrenzter Mengen eines Materials in einer Vergärungsanlage, das von den bei der Planung und Genehmigung der Anlage vorgesehenen Substraten abweicht. In der Praxis handelt es sich vor allem um die gemeinsame Vergärung des Basissubstrats Klärschlamm (bzw. in landwirtschaftlichen Biogasanlagen Gülle) mit einem oder mehreren flüssigen oder festen biogenen Abfallstoffen als Co-Substrat. |
| Weiterentwicklung der Anaerobtechnik von der Mikrobiologie bis zur Gastechnik Prof. Dr.-Ing. Frank Scholwin, Prof. Dr. Michael Nelles Die Biogastechnologie ist mit einer industriellen Entwicklungszeit von rund 10 bis 15 Jahren noch eine sehr junge Technologie. Durch die umweltpolitisch notwendige Fokussierung auf die Reduktion von Klimagasemissionen hat sie jedoch insbesondere in den Bereichen der Nutzung landwirtschaftlicher, kommunaler und industrieller Reststoffe sowie nachwachsender Rohstoffe eine erhebliche Bedeutung erhalten. Der hohe auf der Technologie liegende Druck aus ökonomischer, aber auch umweltpolitischer Sicht, fordert eine ständige Fortentwicklung der eingesetzten Technologien, aber auch der vor- und nachgelagerten Prozesse. Forschungsarbeiten werden zur Optimierung vieler Prozesselemente durchgeführt und führen zu neuen Erkenntnissen und vor allem zu effizienteren Biogasanlagen mit verbesserten Umweltwirkungen. |
| Beispielhafte wirtschaftliche Optimierung bei der Kompostierung von Abfällen durch eine vor geschaltete Vergärungstechnologie mit Abwärmenutzung Dipl.-Phys. Ing. (FH) Peter Lutz Die biologische Behandlung von Bioabfällen kann durch eine Kompostierung oder eine vorgeschaltete Vergärung mit anschließender Nachkompostierung erfolgen. Wird als Substrat Bioabfall aus der kommunalen Sammlung (eventuell auch zusammen mit weiteren Substraten, wie z. B. Marktabfällen) eingesetzt, so stellt der Störstoffanteil hohe Anforderungen an die potentiell einsetzbaren Verfahren. Neben dem potentiellen Eintrag von Schadstoffen wirken Störstoffe, wie Kunststoffe, Glas, Sand und Steine, Schwimmschichten und Sedimente, abrasiv und verursachen unterschiedlichste Schäden. |
| Ersatzbrennstoffeinsatz in der Papierindustrie am Beispiel SCA in Witzenhausen Dr. Kurt Wengenroth Die Herstellung von Papier ist außerordentlich energieintensiv, da die Papierfaser zunächst in Wasser suspendiert wird und der damit verbundene hohe Wasseranteil im laufenden Prozess, das heißt innerhalb von wenigen Minuten, auf einen Feuchtegehalt von wenigen Prozent reduziert werden muss. Dies wird durch eine gezielte Kombination von mechanischen Pressvorrichtungen und energetischen Trocknungsmaßnahmen realisiert, wobei der Trocknungsprozess aufgrund der Verwendung von Dampf der energieintensivere ist. Der hierzu notwendige Energiebedarf liegt je nach Größe des Werkes bei 60 – 100 MW in Form von Dampf mit Temperaturen von ca. 200°C. Zur Verdeutlichung ist der prinzipielle Ablauf ist im Folgenden schematisch dargestellt. |
| Sekundärbrennstoff- Aufbereitung und Verwertung Prof. Dr.-Ing. Thomas Pretz Sekundäre Brennstoffe oder Ersatzbrennstoffe werden durch mechanische Verfahren aus Abfallgemischen unterschiedlicher Herkunft seit etwa 40 Jahren hergestellt. Dabei haben sich sowohl die Verfahrenstechniken als auch die Begriffe verändert. Aus dem Brennstoff aus Müll (BRAM) ist heute Ersatz- oder Substitutbrennstoff geworden, für den in einigen Fällen qualitative Mindestanforderungen einschließlich einer geregelten Qualitätssicherung eingeführt worden ist. |
| Auswirkungen der Novellen des EEG und KWKG auf die Abfallwirtschaft RA Hartmut Gaßner Nach den entsprechenden Beschlussfassungen im Bundestag und Bundesrat werden das novellierte EEG und das novellierte KWKG am 01. Januar 2009 in Kraft treten. Die Abfallwirtschaft hat verschiedene Anknüpfungspunkte zum EEG und KWKG. Das Leitmotiv des 69. Symposiums des ANS e.V. ist: "Energie aus Abfall – Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung". Damit sind die Themenbereiche umschrieben, die auch in Bezug auf EEG und KWKG bedeutsam sind. Die Energie aus Abfall, die zur Stromversorgung eingesetzt wird, kann die Einspeisevergütung beanspruchen, wenn es sich um Biomasse i.S.d. Biomasseverordnung handelt. |
| Chlor – Unterschätzte Kostenexplosion in der EBS-Verbrennung Dipl.-Ing. Reinhard Schu, Dipl.-Ing. Jens Niestroj Der Chlorgehalt im Abfall und Ersatzbrennstoff (EBS) ist heute der Leitparameter für die Auslegung von Kessel und Abgasreinigung und hat einen großen Einfluss auf die Betriebskosten und die Verfügbarkeit einer Verbrennungsanlage. Die Mitverbrennung von EBS aus gemischten Abfällen in der Zementindustrie und Kohlekraftwerken ist rückläufig, aufgrund erhöhter Sensibilisierung für die Brennstoffzusammensetzung und für die Verwertbarkeit der Reststoffe aus dem Kraftwerkprozess. Ersatzbrennstoffe werden heute entweder in der MVA mitverbrannt oder in Monoverbrennungsanlagen verwertet. |
| Stoffliche oder energetische Verwertung von Biomasse Dr.-Ing. Michael Kern, Dipl.-Ing. Thomas Raussen, M.Sc.agr Auke Lootsma, Karsten Funda Die getrennte Erfassung vom Bio- und Grünabfällen hat in Deutschland ein hohes Niveau erreicht. Allerdings ist der Anteil der daraus gewonnenen Energie noch vergleichsweise gering und die Biomasse wird überwiegend stofflich genutzt. Gerade vor dem Hintergrund, dass gegenwärtig Energiepflanzen in Konkurrenz zu Nahrungsmittel großflächig angebaut werden, muss die Frage gestellt werden, ob die kombinierte stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse nicht Zielführender ist. |
| Ökologische Bewertung der Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung Dipl.-Ing. Regine Vogt Für eine energetische Nutzung kommen eine Vielzahl an Biomassen und Ersatzbrennstoffen in Frage. Tabelle 1 zeigt beispielhaft Biomasse-Reststoffe nach Herkunftsbereich und mit Angabe verschiedener Nutzungsmöglichkeiten. Es sind ausschließlich Biomassen aufgeführt, die als Rest- bzw. Abfallstoffe anfallen. Aus Sicht der ökologischen Bewertung ist dies insofern von Bedeutung, als dass Rest- bzw. Abfallstoffe üblicherweise als "frei anfallend" erachtet werden, da sie nicht gezielt erzeugt werden. Damit haben Biomasse-Reststoffe gegenüber z.B. Energiepflanzen den Vorteil, dass für sie keine Bereitstellungsaufwendungen und damit verbundene Umweltbelastungen anfallen. |
| Die Vergärungsanlage Rostock Dr. Michael Mayer, Peter Storp Die Vergärung von Bioabfällen in technischen Fermentern kann inzwischen zu den etablierten Verfahren gerechnet werden. Dieses Verfahren stellt sicherlich den derzeit ökologisch sowie ökonomisch sinnvollsten Weg dar, die Energie im Bioabfall zu nutzen. Der nächste Schritt muss es nun sein, auch die Energie des Bioabfalls im Hausmüll zu erschließen. Hierbei ist es sehr hilfreich, dass bei der Formulierung des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) eine weite Definition des Begriffes "Erneuerbare Energie" gewählt wurde. Damit ist das Biogas aus den Hausmüllvergärungsanlagen in gleicher Weise wie das Gas aus den Biogasanlagen vom Grundsatz her EEG-konform. |
| Nutzung gastechnischer Einrichtungen stillgelegter Deponien zur Biogasverwertung am Beispiel der Deponie Brandholz Markus Töpfer Die RMD Rhein-Main Deponie GmbH ist eine gemeinsame Tochtergesellschaft des Main-Taunus-Kreises und des Hochtaunuskreises, die jeweils 50 % der Gesellschaftsanteile halten. Sie wurde ursprünglich als Gesellschaft zum Betrieb der Deponie Wicker ausschließlich vom Main-Taunus-Kreis gegründet. Der Hochtaunuskreis hat seine Gesellschaftsanteile mit der Neuordnung der Abfallwirtschaft im Rhein-Main-Gebiet nach der Auflösung des Umlandverbandes übernommen. In diesem Zuge sind der RMD neben der Deponie Wicker auch die Deponie Brandholz in Neu Anspach, Hochtaunuskreis sowie die Schlackedeponie Offenbach zugeschlagen worden. |
| Grossversuch - Aufbereitung von getrennt gesammeltem Bioabfall/Grünschnitt zu Biomasse-Brennstoff - Holger Lingk, Dipl.- Ing. Manfred Kanthak Der ZAB betreibt am Standort Niederlehme eine Anlage zur Behandlung von Restabfällen nach dem Prinzip der mechanisch-biologischen Stabilisierung. Der Abfall wird mit zwei automatisierten Kransystemen zunächst einer Zerkleinerung und dann der biologischen Trocknung in Rotteboxen zugeführt. Der Rotte- und Trocknungsprozess erstreckt sich in der Regel über sieben Tage in einem Temperaturbereich von 50 bis 60oC. Die im Abfall enthaltene Feuchtigkeit geht dabei in den Luftstrom über, der das Rottegut ständig von unten nach oben durchströmt. |
| Verwertung von Plastikabfällen durch Depolymerisation zu brennstoff Dipl. Ing. Georg Kosak, Dipl.-Ing. Alex Pfirter, Gerold Weser In unserer heutigen Gesellschaft werden Kunststoffe in vielfältigen Ausführungen und großen Mengen produziert und müssen nach Gebrauch verwertet bzw. entsorgt werden. Plastikabfälle bereiten bei der Abfallentsorgung jedoch erhebliche Probleme (u. a. wegen des hohen Heizwertes). Bei den zur Verwertung durch Depolymerisation geeigneten Abfällen handelt es sich um Fraktionen aus Haushalten, dem Gewerbe und der Industrie. Die Plastikabfälle sollten möglichst frei von Fremdstoffen wie Papier, Textilien, Metallen und inerten Stoffen sein. Fremdstoffe müssen allenfalls vor der Aufbereitung weiter aussortiert werden. |
| Regionale Konzepte zur Biomassenutzung am Beispiel Hessen Dipl.-Ing. Thomas Turk Die hessische Landesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch des Landes bis zum Jahr 2015 auf 15 % zu erhöhen.Der energetischen Nutzung von Biomasse kommt in diesem Zusammenhang eine Schlüsselrolle zu. Schon heute deckt Bioenergie in Hessen ca. 75 % der regenerativen Energieerzeugung ab. |
| Klärschlamm - Abfall oder Ersatzbrennstoff Armin Uhrig Ich möchte im folgenden keinen technischen bzw. wissenschaftlichen Vortrag halten, sondern vielmehr Gedanken, meine Gedanken, zu diesem Thema, bzw. bei Gesprächen mit Kommunen angesprochene Themen vortragen, dies unter Bezug auf die aktuelle Gesetzeslage Klärschlamm, die Energiediskussion und die knapper werdenden Brennstoffe, als auch aufgrund von sinnvoller Nutzung von Abwärme bzw. Freikapazitäten in den Faulräumen. |
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